Poche persone nel settore dell'autoradio sembrano capire che gli altoparlanti sono in genere l'anello più debole nei sistemi audio, in termini di aggiunta di distorsione a ciò che ascoltiamo. Che sia'A causa di un design scadente con bobina mobile centrata in modo errato nel traferro magnetico o scarsa linearità magnetica o di conformità, gli altoparlanti aggiungono quantità significative di informazioni indesiderate a ciò che ascoltiamo. Questo articolo approfondirà la spiegazione di come l'aumento dell'escursione del cono influenzi la distorsione.
Comprensione dell'escursione del cono dell'altoparlante per auto
I coni degli altoparlanti si muovono avanti e indietro per eccitare le molecole d'aria e produrre suoni. Funzionano allo stesso modo in cui il suono della pelle di un tamburo, il suono di un corno o la vibrazione della corda di una chitarra creano onde di pressione nell'aria. Se applichiamo più tensione a un altoparlante, il cono si muove di più. La riproduzione di informazioni a bassa frequenza richiede che le molecole d'aria vengano spostate ulteriormente, richiedendo una maggiore escursione del cono (e più tensione) per produrre le basse frequenze. Strumenti più grandi come contrabbasso, pianoforte a coda da concerto e timpani producono anche più informazioni a bassa frequenza rispetto a un banjo, un pianoforte a spinetta o un tamburo bongo.
Sfortunatamente per gli altoparlanti, più i loro coni si muovono avanti e indietro, maggiori sono le possibilità che il cono non segua perfettamente il segnale elettrico. Quando ciò accade, al segnale audio vengono aggiunte informazioni armoniche indesiderate. Chiamiamo questa distorsione. Se il cono, il cappuccio antipolvere o il surround risuonano, ciò aggiunge anche una distorsione indesiderata. Esso'Non è raro che gli altoparlanti che suonano a livelli di uscita moderati raggiungano una distorsione ben oltre l'1%. Ciò significa che più dell'1 percento del suono che producono non't seguire accuratamente il segnale in ingresso.
Misurazione e comprensione della distorsione dell'altoparlante
Per aiutare a spiegare questo concetto, ho preso un popolare altoparlante in stile PA da 6.5-pollici'è utilizzato nei sistemi audio per auto e l'ho montato nella mia custodia di prova. Ho impostato la mia Clio Pocket con il microfono a pochi millimetri dal cono ed ho eseguito una serie di sweep di risposta in frequenza a diversi livelli di potenza. Il sistema Clio può analizzare la misurazione e visualizzare informazioni armoniche di secondo e terzo ordine. Permettere's guardare la prima misurazione in dettaglio.
Distorsione dell'altoparlante
Risposta in frequenza Nearfield di un altoparlante in stile PA pilotato con 0,25 watt di potenza.
Il grafico che vedi sopra mostra tre informazioni. Innanzitutto, la traccia rossa è la risposta in frequenza dell'altoparlante. Questa traccia ci dice quanta energia produce l'altoparlante a frequenze diverse quando alimentato con un segnale chirp. Il segnale chirp è un'onda sinusoidale che inizia a 20 Hz e termina a 40 kHz. Ho regolato l'uscita dell'amplificatore per questo test in modo tale che producesse esattamente 1 volt di uscita, che è 0,25 watt su un carico di 4-ohm.
L'altoparlante perfetto (che non't esiste) produrrebbe una risposta in frequenza perfettamente piatta dalle frequenze basse più basse alle frequenze alte più alte. Questo altoparlante era entro circa 5 dB di flat da 200 Hz a 3000 Hz. Ricorda, questa misurazione è con il microfono proprio sul cono, quindi i numeri del livello di pressione sonora a sinistra don't direttamente correlato a ciò che tu'd sentire in un'auto o in un camion a meno che tu non abbia installato l'altoparlante nel poggiatesta. Uh, per favore don'Non farlo.
La traccia blu è la traccia della distorsione armonica del secondo ordine. Per spiegare cosa significano queste informazioni, let's guardare una frequenza specifica, 200 Hz. L'altoparlante produce circa 88 dB SPL di uscita a 200 Hz. Questa è chiamata frequenza fondamentale. La traccia blu ce lo dice's producendo anche una seconda armonica (che sarebbe 400 Hz) a un livello di 38 dB SPL. Ancora una volta, i numeri assoluti don'Non importa, ma dobbiamo sapere che la distorsione è 50 dB al di sotto della fondamentale. Ciò corrisponde allo 0,316 percento per l'armonica del secondo ordine.
La traccia verde è il livello dell'armonica del terzo ordine, che per un segnale a 200 Hz è 600 Hz. Abbiamo un'uscita di circa 29 dB SPL, 59 dB al di sotto della fondamentale e che rappresenta un livello di distorsione dello 0,112 percento.
I'Lo ribadisco e lo riformulo per essere precisi: se alimentate questo diffusore con un segnale da 200 hertz a un livello di 0,25 watt, produrrà anche un'uscita a 400 hertz e 600 hertz (e molti altri multipli). Ecco come funziona la distorsione degli altoparlanti, e basta'È comune a ogni diffusore di ogni design, a ogni fascia di prezzo e di ogni produttore. Infine, altoparlanti migliori aggiungono meno distorsione– Quello'sa parte fondamentale di ciò che li rende migliori. Ho scelto deliberatamente questo altoparlante in stile PA perché ha una bobina estremamente corta, quindi sarà facile spingerlo ad alti livelli di distorsione alle basse frequenze con una potenza minima. Lo scopo è quantificare come la distorsione aumenta con l'escursione del cono, non farlo"test" questo oratore.
