Điện Tử Tuấn Hằng Hệ số tắt dần là một trong nhiều phương trình áp dụng cho thiết bị âm thanh. Khi thảo luận về mối quan hệ giữa đầu ra âm thanh (đặc biệt là bộ khuếch đại) và đầu vào âm thanh (loa cụ thể), hệ số giảm chấn có phần ít được coi là xếp hạng nhưng vẫn cần biết.
Hệ số tắt dần giữa amply và loa là bao nhiêu? Hệ số giảm âm (DF) về mặt kỹ thuật là tỷ số giữa trở kháng danh định của loa với tổng trở kháng của nguồn phát ra loa. Điều này bao gồm trở kháng của bộ khuếch đại (nguồn) và dây loa. DF cao cho chúng ta biết rằng bộ khuếch đại có nhiều quyền kiểm soát hơn đối với trình điều khiển chuyển động của loa.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi vào chi tiết hơn về hệ số giảm chấn và thảo luận về trở kháng trong hệ thống âm thanh một cách rõ ràng hơn.
Yếu tố giảm chấn là gì?
Như đã đề cập trong phần câu trả lời ở trên, hệ số tắt dần được định nghĩa là tỷ số giữa trở kháng tải và trở kháng nguồn.
Theo cách này, hệ số tắt dần có thể được viết dưới dạng phương trình sau:
DF = Ztải / Znguồn
Hệ số giảm chấn thường đề cập cụ thể đến tỷ số của trở kháng loa danh nghĩa với tổng trở kháng nguồn thúc đẩy nó.
Tổng trở kháng dẫn động là sự kết hợp của trở kháng nguồn của bộ khuếch đại; trở kháng vốn có trong dây loa và thậm chí cả trở kháng của bộ phân tần của loa.
Mục đích của hệ số giảm âm là cho chúng ta biết mức độ kiểm soát của bộ khuếch đại đối với (các) trình điều khiển của loa. DF cao hơn có nghĩa là bộ khuếch đại sẽ di chuyển trình điều khiển với độ chính xác và chính xác hơn.
Đặc điểm kỹ thuật hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại
Hệ số giảm chấn là một số không có thứ nguyên sẽ là số dương nếu bộ khuếch đại dùng để điều khiển loa chứ không phải ngược lại.
Một lần nữa, hệ số tắt dần có thể được viết dưới dạng phương trình sau:
DF = Ztải / Znguồn
Kết nối bộ khuếch đại – loa có thể được đơn giản hóa thành một bộ chia điện áp như hình bên dưới:
• ZS (trở kháng nguồn) là trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại.
• ZL (trở kháng tải) là trở kháng danh định của loa.
• VS là điện áp của đầu ra của bộ khuếch đại.
• VL là điện áp trên trình điều khiển loa.
Sơ đồ đơn giản này giúp chúng ta hiểu một cách đơn giản về kết nối bộ khuếch đại – loa. Rõ ràng là nó không hoàn hảo nhưng nó hiểu được ý chính của nó.
Để hiểu cơ bản về thông số DF, chúng ta nên biết 3 điểm sau:
1. Nhiều người cho rằng hệ số giảm chấn trên 20 sẽ cung cấp nhiều khả năng kiểm soát cho bộ khuếch đại và những xếp hạng này có thể dễ dàng đạt được với các bộ khuếch đại trạng thái rắn hiện đại.
2. Amps ống thường có hệ số giảm chấn dưới 20 nhưng dù sao cũng được yêu thích do đặc tính dễ chịu của chúng.
3. Trên một điểm nhất định (được cho là thấp nhất là DF = 100 hoặc thấp hơn), việc tăng hệ số tắt dần ít ảnh hưởng đến việc tăng khả năng kiểm soát của bộ khuếch đại. Tất nhiên, vẫn có sự gia tăng kiểm soát có thể được nghe thấy một cách chủ quan (và được tranh luận về nó) nhưng chắc chắn lợi nhuận về mặt lý thuyết và âm thanh đang giảm dần.
Với ba điểm đó, chúng ta có thể hiểu khá nhiều điều cần tìm trong thông số kỹ thuật hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại. Như với bất cứ điều gì, câu chuyện đi sâu hơn và, trong trường hợp của DF, khá sâu hơn một chút. Chúng ta sẽ đi sâu vào vấn đề đó trong bài viết này.
Hãy nhớ rằng, trong phần trước, chúng ta đã xác định hệ số tắt dần. Tuy nhiên, các thông số kỹ thuật về hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại được tính toán hơi khác một chút.
Trước khi chúng ta tiến xa hơn, hãy xem một vài ví dụ về các yếu tố làm giảm độ ồn của bộ khuếch đại công suất trong thế giới thực.
Ví dụ về thông số kỹ thuật hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại công suất
Để giúp minh họa các thông số kỹ thuật của hệ số giảm chấn mà chúng tôi sẽ tìm thấy trong sổ tay và bảng dữ liệu bộ khuếch đại công suất, hãy cùng xem một vài ví dụ:
- Crown Audio XLi 2500
- Anthem STR
- Hertz Mille ML Power 1
- McIntosh MC2152
Crown Audio XLi 2500 (liên kết để kiểm tra giá trên Amazon) là một bộ khuếch đại công suất âm thanh nổi phổ biến. Đặc điểm kỹ thuật hệ số giảm chấn của nó được liệt kê là:
Hệ số giảm chấn (8ohms), 10 Hz-400 Hz:> 200
Anthem STR là một bộ khuếch đại tích hợp âm thanh nổi với DAC tích hợp và công nghệ Room Correction độc quyền của Anthem. Hệ số giảm chấn của nó được liệt kê là:
Hệ số giảm chấn (20Hz – 1 kHz): 330
Hertz Mille ML Power 1 là một bộ khuếch đại loa siêu trầm mono. Hệ số giảm chấn của nó được liệt kê là:
Hệ số giảm chấn (100 Hz @ 4Ω): 100
McIntosh MC2152 là Bộ khuếch đại ống chân không 2 kênh. Hệ số giảm chấn của nó được liệt kê là:
Hệ số giảm chấn:> 18
McIntosh cũng góp mặt trong Top các thương hiệu bộ khuếch đại công suất tốt nhất thế giới của My New Microphone.
Lưu ý rằng MC2152, là bộ khuếch đại ống duy nhất, có hệ số giảm chấn thấp hơn nhiều so với 3 bộ khuếch đại trạng thái rắn khác.
Tìm hiểu thêm về các hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại ống trong phần Tube Vs. Hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại trạng thái rắn.
Tôi sẽ nhắc lại rằng thông số kỹ thuật về hệ số giảm chấn không cho chúng ta biết toàn bộ câu chuyện về hệ số giảm chấn thực tế của hệ thống. Thay vào đó, nó cho chúng ta một ý tưởng về việc bộ khuếch đại sẽ kiểm soát loa tốt như thế nào.
Từ các loa trên, chúng ta thấy một vài thông tin thú vị dùng để kiểm tra hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại:
- Các tần số hoặc dải tần số cụ thể được sử dụng trong tính toán.
- Trở kháng tải cụ thể được sử dụng trong tính toán.
Vì vậy thông số kỹ thuật của hệ số tắt dần được đo ở các tần số nhất định vào tải cố định. Điều này mang lại một kết quả đơn giản chỉ thực sự tính đến sự thay đổi trong trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại.
Hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại được tính toán luôn khác với hệ số giảm chấn thực của hệ thống mặc dù nó mang lại sự đại diện tốt cho hệ số giảm chấn của hệ thống.
Tuy nhiên, đó thực sự là tất cả những gì mà nhà sản xuất bộ khuếch đại có thể kiểm tra với bất kỳ mức độ chính xác nào. Nhà sản xuất không biết chúng tôi sẽ kết nối loa nào với bộ khuếch đại của họ và chúng tôi sẽ sử dụng loại cáp nào để làm như vậy.
Một lần nữa, nói chung, hệ số giảm chấn cao hơn sẽ tốt hơn vì điều đó có nghĩa là bộ khuếch đại sẽ kiểm soát nhiều hơn chuyển động của loa. Điều khiển này giúp giảm thiểu biến dạng do (các) trình điều khiển loa dao động chính xác hơn theo dạng sóng âm thanh.
Hệ số giảm âm cao có nghĩa là loa sẽ ngừng di chuyển rất nhanh sau khi tín hiệu âm thanh bị dừng và rất nhanh sau khi tín hiệu âm thanh được áp dụng. DF cao mang lại độ méo thấp hơn; cải thiện phản ứng thoáng qua; tạo ra âm trầm chặt chẽ hơn và âm thanh đầu ra mô tả chính xác hơn các tín hiệu âm thanh được bộ khuếch đại phát ra vào (các) loa.
Trở kháng tải danh định
Trở kháng tải danh định của loa thường được định nghĩa là 8Ω trừ khi có quy định khác. Hệ số giảm chấn thường được đo bằng một điện trở đơn giản ở đầu ra bộ khuếch đại có điện trở bằng trở kháng loa “điển hình”.
Tuy nhiên, trở kháng của loa không nhất quán. Nó thay đổi (đôi khi bằng một biên độ khá lớn) trên đáp tuyến tần số của người nói. Nó tăng đột biến ở tần số cộng hưởng của (các) trình điều khiển và (các) vỏ bọc và tăng lên ở mức cao cấp do điện kháng cảm ứng.
May mắn thay, sự gia tăng trở kháng ở các tần số cộng hưởng và ở dòng cao cấp có nghĩa là hệ số giảm xóc cao hơn cho bộ khuếch đại được kết nối.
Một lưu ý quan trọng khác về trở kháng của loa và hệ số giảm âm của bộ khuếch đại là: Hệ số giảm chấn thường chỉ được hiểu thông qua phần điện trở của trở kháng bộ khuếch đại, loa và cáp.
Điện trở DC của cuộn dây thoại của loa, theo định nghĩa của IEC (Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế) không nhỏ hơn 80% trở kháng đầu vào danh định của loa.
Khi đó, đối với loa 8Ω, điện trở DC phải là khoảng 6,4Ω. Một loa 4Ω phải có điện trở DC khoảng 3.2Ω.
Điều này nói lên rằng hệ số giảm chấn thực tế của một hệ thống sẽ không thấp hơn đáng kể so với bất kỳ DF nào được tính toán bằng cách sử dụng các phép đo thông thường.
Trên thực tế, ở nhiều tần số, hệ số tắt dần thực tế phải lớn hơn hệ số tắt dần danh định do trở kháng của loa tăng lên. Chỉ có một (hoặc hai) dải tần số nhỏ thực sự giảm xuống dưới trở kháng danh nghĩa của loa.
Tần suất kiểm tra của hệ số giảm chấn
Chúng tôi cũng nhận thấy rằng tần số tín hiệu hoặc một dải tần số thường được hiển thị trong thông số kỹ thuật hệ số giảm chấn. Điều này cho chúng ta biết một cách hiệu quả rằng, mặc dù hệ số giảm chấn chỉ giả định là các phần điện trở của trở kháng, nhưng có một thành phần tần số mà các nhà sản xuất đang mệt mỏi.
Như đã thảo luận trước đây, giảm xóc là quan trọng nhất ở tần số thấp. Do đó, nhiều thông số kỹ thuật của hệ số giảm chấn được đo ở tần số thấp hoặc dải tần số thấp.
Các tín hiệu âm thanh tần số thấp gây ra dao động chậm hơn và đặc biệt là tác động lớn hơn đến màng loa. Do đó, giảm xóc thích hợp thậm chí còn quan trọng hơn ở các tần số thấp để giữ cho trình điều khiển không bị vượt quá và duy trì phản ứng âm trầm chặt chẽ và xác định.
Vì lý do này, bạn thường sẽ tìm thấy các hệ số giảm chấn được chỉ định cho các dải tần số thấp hơn.
Tóm tắt về đặc điểm kỹ thuật của hệ số giảm chấn
Vì vậy, yếu tố giảm chấn, mặc dù có lẽ là một khái niệm quan trọng cần hiểu, thực sự là một thông số kỹ thuật kém về độ giảm chấn thực tế của loa.
Hãy nhớ rằng thông số kỹ thuật DF được đo ở một tần số nhất định (hoặc dải tần số) thành một tải thử nghiệm điện trở thuần túy với ít hoặc không có dây nối ở giữa.
Việc chia sẻ các thông số thử nghiệm này với chúng tôi là tùy thuộc vào nhà sản xuất. Tuy nhiên, chúng tôi biết rằng những thử nghiệm này chỉ mang tính gợi ý về những gì thực sự sẽ xảy ra trong thế giới thực nơi trở kháng của loa thay đổi theo tần số; dây loa điện trở được sử dụng để kết nối amp và loa, và các mạch khác (bao gồm cả bộ phân tần của loa) cũng có ảnh hưởng đến hệ số giảm chấn.
Bạn sẽ thấy rằng thông số kỹ thuật số không phải là thông số kỹ thuật khá mơ hồ duy nhất trên biểu dữ liệu của bộ khuếch đại.
Cách hoạt động của loa
Để thực sự hiểu hệ số giảm âm là gì, điều quan trọng là phải hiểu cách hoạt động của loa.
Khi một tín hiệu âm thanh khuếch đại (dòng điện thay thế) đi qua cuộn dây thoại của trình điều khiển loa, một từ trường thay đổi được tạo ra qua và xung quanh cuộn dây.
Cuộn dây âm thanh được gắn với màng ngăn và nằm trong một từ trường tập trung cao.
Vì vậy, khi tín hiệu âm thanh đi qua cuộn dây thoại, trình điều khiển loa bắt đầu dao động theo tỷ lệ với dạng sóng tín hiệu âm thanh và tạo ra sóng âm thanh bắt chước âm thanh.
Màng loa có khối lượng và hệ thống treo của chúng (vòm và màng nhện) có độ cứng và khối lượng. Đây là tất cả các yếu tố đi vào xác định tần số cộng hưởng của trình điều khiển.
Loa có khả năng sẽ vượt quá điểm cân bằng của nó, sau đó dao động qua lại (phần lớn ở tần số cộng hưởng của nó) với biên độ / hành trình giảm dần cho đến khi tất cả năng lượng bị tiêu tán vào hệ thống treo của trình điều khiển.
Chúng tôi không muốn điều này xảy ra quá mức. Chúng tôi muốn giảm độ ẩm của trình điều khiển để nó thực hiện hiệu quả những gì bộ khuếch đại yêu cầu nó làm hơn là những gì nó muốn làm một cách tự nhiên.
Có 3 cách hiệu quả mà trình điều khiển loa có thể được giảm xóc:
- Về mặt cơ học: đây là sự mất năng lượng nói trên do ma sát cơ học và độ cứng. Trình điều khiển sẽ không dao động mãi mãi. cuối cùng nó sẽ tiêu tán năng lượng của nó một cách cơ học thông qua hệ thống treo.
- Về mặt âm học: trở kháng âm thanh của môi trường (thường là các phân tử không khí) xung quanh người lái xe sẽ làm giảm âm cho đến khi người lái xe dừng chuyển động.
- Về mặt điện: dòng điện, điện áp và trở kháng của mạch có tác dụng giảm lực tác động lên người lái xe.
Phương pháp giảm chấn mà chúng tôi rõ ràng quan tâm khi nói đến hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại là phương pháp thứ ba: giảm chấn điện.
Bạn có nhớ phần về cảm ứng điện từ trong cuộn dây loa của trình điều khiển loa không? Khi một tín hiệu âm thanh đi qua cuộn dây thoại, một từ trường thay đổi được tạo ra khiến cuộn dây âm thanh di chuyển trong cấu trúc từ tính của trình điều khiển.
Chà, điều ngược lại cũng đúng: khi cuộn dây thoại di chuyển trong từ trường, một điện áp được tạo ra trên nó.
Do đó, khi tín hiệu âm thanh chạy qua cuộn dây thoại và khiến nó di chuyển, một tín hiệu điện được tạo ra qua cuộn dây âm thanh đối lập với tín hiệu âm thanh.
Vì vậy, mạch đầu ra của bộ khuếch đại thực sự đóng vai trò là tải điện chính trên cuộn dây đồng thời với cuộn dây thoại đóng vai trò là tải điện chính trên đầu ra của bộ khuếch đại.
Nếu điện trở tải của cuộn dây thoại thấp, dòng điện sẽ rời khỏi cuộn dây một cách hiệu quả và cuộn dây thoại sẽ buộc phải giảm tốc với tốc độ nhanh hơn so với khi tải ở mức cao và tạo ra dòng điện thấp hơn.
Nói cách khác, hệ số giảm chấn cao hơn có nghĩa là cuộn dây giọng nói giảm xóc nhanh hơn và kiểm soát nhiều hơn đối với cuộn dây giọng nói. Kiểm soát nhiều hơn đối với cuộn dây giọng nói có nghĩa là ít biến dạng hơn; chuyển tiếp tốt hơn và phản hồi âm trầm được xác định rõ hơn.
Nói chung, có một hệ số giảm xóc cao là một điều tốt.
Một lần nữa, điều quan trọng cần lưu ý là hệ số giảm chấn thực tế sẽ thay đổi tùy theo tần số. Điều này là do cuộn dây giọng nói có trở kháng phức tạp thay đổi, đôi khi rất lớn, theo tần số.
Thêm vào đó, sự gia tăng nhiệt độ sẽ làm tăng điện trở và trở kháng của cuộn dây thoại.
Cũng cần lưu ý rằng dây loa và bộ phân tần của loa cũng sẽ có ảnh hưởng đến trở kháng tải tổng thể mà bộ khuếch đại nhìn thấy (và trở kháng tải tổng thể được nhìn thấy bởi cuộn dây thoại).
Điện trở dây loa
Như chúng ta đã thảo luận, điện trở của dây loa, mặc dù không được tính toán trong thông số kỹ thuật DF của bộ khuếch đại, nhưng là một yếu tố quan trọng trong việc xác định độ giảm chấn của hệ thống kết nối loa-amp.
Một nguyên tắc chung cho thấy tổng điện trở của dây nên nhỏ hơn 5% trở kháng danh định của loa.
Dây loa thường được làm bằng đồng, vì vậy chúng ta sẽ thảo luận về độ dài thường có thể chấp nhận được của dây loa đồng trong bài viết này.
Một cuộc thảo luận đầy đủ về dây loa có thể chiếm nhiều bài viết hơn và vì vậy nó sẽ được lưu cho các bài viết khác. Hiện tại, chúng ta sẽ chỉ nói về cuộc kháng chiến.
Điện trở suất (ρ) của đồng ở 20ºC (tính bằng ohm-mét) được cho là:
ρ = 1,724 • 10-8
Dưới đây là bảng đại diện cho các đồng hồ đo dây loa [đồng] phổ biến và điện trở của chúng trên mỗi đơn vị khoảng cách:
| AWG (Máy đo) | Đường kính dây | Điện trở | Điện trở trên mỗi mét |
|---|---|---|---|
| 24 | 0.0201 in. 0.5105 mm |
25.67 mΩ | 84.2 mΩ |
| 22 | 0.0254 in. 0.6452 mm |
16.14 mΩ | 52.7 mΩ |
| 20 | 0.0320 in. 0.8128 mm |
10.15 mΩ | 33.2 mΩ |
| 18 | 0.0403 in. 1.0236 mm |
6.385 mΩ | 20.9 mΩ |
| 16 | 0.0508 in. 1.2903 mm |
4.016 mΩ | 13.2 mΩ |
| 14 | 0.0640 in. 1.6256 mm |
2.525 mΩ | 8.28 mΩ |
| 12 | 0.0808 in. 2.0523 mm |
1.588 mΩ | 5.21 mΩ |
| 10 | 0.1019 in. 2.5883 mm |
0.999 mΩ | 3.28 mΩ |
Lưu ý rằng dây khổ thấp hơn thực sự dày hơn và do đó, có điện trở thấp hơn.
Tôi đã tổng hợp một bảng khác để giới thiệu chiều dài dây loa đồng tối đa tại mỗi đồng hồ đo chung đáp ứng quy tắc ngón tay cái <5% ở các trở kháng loa danh nghĩa khác nhau:
Điều quan trọng cần lưu ý là hầu hết dây loa sử dụng hai dây dẫn và do đó, điện trở được tăng gấp đôi một cách hiệu quả. Do đó, bảng này thực hiện các tính toán của nó với 2x điện trở trên một đơn vị khoảng cách được đề cập trong bảng trên.
| AWG (Máy đo) * Mỗi dây trong một cáp hai dây dẫn * |
2Ω tải Tối đa Chiều dài (bằng chân) Tổng kháng cự |
4Ω tải Tối đa Chiều dài (bằng chân) Tổng kháng cự |
6Ω tải Tối đa Chiều dài (bằng chân) Tổng kháng cự |
8Ω tải Tối đa Chiều dài (bằng chân) Tổng kháng cự |
|---|---|---|---|---|
| 24 | 1 ft (0.3 m) 0.0513Ω < 0.1Ω |
3 ft (0.9 m) 0.1540Ω < 0.2Ω |
5 ft (1.5 m) 0.2567Ω < 0.3Ω |
7 ft (2.1 m) 0.3594Ω < 0.4Ω |
| 22 | 3 ft (0.9 m) 0.0968Ω < 0.1Ω |
6 ft (1.8 m) 0.1937Ω < 0.2Ω |
9 ft (2.7 m) 0.2905Ω < 0.3Ω |
12 ft (3.6 m) 0.3874Ω < 0.4Ω |
| 20 | 4 ft (1.2 m) 0.0812Ω < 0.1Ω |
9 ft (2.7 m) 0.1827Ω < 0.2Ω |
14 ft (4.3 m) 0.2842Ω < 0.3Ω |
19 ft (5.8 m) 0.3857Ω < 0.4Ω |
| 18 | 7 ft (2.1 m) 0.8939Ω < 0.1Ω |
15 ft (4.6 m) 0.1916Ω < 0.2Ω |
23 ft (7.0 m) 0.2937Ω < 0.3Ω |
31 ft (9.4 m) 0.3959Ω < 0.4Ω |
| 16 | 12 ft (3.6 m) 0.0964Ω < 0.1Ω |
24 ft (7.3 m) 0.1928Ω < 0.2Ω |
37 ft (11.3 m) 0.2972Ω < 0.3Ω |
49 ft (14.9 m) 0.3936Ω < 0.4Ω |
| 14 | 19 ft (5.8 m) 0.0960Ω < 0.1Ω |
39 ft (11.9 m) 0.1970Ω < 0.2Ω |
*59 ft (18 m) 0.2980Ω < 0.3Ω |
*79 ft (24.1 m) 0.3990Ω < 0.4Ω |
| 12 | 31 ft (9.4 m) 0.0985Ω < 0.1Ω |
*62 ft (18.9 m) 0.1969Ω < 0.2Ω |
*94 ft (28.7 m) 0.2985Ω < 0.3Ω |
*125 ft (38.1 m) 0.3970Ω < 0.4Ω |
| 10 | 50 ft (15 m) 0.0999Ω < 0.1Ω |
*100 ft (30 m) 0.1998Ω < 0.2Ω |
*150 ft (46 m) 0.2997Ω < 0.3Ω |
*200 ft (61 m) 0.3996Ω < 0.4Ω |
Một điều quan trọng khác cần lưu ý là, để có kết quả tối ưu trong điều kiện bình thường, bạn không nên chạy dây loa ở độ cao hơn 50 feet (ngay cả khi phép toán nêu trên không có vấn đề gì).
Trở kháng phù hợp Vs. Cầu nối trở kháng
Mặc dù hiếm khi được đề cập đến khi thảo luận về yếu tố giảm chấn, tôi nghĩ rằng điều quan trọng là phải thêm phần này về cầu nối trở kháng. Đây là một chủ đề liền kề mà tôi nghĩ sẽ có lợi cho chúng ta để hiểu cùng với yếu tố giảm xóc.
Khi chúng ta nói về việc chọn loa cho bộ khuếch đại (hoặc ngược lại), thuật ngữ chúng ta thường sử dụng trong “kết hợp”.
Với trở kháng là một giá trị quan trọng đối với amp và loa, có thể gây nhầm lẫn về việc liệu chúng ta có nên kết hợp trở kháng hay không (chọn amp có trở kháng đầu ra bằng với trở kháng đầu vào của loa).
Tìm hiểu về hệ số giảm chấn, chúng ta có thể thấy rằng kết hợp trở kháng thực sự sẽ mang lại DF là 1. Điều này khá là tai hại và bộ khuếch đại sẽ có ít quyền kiểm soát cuộn dây thoại. Trên thực tế, cuộn dây giọng nói sẽ ảnh hưởng đến bộ khuếch đại cũng giống như bộ khuếch đại ảnh hưởng đến cuộn dây giọng nói.
Kết hợp trở kháng được sử dụng để truyền công suất tối đa giữa hai thiết bị.
Tuy nhiên, đối với âm thanh, chúng tôi quan tâm đến việc truyền điện áp (tín hiệu) tối ưu. Ngoài ra, khi thảo luận về bộ khuếch đại và loa, chúng tôi cũng quan tâm đến việc đạt được hệ số giảm xóc cao.
Cả hai yếu tố truyền tín hiệu tối ưu và giảm xóc cao đều có thể thực hiện được với cầu nối trở kháng thích hợp.
Cầu nối trở kháng có nghĩa là trở kháng tải (trở kháng của đầu vào được kết nối) cao hơn nhiều (thường là lớn hơn) so với trở kháng nguồn (trở kháng đầu ra của đầu ra được kết nối).
Chúng ta hãy có một cái nhìn khác về bộ chia điện áp đơn giản nói trên:
- ZS (trở kháng nguồn) là trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại
- ZL (trở kháng tải) là trở kháng danh định của loa
- VS là điện áp của đầu ra của bộ khuếch đại
- VL là điện áp trên trình điều khiển loa
Cầu nối điện áp (cầu nối trở kháng) là kết quả của việc có ZL lớn hơn nhiều so với ZS .Điều này mang lại sự truyền điện áp tối đa và hiệu suất cao hơn nhiều.
Điều này đúng với tất cả các kết nối âm thanh. Ví dụ:
- Trở kháng đầu ra của micrô thấp hơn nhiều so với trở kháng đầu vào của bộ tiền khuếch đại micrô.
- Trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại guitar điện thấp hơn nhiều so với trở kháng đầu vào của bộ khuếch đại guitar.
- Trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại công suất thấp hơn nhiều so với trở kháng đầu vào của loa.
Để chứng minh những luận điểm trên, ta xem mạch nguồn và mạch tải được đơn giản hóa như một mạch phân áp. Vì thế:
VL / VS = ZL / (ZL + ZS)
Và: VL = VS • ZL / (ZL + ZS)
Giả sử rằng ZL bằng ZS. Trong trường hợp này, VL sẽ là 1/2 VS (điện áp hoặc cường độ của tín hiệu đầu ra của thiết bị được kết nối). Một nửa cường độ tín hiệu đã bị mất!
Bây giờ giả sử rằng ZL gấp 9 lần ZS. Trong trường hợp này, VL sẽ là 9/10 của VS. 90% cường độ tín hiệu đã được truyền!
Vì vậy, trở kháng tải cao hơn nhiều là cần thiết để truyền tín hiệu tối ưu. Theo nguyên tắc chung, tải Z ít nhất phải gấp 10 lần tải Z của nguồn.
Do đó, có trở kháng của loa cao hơn nhiều so với trở kháng đầu ra thực tế của bộ khuếch đại được kết nối là một đề xuất được săn đón. Nó cải thiện việc truyền tín hiệu và nâng cao hiệu quả.
Điều này phù hợp với hệ số giảm chấn. Trước khi tôi nói rằng một hệ số giảm xóc trên 20 nên được cố gắng. Một số người cho rằng DF trên 10 là quá đủ.
Điểm chính, là cần phải có trở kháng tải cao hơn. Có tải cao hơn nhiều so với nguồn sẽ tốt hơn cho việc truyền tín hiệu và cho hệ số giảm chấn. Về lý thuyết, càng cao càng tốt!
Hệ số & Hệ thống giảm xóc Q
Trong phần này, chúng ta sẽ thảo luận về hệ số giảm chấn; giá trị Q của hệ thống và độ tắt dần của hệ thống.
Mục đích của phần này là để chỉ ra rằng, trong khi các hệ số giảm chấn cao hơn thường được coi là tốt hơn, có một điểm mà tại đó việc tăng hệ số giảm chấn không liên quan nhiều đến việc cải thiện hệ thống giảm chấn và kiểm soát loa và trở thành một mưu đồ tiếp thị.
Như vậy, chúng ta đã biết hệ số tắt dần là gì. Q sau đó là gì?
Q là một tham số Thiele-Small (TSP) và là viết tắt của hệ số chất lượng. Nó được sử dụng để mô tả trình điều khiển sẽ kiểm soát chuyển động của chính nó ở tần số cộng hưởng tốt như thế nào. Q là tỷ số nghịch đảo của tỷ số giảm chấn (của hệ thống) và do đó Q thấp hơn có nghĩa là kiểm soát nhiều hơn.
Về mặt kỹ thuật, Q là tỷ số giữa trở kháng mô men và tổn hao ở tần số cộng hưởng của trình điều khiển loa. Vì sự giảm chấn quan trọng nhất ở tần số cộng hưởng, Q là một giá trị tốt để sử dụng trong các tính toán của chúng tôi về mức độ ảnh hưởng của hệ số giảm chấn đến hệ thống loa-bộ khuếch đại.
Có rất nhiều cách để làm ẩm trình điều khiển loa và do đó, có rất nhiều giá trị Q khác nhau. Chúng bao gồm:
- Qa: Q @ Fb Hấp thụ
- Qec: Q @ Fc
- Qes: Điện Q
- Ql: Q @ Fb Rò Rỉ
- Qmc: Q @ Fc Cơ học
- Qms: Cơ khí Q
- Qp: Q @ Fb Lỗ Cảng
- Qtc: Khí nén Q
- Qts: Toàn bộ Q
Tổng Q (Qts) đại diện cho hệ số chất lượng của toàn bộ hệ thống (tổng tổn hao điện trở trong hệ thống), có tính đến tổn thất cơ học (được xác định bởi Qms) và tổn thất điện (được xác định bởi Qes).
Phương trình cho Qts như sau:
Qts = (Qms • Qes) / (Qms + Qes)
Qms được xác định bằng tổn thất trong quá trình tạm dừng của bánh xe, tổn thất do rò rỉ, tổn thất hấp thụ và hơn thế nữa.
Qes được xác định bởi điện trở của cuộn dây thoại của loa và các thành phần phân tần; điện trở đầu ra của bộ khuếch đại và điện trở trong cáp / dây dẫn kết nối bộ khuếch đại và loa.
Thông số kỹ thuật của người nói về Qms, Rvc and Rx (cơ học Q, điện trở cuộn dây thoại và điện trở chéo) tương ứng là không thay đổi. Điện trở của dây loa / dây dẫn là một hằng số khác.)
Đối với phần này, giả sử điện trở tải tổng thể của loa là 8Ω (một giá trị trở kháng danh định rất phổ biến đối với loa). Để đơn giản hóa hơn nữa, hãy giả sử điện trở dây không đáng kể, mặc dù chúng ta sẽ sớm quay lại với điện trở dây loa.
Với tất cả các hằng số trên, chúng ta có thể tiếp tục với “biến” của điện trở nguồn (trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại). Tất nhiên, trở kháng thực tế của một bộ khuếch đại thường không thay đổi. Điều này chỉ để thiết lập các tính toán của chúng tôi.
Ảnh hưởng của điện trở nguồn đối với Qes tổng thể được cho là:
Qes‘ = Qes • ((Rvc + Rs) / Rvc)
Trong đó:
Qes‘ là tổng điện năng Q có tính đến trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại.
Qes là tổng điện Q giả sử trở kháng của nguồn bằng không.
Rvc à điện trở của cuộn dây loa.
Rs là điện trở nguồn (trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại).
Vì vậy, sau đó phương trình Qts ban đầu của chúng tôi, khi bộ khuếch đại được kết nối với loa, trở thành:
Qts‘ = (Qms • Qes‘) / (Qms + Qes‘)
Khi Qes ‘nhỏ hơn, Qts sẽ nhỏ hơn. Điều này có nghĩa là hệ số giảm xóc được cải thiện và kiểm soát nhiều hơn.
Nhìn lại phương trình Qes,
Qes‘ = Qes • ((Rvc + Rs) / Rvc)
Chúng ta thấy rằng khi R càng nhỏ, Qes‘ càng nhỏ lại.
Do đó, khi trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại giảm, Q giảm và hệ số tắt dần tăng.
Hãy cùng chúng tôi hiểu thêm bằng một ví dụ. Chúng tôi sẽ sử dụng loa trầm Dayton Audio RS225-8 (liên kết để kiểm tra giá trên Amazon) loa trầm 8 inch 8 inch. như ví dụ của chúng tôi ở đây.
Một số thông số T/S quan trọng của RS225-8 là:
- DC Sức cản (Qvc): 6.5 ohms
- Tần số cộng hưởng (Fs): 28.3 Hz
- Cơ khí Q (Qms): 1.46
- Điện từ Q (Qes): 0.51
- Tổng Q (Qts): 0.38
Chúng tôi thấy rằng trình điều khiển, trên thực tế, có tần số cộng hưởng (ở 28,3 Hz).
Hãy kiểm tra để đảm bảo Qts = (Qms • Qes) / (Qms + Qes) phương trình đúng:
0.38 = (1.46 • 0.51) / (1.46 + 0.51)
Bảng sau đây sẽ cho thấy điều gì xảy ra với Q (Qts) tổng thể của hệ thống (Dayton Audio RS225-8 với bộ khuếch đại được kết nối) khi hệ số giảm chấn tăng lên. Chúng tôi sẽ sử dụng Rvc 6,5 Ω cho những tính toán này. Hãy nhớ rằng giá trị Q thấp hơn có nghĩa là kiểm soát nhiều hơn!
| Hệ số giảm chấn | Rs | Qes‘ | Qts‘ |
|---|---|---|---|
| 1 | 6.5Ω | 1.020 | 0.600 |
| 2 | 3.25Ω | 0.765 | 0.502 |
| 3 | 2.166Ω | 0.680 | 0.464 |
| 5 | 1.3Ω | 0.612 | 0.431 |
| 10 | 0.65Ω | 0.561 | 0.405 |
| 20 | 0.325Ω | 0.536 | 0.392 |
| 30 | 0.2166Ω | 0.527 | 0.387 |
| 50 | 0.13Ω | 0.520 | 0.384 |
| 100 | 0.065Ω | 0.515 | 0.381 |
| 200 | 0.0325Ω | 0.513 | 0.379 |
| 300 | 0.02166Ω | 0.512 | 0.379 |
| 500 | 0.013Ω | 0.511 | 0.378 |
| 1000 | 0.0065Ω | 0.511 | 0.378 |
| 2000 | 0.00325Ω | 0.510 | 0.378 |
| 3000 | 0.002166Ω | 0.510 | 0.378 |
| 5000 | 0.0013Ω | 0.510 | 0.378 |
Như chúng ta có thể thấy từ bảng trên, ở hệ số giảm xóc thấp (giả sử là dưới 20), bất kỳ thay đổi nào trong DF sẽ mang lại một sự thay đổi khá đáng kể trong giảm xóc tổng thể của hệ thống. Tuy nhiên, ở hệ số giảm chấn cao hơn (giả sử từ 20 trở lên), bất kỳ sự gia tăng nào của hệ số giảm chấn tương đối ít ảnh hưởng đến hệ thống giảm xóc.
Đây là lý do tại sao nhiều người tranh luận rằng DF trên 20 (hoặc đôi khi thậm chí 10) là quá đủ để điều khiển một người nói một cách dễ dàng.
Giả sử, hệ số giảm chấn 2000 sẽ không cung cấp khả năng kiểm soát nhiều hơn DF 1000, mặc dù nó cao gấp đôi. Hệ số tắt dần 20 so với. to10, tuy nhiên, sẽ có tác động khá đáng kể (và thường có thể nghe được) đối với hiệu suất của hệ thống.
Điều đó đang được nói, về mặt toán học, DF cao hơn sẽ luôn cung cấp nhiều quyền kiểm soát hơn, chỉ có một giới hạn đối với Qts của bất kỳ hệ thống nào và một điểm giảm dần lợi nhuận.
Dayton RS225-8 là một trình điều khiển duy nhất không có vỏ bọc. Hãy yên tâm rằng mối quan hệ giống nhau (mặc dù số lượng và đường cong sẽ khác nhau) xảy ra giữa hệ số giảm chấn và hệ thống tổng thể Q trong các đơn vị loa toàn dải có nhiều trình điều khiển, thùng loa và bộ phân tần. Nó cũng đúng ở các đồng hồ đo và độ dài khác nhau của dây loa.
Ống Vs. Hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại trạng thái rắn
Bộ khuếch đại ống nổi tiếng với hệ số giảm chấn tương đối thấp. Một bộ khuếch đại ống chân không chất lượng cao có thể có hệ số giảm chấn trong khoảng từ 10 đến 20.
Tại sao amply ống có hệ số giảm chấn thấp trong khi một số bộ khuếch đại trạng thái rắn trên thị trường có hệ số giảm chấn được xếp hạng trên 1000?
Chà, một phần lớn lý do cho trở kháng đầu ra cực thấp của các bộ khuếch đại công suất trạng thái rắn là việc sử dụng phản hồi âm trong các mạch khuếch đại tích hợp của chúng.
Nút hồi tiếp âm, vòng trở lại mạch khuếch đại nằm ở tầng đầu ra của bộ khuếch đại trạng thái rắn và giữ cho trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại cực kỳ thấp.
Trở kháng đầu ra thấp của bộ khuếch đại trạng thái rắn cho phép chúng hoạt động giống như nguồn điện áp. Chúng có thể tạo ra điện áp ổn định bất kể điện trở tải / trở kháng.
Ngược lại, đầu ra của một bộ khuếch đại ống sẽ có một biến áp đầu ra. Máy biến áp có tác dụng chuyển đổi tín hiệu dòng điện cao áp thấp từ (các) ống chân không thành tín hiệu dòng điện cao có thể truyền động cho loa. Nó cũng hoạt động để chặn điện áp DC cao ở phía ống để giữ cho nó không đến loa và gây ra các hiệu ứng xấu.
Mặc dù máy biến áp đầu ra là máy biến áp bước xuống (nó giảm điện áp và trở kháng), nó bị hạn chế ở mức độ thấp có thể làm giảm trở kháng đầu ra.
Vì vậy, amps ống có thể được mong đợi có xếp hạng DF từ 10 – 20 mặc dù một số giảm xuống còn một chữ số và một số khác có DF trên 20.
Mặt khác, các bộ khuếch đại trạng thái rắn có thể dễ dàng được thiết kế với trở kháng đầu ra rất thấp và do đó, hệ số giảm chấn rất cao.
Hệ số giảm chấn cao Vs. Yếu tố giảm chấn thấp
Về lý thuyết, chúng ta đã thảo luận rằng hệ số giảm âm cao hơn giúp bộ khuếch đại kiểm soát nhiều hơn chuyển động (và âm thanh) của loa.
Tuy nhiên, các bộ khuếch đại ống, có DF thấp, có thể cho âm thanh tuyệt vời.
Ngược lại, chúng ta có thể thấy rằng bộ khuếch đại trạng thái rắn dễ dàng được thiết kế với DF cao và có rất nhiều bộ khuếch đại trạng thái rắn được thiết kế kém mang lại kết quả mờ nhạt.
Vì vậy, bản thân các hệ số giảm chấn cao không đủ để xác định amply có chất lượng cao hay không.
Sự thật là, chúng ta càng gần với hệ số tắt dần 1, DF càng tăng càng có lợi cho việc điều khiển bộ khuếch đại đối với loa.
Những thay đổi nhỏ trong trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại vốn đã thấp sẽ làm thay đổi hệ số giảm chấn tổng thể chỉ một lượng nhỏ, không đáng kể.
Do đó, các giá trị hệ số giảm chấn cao tự nó không nói lên rất nhiều về chất lượng của một hệ thống; hầu hết các bộ khuếch đại hiện đại đều có chúng, nhưng khác nhau về chất lượng.
Chỉ vì loa có hệ số giảm âm cao không có nghĩa là loa đó là một bộ khuếch đại tuyệt vời. DF chỉ đơn giản là một trong những yếu tố / thông số kỹ thuật cần tìm khi xem xét bộ khuếch đại tốt nhất cho tình huống và loa của bạn.
Hệ số giảm âm có áp dụng cho các kết nối âm thanh khác không?
Yếu tố giảm âm thường chỉ là mối quan tâm trong kết nối bộ khuếch đại với loa.
Điều này là do loa là một bộ chuyển đổi cơ điện và chúng tôi lo lắng về việc giảm xóc các trình điều khiển loa bằng điện. Như chúng ta đã thảo luận, tỷ lệ trở kháng tải cao so với trở kháng nguồn (hệ số giảm chấn) giúp giảm chấn điện của trình điều khiển loa.
Tuy nhiên, có rất nhiều kết nối âm thanh khác yêu cầu cầu nối trở kháng để truyền điện áp / tín hiệu tối ưu.
Microphone đến Mic Preamp
Ví dụ: một micrô xuất tín hiệu vào bộ tiền khuếch đại micrô. Trở kháng đầu ra của mic thường nằm trong khoảng 150Ω đến 300Ω và trở kháng đầu vào mic preamp thường là 1.200Ω đến 10.000Ω.
Cụ thể hơn, giả sử một micrô có trở kháng đầu ra là 150Ω kết nối với tiền khuếch đại có trở kháng đầu vào là 1.500Ω. Về mặt kỹ thuật, đó là bản nâng cấp giảm xóc 10.
Tuy nhiên, chúng tôi không quá quan tâm đến việc “giảm độ âm” đầu vào của bộ tiền khuếch đại micrô. Không có bộ chuyển đổi để giảm âm trong mic preamp.
Trong trường hợp này, điều mà chúng tôi quan tâm là cầu nối trở kháng để chuyển giao điện áp / tín hiệu.
Với ví dụ trên (hệ số giảm chấn là 10), giả sử không có tổn hao trong cáp âm thanh, sẽ chỉ có tổn thất -0,83 dB giữa đầu ra micrô và đầu vào tiền khuếch đại micrô. Đó là truyền tín hiệu 90,9% so với 50% (-6 dB) xảy ra với DF là 1.
Guitar điện đến Amp Guitar
Một chiếc bán tải guitar điện có thể dao động rất lớn từ 3,7 kΩ trở xuống cho đến trên 470 kΩ. Trở kháng đầu vào của bộ khuếch đại guitar thường vào khoảng 1 MΩ (1.000.000 Ω).
Tuy nhiên, một lần nữa chúng tôi không quan tâm đến sự giảm tốc của bất kỳ thứ gì ở đây. Bản thân bộ khuếch đại guitar không có bộ chuyển đổi.
Thay vào đó, chúng tôi quan tâm đến việc chuyển tín hiệu tối ưu và cầu nối trở kháng.
Lưu ý rằng đầu ra của bộ khuếch đại guitar lý tưởng nên được thiết kế với trở kháng và hệ số giảm chấn thích hợp cho loa của thùng đàn guitar.
Ví dụ đơn giản, giả sử một chiếc pickup guitar có trở kháng 20 kΩ đã xuất tín hiệu vào bộ khuếch đại guitar có trở kháng đầu vào là 1 MΩ.
Điều đó mang lại hệ số giảm xóc là 50 nhưng giảm xóc không phải là những gì chúng ta đang theo đuổi. Đúng hơn, “hệ số giảm xóc” 50 này (giả sử không có tổn hao trong dây vá là điều không thể xảy ra) sẽ chỉ gây ra tổn thất tín hiệu -0,17 dB. Đó là mức truyền tín hiệu 98,0%!
Bộ khuếch đại tai nghe cho tai nghe
Dưới đây là một ví dụ thay thế trong đó yếu tố giảm chấn thực sự đóng một vai trò.
Hãy xem, tai nghe là bộ chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành sóng âm thanh giống như loa (chỉ nhỏ hơn nhiều và gần như luôn luôn là định dạng âm thanh nổi không có bộ phân tần).
Trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại tai nghe có thể nằm trong khoảng 0,5 – 50 Ω. Tai nghe động thường có xếp hạng trở kháng trong khoảng 20 – 300 Ω.
Vì vậy, với tai nghe, chúng tôi quan tâm đến khả năng truyền tín hiệu tối ưu và cầu nối trở kháng. Tuy nhiên, vì chúng tôi đang điều khiển trình điều khiển bằng tín hiệu âm thanh, chúng tôi cũng muốn có hệ số giảm chấn tốt giữa bộ khuếch đại tai nghe và tai nghe của chúng tôi.
Với tai nghe, quy tắc ngón tay cái lỏng lẻo là “quy tắc số tám” đề xuất hệ số giảm chấn là 8 để có kết quả tai nghe tối ưu.
Có hai lý do cho điều này nhắc lại mong muốn có hệ số giảm âm cao giữa loa và bộ khuếch đại công suất.
Lý do đầu tiên là độ rõ nét cấp thấp sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều với các yếu tố giảm xóc thấp.
Để tạo ra các tần số thấp, trình điều khiển tai nghe được yêu cầu dao động chậm hơn và với các chuyến du ngoạn lớn hơn. Nếu bộ khuếch đại có khả năng kiểm soát kém đối với chuyển động của màng loa, nó sẽ ảnh hưởng đến khả năng của trình điều khiển trong việc tái tạo chính xác các dao động cần thiết của sóng âm thanh có bước sóng dài cấp thấp.
Điều này ảnh hưởng đến các tần số thấp nhiều hơn các tần số cao hơn và kết quả cuối cùng thường là một dải tần và mức thấp không xác định với phản ứng thoáng qua kém. Điều này, giống như trong loa, là điều không mong muốn ở bất kỳ tai nghe nào.
Lý do thứ hai là trở kháng của trình điều khiển tai nghe động sẽ tăng đột biến ở tần số cộng hưởng và ở mức cao cấp của nó (giống như trở kháng của loa).
Một hệ số giảm chấn thấp hơn có vẻ đủ để điều khiển tai nghe ở trở kháng danh định có thể không hoạt động chính xác ở tần số cộng hưởng. Điều này có thể gây ra sự biến dạng đáng kể và thay đổi đáp ứng tần số của tai nghe.
Shop: Điện Tử Tuấn Hằng- Chuyên cung cấp bán buôn bán lẻ Phụ kiện sửa chữa loa, thiết bị âm thanh.
Website : https://thietbiloa.com/
Địa chỉ : Số nhà 29 yên bái 2-phường Phố Huế-Quận Hai Bà Trưng-Hà Nội(chợ trời)
Điện thoại : 02439784346
Nguồn: Internet
Biên dịch: DIEN TU TUAN HANG – THIETBILOA.COM
