Імпеданс - що це таке в колонках? Опір колонок, який параметр вибрати, особливості з'єднання звукових колонок

Імпеданс - комплексний опір електричного ланцюга з резистора, ємності та індуктивності, яке діє при надходженні змінного струму високих частот на вхід цього ланцюга. Залежно від величин ємності та індуктивності змінюється імпеданс ланцюга. На низьких частотах більший вплив робить активний елемент (резистор). На високих частотах - реактивні елементи (ємності та індуктивності).

Опір або імпеданс

Отже, по порядку. Опір або імпеданс. В одних випадках вказується одне, в інших - інше, і в цьому є певне лукавство. Так, якщо з'єднати омметр до клем акустичного кабелю, ми отримаємо необхідні 4, 6 або 8 Ом з точністю ^ 10%. Тільки от біда, цей вимір некоректний: ми використовуємо постійний струм, а нас цікавить опір змінному струму в звуковому діапазоні частот. І зауважимо: голосова котушка динаміка за визначенням не може мати лінійний (не залежний від частоти) електричний опір - адже це індуктивність! А якщо врахувати, що у динаміка є резонансні частоти, і в складі колонки таких динаміків кілька, плюс все це об'єднує і зовсім нелінійна схема кросовера, то виміряний нами опір постійному струму стає просто орієнтовною цифрою.

Коректним параметром стає імпеданс, під яким, як правило, мається на увазі опір змінному струму - в нашому випадку різне на різних частотах. Найчастіше, він представляється у вигляді графіка такої залежності. У серйозних моделях колонок такий графік часто додається. Для колонок опором 8 Ом на певних частотах імпеданс може «просідати» втричі - скажімо, до 2-3 Ом - і це здатне стати серйозною проблемою для роботи підключеного до колонки підсилювача. Більш-менш рівна крива імпедансу у багатосмугової системи - ознака серйозного рівня розробки АС.

Діапазон відтворюваних частот

Наступний параметр - діапазон частот, що відтворюються. Якщо в цьому пункті зазначено щось типу «35 Гц - 25 кГц» - і все, то в цьому випадку я рекомендую відразу вигукнути щось типу режисерського «Не вірю!». Оскільки перед нами - чергове лукавство, і у продавців недорогих систем воно зустрічається досить часто. Так, наша колонка може відтворювати 35 герц. Але на цій частоті її чутливість (про яку, в даному випадку, виробник скромно промовчав) може бути дуже невеликою. В результаті в цьому місці (воно називається нижня межа) частотна характеристика може мати «завал» - спад децибел на 20. А це, в свою чергу, означає, що на цій заповітній низькій частоті, яка так важлива для відтворення «панчу», колонка звучить, за відчуттями, тихіше разу в 3-4. Тобто, практично мовчить... Те ж саме стосується і верхньої граничної частоти діапазону.

Коректно діапазон частот, вказаний у технічних характеристиках, буде виглядати тільки в поєднанні з показником нерівномірності частотної характеристики в децибелах у всьому цьому діапазоні. І дані типу «діапазон частот 35 Гц - 25 кГц при нерівномірності ^ 3 децибела» відразу ж викликають повагу і серйозне ставлення до продукту. Оптимально, якщо в документації ці дані проілюстровані графіком АЧХ - амплітудно-частотної характеристики, де по горизонтальній осі відкладена частота, а по вертикальній - звуковий тиск.

Важливим, хоча і не так часто зустрічається, є зазначення діапазону частот і його нерівномірності при відхиленні від осі на кут, як правило, 15-30 градусів. Цей параметр дає змогу оцінити, наскільки широка спрямованість звучання колонок. Від неї, зокрема, залежить величина «плями» об'ємного звучання - області, в якій слухачі отримають якісний просторовий ефект. Від цього, в свою чергу, залежить, скільки «посадкових місць» може розташовуватися в утвореному новими колонками глядацькому залі в умовах конкретної кімнати, що особливо важливо не тільки для класичного стерео, але і при використанні акустики в системах домашнього кінотеатру.

Чутливість

У зв'язку з усім вищесказаним, перейдемо і до параметра «чутливість». Вона вимірюється в децибелах. Цей показник, певною мірою вказує на ступінь досконалості нашої колонки. Практично це - її ККД, коефіцієнт корисної дії. Для сучасної акустики цей параметр знаходиться в межах близько 83-95 децибел. Зрозуміло, що високі значення чутливості, особливо для класичної багатосмугової системи, досягаються шляхом безлічі серйозних і часто витратних технологічних удосконалень.

Підвищення чутливості на 6 децибел призводить до відчуття, що при тому ж вхідному сигналі акустика звучить приблизно вдвічі голосніше! І до речі, для того щоб підняти гучність на 3 децибели, дифузор динаміка повинен коливатися з приблизно подвоєною амплітудою. Для малопотужного підсилювача, а це, зокрема, більшість лампових моделей, звук яких настільки привабливий, потрібна акустика саме з високою чутливістю.

Що це таке - імпеданс: сенс характеристики з точки зору фізики

Для початку давайте звернемося до теоретичних знань, заглянувши в розділ електротехніки. Отже, що таке імпеданс? Це повний (комплексний) опір (одиниця виміру - Ом) у двополюсному електричному ланцюгу при коливаннях змінного струму. Величина це досить складна в обчисленні, оскільки складається з активного і реактивного опорів. Також на цей параметр безпосередньо впливає частота коливань.

Крім електричного імпедансу існує ще кілька різновидів. Найбільш актуальним у нашому випадку буде акустичний імпеданс. Що це? За аналогією з основним підвидом, під цим визначенням ховається опір матеріального об'єкта різного роду коливанням.

Імпеданс та особливості параметра в акустиці

З боку фізики, сподіваємося, все зрозуміло. Але зараз нас в першу чергу цікавить, що означає імпеданс (опір) в навушниках і тому подібній портативній апаратурі. Отже, імпеданс навушників - це значення опору, отримуване на вході. Позначається він символом «Лід», одиницею виміру служить Ом.

Ця характеристика певним чином впливає на гучність звуку (про це пізніше) і залежить від вихідної потужності пристрою. Притому має місце зворотна залежність, що видно в представленій нижче таблиці.

Також у Мережі ви можете зустріти термін «імпеданс динаміка». Передбачаючи ваші запитання про те, що це таке, повідомляємо нашим читачам, що в це визначення закладено такий сенс: при відтворенні в динаміці утворюється навантаження, що перетворює електричний сигнал на тепло, а не на звук. Саме з цим негативним явищем ми почасти і боремося, підбираючи оптимальну модель.

Для вимірювання імпедансу динаміка використовують все той же мультиметр (в електротехніці без нього - нікуди!).

Коефіцієнт нелінійних викривлень

Це дуже важлива характеристика, яка, тим не менш, також нечасто фігурує в параметрах колонок. Методики її вимірювання бувають не зовсім коректні. І все ж, для якісних моделей вона не перевищує одного відсотка, для колонок хорошого рівня це третина відсотка (0,32% - 0,37%) практично у всьому діапазоні частот, і лише на низах цей параметр може перевалити за 1 відсоток. Якщо врахувати, що саме на низьких частотах наші вуха не дуже сприйнятливі до спотворень, то такий «стрибок» не критичний.

Ще одна особливість: КНІ різко зростає при високій гучності. Слід розуміти, що у звуковому тракті «джерело - міжкомпонентний кабель - попередній підсилювач - міжкомпонентний кабель - кінцевий підсилювач - акустичний кабель - колонка», саме акустична система є джерелом найбільш серйозних спотворень, хоча детальніше про спотворення, напевно, варто було б поговорити у зв'язку з підсилювачами.

Потужність

І раз згадані підсилювачі - саме час перейти до потужності. Це тема також «посилювальна», але і в додатку до колонок у ній чимало цікавого. У параметрах колонки, найчастіше, вказується рекомендована потужність підсилювача у вигляді двох чисел - мінімального і максимального значення. Наприклад, читаємо, що для якоїсь підлогової пасивної акустики, вказується мінімальна потужність підсилювача 20 Вт, максимальна - 200. Це означає, що при потужності підсилювача нижче 20 Ватт колонка не зможе забезпечити прийнятний діапазон звукового тиску (гучності), обмежений її чутливістю. А при потужності вище 200 Ватт виробник, очевидно, не гарантує збереження колонки.

При перевищенні максимальної потужності (часто використовується термін «пікова» потужність або інше, на розсуд виробника) відбувається лавиноподібне наростання спотворень, потім динамік може перейти в режим кліпування - коли частини рухомої системи вдаряються в обмежуючі їх зміщення деталі динаміка. Це позначається характерними клацаннями. Поява таких клацань - правильна ознака того, що динаміку залишилося працювати зовсім недовго. Не варто доводити до цього.

Як не дивно, дуже важливо при виборі колонок звернути увагу не тільки на цифри технічних характеристик, але і на типи випромінювачів, їх особливості та розміри. Особливо варто оцінити сукупний розмір дифузорів низькочастотних драйверів. Наявність єдиного прямонаправленого низькочастотного динаміка з дифузором діаметром 5 дюймів дуже погано поєднується із заявленою нижньою граничною частотою 30 Гц, особливо при нерівномірності 3 децибели - а такі написи доводилося бачити у недобросовісних виробників.

Всі вищезгадані параметри акустики важливі не тільки для розуміння того, як вона зазвучить, але і для того, щоб правильно підібрати комплект «колонки-підсилювач». Загальні принципи досить прості. Максимальна потужність підсилювача має бути завідомо меншою, ніж максимальна потужність акустики. А її чутливість, поведінка імпендансу, особливості схеми потребують серйозного аналізу для розуміння, який підсилювач стане оптимальним вибором. Але це тема для іншого оповідання.

Попередні матеріали циклу «Акустичні системи»:Акустичні системи: поговоримо про звук (частина 1) Акустичні системи: будова динаміка (частина 2) Акустичні системи: типи динаміків (частина 3) Акустичні системи: альтернативні варіанти випромінювачів звуку (частина 4) Акустичні системи: стіни, сфери, ящики, канали (частина 5)

Цю статтю прочитали 9 522 рази

Стаття входить до розділів:Як вибрати. Гід купує Цікаве про звук

Особливості з'єднання звукових колонок

Звільнивши динаміки в колонках від апаратури, заміряєте їх опір. Мультиметр буде показувати кілька занижені значення опорів близькі до стандартних.