Основы работы низкочастотного динамика: звуковая катушка, магнит и допустимая мощность.

Низкочастотный динамик представляет собой простую конструкцию, состоящую из диффузора, подвеса, центрирующей шайбы, магнита и катушки. Четыре параметра, определяющие его поведение в корпусе — диаметр звуковой катушки, мощность, чувствительность и частотная характеристика — задаются этими компонентами, и они взаимодействуют друг с другом. Указание одного параметра без учета остальных часто является причиной того, что готовый корпус либо не оправдывает ожиданий на месте установки, либо не выдерживает первого сезона эксплуатации.

В этом руководстве объясняется, что именно описывает каждая опубликованная спецификация, с использованием данных из профессиональной линейки преобразователей Audfine, чтобы можно было проследить взаимосвязь между ними в рамках реальной линейки продукции. Оно предназначено для производителей корпусов, компаний по прокату оборудования, установщиков и сервисных мастерских, которые закупают динамики и производят или обслуживают собственные корпуса. Audfine — это бренд компании Ningbo Lesound Electronics Co., LTD., производителя и экспортера профессионального аудиооборудования, основанного в 2009 году в Нинбо, Китай, и работающего с зарубежными брендами на основе OEM и ODM заказов.

Какова функция низкочастотного динамика в профессиональном корпусе?

В профессиональной звуковой системе низкочастотный динамик (вуфер) — это преобразователь, перемещающий наибольший объем воздуха. Он преобразует ток усилителя в движение диффузора через звуковую катушку, подвешенную в магнитном зазоре, а затем диффузор передает это движение в помещение. 12-дюймовый динамик в двухполосной акустической системе, 15-дюймовый динамик в сценическом мониторе и 18-дюймовый динамик в сабвуфере работают по одному и тому же принципу; разница между ними заключается в том, насколько далеко может перемещаться диффузор контролируемым образом, сколько тепла может поглотить двигатель до того, как мощность начнет падать, и насколько низко может воспроизводить звук устройство до того, как начнется спад частотной характеристики.

Вот почему динамик и его корпус следует рассматривать как единое целое. Один и тот же 18-дюймовый низкочастотный динамик будет вести себя совершенно по-разному в закрытом корпусе, в фазоинверторном корпусе и в конструкции с полосовым фильтром, а заявленный частотный диапазон для динамика описывает преобразователь, а не готовый корпус. Покупатели, сравнивающие характеристики динамиков от разных поставщиков, обычно сравнивают преобразователи; покупатели, сравнивающие готовые корпуса, сравнивают также результат решения о настройке.

Звуковая катушка: характеристика, определяющая температурный предел.

Звуковая катушка представляет собой обмотку, прикрепленную к задней части диффузора и удерживаемую в магнитном зазоре. Проходящий через нее ток усилителя создает силу, которая приводит диффузор в движение вперед и назад. Две характеристики этой катушки определяют, какую нагрузку может выдержать динамик: ее диаметр и материалы, из которых изготовлены обмотка и каркас.

Диаметр катушки определяет мощность в диапазоне. Опубликованные данные позволяют легко увидеть эту зависимость. 12-дюймовый вуфер 12NLD88 использует 3,5-дюймовую катушку GBF и демонстрирует мощность 700 Вт RMS с пиковой мощностью 1400 Вт. 15-дюймовый вуфер 15NDL100 оснащен 4-дюймовой катушкой GBF и развивает мощность 800 Вт RMS с пиковой мощностью 1600 Вт. 18-дюймовый вуфер 18BHP501ND использует 5-дюймовую катушку GBF и демонстрирует мощность 2000 Вт RMS с пиковой мощностью 4000 Вт. В нижней части диапазона находится 12-дюймовый вуфер PW127560A с 3-дюймовой катушкой Kapton, развивающий мощность 300 Вт RMS и пиковую мощность 600 Вт. Большая катушка обеспечивает большую площадь поверхности для рассеивания тепла, и показатели мощности в диапазоне стабильно соответствуют размерам катушек.

Материалы каркаса и обмотки различаются в зависимости от модели. В опубликованных технических характеристиках представлены три варианта конструкции: каптон (3 дюйма), TGL (3 дюйма) и GBF (3,5, 4, 4,5, 5 и 6 дюймов). Каждый из них обозначен дескриптором "IN/OUT", указывающим на способ расположения обмотки на каркасе. Поскольку тепловые характеристики зависят от конструкции так же сильно, как и от диаметра, этот вопрос целесообразнее задать поставщику на этапе составления спецификации, а не выводить его только из показателя мощности.

Основной причиной отказов является перегрев. При перегреве катушки первым симптомом обычно является сжатие — громкость динамика снижается по мере увеличения мощности, — а вторым — обрыв или короткое замыкание обмотки. Обех проблем можно избежать, подобрав усилитель в соответствии с его номинальными характеристиками и используя технологию, которая ограничивает долговременное потребление энергии, а не только реагирует на пиковые значения.

Магнит: ферритовый и неодимовый в одном диапазоне.

Магнит создает поле, против которого работает катушка. Во всей линейке низкочастотных динамиков Audfine используются два материала, и выбор указан в технических характеристиках.

Феррит. В моделях PW127560A, 12BH300, 12BHP300 и 15X600M используются ферритовые магниты, как и в 18-дюймовых низкочастотных динамиках 18BHP401DM и 18BH401DM. Феррит — это хорошо зарекомендовавший себя, широко используемый материал, и магнитные сборки в них имеют больший физический размер при заданной напряженности поля.

Неодимовые (NEO) магниты. В моделях 10NDL88, 12NLD88, 15NDL100 (15-дюймовый вуфер) , 15DS115, 18SW115, 18BHP501ND и 21SW152 используются неодимовые магниты. Неодим обеспечивает необходимое поле при гораздо меньших размерах и весе, поэтому он используется в самых мощных моделях линейки и в крупноформатных динамиках, где вес при транспортировке и обработке имеет значение.

В опубликованных технических характеристиках также указаны размеры магнита там, где они указаны: для компрессионного драйвера CD3601 указан ферритовый магнит размером 134 х 17 мм, а для компрессионных драйверов BH450 и BH453 — ферритовый магнит размером 115 х 15 мм. Корпус магнита или ярмо указывается отдельно как черный Т-образный ярмо, черный ярмо, хромированный Т-образный ярмо или хромированное ярмо, что стоит отметить, когда замена должна соответствовать существующему узлу как визуально, так и электрически.

Корзина, паук и конус: механические пределы

Три механических элемента определяют, насколько хорошо подвижный узел сохраняет соосность под нагрузкой, и все три элемента описаны в документации.

Корзина. Модель PW127560A оснащена стальной корзиной. Все остальные низкочастотные динамики в линейке — от 10NDL88 до 21SW152 — оснащены литой алюминиевой корзиной. Литая корзина обеспечивает более жесткую раму для двигателя и более прямой путь для отвода тепла из узла.

Паук. В подвеске используются три различных конструкции. Одинарный поликарбонатный паук используется в моделях PW127560A, 12BH300, 12BHP300 и 15X600M. Двойной паук используется в моделях 10NDL88, 12NLD88, 15NDL100, 15DS115, 18SW115, 18BHP501ND и 21SW152. Силиконовый паук используется в моделях 18BHP401DM и 18BH401DM. Конструкция с двойным пауком встречается в моделях с наибольшим ходом диффузора, что делает её полезным индикатором при сравнении двух динамиков одинакового номинального размера.

Диффузор. Бумажный диффузор используется во всем диапазоне низкочастотных динамиков. В компрессионном драйвере материал диафрагмы — титан, что является стандартным сочетанием для высокочастотных двигателей.

Допустимая мощность считывания: среднеквадратичное значение и пиковое значение.

Каждый драйвер публикует два показателя мощности, и они отвечают на разные вопросы. Среднеквадратичное значение (RMS) описывает непрерывную мощность — то, что драйвер может выдержать в течение длительной программы. Пиковое значение описывает кратковременную мощность при переходных процессах. Вместе они описывают рабочий диапазон; при чтении по отдельности любой из них может ввести в заблуждение.

В этом диапазоне мощность варьируется от 300 Вт RMS и 600 Вт пиковой мощности на PW127560A, через 400 Вт и 800 Вт на 12BH300 и 12BHP300, 500 Вт и 1000 Вт на 10NDL88, 600 Вт и 1200 Вт на 15X600M, 700 Вт и 1400 Вт на 12NLD88, 800 Вт и 1600 Вт на 15NDL100, 1500 Вт и 3000 Вт на 18BHP401DM и 18BH401DM, 1600 Вт и 3200 Вт на 15DS115 и 18SW115, до 2000 Вт и 4000 Вт на 18BHP501ND и 21SW152. В каждом случае пиковое значение вдвое превышает среднеквадратичное, что позволяет легко сравнить их с первого взгляда.

При расчете мощности усилителя следует ориентироваться на непрерывную величину, с запасом по динамическому диапазону программы. Если система работает на высоком уровне в течение нескольких часов, ограничивающим фактором является скорее тепловой, чем механический фактор, и он определяется описанной выше катушкой.

Чувствительность и частотная характеристика: два параметра, которые сравниваются.

Чувствительность указывается в децибелах (дБ) на странице каждого продукта. В этом диапазоне чувствительность низкочастотных динамиков варьируется от 95 дБ у PW127560A до 98 дБ у 12NLD88, 15X600M, 15NDL100, 18BHP401DM, 18BH401DM и 18BHP501ND, 97,5 дБ у 12BH300 и 12BHP300, 97 дБ у 15DS115 и 96 дБ у 10NDL88, 18SW115 и 21SW152. Показатель описывает, какой уровень акустической мощности обеспечивает динамик при заданном электрическом входном сигнале, поэтому большее число означает большую выходную мощность от того же канала усилителя. Компрессионные драйверы демонстрируют гораздо более высокие показатели — 106 дБ у CD3601 и 110 дБ у BH450 и BH453 — потому что они работают в рупорной системе, а не в открытом пространстве.

Частотная характеристика представлена ​​в виде полосы. Сортировка диапазона по размеру диффузора показывает, насколько стабильно изменяется нижний предел: 60 Гц для 10-дюймового 10NDL88, 55 Гц для 12-дюймового PW127560A, 50 Гц для 12-дюймового 12NLD88, 45 Гц для 15-дюймовых 15X600M и 15NDL100, 35 Гц для 15-дюймового 15DS115 и 30 Гц для 18-дюймовых 18SW115, 18BHP401DM, 18BH401DM и 18BHP501ND, а также для 21-дюймового 21SW152. Верхний предел варьируется в зависимости от предполагаемого назначения: 5000 Гц для 12BH300 и 12BHP300, 3000 Гц для 12NLD88, 15X600M и 15NDL100, 2500 Гц для 10NDL88 и PW127560A, 2000 Гц для 18BHP401DM и 18BH401DM, 1250 Гц для 18BHP501ND и 1000 Гц для 15DS115, 18SW115 и 21SW152. Для динамиков, предназначенных для использования в качестве компрессионного драйвера, нижний верхний предел указывается в конструкции.

Опубликованные технические характеристики низкочастотного динамика

Импеданс каждого низкочастотного динамика в линейке составляет 8 Ом, а материал диффузора — бумага. Конструкция подвеса: одинарный поликарбонатный (PC) на моделях PW127560A, 12BH300, 12BHP300 и 15X600M; двойной на 10NDL88, 12NLD88, 15NDL100, 15DS115, 18SW115, 18BHP501ND и 21SW152; и силиконовый на 18BHP401DM и 18BH401DM.

Компрессорные драйверы в одной системе

Низкочастотный динамик обычно указывается в комплекте с высокочастотным устройством, и тот же принцип применяется к считыванию его характеристик. В линейке представлены три компрессионных драйвера. CD3601 использует 1,42-дюймовую (36 мм) звуковую катушку CCAW с титановой диафрагмой и 1-дюймовым горлом, обеспечивает мощность 50 Вт RMS с пиковой мощностью 100 Вт, чувствительность 106 дБ и частотный диапазон от 1500 Гц до 18 кГц, и устанавливается на болтах. BH450 и BH453 используют 1,75-дюймовую (44 мм) катушку CCAW с титановой диафрагмой и 1-дюймовым горлом, обеспечивают мощность 60 Вт RMS с пиковой мощностью 120 Вт, чувствительность 110 дБ и частотный диапазон от 1200 Гц до 20 кГц, и устанавливаются на винтах. Все три имеют сопротивление 8 Ом и оснащены ферритовыми магнитами.

Логика подбора параметров видна в цифрах: если для низкочастотного динамика указан верхний предел в 1000 Гц, то точку кроссовера и нижний предел компрессионного драйвера необходимо рассматривать вместе. Это решение принимает производитель корпуса, и именно поэтому оба набора опубликованных значений должны быть в одном документе.

Что следует указывать при закупке низкочастотных динамиков у китайского производителя?

Для покупателей, работающих с производителем низкочастотных динамиков в Китае, ценность четкого запроса заключается в том, что он устраняет предположения, которые приводят к задержке повторных заказов. Обычно полезный первый запрос охватывает восемь пунктов:

1. Тип корпуса и внутренний объем. Герметичный, фазоинверторный или полосовой, а также целевая настройка. Один и тот же динамик имеет одинаковые характеристики независимо от корпуса, поэтому характеристики корпуса необходимо указывать отдельно.
2. Непрерывная и пиковая мощность в предполагаемом режиме кроссовера. Речь идёт не только о номинальной мощности драйвера, но и о том, как система будет фактически питаться.
3. Импеданс и количество динамиков на канал. Каждый низкочастотный динамик в этом диапазоне имеет сопротивление 8 Ом, что определяет нагрузку, которую испытывает один канал усилителя при совместном использовании динамиков.
4. Конструкция звуковой катушки. Диаметр плюс материал каркаса и обмотки, поскольку тепловые характеристики зависят от конструкции, а не только от мощности.
5. Материал магнита. Феррит или неодим, выбор определяется с учетом веса и условий эксплуатации на целевом рынке.
6. Механическая конструкция. Материал корзины, конструкция центрирующей шайбы и материал диффузора, особенно в тех случаях, когда динамик заменяет существующий.
7. Программный материал и рабочий цикл. Речь, живая музыка или воспроизведение на высоком непрерывном уровне приводят к различным тепловым нагрузкам.
8. Объем работ по брендингу и упаковке. Учитывается, является ли программа OEM, ODM или производством под собственной торговой маркой, а также необходимый дизайн и упаковка.

Поставщик динамиков для OEM-производителей обычно может ответить на этот список, предоставив краткий перечень, а не полный каталог, что значительно сокращает этап отбора образцов. Работа с одним поставщиком как для низкочастотного динамика, так и для компрессионного драйвера также позволяет поддерживать единообразный формат публикуемых данных.

Подбор динамика в соответствии с корпусом и системой.

Драйверы обычно приобретаются для выполнения одной из трех задач: изготовления нового шкафа, замены вышедшего из строя блока в существующем шкафу или пополнения запасов для автопарка. В каждом случае техническая спецификация читается по-разному.

Новые схемы корпусов начинаются с целевой частотной характеристики и доходят до размера диффузора и катушки. Если конструкция предусматривает воспроизведение суббаса одним большим динамиком, отправной точкой является нижний предел 30 Гц, указанный для 18-дюймовых и 21-дюймовых моделей — 18-дюймовый низкочастотный динамик 18BHP501ND и 21-дюймовый низкочастотный динамик 21SW152 имеют заявленную мощность 2000 Вт RMS с порогом 30 Гц и различаются размером катушки, верхним пределом и материалом двигателя. Замена и обслуживание начинаются с заявленных характеристик вышедшего из строя устройства, где импеданс, чувствительность и диаметр выреза должны быть согласованы до того, как будут рассмотрены какие-либо другие параметры. Запасные части обычно стандартизируются для минимального количества моделей, что способствует созданию линейки, где импеданс и материал диффузора одинаковы для всех размеров.

Если готовая система приобретается, а не изготавливается, тот же ассортимент доступен и в виде готовых корпусов. Ассортимент активных сабвуферов указывается для готовых систем, а руководство по подбору моделей сабвуферов описывает, как сравниваются эти корпуса. Покупателям, которые изготавливают корпуса самостоятельно, и покупателям, которые приобретают готовые корпуса, как правило, требуются одни и те же данные, но они используют их на разных этапах проекта.

Часто задаваемые вопросы

Какая характеристика наиболее важна при сравнении двух низкочастотных динамиков одинакового размера?

Диаметр звуковой катушки и конструкция динамика имеют решающее значение, поскольку от них зависят показатели мощности и тепловые характеристики. Два 15-дюймовых низкочастотных динамика в этом диапазоне показывают мощность 600 Вт RMS с 4-дюймовой катушкой и 1600 Вт RMS с 4,5-дюймовой катушкой, причем разница обусловлена ​​скорее двигателем, чем размером диффузора.

Означает ли более высокое значение чувствительности более громкий звук из корпуса?

Это означает большую акустическую отдачу при том же электрическом входном напряжении. Заявленные 98 дБ для 12NLD88, 15NDL100, 15X600M и 18BHP501ND на 3 дБ выше, чем 95 дБ, заявленные для PW127560A, что является реальной разницей в том, что выдает один и тот же канал усилителя. Это не описывает максимальную выходную мощность корпуса, которая также зависит от допустимой мощности и хода диффузора.

Феррит или неодим — что следует указать?

Ферритовый изолятор используется в образцах PW127560A, 12BH300, 12BHP300, 15X600M, 18BHP401DM и 18BH401DM; неодимовый — в образцах 10NDL88, 12NLD88, 15NDL100, 15DS115, 18SW115, 18BHP501ND и 21SW152. Неодим снижает вес сборки на том же месторождении, что важно для транспортировки и погрузки/разгрузки. Решение лучше всего принимать с учетом плана отгрузки и организации сервисного обслуживания на целевом рынке.

Можно ли приобрести низкочастотный динамик и компрессионный драйвер в качестве подобранной пары?

Да. Опубликованные диапазоны указаны в едином формате, поэтому верхний предел низкочастотного динамика и нижний предел компрессионного драйвера можно сравнивать напрямую. При отправке запроса укажите предполагаемую точку кроссовера и тип корпуса.

Доступен ли данный модельный ряд динамиков для OEM-производителей и программ под собственной торговой маркой?

Да. Завод работает по программам OEM и ODM для зарубежных брендов, образцы доступны. Объем индивидуализации, дизайн и упаковка обычно уточняются на этапе изготовления образцов.

Следующий шаг в вашей программе для водителей.

Если вы заказываете низкочастотный динамик, самый быстрый способ получить полезный ответ — указать тип корпуса и внутренний объем, целевую частотную характеристику, предполагаемую мощность и частоту кроссовера, коэффициент заполнения и целевой рынок. Этого достаточно, чтобы определить, какой размер катушки, материал двигателя и конструкция механизма подойдут для вашего применения. Компания Audfine — профессиональный производитель и экспортер аудиотехники из Нинбо, и запросы от производителей корпусов, дистрибьюторов, прокатных компаний и сервисных мастерских обрабатываются непосредственно заводом.

Свяжитесь с заводом-изготовителем и сообщите о ваших требованиях к низкочастотному динамику .