Proudové buzení reproduktorů a zkreslení reproduktorů

1. Úvod

2. Měření zkreslení proudu reproduktorem

3. Měření zkreslení reproduktoru při napěťovém a proudovém buzení

4. Měření zkreslení výškového a středotónového reproduktoru

 

3. Měření zkreslení reproduktoru při napěťovém a proudovém buzení

3.1. Reprosoustava s bassreflexovým otvorem

Po jednoznačně prokazatelném vyšším zkreslení proudu reproduktorem (v důsledku inherentní nelineární impedance reproduktoru) ve srovnání s budicím napětím musí logicky přijít na řadu měření na akustické straně reproduktoru, pro potvrzení nebo vyvrácení domněnky, že proudové buzení by mělo vést k nižšímu nelineárnímu zkreslení i na akustickém výstupu z reproduktoru. Za tímto účelem byl připraven zesilovač, jednoduše konfigurovatelný pro napěťový a proudový výstup.

Test na zkreslení byl provedený při jednotném napětí na svorkách reproduktoru o úrovni 2Vrms. Před každým měřením bylo toto svorkové napětí reproduktoru ověřeno. Byla použita 3-pásmová reprosoustava Quadral Ascent 90, měřeno na kmitočtech 30Hz, 40Hz, 61Hz, 100Hz a 200Hz. Kmitočty byly zvoleny s ohledem na průběh impedanční charakteristiky reprosoustavy.

Nejprve bylo zkontrolováno harmonické zkreslení použitého zesilovače, v napěťovém i proudovém režimu, na všech měřicích kmitočtech a vždy při 2Vrms na svorkách reprosoustavy. THD zesilovače se pohybovalo od 0,001% do 0,0061%, v závislosti na typu buzení a kmitočtu. Ve všech případech složky zkreslení měly velmi rychlý útlum s rostoucí harmonickou složkou a hlavně zkreslení bylo vždy zcela zanedbatelné proti naměřenému zkreslení mikrofonem, na všech harmonických bez výjimky.

Měření bylo provedeno mikrofonem ECM8000 ve vzdálenosti 9cm od membrány hloubkového reproduktoru. Bylo vždy opakováno, pro zajištění hodnověrnosti výsledků. Bylo též provedeno měření po oddálení mikrofonu od reproduktoru, aby se vyloučilo možné zkreslení mikrofonu při vyšším akustickém tlaku. Oddálení nemělo vliv, jen se zhoršil dynamický rozsah měření a zvýšil se vliv odrazů v místnosti.

Výsledky měření

Při měření bassreflexové reprosoustavy se nepotvrdila se domněnka, že proudové buzení povede vždy k výraznému snížení zkreslení reprosoustavy. Na kmitočtech 30Hz, 100Hz a 200Hz bylo celkové zkreslení při napěťovém i proudovém buzení prakticky shodné, při napěťovém buzení bylo mírně nižší. Lišily se ale amplitudy jednotlivých harmonických při obou způsobech buzení. Na 40Hz bylo nižší zkreslení při napěťovém buzení, 0,887% proti 1,30% při proudovém buzení. Na 61Hz, tedy v rezonanci, bylo nižší zkreslení při proudovém buzení, 0,292% proti 0,545% při napěťovém buzení. To byl největší rozdíl ve zkreslení mezi oběma metodami buzení.

40Hz - napěťové buzení

 

40Hz - proudové buzení

 

61Hz - napěťové buzení

 

61Hz - proudové buzení

 

200Hz - napěťové buzení

 

200Hz - proudové buzení

 

3.2. Měření s uzavřeným bassreflexovým otvorem

Další měření byla provedena po ucpání bassreflexového otvoru reprosoustavy, což změní impedanční charakteristiku na rezonanci s jediným vrcholem a zvýší se výchylka membrány na basech. Je tudíž předpoklad vyššího vlivu linearizace proudu. Impedance s uzavřeným otvorem:

40Hz napěťové buzení

40Hz proudové buzení

61Hz napěťové buzení

61Hz proudové buzení

80Hz napěťové buzení

80Hz proudové buzení

Výsledky měření

Po ucpání bassreflexového otvoru bylo při měření v pásmu pod 100 Hz zjištěno snížení zkreslení při proudovém buzení na všech kmitočtech. Ukázána jsou měření na 40Hz, 61Hz a 80Hz. Na 100Hz již byl výsledek při obou typech buzení shodný

Uzavřená soustava vede ke zvýšení výchylky membrány basového reproduktoru. Tudíž se příznivě projevila linearizace proudu při proudovém buzení.

pokračování - měření výškového a středotónového reproduktoru

 

Pavel Macura, 01/2015