Nur wenige Menschen in der Car-Audio-Branche scheinen zu begreifen, dass Lautsprecher normalerweise das schwächste Glied in Audiosystemen sind, wenn es darum geht, das, was wir hören, zu verzerren. Ob es'Durch schlechtes Design mit falscher Zentrierung der Schwingspule im Magnetspalt oder schlechter Magnet- oder Nachgiebigkeitslinearität fügen Lautsprecher erhebliche Mengen unerwünschter Informationen zu dem hinzu, was wir hören. In diesem Artikel wird ausführlich erklärt, wie sich eine erhöhte Membranauslenkung auf die Verzerrung auswirkt.
Car Audio Speaker Cone Exkursion verstehen
Lautsprecherkegel bewegen sich hin und her, um Luftmoleküle anzuregen und Schall zu erzeugen. Sie funktionieren auf die gleiche Weise, wie das Schlagen auf das Fell einer Trommel, das Blasen durch ein Horn oder das Vibrieren einer Gitarrensaite Druckwellen in der Luft erzeugt. Wenn wir mehr Spannung an einen Lautsprecher anlegen, bewegt sich der Kegel mehr. Die Wiedergabe niederfrequenter Informationen erfordert, dass Luftmoleküle weiter verschoben werden, was eine größere Konusauslenkung (und mehr Spannung) erfordert, um Bassfrequenzen zu erzeugen. Größere Instrumente wie ein Kontrabass, ein Konzertflügel und eine Pauke erzeugen auch mehr niederfrequente Informationen als ein Banjo, ein Spinettklavier oder eine Bongo-Trommel.
Unglücklicherweise für Lautsprecher, je mehr sich ihre Kegel nach vorne und hinten bewegen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Kegel das elektrische Signal nicht perfekt verfolgt. In diesem Fall werden dem Audiosignal unerwünschte harmonische Informationen hinzugefügt. Wir nennen das Verzerrung. Wenn der Konus, die Staubkappe oder die Sicke mitschwingen, fügt dies auch unerwünschte Verzerrungen hinzu. Es'Es ist nicht ungewöhnlich, dass Lautsprecher mit moderaten Ausgangspegeln weit über 1 Prozent Verzerrung erreichen. Dies bedeutet, dass mehr als 1 Prozent des von ihnen erzeugten Klangs dies tut't folgt dem Eingangssignal genau.
Lautsprecherverzerrung messen und verstehen
Um dieses Konzept zu erklären, habe ich einen beliebten 6,5--Zoll-Lautsprecher im PA-Stil genommen's in Car-Audio-Systemen verwendet und in meinem Testgehäuse montiert. Ich habe mein Clio Pocket mit dem Mikrofon einige Millimeter vom Kegel entfernt aufgestellt und eine Reihe von Frequenzgang-Sweeps mit unterschiedlichen Leistungspegeln durchgeführt. Das Clio-System kann die Messung analysieren und Oberwelleninformationen zweiter und dritter Ordnung anzeigen. Lassen's Sehen Sie sich die erste Messung im Detail an.
Lautsprecherverzerrung
Nahfeld-Frequenzgang eines PA-Lautsprechers, der mit 0,25 Watt Leistung betrieben wird.
Die Grafik, die Sie oben sehen, zeigt drei Informationen. Erstens ist die rote Spur der Frequenzgang des Lautsprechers. Diese Spur sagt uns, wie viel Energie der Lautsprecher bei verschiedenen Frequenzen erzeugt, wenn er mit einem Chirp-Signal gespeist wird. Das Chirp-Signal ist ein Sinuswellen-Sweep, der bei 20 Hz beginnt und bei 40 kHz endet. Ich habe den Ausgang des Verstärkers für diesen Test so eingestellt, dass er genau 1 Volt Ausgang produziert, was 0,25 Watt in einer 4- Ohm-Last entspricht.
Der perfekte Lautsprecher (der nicht't exist) würde einen vollkommen flachen Frequenzgang von den tiefsten Bassfrequenzen bis zu den höchsten hohen Frequenzen erzeugen. Dieser Lautsprecher war innerhalb von etwa 5 dB flach von 200 Hz bis 3000 Hz. Denken Sie daran, dass diese Messung mit dem Mikrofon direkt am Konus erfolgt, sodass die Schalldruckpegelzahlen auf der linken Seite übereinstimmen't direkt mit dem korrelieren, was Sie'd in einem Auto oder LKW hören, es sei denn, Sie haben den Lautsprecher in Ihrer Kopfstütze installiert. Uh, bitte anziehen'tu das nicht.
Die blaue Spur ist die harmonische Verzerrungsspur zweiter Ordnung. Um zu erklären, was diese Informationen bedeuten, lassen Sie's Betrachten Sie eine bestimmte Frequenz, 200 Hz. Der Lautsprecher erzeugt etwa 88 dB SPL Ausgangsleistung bei 200 Hz. Dies wird als Grundfrequenz bezeichnet. Die blaue Spur sagt uns, dass es's erzeugt auch eine zweite Harmonische (die 400 Hz wäre) bei einem Pegel von 38 dB SPL. Auch hier gelten die absoluten Zahlen'Egal, aber wir müssen wissen, dass die Verzerrung 50 dB unter der Grundwelle liegt. Das ergibt 0,316 Prozent für die Harmonische zweiter Ordnung.
Die grüne Kurve ist der Pegel der Harmonischen dritter Ordnung, die für ein 200-Hz-Signal 600 Hz beträgt. Wir haben eine Ausgabe von etwa 29 dB SPL, 59 dB unter dem Grundton und einem Verzerrungspegel von 0,112 Prozent.
I'Ich werde es wiederholen und umformulieren, um genau zu sein: Wenn Sie diesem Lautsprecher ein 200-Hertz-Signal mit einem Pegel von 0,25 Watt zuführen, erzeugt er auch eine Ausgabe bei 400 Hertz und 600 Hertz (und vielen weiteren Vielfachen). So funktioniert die Lautsprecherverzerrung, und zwar'ist allen Lautsprechern in jedem Design, in jeder Preisklasse und von jedem Hersteller gemeinsam. Schließlich fügen bessere Lautsprecher weniger Verzerrungen hinzu– das'ein wichtiger Teil dessen, was sie besser macht. Ich habe mich bewusst für diesen Lautsprecher im PA-Stil entschieden, weil er eine extrem kurze Schwingspule hat, so dass es einfach ist, ihn bei niedrigen Frequenzen mit minimaler Leistung in hohe Verzerrungen zu bringen. Der Zweck besteht darin, zu quantifizieren, wie die Verzerrung mit Kegelauslenkung zunimmt, nicht zu"Prüfung" dieser Lautsprecher.
