Измерение T-S параметров динамика с помощью компьютера.

Те, кто занимался расчетом акустического оформления, встречались с параметрами Тиля-Смолла. Чтобы, например, рассчитать акустическое оформление для динамика, необходимо знать минимум 3 основных параметра:

Vas – эквивалентный объем;

Qts – полная добротность;

Fs – резонансная частота.

Большинство производителей не указывают эти параметры, а пишут на коробках всякие красивые цифры и прочую «ерунду», мало относящуюся к динамику (например, 1300ватт и т.д.).
Есть замечательная программа AudioTester, которая может многое, в том числе и измерять параметры НЧ динамиков. Скачать бесплатно программу можно на офф. сайте, но она постоянно будет напоминать нам, чтобы мы приобрели полную версии, и после нескольких измерений закрывается, но функционал полный. Скачиваем файл (около 30мб), жмем Download в левом верхнем углу сайта, устанавливаем программу.
Нам нужно собрать вот такую простенькую схему, прикупить пару штекеров и пару резисторов на 10ом.

Схема.

Тестер, шнурок, 25ГДН и резистор 15ом.

Запускаем программу, слева нажимаем TSP, настройки делаем как у меня, в настройках звуковой карты убираем эквалайзеры и прочее, уровень входов-выходов ставим 60-80%.
Сначала нужно откалибровать сопротивление, для этого находим резистор 10-20ом, измеряем его сопротивление тестером, либо ищем резистор с малой погрешностью.

Измерение сопротивление показало 15,9 ома, но это не совсем так.

У меня валялся вот такой керамический резистор 15ом, и чтобы измерить его сопротивление максимально точно, нужно вычесть показания на тестере (приборе) при подключенном резисторе и показания при короткозамкнутых щупах (15,9-0,9=15ом), совпало с номиналом, но такое бывает редко.

При замкнутых щупах сопротивление 0,9 ом

Щупы и внутренняя схема тестера тоже имеет сопротивление, и не стоит этим пренебрегать.

Подключаем шнукок ко входу и выходу звуковой карты компьютера (у меня это line out и line in, с микрофонным входом почему-то не работает) подсоединяем к шнурку резистор 15 ом, запускаем программу, жмем Start и добиваемся (изменением значения эталонного сопротивления) того, чтобы на графике линия совпадала со шкалой 15ом, заодно мы проверим пригодность и линейность звуковой карты( у меня она вышла просто идеальной, см. на фото синюю линию)

Первый запуск и калибровка.

Итак, мы откалибровали наш шнурок, теперь можно смело измерять параметры динамиков. Для примера я взял советский 25ГДН 86г.в. Диапазон частот выбираем от 5Гц до 120гц (Fs=78Гц), для сабвуферов верхнюю частоту можно уменьшить до 100гц, но нижнюю частоту измерения лучше не поднимать, так как будет страдать точность (Rdc станет выше). Динамик располагаем вертикально, подвешиваем, либо держим в руках во время измерения, в программе выставляем соответствующие настройки, нажимаем старт, ждем, пока программа построит график. Теперь перетаскиваем график в окошечко (1. Measurement), и программа мгновенно посчитает параметры.

Замер параметров 25 ГДН.

Самое сложное — определения эквивалентного объема. Для этого линейкой измеряем диаметр диффузора от середины до середины подвеса, приклеиваем на двусторонний скотч монеты исходя примерно из соотношения: масса монет = массе подвижной системы (5дюймов-10гр, 6,5 – 20гр, 8 – 40гр, 10 – 90гр, 12 – 120гр, 15 – 180гр), но зависит от конструкции НЧ динамика. Массу монет можно узнать тут, лучше брать те, которые не магнитятся. Переключаемся на второй график, в настройках указываем массу монет и диаметр динамика, жмем Start и строим зависимость сопротивления с дополнительным грузом, перетаскиваем его в окошко (2. Measurement). Все, программа выдает нам оставшиеся Vas и прочее. Можно сохранить данные, нажав Print/List.

Дополнительный груз — 2 монеты по 10р.

Также с помощью данного шнурка можно узнать сопротивление динамика на определенной частоте (частоте раздела фильтров, например), что поможет при расчете пассивных фильтров. На высоких частотах сопротивление будет уже далеко не 4 ома (сказывается большая индуктивность катушки НЧ динамиков).

Зависимость сопротивления от частоты 25ГДН

Можно очень точно определить частоту настройки порта фазоинвертора. Для этого шнурок подключаем к собранному коробу ФИ и аналогично замеряем сопротивление, минимальное его значение будет соответствовать настройке порта, нужно только увеличить график.

Определяем частоту настройки ФИ

С готовым шнурком и настроенной программой измерение параметров динамика занимает не более 10 минут. Для новых динамиков рекомендуется размять подвес и шайбу, погоняв на синусе ниже резонанса динамика несколько часов. Исходя из небольшого опыта, точность измерений зависит от калибровки, точности массы добавочного груза, и от измеренного значения Rdc (сопротивление постоянному току), поэтому я выбрал нижнюю частоту измерений 5 Гц( у моего динамика при 5Гц R=3,5ом а при 20Гц уже 4,2 ома). Значение Rdc, измеренное тестером оказалось 3,5 ом (4,4- 0,9 с учетом сопротивления щупов), то же самое что и насчитала программа.

Записал небольшое видео: