-
Λοιπόν, ας προσπαθήσουμε να λύσουμε αυτό το θέμα:
0. Περί απόδοσης και ευαισθησίας...
Όταν έχουμε να κάνουμε με μια ηλεκτρική μηχανή ένα από τα πράγματα που μας ενδιαφέρουν είναι ο συντελεστής απόδοσης. Ο συντελεστής απόδοσης είναι το πηλίκο της ισχύος που αποδίδει η μηχανή μας προς την ισχύ που προσλαμβάνει. Επειδή πρόκειται για λόγο μεγεθών που μετρώνται με την ίδια μονάδα (Watt) είναι αδιάστατο και συνήθως εκφράζεται ως ποσοστό. Ο συντελεστής απόδοσης μας ενδιαφέρει και στα ηχεία φυσικά, αλλά υπάρχει ένα σοβαρό πρόβλημα: Η μέτρηση της ακουστικής ισχύος απαιτεί από την πλευρά μας γνώση της ακουστικής εμπέδησης, της "αντίστασης" δηλαδή που βλέπει το ηχείο όταν ακτινοβολεί σε έναν χώρο. Αυτή η εμπέδηση όχι μόνο δεν είναι γνωστή, συνήθως, επειδή εξαρτάται από τις ιδιότητες του χώρου και την θέση του ηχείου σε αυτόν, αλλά εξαρτάται και από την κατευθυντικότητα του ίδιου του ηχείου.
Επομένως: Είναι κατ΄αρχήν δύσκολο να μετρήσουμε τον συντελεστή απόδοσης και αν τον μετρήσουμε δεν σημαίνει και πολλά πράγματα σε έναν άλλο χώρο. Είμαστε, λοιπόν, υποχρεωμένοι να εφεύρουμε μια μέτρηση ευκολότερη και πιο χρήσιμη. Αυτή είναι η ευαισθησία. Εξ' ορισμού, η ευαισθησία μετράται με διαφορετικό τρόπο από ότι θα μετράγαμε τον συντελεστή απόδοσης, επομένως δεν σχετίζεται παρά εμμέσως με αυτόν.
1. Τί είναι η ευαισθησία;
Η ευαισθησία ενός ηχείου είναι ένα αυθαίρετο μέγεθος το οποίο χρησιμοποιήται για να μπορέσουμε να κάνουμε υπολογισμούς σε μια ηχητική εγκατάσταση. Αυτό που συνήθως θέλουμε είναι να μάθουμε αν ένα συγκεκριμένο ηχείο οδηγούμενο από έναν συγκεκριμένο ενισχυτή θα μπορέσει να δημιουργήσει μια ζητούμενη στάθμη σε μια συγκεκριμένη απόσταση. Επειδή οι ηχητικές εγκαταστάσεις σχεδιάζονται με βάση τις ανάγκες (και όχι τις συζύγους) θεωρούμε (αυθαιρέτως, επίσης) ότι τα ηχεία κοιτούν τους ακροατές επομένως αυτοί βρίσκονται "στον άξονα". Επίσης, όταν επιλέγουμε έναν ενισχυτή τον πληρώνουμε "με το βατ" και όταν μετράμε την στάθμη χρησιμοποιούμε ένα ντεσιμπελόμετρο, επομένως το αυθαίρετο μέγεθός μας θα πρέπει να συνδέει "βατ με dBSPL και απόσταση, στον άξονα". Έτσι προέκυψε η γνωστή έκφραση: dBSPL/w/m.
2. Τι διάβολο είναι τα 2.83Vrms;
Είναι άλλο πράγμα να αναφέρεσαι σε βατ ενισχυτή και άλλο να τα μετράς. Οι ηλεκτρολόγοι γνωρίζουν ότι για να μετρήσεις W θέλεις βατόμετρο (και στη σχολή υπάρχει πάντα ο μάλαξ που θα το συνδέσει λάθος και θα το διαλύσει...
). Αν θέλεις να μετρήσεις Wrms τότε θέλεις και βατόμετρο rms. Τυπικά, τώρα, η μέτρηση της ευαισθησίας γίνεται στην μεσαία περιοχή και αποτελεί έναν μέσο όρο ενός αριθμού μετρήσεων: Κάνεις πέντε μετρήσεις σε κάποια "κέντρα", αθροίζεις και διαιρείς με το πέντε, δηλαδή, ή κάτι ανάλογο. Στην περιοχή αυτή η τυπική εμπέδηση ενός ηχείου είναι, υποτίθεται, 8Ω (μην ανοίξει συζήτηση γι αυτό. Έτσι σκέφτηκαν αρχικά οι άνθρωποι!). Γνωρίζοντας την αντίσταση, δεν χρειαζόμαστε βατόμετρο πλέον αλλά ένα απλό βολτόμετρο AC/RMS (το οποίο ειρήσθω εν παρόδω -και για όσους θα ήθελαν να κάνουν μετρήσεις τέτοιου είδους δεν είναι απλώς ένα βολτόμετρο ΑC!). Aν επί μιας αντίστασης 8Ω εφαρμόσω μια τάση 2.83Vrms η ισχύς που καταναλώνεται (επομένως και αποδίδεται από τον ενισχυτή μου) είναι 1W. Κάποια στιγμή, αναπόφευκτα, η έκφραση της ευαισθησίας απέκτησε εναλλακτική μορφή: dBSPL/2.83Vrms/1m.
3. Hχεία 4Ω και 2.83Vrms. Τί γίνεται με αυτά;
Προφανώς, ένα ηχείο 4Ω μετρημένο με τάση αναφοράς τα 2.83V, απορροφά ισχύ 2W. Eπομένως, η ευαισθησία του μετρημένη με αυτή τη μέθοδο εμφανίζεται ως υψηλότερη έναντι ενός 8Ωμου. Από την στιγμή που γνωρίζουμε την εμπέδηση, δεν υπάρχει πρόβλημα: Απλώς αφαιρούνται 3dB και καταλήγουμε σε αποτέλεσμα άμεσα συγκρίσιμο. Δεν υπάρχει αμφιβολία, ότι πολλοί κατασκευαστές που χρησιμοποιούν την προδιαγραφή "2.83V" το κάνουν εκ του πονηρού. Πρώτον επειδή πριμοδοτούν το ηχείο τους κατά 3dB (αν είναι τετράωμο) και δεύτερον επειδή δεν υπάρχει, εδώ και χρόνια, λόγος για την χρήση αυτής της προδιαγραφής. Κανείς, μάλλον, δεν μετρά με βολτόμετρα πλέον!
4. Περί μετρήσεων...
Όλα τα σύγχρονα συστήματα μέτρησης ηχείων πραγματοποιούν έμμεση μέτρηση της ευαισθησίας. Έμμεση, υπό την έννοια ότι μετρούν μια ηχητική στάθμη (την οποία επιλέγει αυθαίρετα ο χρήστης) και εν συνεχεία κάνουν αναγωγή της μέτρησης αυτής στο 1W. Η αναγωγή αυτή χρησιμοποιεί μια μέτρηση αναφοράς η οποία γίνεται σε ηλεκτρικό πεδίο (χωρίς το μικρόφωνο δηλαδή) και αφορά την έξοδο του συγκεκριμένου ενισχυτή, όταν αυτός οδηγεί το συγκεκριμένο ηχείο, στην συγκεκριμένη στάθμη. Τα υπόλοιπα είναι απλώς μαθηματικά. Ετσι, η έξοδος του προγράμματος είναι dBSPL/w/1m. Δεν υπάρχει λόγος να χρησιμοποιήσω τα 2.83V. Το σύστημά δεν έχει λάβει υπ΄όψιν του την τυπική εμπέδηση του ηχείου απλώς, αλλά την διακύμανσή της σε όλο το φάσμα (οπότε μας αποδίδει μια καμπύλη ευαισθησίας).
5. Επί του πρακτέου...
Την ευαισθησία την χρειαζόμαστε σε δύο περιπτώσεις: Την σύγκριση δύο ηχείων (για να δούμε πιο είναι περισσότερο ευαίσθητο) και στον έλεγχο στάθμης (για να δούμε αν ένας συγκεκριμένος συνδυασμός ενισχυτή-ηχείου μπορεί να αποδώσει τα δέοντα SPL).
5.1. Σύγκριση ηχείων. Εννοείται ότι οι συγκρίσεις θα πρέπει να γίνονται μόνο μεταξύ ομοειδών μεγεθών: dBSPL/W/m με dBSPL/w/m και dBSPL/2.83Vrms/m με dBSPL/2.83Vrms/m. Στην δεύτερη περίπτωση οι ονομαστικές εμπεδήσεις πρέπει να είναι ίδιες. Αν όχι, αφαιρούμε 3dB από το 4Ω. Δεν ασχολούμαστε με την διακύμανση της εμπέδησης (το τάδε ηχείο "πέφτει" στα 3Ω, κ.λπ), επειδή η ευαισθησία έχει οριστεί ως μέση τιμή στο midband.
5.2. Ελεγχος στάθμης. Επειδή αγοράζουμε βατ και όχι βόλτ, οι υπολογισμοί γίνονται "με το βατ". Θέλουμε επομένως την ευαισθησία σε dBSPL/W/m. Αν δίδεται σε dBSPL/2.83Vrms/m θα πρέπει να κάνουμε αναγωγή: 2.83Vrms=1Wrms/8Ω ή 2.83Vrms=2Wrms/4Ω.
Αυτά. Αν υπάρχουν ερωτήσεις ή άλλες απορίες, postάρετε...
Last edited by dStam; 07-08-2009 at 09:57 PM.
Posting Permissions
- You may not post new threads
- You may not post replies
- You may not post attachments
- You may not edit your posts
Forum Rules