«Параметри Тіля — Смолла» — це набір електроакустичних параметрів, який визначає поведінку динамічної головки (динаміка) в області низьких частот. Ці параметри публікуються специфікаціями виробниками як довідкові для виробників акустичних систем. Більшість параметрів визначаються тільки на резонансній частоті динаміка, але в цілому застосовуються у всьому діапазоні частот, в якому динамік працює в поршневому режимі.
Fs — Резонансна частота динамічної головки.
Qes — Електрична добротність на частоті Fs.
Qms — Механічна добротність на частоті Fs.
Qts — Повна добротність головки на частоті Fs.
Vas — Еквівалентний об’єм (об’єм повітря (в м?), який, при впливі на нього поршня площею Sd, має гнучкість, що дорівнює гнучкості підвісу).
Розглянемо кожен параметр окремо:
Fs — Резонансна частота динамічної головки.
fs: Driver free air resonance.
fs: основний резонанс динамічної головки (так само називають резонанс у відкритому повітрі -без оформлення)
Можна сказати що це умови за яких всі рухомі частини динамічної системи синхронізовані або входять в резонанс. Резонанс досить складно пояснити, простіше зрозуміти це явище, якщо просто сказати, що дуже важко отримати за допомогою динаміка частоту нижче частоти його основного резонансу.
Наприклад грубо кажучи динамік із частотою основного резонансу (fs: Driver free air resonance) = 60 Hz (Гц), нічого очікувати відтворювати частоту в 35 Hz (Гц) дуже добре.
Динамік з частотою основного резонансу (fs: Driver free air resonance) = 32 Hz (Гц), буде відтворювати частоту в 35 Hz (Гц) досить впевнено, якщо ваше акустичне оформлення буде налаштовано на відтворення настільки низьких частот. Ці два пояснення дуже добре підходять для вибору динаміка для оформлення ФІ (фазинвертер), ЗЯ (Закритий Ящик) та band-pass (банд пас). Що стосується рупорного сабвуфера цей параметр менш критичний, оскільки динамік скоріш використовується як поршень, а частоту створює саме оформлення сабвуфера як рупора. Резонансна частота – це частота резонансу динаміка без будь-якого акустичного оформлення. Вона так і вимірюється – динамік підвішують у повітрі на найбільшій відстані від навколишніх предметів, так що тепер його резонанс залежатиме тільки від його власних характеристик – маси рухомої системи та твердості підвіски. Існує думка, що чим нижче резонансна частота, тим краще вийде сабвуфер. Це вірно лише частково, для деяких конструкцій надмірна низька частота резонансу – перешкода. Для орієнтиру: низька – це 20 – 25 Гц. Нижче 20 Гц – рідкість. Вище 40 Гц – вважається високою для сабвуфера.
Qms — Механічна добротність на частоті Fs
Qms: Driver mechanical Quality
Qms: Механічна добротність динаміка
Qms – механічна добротність динаміка, дає уявлення про всі механічні параметри динаміка разом. Це вираз контролю створюваного жорсткістю підвісу.
Qts — Повна добротність головки на частоті Fs
Qts: Driver total Quality.
Qts: Загальна добротність динаміка
Іноді в цьому параметрі опускається буква Q, оскільки це скорочення слова (якість – добротність). Отже Qts це загальна добротність динаміка, яка включає електричну і механічну добротність. Qts – дає нам зрозуміти, наскільки сильна моторна (магнітна) система динаміка. Динаміки з малою загальною добротністю системи (близько 0,20 ( матимуть великий магніт і зможуть рухати дифузор динаміка з великою силою. Це робиться для тугих (жорстких) динаміків. Динамік з Qts = 0,45 будуть мати менший магніт і відповідно меншу силу для рухи дифузора Таким чином низьке значення Qts дає сильний (жорсткий, щільний) і гострий звук, але з малою вагою або низьким басом і великим Qts виходить протяжний і сильний звук, який дає вам дуже багато низькочастотного тиску. 6. Для нормальної роботи таких динаміків вам знадобляться величезні акустичні оформлення (короба), так як з нормальними (реально розумними) розмірами акустичного оформлення ви не отримаєте від цих динаміків багато басової складової.Такі динаміки краще використовувати в задній полиці вашого авто, де вони отримають багато вільного простору за своєю спиною. Qts (загальна добротність динаміка) складається з електричної добротності Q (Qes) і механічної добротності Q (Qms)
Розрахувати Qts можна як 1/Qts = 1/Qes + 1/Qms
Qms розраховується як
Fs sqrt(Rc)
Qms = —————-
f2 – f1
Динамік з великою механічною добротністю Qms може грати відкрито, чистіше і мати більший динамічний діапазон. Тому що такі динаміки матимуть менші втрати. Гумовий круговий підвіс більш гнучкий, паперовий пвідвіс, який є частиною дііфузора більш конструктивний, вони мають більший повітряний потік і зазвичай відповідно більшу чутливість. Таким чином, механічна добротність дуже хороший індикатор енергетичного запасу динаміка.
Qts це лише твір Qes і Qms та розуміння що означають ці величини, дуже важливо при конструюванні акустичних систем.
Qts Vas і fs все, що потрібно для обчислення розміри вашого майбутнього акустичного оформлення (короба), з часом коли ви перейдете на більш професійний рівень конструювання, такі величини як Qes і Qms стануть для вас необхідними умовами для подальшої роботи.
Добротність – не якість виробу, а співвідношення пружних і важких сил, які існують у рухомій системі динаміка поблизу частоти резонансу. Рухлива система динаміка багато в чому те саме що й підвіска автомобіля, де є пружина та амортизатор. Пружина створює пружні сили, тобто накопичує та віддає енергію у процесі коливань, а амортизатор – джерело тяжкого опору, воно нічого не накопичує, а поглинає та розсіює у вигляді тепла. Те саме відбувається при коливаннях дифузора та всього, що до нього прикріплено. Високе значення добротності означає, що переважають пружні сили. Це – як автомобіль без амортизаторів. Достатньо наїхати на камінчик і колесо почне стрибати, що нічим не стримується. Стрибати на тій же резонансній частоті, що властива цій коливальній системі. Щодо гучномовця це означає викиди частотної характеристики на частоті резонансу, тим більший, чим вище повна добротність системи. Його ніхто і не вимагає. Популярний метод діагностики підвіски машини похитуванням – не що інше як вимір добротності підвіски «кущовим» способом. Якщо тепер упорядкувати підвіску, тобто причепити паралельно пружині амортизатор, накопичена при стиску пружини енергія вже не вся повернеться назад, а частково буде загублена амортизатором. Це – зниження добротності системи. Тепер знову повернемось до динаміка. Нічого, що ми сюди ходимо? Це, каже що, з пружиною у динаміка все начебто ясно. Це – підвіска дифузора. А амортизатор? Амортизаторів – аж два, що працюють паралельно. Механічна добротність визначається головним чином вибором матеріалу підвісу, причому в основному – шайби, яка центрує, а не зовнішнього гофра, як іноді думають. Великих втрат тут зазвичай немає і внесок механічної добротності повною мірою вбирається у 10 – 15%. Основний внесок належить електричній добротності. Найтвердіший амортизатор, який працює в коливальній системі динаміка, – це ансамбль зі звукової котушки та магніту. Будучи за своєю природою електромотором, він як і годиться мотору, може працювати як генератор і саме цим і зайнятий поблизу частоти резонансу, коли швидкість і амплітуда переміщення звукової котушки – максимальні. вихідний опір підсилювача, тобто практично – нуль. Виходить таке ж електричне гальмо, яким поставляються всі електрички. Там теж при гальмуванні тягові двигуни змушують працювати в режимі генераторів, а їх навантаження – батареї гальмівних опорів на даху. Величина виробленого струму буде, природніше, тим більше, чим сильніше магнітне поле, в якому рухається звукова котушка. Виходить, що більше магніт динаміка, тим нижче, за інших рівних, його добротність. Але, звичайно, оскільки у формуванні цієї величини беруть участь і довжина проведення обмотки, і ширина зазору в магнітній системі, остаточний висновок тільки на підставі розміру магніту було б робити передчасно. А попередній – чому ні? – Базові поняття – поруч вважається повна добротність динаміка менше 0,3 – 0,35; високою – більше 0,5 – 0,6.
Vas — Еквівалентний об’єм (обсяг повітря (в м?)), який, при впливі на нього поршня площею Sd, має гнучкість, що дорівнює гнучкості підвісу).
Vas: Volume of air equal to the driver compliance.
Vas: Еквівалентний обсяг динаміка
Він дає поняття про те, наскільки тугий підвіс у динаміка. Значення дається в літрах чи кубічних дюймах. Є багато параметрів, що впливають на Еквівалентний обсяг, так що ми не можемо сказати, що велике значення параметра Vas краще. На еквівалентний обхем впливає підвіс динаміка, розмір дифузора і навіть температура повітря. Це найвизначніший параметр. Його значущість найважче оцінити. Більшість сучасних головок гучномовців засноване на принципі «акустичного підвісу». Концепція акустичного підвісу полягає у встановленні динаміка в такий обсяг повітря, пружність якого можна порівняти з пружністю підвісу динаміка. При цьому виходить, що впаралель до пружини, що вже є в підвісці, поставили ще одну. Еквівалентним обсяг буде при цьому такий, при якому нова пружина, яка з’явилася, дорівнює по пружності тієї, що була. Величина еквівалентного обсягу визначається твердістю підвісу та діаметром динаміка. Чим м’якше підвіс, тим більше буде величина повітряної подушки, присутність якої почне турбувати динамік. Те саме відбувається зі зміною діаметра дифузора. Великий дифузор при тому ж зрушенні сильніше стискатиме повітря всередині ящика, тим самим відчуваючи велику відповідну силу пружності повітряного об’єму. Саме ця обставина найчастіше визначає вибір розміру динаміка, виходячи з наявного обсягу розміщення його акустичного оформлення. Великі дифузори створюють передумови високої віддачі сабвуфера, але вимагають великих обсягів. У еквівалентного обсягу цікаві сімейні зв’язки з резонансною частотою, без усвідомлення яких легко схибити. Резонансна частота визначається твердістю підвісу та масою рухомої системи, а еквівалентний об’єм – діаметром дифузора і тією самою твердістю.
У результаті можлива така ситуація: припустимо, є дві динаміка однакового розміру та з однаковою частотою резонансу. Але тільки в одне з них це значення частоти відбулося внаслідок важкого дифузора та жорсткої підвіски, а в інше – навпаки, легкого дифузора на м’якому підвісі. Еквівалентний об’єм у такої парочки при всій зовнішній схожості може відрізнятися дуже суттєво, і при встановленні в ту саму скриньку результати будуть драматично різними.
