Porozmawiajmy o wymaganiach dotyczących rozmiaru przewodu głośnikowego Car Audio

nie tak dawno temu natknęliśmy się na dyskusję na temat potrzeby podłączenia przewodu głośnikowego car audio o dużej średnicy do wzmacniacza dużej mocy. Komentarze do wpisu były doskonałym przykładem tego, jak mało niektórzy entuzjaści audio rozumieją sygnały docierające do głośników w ich samochodowym systemie audio. Tak więc, aby pomóc jak największej liczbie osób zrozumieć temat, zebraliśmy ten artykuł, aby wyjaśnić, dlaczego nie potrzebujesz przewodu 12-AWG do swoich głośników wysokotonowych.

sygnały Audio – Amplituda i częstotliwość

Ilość napięcia wytwarzanego przez wzmacniacz zależy od ustawienia głośności i zawartości częstotliwości sygnału audio. Załóżmy, że słuchasz nagrania gitary elektrycznej. W takim przypadku wzmacniacz będzie wytwarzał znacznie mniej mocy, niż potrzeba do odtworzenia najniższych dźwięków syntezatora lub basu, nawet przy tym samym postrzeganym poziomie głośności.

dlaczego wyższe częstotliwości potrzebują mniejszej mocy do reprodukcji? Większość dźwięków, które słyszymy, ma ten sam przybliżony kształt co szum różowy. Jeśli przeanalizujesz energię w kształcie różowego szumu, zobaczysz, że jego amplituda tłumi się z szybkością -3 dB na oktawę lub -10 dB na dekadę wraz ze wzrostem częstotliwości.

jeśli masz typowy system car audio, możesz mieć subwoofer lub dwa do odtwarzania częstotliwości audio poniżej 80 Hz, głośniki średniotonowe do obsługi dźwięków od 80 do 3500 Hz i głośniki wysokotonowe dla tych częstotliwości powyżej 3500 Hz. Poniższy wykres pokazuje energię przekazywaną do subwooferów, przetworników średniotonowych i wysokotonowych za pomocą tych punktów zwrotnicy.

widać wyraźnie, że głośniki wysokotonowe otrzymują znacznie mniej energii niż głośniki średniotonowe w drzwiach. W rzeczywistości jest to o 20 dB mniej na najwyższym poziomie. Gdybyś miał 100 watów idących do głośników drzwiowych, twoje głośniki wysokotonowe potrzebowałyby tylko 1 wata mocy, aby nadążyć. W tym przykładzie średnia amplituda sygnału docierającego do środka w porównaniu z głośnikami wysokotonowymi wynosi 13,9 dB głośniej. Tak więc, potrzebujesz około 4.1 watów dla tych głośników wysokotonowych, jeśli średnice otrzymują 100 watów. Przy prawie 5 dB większej mocy wyjściowej, subwoofery potrzebowałyby 316 watów, zakładając, że mają taką samą wydajność jak głośniki średniotonowe.

zasilanie w Sygnałach prądu zmiennego

komentator w tym wątku napisał: “tak, ale to AC, Nie DC”, jakby sugerował, że sygnał AC Nie dostarczyłby tak dużo prądu do głośnika. Dla czystych fal sinusoidalnych, to z gdzie średni pierwiastek kwadratowy (RMS) wartość przychodzi. Fala sinusoidalna prądu przemiennego, powiedzmy, 10 V RMS, może wykonać taką samą pracę, jak 10 V DC.

muzyka nie jest jedną stałą sinusoidalną falą. Różni się amplitudą i częstotliwością. W związku z tym musimy spojrzeć na średni poziom. Aby nasz przykład był prosty, użyjmy 300 watów, 100 watów i 4 watów do obliczeń związanych z obliczaniem straty mocy z powodu oporu okablowania głośnikowego. Zachowamy również prostotę tego przykładu, zakładając, że wszystkie głośniki w systemie mają impedancję nominalną 4 omów.

prąd w przewodzie głośnikowym Car Audio

dla naszego przykładu, nasze poziomy mocy 300, 100 i 4 w przekładają się na 8,66, 5 i 1 A prądu płynącego przez odpowiednie głośniki. Użyjmy kawałka przewodu głośnikowego 12-AWG o długości stóp 10 dla naszego testu porównawczego. Jeśli przewód głośnikowy ma pełną specyfikację AWG i jest wykonany z czystej miedzi, długość 10 stóp będzie miała całkowitą rezystancję około 36,3 miliohmów. Spadek napięcia w przewodzie wyniesie 0,314, 0,181 i 0,026 V, co, jeśli moja matematyka jest poprawna, oznacza zmniejszenie mocy wyjściowej odpowiednio o 0,157, 0,091 i 0,018 dB. Krótko mówiąc, różnice te nie będą słyszalne w niczym innym niż wtedy, gdy głośność zostanie podniesiona do końca. Nawet o jedno wycięcie w dół, redukcje te znacznie się zmniejszają. Dzięki dynamicznej charakterystyce muzyki można bezpiecznie założyć, że średnia wymagana moc wynosi 1/10 maksimum.

co się stanie, jeśli uruchomimy przewód 14-lub 18-AWG zamiast 12-AWG? Poniższy wykres pokazuje zmniejszenie wydajności w najbardziej ekstremalnych przypadkach przy odtwarzanych tonach testowych. Dla Twoich głośników wysokotonowych, to po prostu nie ma znaczenia. W przypadku średnich, przy pełnej mocy, może wystąpić strata minutowa, która może wpłynąć na równowagę systemu. Czy powinieneś używać przewodu głośnikowego 18-AWG z subwooferem? Prawdopodobnie nie.

co dzieje się przy normalnych poziomach odsłuchu? Powiedzmy, że dojeżdżasz do pracy, a radio jest włączone, więc możesz usłyszeć Ruch uliczny i wiadomości z dziwną piosenką wrzuconą do miksu. Z typowym głośnikiem średniotonowym o wydajności 86-88 dB przy 1W / 1M, prawdopodobnie będziesz średnio dużo mniej niż 1 wat mocy do drzwi. Powiedzmy, że tak. Aby utrzymać ten sam względny poziom wyjściowy, sub otrzymywałby 3 waty, a głośniki wysokotonowe mają 40 miliwatów. Nasze straty w przewodach głośnikowych spadają do niezauważalnych poziomów 0,063 dB na głośnikach niskotonowych, 0,036 dB na średnicach i 0,003 dB na głośnikach wysokotonowych. Nadal martwisz się o rozmiar przewodu głośnikowego?

spójrzmy na więcej Math subwooferów

firmy Car audio wydają się lubić projektować wzmacniacze subwooferów car audio, które wytwarzają maksymalną moc przy niskich impedancjach. Poświęcenia w sprawności wzmacniacza i wzrost zniekształceń przy niskich impedancjach przyjrzeliśmy się już w innym artykule.

krótko mówiąc, aby uzyskać taką samą moc do subwooferów, niższe impedancje obciążenia wymagają więcej prądu, aby przepłynąć przez cewkę głośnika. Większy prąd oznacza, że więcej energii marnuje się w przewodzie głośnikowym z powodu jego rezystancji. Przygotujmy kolejny przykład – 750 watów na obciążenia 4-, 2 – i 1-omowe z przewodem głośnikowym 12-, 14 – i 18-AWG. Oto wyniki:

jak widać, jest to kolejny dobry powód, aby unikać wzmacniaczy, które wymagają niskich impedancji obciążenia, aby produkować duże ilości mocy. OK, 750 watów przez przewód 18-AWG o długości 10 stóp to dość ekstremalny przykład, ale dość wyraźnie przerywa punkt.

w rzeczywistości nigdy nie dostarczysz pełnej mocy do wszystkich głośników w samochodzie, z wyjątkiem może subwoofera, jeśli konkurujesz w zawartości SPL. W tych przypadkach, gdzie dziesiąte, a może nawet setne decybeli mają znaczenie, posiadanie zbyt dużego przewodu głośnikowego i kabla zasilającego wzmacniacza jest niemożliwe. Śmiało, niech instalator uruchomi kable zasilające o mocy 8 AWG do subwooferów! Dla reszty z nas, którzy słuchają muzyki na nawet skromnie rozsądnych poziomach mocy, przewód głośnikowy 14-AWG jest o wiele bardziej niż wystarczający, a twoje głośniki wysokotonowe nie potrzebują niczego ponad 18-AWG. Wpadnij do lokalnego sprzedawcy specjalizującego się w ulepszeniach urządzeń mobilnych, aby dowiedzieć się o ulepszeniach dźwięku dostępnych dla Twojego samochodu lub ciężarówki. Wydaj pieniądze, które zaoszczędzisz, nie kupując potwornego przewodu głośnikowego do głośników wysokotonowych i średniotonowych na lepszych głośnikach.