a)
d)
STAP 2:
STAP 3: 129
O
■O
□
<
Eigenschappen van lagetonen luidsprekers kunnen in de buurt vanhun resonantie- frcquentic beschreven worden door de zogenaamdeThielc-Small parameters. Als men een bas weergever wil gaan construeren zijn Thielc-Small parameters onmis
baar,ongeachtof het gaat om een akoestische box of een bas-reflex kast. Indit gedeelte wordt aangegeven,hoe deze parameters van een willekeurigeluidspreker zijnte bepalen.
Stel de luidsprekervrij en ver van reflecterende vlakken op en zorg ervoor dat hetin demeetruimte doodstil is. Zelfs zoemende ventilato
ren ofafzuigerskunnen demeting nadelig beïnvloeden. Een mogelijk geschikteopstelling van de losseluidsprekeris deze met enkele draden ongeveer1meter aan eenhaak aan hetplafond te hangen met de mag neet naar devloer gericht.
Meet met deohmmeter deweerstand van de luidspreker overzijntwee aansluitingen. Zorg vooreen goed kontakt,herbaal de meting enkele malen en middel de resultaten. Noem deze ohmsc weerstand Re.
(Voorbeeld: Re = 3,6 Ohm).
Maak demeetopstellingvan figuur 1.Hierinwordtdetoongcncrator b)
c)
O 0)
>
e)
0
g)
Aanmeetapparatuur isnodig:
Een wissclspanningsmctcr metminimaleeigenschappen; lineair van20 Hz tot200Hz met eenresolutie van 0,1mV en een ingangsimpcdantic van 1OO kOhm.
Eenohmmeter met eenminimale resolutie van 0.1 Ohm.
Een toongenerator (sinus) met minimaleeigenschappen:
frequentie op 0,1 Hz nauwkeurig instelbaar van 20 Hztot 200 Hzmeteen regelbareuitgangsspanning van 0 tot 10 Veff.
De uitgangsspanningdient onafhankelijk van de ingesteldefrequentie te zijn.
De impedantieaan de uitgangmoet lagerdan 10 Ohmzijn.
Eenweerstandvan 1000Ohm (± 10%) en een weerstand van 10,0 Ohm (±
1%)
Eenbrieven weger ofbalansmet een nauwkeurigheidvan 0,1 g Stopverf (0-100 gram, afhankelijkvan speaker)
Een rolmaat met mmschaalverdeling
De meeste multimeters voldoenaan de eisena) en b). Ook de eisen, die aan de toongcncrator worden gesteld, liggen niet extreem hoog. Als de frcqucntieschaal niet zonauwkeurigis geijkt, ishetverstandigeen frequentictelleraan de toongene ratorte koppelen. Aan de hand van een aantalstappen worden nu de parameters vastgestcld.Er volgen ookvoorbeeldenvanmeetresultaten.
STAP1:
VOA
figuur1 STAP 4:
icoon
figuur 2 STAP 5:
STAP 6:
30
O
>*O
O 3
r
roon- generator
L
Go
’OOaV(£)“
lMA,«n«rMar
ingcslcld op 50 Hzcnmetde knopvan de uitgangsspanning wordt deaflezing vandevolt- meter gelijkgemaakt aan 10,0 millivolt. Deze instelling moet heel nauwkeurig geschieden, waarna de uitgangsrcgelaar niet meermag worden aange
raakt.
Haal de weerstand van 10,0Ohm weg ensluit daarvoor inde plaats de luidsprekeraan volgens figuur2. Verander nu de frequentie vande toongenerator totdat devoltmetereen maximale waarde aanwijst. No teer deze frequentie en noem dezeFs. (Voorbeeld: Fs = 45,0 Hz). No teer ook de aanwijzing van de voltmeter cnnoem die Rm(Voorbeeld Rm = 50,0 Ohm). Het feit dat Rm in ‘ohm’wordt gegeven, terwijl de aflezing op een voltmeter
plaatsvindt,komtdoor een pro cedure bij stap 3. Indien de stand van de uitgangsregelaar vande toongenerator nastap 3 is gewijzigd, kloppen de metin
gen nietmeer en moet de me ting vanaf stap 3 opnieuw plaatsvinden. Herhaal deze meting en middel de resultaten.
Bereken R1=VRc.Rm
Voorbeeld R1= >/3,6.50,0 = 13,4ohm
Meet met de meetopstelling van figuur 2 die frequenties,waarbijde voltmeter de waarde van R1 in millivolls aangccft. De voltmetermoet in het voorbeeld dus 13,4 millivoltaanwijzen.De ene frequentiezal kleiner dan Fs zijn.Dezenoemen wc F1. (Voorbeeld F1 =30,0 Hz). De andere zal hoger zijn dan Fs,welke wij dan F2 noemen. (Voorbeeld: F2
= 67,5 Hz). Als de metingen correct zijn uitgevoerd, dan zal er gelden:
Fs = VF1 .F2
Voorbeeld:Fs = V30.0.67,5= 45 Hz
In dit voorbeeld klopthet natuurlijk perfect, maar in de praktijk kunnen er afwijkingenoptreden tussen de waarden vanFsuit stap 4en dete rugberekendewaardeuit stap 6. Wordt deafwijking meerdan I Hz.
danis hetverstandigde meting enkelemalen te herhalen omdenauw keurigheid tevergroten.
STAP7:
STAP 8:
vb: Qms —
Qcs- vb: Qcs = = 0,347
vb:Qts= 4,47/ 13,9 = 0,322
STAP 9:
Cms =
Mcl dcgetallenuit het voorbeeld isdit:
13 1
Fs2 Qms
r-1
O 0)
> o
< □
Qins
-4,47 13.9-1
1 4 .n2 . M Qts= Qms/r
Weeg nauwkeurig met de bricvcnwcgcrof balanseen hoeveelheid stopverf af. Bij kleine luidsprekers is 15 gram al voldoende,dochbij grotere typen (vanaf 12 inch )is 30 gram beter.Noem de afgewogen massa M. (Voorbeeld:M= 15,3 g).
STAP 10: Vorm dc massa stopverf tot een rol en kleef deze voorzichtig aan dc conus vast. Een ge
schikte plek is bij dc aan-hech ting van dc sprcckspocl aan dc conus volgensfiguur3.
Cms =2,02.10-4 (m/N)
STAP 13: In deze stap wordteen eenvoudige methode beschreven om heteffec tiefstralende oppervlak van eenluidspreker te meten.Dc correcteme
thode bestaat uit het plaatsen van een luidspreker in een kast met een figuur 3 STAP 11: Meet nu met de meetopstelling van figuur 2 dc frequentie,waarbij de voltmctcr dc hoogste wisselspanning aangccft en noem deze Fsm.
(Voorbeeld: Fsm = 40,3)
STAP 12: Berekennu met onderstaandeformuledc compliantic Cms (Complian- tic iseen maat voor dc totaleophangstijlheidvandcconus):
Bereken r = Rm / Re
Voorbeeld: r = 50,0/3,6= 13,9
Nu kunnen dc mechanische-, elektrische- endc totale kwalitcitsfacto-renvan dc luidspreker worden uitgetekendmethulpvandcvolgende formules:
Fs. Vr~
F2-F1
1 Fsm2
45.VÏT9
^^3Ö = 4'47
[Din meters!]
32
I
fl( w/Ö *09*
<Do
"O
O XJ 13
<
Re 3.60 Ohm
Qcs 0.347
[]
Fs 45.0
Hz
Qmi 4.47 []
Sd = 7 D2 4
Qt$ Cms Sd VaJ
0.322 2.02.10-4 0,0254 0,0184 [] m/N m2 m3 Stel: We meten D= 0.18 m. Inge
vuldin deformule levert dit:
Sd = 0,0254m2.
STAP14: Tot slotkunnenwe nu met hulp van de beschikbare gegevens het zogenaamde akoestische volume Vas berekenen. Uitgaande van een omgevingstemperatuur van 20’Cgeldt dan:
V.$=1,41. 105. Sd2 .Cms [m3]
Met de data uit het voorbeeld wordt dit:Vas = 0.0184 m3. Ofte
wel een akoestisch volume van 18.4 liter.
STAP15:
bekend volume. Daar worden dan frequenties gemeten en op grond hiervan kan de gevraagde grootheid worden bepaald.De ervaring op
gedaan met veel metingen heeftechter geleerd, dat degewenste waarde ooknauwkeurig kanworden vastgestcld met hulp van een rolmaat.
Volgensonderstaande figuur dediameter D van de conus opmetentot de eerste ril van de ophanging (‘cdge’). Het effectief stralendeopper
vlakSd isvast te stellenmet devolgendeformule:
figuur4 Plaats de verkregen resultaten in een overzichtclijke tabel en gebruik dezegegevensvoor luidsprekerboxenvanuitstekende kwaliteit.
Uit de eenheden in de onderste lijn van detabelblijkt, dat alles uitge rekend moet worden door meters, kilogrammenen dcrgclijkc te gebrui ken uit het Sl-eenhcdcnstclsel. Alle hier gegeven constanten gaan hiervan uit.