Где взять данные динамиков: даташиты, базы измерений, свои замеры

Любой расчёт колонки хорош ровно настолько, насколько хороши исходные данные. Параметры динамика из даташита — хорошее начало, но не последнее слово. Посмотрим, откуда берутся данные, где найти независимые измерения и когда стоит измерять самому.

Даташит — не закон

Производители измеряют параметры на одном или нескольких экземплярах, часто новых и неразработанных, а АЧХ — на бесконечном экране. Производственный допуск резонанса обычно составляет ±15 %, а после разработки подвеса fs, как правило, снижается.

Хороший пример — Dayton RS100-4 из Needle. В каталоге fs указана 84,8 Hz, а Acoustic Design Magazin пишет о резонансе около 75 Hz. Разница в 10 Hz смещает и настройку, и идеальный объём корпуса. Для линии вроде Needle это менее важно, для точно настроенного фазоинвертора — важнее.

Где найти данные и измерения динамиков

Даташиты и файлы производителей. Ряд производителей, например SB Acoustics, Scan-Speak и Dayton Audio, также дают скачать файлы FRD и ZMA. Они измерены на экране, а не в вашем корпусе, но для первого расчёта кроссовера их достаточно.
Zaph Audio. Архив сравнительных измерений динамиков Джона Крутке (John Krutke): АЧХ, искажения, затухание диффузора (CSD) и параметры. Например, сравнение 8" НЧ-динамиков. Архив старый, но многие динамики всё ещё в продаже.
HiFiCompass. Большая и постоянно пополняемая база измерений динамиков, с множеством моделей Tang Band, Dayton и SEAS. Пользователи форумов называют её одной из самых подробных в интернете.
Loudspeaker Database. Наглядные параметры Thiele-Small тысяч динамиков в одном месте.
Каталог Loudsmith. 1 604 динамика с полными параметрами, размерами и ценами, прямо в приложении.

Измерения готовых колонок: spinorama

Стоит смотреть и на измерения готовых колонок. Они показывают, как выглядит хорошо спроектированная колонка. Обозреватели вроде Erin's Audio Corner и Audio Science Review измеряют с помощью Klippel Near-Field Scanner, который по множеству измерений вокруг колонки рассчитывает АЧХ как в безэховой камере.

Результат представляют по стандарту CTA-2034, так называемая spinorama, с четырьмя кривыми:

On-axis: АЧХ по оси.
Listening window: среднее по ±30° по горизонтали и ±10° по вертикали — то, что вы слышите с обычного места.
Early reflections: звук, приходящий после первого отражения от стен, пола и потолка.
Sound power: весь звук, излучаемый во всех направлениях.

У хорошей колонки ровные кривые по оси и в окне прослушивания и плавно спадающие кривые отражений и мощности, без горбов и провалов. Среди обзоров есть и DIY-набор Audio First Fidelia, который показывает, что самодельная колонка может не уступать серийным.

Измерьте сами

АЧХ (FRD)

Наибольший прирост качества кроссовера даёт измерение динамиков в готовом корпусе. Оно учитывает дифракцию на краях и влияние корпуса, о которых даташит знать не может. Нужен лишь измерительный микрофон, например UMIK-1, и измерение колонок в Loudsmith или REW. Каждый динамик измеряют отдельно: в дальнем поле для средних и высоких частот и в ближнем поле для баса, а результат сохраняют как FRD.

Импеданс (ZMA)

Для импеданса нужно простое приспособление: резистор около 100 Ω последовательно с динамиком и звуковая карта, измеряющая напряжение с обеих сторон. Программа вроде REW вычисляет импеданс по их отношению. Импеданс показывает реальный резонанс в корпусе и настройку порта — это лучшая проверка того, что корпус получился таким, как рассчитан.

Параметры Thiele-Small методом добавочной массы

Для расчёта параметров динамика достаточно двух измерений импеданса. Сначала измерьте резонанс в свободном пространстве fs, затем прикрепите к диффузору известную массу M (например, пластилин или монеты) и измерьте новый резонанс fs'. Далее:

подвижная масса Mms = M / ((fs / fs')² − 1),
гибкость Cms = 1 / ((2π · fs)² · Mms),
эквивалентный объём Vas = ρ · c² · Sd² · Cms, где ρ · c² составляет около 1,42 · 10⁵ Pa.

Qms и Qes программа определяет по форме резонансного пика. REW делает это автоматически.

Как Loudsmith использует данные

Для каждого динамика он сравнивает чувствительность из даташита с рассчитанной по fs, Vas и Qes и проверяет Re относительно импеданса. Если данные не сходятся, он предупреждает и опускает динамик ниже в рекомендациях. В каталоге так находится около 50 динамиков с ошибкой в даташите.
Без измерений он работает с параметрами из каталога и оценивает дифракцию на краях по размерам корпуса.
Когда вы загружаете файлы FRD и ZMA для отдельных динамиков, они заменяют модель, и кроссовер пересчитывается на реальных данных.
Со страницы измерения колонок измеренный динамик отправляется в приложение одной кнопкой, без копирования файлов.

Именно так я хочу проверить обе свои сборки — Needle и Tang Band с Peerless. Измерения добавлю в статьи, как только они у меня будут.