Tìm hiểu về trở kháng ở loa

Trước khi chúng ta giải thích về đường cong trở kháng của loa, hãy đề cập tới những điều cơ bản. Khi ta có một điện áp, mạch của chúng ta có một đại lượng sẽ thể hiện một mức độ đối nghịch nhất định với dòng điện. Chúng ta gọi đây là trở kháng đối lập, và nó được đo bằng ohms. Chúng ta hãy phân biệt giữa trở kháng và điện trở, cả hai đều có cùng đơn vị đo lường (ohms), nhưng không giống nhau.

Điện trở được sử dụng khi mạch được điều khiển bởi dòng điện một chiều. Nó sẽ có một giá trị cố định.

Trở kháng được sử dụng khi mạch được điều khiển bởi dòng điện xoay chiều. Bởi vì dòng điện xoay chiều, trở kháng sẽ không chỉ có độ lớn, mà còn có cả pha.

Một hệ thống loa sử dụng dòng điện AC, vì vậy trở kháng là đối tượng của chúng ta quan tâm. Trở kháng thay đổi giá trị theo tần số. Khi bạn xem bảng tính của loa, bạn có thể thấy cả giá trị điện trở và trở kháng. Bạn có thể thấy một cái gì đó như Re = 3,4 ohms (kháng) và Z = 4 ohms (trở kháng). Re là điện trở một chiều của cuộn dây thoại và Z là trở kháng danh định. Thuật ngữ danh nghĩa biểu thị giá trị trung bình, bởi vì trở kháng thay đổi theo tần số. Điều này có nghĩa là trở kháng chủ yếu sẽ vào khoảng 4 ohms, nhưng nó có thể đạt đến giá trị cao như 50 ohms và thấp nhất là 2,5 ohms.

Giải thích về đường cong trở kháng của loa

Trở kháng của loa không phải là một giá trị duy nhất, thay vào đó, nó thay đổi theo tần số. Điều này có nghĩa là bạn sẽ cần một biểu đồ để cho biết chính xác trở kháng của củ loa. Ngoài ra, vì thùng loa sẽ ảnh hưởng đến các đặc tính của loa, nên đồ thị trở kháng cũng sẽ thay đổi. Chúng ta hãy giải thích đường cong trở kháng của loa đối với củ loa trong không khí tự do và đối với củ loa trong thùng loa hở (thùng có lỗ thông hơi).

Đường cong trở kháng khi củ loa trong không khí tự do và trong thùng loa kín

Hãy cùng phân tích biểu đồ trở kháng của củ loa khi ở trong thùng kín. Nếu củ loa ở trong không khí tự do hoặc trong thùng loa kín, biểu đồ trở kháng sẽ trông hao hao giống nhau. Trở kháng tăng đột biến sẽ ở tần số cao hơn, bởi vì vỏ loa sẽ làm tăng tần số cộng hưởng của hệ thống.

Đường in đậm là trở kháng. Chúng tôi đo độ lớn của trở kháng bằng ohms và bạn có thể đọc giá trị ở phía bên trái của biểu đồ.

Đường chấm chấm là pha. Chúng tôi đo góc pha theo độ và bạn có thể đọc giá trị ở phía bên phải của biểu đồ.

Trở kháng

Có một số thông tin mà đường cong trở kháng loa thể hiện:

Giá trị thấp nhất ở bên trái của biểu đồ là điện trở DC (Re). Trong biểu đồ của chúng tôi trông giống như 3,2 ohms.

Nhà sản xuất củ loa công bố trở kháng danh định, nhưng đó là giá trị trung bình của trở kháng. Chỉ cao hơn vài tích tắc so với Re. Trong trường hợp này, trở kháng danh định là 4 ohms.

Đỉnh trong biểu đồ trở kháng đại diện cho tần số cộng hưởng. Đối với củ loa đặt ở môi trường trong không khí tự do hoặc củ loa đã gắn trong thùng kín. Đỉnh này sẽ cho biết tần số cộng hưởng của hệ thống. Đối với khi gắn trong thùng loa kín, tần số cộng hưởng sẽ cao hơn một chút. Nếu chúng ta so sánh nó với cùng một củ loa rời khi chưa gắn thùng đo ở môi trường không khí.

Khi tần số tăng lên, trở kháng cũng tăng. Loa có một cuộn dây gọi là coil loa trong cấu tạo của nó, đó là một cuộn cảm. Điều này sẽ thể hiện một điện kháng cảm ứng, chống lại dòng điện hiện tại. Vì điện kháng cảm ứng này tỷ lệ thuận với tần số. Điều này giải thích sự gia tăng trở kháng theo tần số.

Pha của loa

Trong mạch điện kháng (có tính chất cảm ứng và điện dung), đôi khi sẽ xảy ra hiện tượng lệch pha giữa dòng điện và điện áp. Điều này có nghĩa là dòng điện sẽ dẫn hoặc làm trễ điện áp trong một khoảng thời gian nhất định. Sự khác biệt này được gọi là góc pha và nó được đo bằng độ.

Giải thích pha:

Trong mạch điện dung, dòng điện sẽ dẫn điện áp, dẫn đến góc pha âm.

Dòng điện sẽ trễ hơn điện áp, trong mạch cảm ứng, dẫn đến một góc pha dương.

Trong đoạn mạch thuần điện trở, dòng điện và điện áp cùng pha nên lệch pha nhau góc 0.

Bây giờ chúng ta hãy quay lại thế giới âm thanh và giải thích đường cong trở kháng của loa:

Tùy thuộc vào mức độ phản ứng của hệ thống loa, pha sẽ có các giá trị khác nhau. Pha sẽ bằng 0 độ ở tần số cộng hưởng và tại điểm mà trở kháng bắt đầu tăng lên do điện cảm của cuộn coil loa.

Pha có vai trò như thế nào trong thực tế?

Vâng, nó thực sự cho chúng ta biết lượng nhiệt mà bộ khuếch đại sẽ tiêu tán tương quan với mức công suất nó sẽ cung cấp cho một tải nhất định (loa).

Pha sẽ thay đổi từ -90 độ đến +90 độ, nhưng trong thế giới thực nó sẽ có phạm vi hẹp hơn: [-45; +45]. Ở 0 độ, bộ khuếch đại sẽ cung cấp nhiều công suất nhất khi nó tản ra nhiệt. Trong trường hợp xấu nhất là góc 45 độ, bộ khuếch đại sẽ nóng lên gấp 4 lần so với công suất mà nó mang lại. Vì vậy, nếu bộ khuếch đại cung cấp 100 W công suất cho loa (ở độ lệch pha 45 độ), nó sẽ nóng lên giống như đang cung cấp 400 W.

Tìm hiểu về biểu đồ khi loa gắn trong thùng hở (thùng có lỗ thoát hơi)

Không giống như biểu đồ trở kháng khi loa ở trong không khí tự do và trong thùng kín. Biểu đồ trở kháng của loa gắn trong thùng hở sẽ hiển thị 2 đỉnh, như hình ở dưới:

Điểm giữa các đỉnh có trở kháng thấp nhất, đánh dấu tần số cộng hưởng của thùng.

Tùy thuộc vào cách so sánh của 2 đỉnh với nhau, về chiều cao, chúng ta có thể xem xét 3 trường hợp cụ thể:

• Hai đỉnh trùng nhau về chiều cao. Điều này có nghĩa là tần số cộng hưởng của loa trong không khí tự do (fs) phù hợp với tần số cộng hưởng của thùng (fb).

• Đỉnh thứ nhất cao hơn đỉnh thứ hai. Điều này có nghĩa là fb> fs.

• Đỉnh thứ hai cao hơn đỉnh thứ nhất. Điều này có nghĩa là fb <fs.

Bây giờ chúng ta đã hiểu khái niệm và ý nghĩa của đường cong trở kháng loa. Đây là một thông số quan trọng cần tham chiếu khi chúng ta chế độ loa.

Nguồn: Sưu tầm