Hoparlörlerin Empedans Karakteristikleri

Hoparlörün empedans karakteristiği, empedanslarının frekansa göre değişimini gösteren bağıntıdır.

Hoparlörlerin bütün frekans bandındaki empedansları biraz karışıktır. Zira frekans bandının her tarafındaki empedans görüntüsü aynı değildir.

Burada en tipik bölüm olan Alçak Frekans bölgesindeki durum incelenecektir.

Alçak frekanslardaki hoparlör elektrik devresinin eşdeğeri Şekilde verilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi bobinin bir "R" DC direnci, bir de AC 'deki empedansı var. Ayrıcada kağıt mambanın kütlesi ve bunu gövdeye tutturan askı (süspansiyon) malzemesinin sertlik derecesi, titreşim frekansı ile ilgilidir. Bu mekanik bölümler bir elektriksel Paralel Rezonans devresi etkisi gösterirler.

Bu etki şöyle olmaktadır:
Bir L bobini ve C kondansatörünün paralel bağlantısı halindeki rezonans frekansı şöyledir:
fr=1/2.π.√L.C

Bir hoparlörün rezonans frekansı ise şöyle ifade edilir:
fm=(1/2.π).√Ss/√Md

Buradaki, "Ss" mambranın askı malzemesinin sertlik derecesi, "Md" ise, mambranın hareketli (dinamik) kütlesidir.

Yukarıdaki bağıntıları birbirine benzetmek için mambran askı malzemesinin esnekliği esas alınırsa:
Esneklik = 1/Sertlik 'dir. Yani, Cs =1/Ss yazılabilir. Buna göre;
Hoparlör rezonans frekansı şöyle olur: fm=1/2.π.√Md /√Cs

Bu bağıntıdan da görüldüğü gibi;
Mambranın kütlesi (Md); elektrik devresindeki bobin (endüktans)gibi etki etmekte, askı maddesinin esnekliği ise, bir kondansatör gibi etki etmektedir.

Mambran titreşimi ses frekansını ürettiğine ve bu frekansta elektriksel devrenin frekansına eşit olduğuna göre yukarıdaki bağıntıdan hesaplanacak fm (bu genel olarak "fr" şeklinde yazılır.) elektriksel devrenin de rezonans frekansı olarak etki yapmakta ve fr frekansında elektriksel devrenin empedansı (Z) Şekil'de görüldüğü gibi büyük bir değere ulaşmaktadır. "fr" 'den küçük frekanslarda hoparlör bobininin L endüktif reaktansı çok küçülmekte ve devrede daha çok R DC direnç değeri etkinlik göstermektedir.



Şekil - Hoparlörün Empedans Karakteristiği
(a) - Elektriksel eşdeğeri
(b) - Empedansının frekansa göre değişimi
Şekil 7.15 'ten de görüldüğü gibi REZONANS olayı küçük (Bas) frekanslarda gerçekleşmektedir. Rezonans frekansı hoparlörün mambran çapına göre değişir.

Mambranın Çapı
30
17.5
12.5
5
5
2.5

Hoparlör Türü
Woofer
Woofer
Squawker
Squawker
Tweeter
Tweeter

Gücü (W)
4.5
6.3
4
5
2
4

Rezonans Frekansı fr (Hz)
20
45
210
370
1000
1200


Hoparlörden en iyi randımanı alabilmek için hoparlör empedansının yükselteç çıkış empedansına eşit olması gerekir. Eşitlik kontrolü, 1000 Hz 'de yapılır. Uzak mesafelerde hoparlör empedansını hat empedansına uyduran transformatör konur. Yükselteç çıkış empedansı, yükselteç tarafından hatta doğru ölçülen empedansa uygundur.

Hoparlörlerin empedansı genelde 4,6,8 ve 16 Ω 'dur. Bu değerler 800 Hz veya 1000 Hz 'de ölçülen değerler olup, değer empedansı (rated impedance) olarak anılır. Hoparlör gövdelerine de bunlar yazılır.

Değer empedansları Ohmmetre ile ölçülen DC direncinden biraz büyüktür.

Örneğin: DC direnci 3.5 Ω olan bir hoparlörün değer empedansı 4 Ω 'dur.