Čo to znamená dvojcievkový reproduktor?
V dvojcievkovom reproduktore je len jedna kmitacia cievka vytvorená z dvoch samostatných vodičov navinutých na jednej kostre cievky pričom ich konce sú vyvedené samostatne. Okrem niekoľkých exotických výnimiek, majú obe kmitacie cievky rovnaký počet závitov a rovnakú dĺžku vodiča, čo znemená že sú elektricky identické.
REZ VINUTÍM BEŽNÉHO DVOJCIEVKOVÉHO REPRODUKTORU
SEKVENČNE VINUTÁ DVOJCIEVKOVÁ KMITACIA CIEVKA
CIEVKA A
CIEVKA B
Vo väčšine prípadov sa na kostru cievky navinie najskôr jedna cievka na ktorú sa navinie druhá. Prirodzene je oveľa drahšie takto navinúť cievku a pripojiť ju k terminálom a musíte zaplatiť viac peňazí za malú výhodu oproti jednocievkovému reproduktoru. Takže čo získate za to že priplatíte nejaké peniaze? Prináša dvojcievkový systém lepšiu reprodukciu? V skutočnosti nie. Prináša vôbec nejaké výhody oproti bežnému jednocievkovému riešeniu?
Aké sú výhody dvojcievkového riešenia?
Hlavnou výhodou dvojcievkového reproduktor je inštalačná pružnosť. Každý dvojcievkový reproduktor môže užívateľ zapojiť až tromi spôsobmi...paralelne, sériovo a nezávisle. Pri paralelnom zapojení bude výsledná impedancia polovičná oproti impedancií každého z vinutí (dvojcievkový 4 Ohmový reproduktor bude mať pri paralelnom zapojení výslednú impedanciu 2 Ohmy). Sériovým zapojením dosiahnete, že výsledná impedancia bude dvojnásobkom impedancie každého vinutia (dvojcievkový 4 Ohmový reproduktor bude mať pri sériovom zapojení výslednú impedanciu 8 Ohmov). A nakoniec, môžete zapojiť každú kmitaciu cievku k samostatnému kanálu vášho zosilňovača, čo môže byť veľmi užitočné ak nie je možné zapojiť váš zosilňovač do mono-mostíkového zapojenia alebo môžete premostiť štvorkanálový zosilňovač na dvojkanálový a môžete ho plne využiť na napájanie vášho subwoofra.
Nezávislé zapojenie bol hlavný dôvodov ktorý si vynútil potrebu dvojitých kmitacích cievok v domácom audiu. Na rozdiel od väčšiny kvalitných auto zosilňovačov, domáce zosilňovače a prijímače nie je možné bežne zapojiť do mostíka. Z tohto dôvodu, boli vyvinuté dvojcievkové basové reproduktory, takže subwoofer alebo centrálny reproduktor je možné napájať z ľavého a pravého kanálu bežného stereo zosilňovača/prijímača. Pretože sub-basové kmitočty sú ťažko lokalizovateľné, dvojcievkové subwoofre umožnili reprodukciu sub-basových frekvencií pomocou jednej ozvučnice s jedným reproduktorom. Takúto ozvučnicu je možné nenápadne umiestniť do rohu alebo ku stene posluchovej miestnosti. Zrejmá je aj úspora miesta a nižšia cena, keďže namiesto dvoch ozvučníc alebo jednej veľkej stačí len jedna. Mnoho obľúbených domácich sub/satelitných reproduktorových systémov stále používa túto základnú konfiguráciu.
Čo sa stane ak budem každú cievku dvojcievkového reproduktora napájať iným signálom?
V podstate nič, ak nebude existovať rozdiel medzi amplitúdou a frekvenciou signálov budiacich každé vinutie, budú obe cievky v závislosti od fázy oboch signálov pracovať spoločne alebo proti sebe. Toto ale nie je to isté ako keď premostíte zosilňovač a môže vzniknúť nežiaduca nelinearita a skreslenie, pretože rozdielne vstupné signály v každej kmitacej cievke vytvoria posun elektrických parametroch reproduktora.
Z tohto dôvodu je vhodnejšie použiť mono-premostený zosilňovač a cievky dvojcievkového reproduktora zapojiť paralelne alebo sériovo. Ak musia byť cievky dvojcievkového subwoofra zapojené na dva samostatné kanály, je ideálne ak je vstupný signál pre oba kanály rovnaký (sumed-mono) a je potrebné venovať maximálnu pozornosť čo najpresnejšiemu nastaveniu rovnakého zisku oboch kanálov.
Ako mám zapojiť dvojcievkový reproduktor ak mám mono-mostíkový zosilňovač?
Pretože takmer každý súčasný auto zosilňovač umožňuje mono-mostíkové alebo mono-blokové zapojenie (jeden kanál), je veľmi jednoduché mono pripojenie jednoduchého alebo dvojcievkového subwoofra. Kde ponúka subwoofer s dvojitou kmitacou cievkou užívateľ väčšiu inštalačnú pružnosť pri zapájaní a prečo sa vyhnúť sériovému zapojeniu reproduktorov.
Porovnajme dva meniče a pozrime sa na rozdiely v ich inštalačnej pružnosti. Vieme že 8 ohmový reproduktor a dvojcievkový 4 ohmový reproduktor sú si veľmi podobné. V konštrukcii dvojcievkového 4 ohmového reproduktoru oproti 8 ohmovému reproduktoru je rozdiel len v tom, že kmitacia cievka je v podstate rozdelená na dve vinutia, pričom každé má polovičnú hodnotu pôvodnej impedancie. Výhodou dvojcievkového 4 ohmového reproduktoru je, že ho môžete zapojiť ako 8 ohmový reproduktor (s dvoma vinutiami zapojenými sériovo) alebo ako 2 ohm reproduktor (s dvoma vinutiami zapojenými paralelne), pričom 8 ohmový reproduktor môžete využiť len s jednou výslednou impedanciou. Ak je váš zosilňovač navrhnutý pre napájanie vysokých impedancií, oba reproduktory budú pracovať rovnako dobre. Ak ale váš zosilňovač je navrhnutý tak, aby optimálne pracoval s nízkou impedanciou, použitím dvojcievkového 4 ohmového reproduktoru s paralelným zapojením cievok získate zaťažovaciu 2 ohmy impedancia z čoho budete mať oveľa väčší úžitok.
Výhody dvojcievkového kmitacieho systému ale najviac vyniknú pri subwoofrových systémoch s väčším počtom reproduktorov. Aké výsledné impedancie by sme získali pri použití dvoch párov rovnakých reproduktorov ktoré sme spomínali vyššie? Pre dva dvojcievkové 4 ohmové reproduktory môžeme zapojiť kmitacie cievky každého reproduktoru sériovo a reproduktory zapojiť paralelne a dostaneme výslednú impedanciu 4 ohmy. Alebo môžeme kmitacie cievky oboch reproduktorov zapojiť paralelne a meniče taktiež paralelne a dostaneme výslednú impedanciu 1 ohm. S dvomi jednoduchými 8 Ohmovými reproduktormi získame výslednú impedanciu len 4 ohmy, čo môže zodpovedať doporučenému zapojeniu. Prečo? Pretože každé spojenie reproduktorov by malo byť paralelne a dva paralelne zapojené 8 ohmové reproduktory poskytnú výslednú impedanciu 4 ohmy. Veľmi nevhodné je zapájať subwoofre sériovo. Kvôli malým a neodstrániteľným rozdielom medzi reproduktormi a kvôli vysokej pravdepodobnosti nerovnomerného rozloženia záťaže medzi jednotlivé reproduktory v automobile, na základe malých rozdielov v mechanickom správaní oboch sériovo zapojených reproduktorov. Tieto rozdiely pri pohybe majú za následok vznik spätne indukovaného napätia (nazývaného spätná elektromotorická sila) ktoré sa vytvára pri sériovom zapojení reproduktorov. Tento jav spôsobuje problémy, keď sú dva nerovnaké reproduktory zapojené sériovo, pretože reproduktory sa navzájom modulujú (pričom jeden ovplyvňuje druhý) výsledkom čoho je vznik skreslenia. Tento problém získava na intenzite pri väčšom počte sériovo zapojených reproduktorov.
Dobrým pokusom ukazujúcim jav spätnej elektromotorickej sily je: prepojte sériovo štyri reproduktory a skratujte kladný a záporný vstupný vodič celej zostavy. Zatlačte rukou jednu membránu smerom nadol a ostatné tri membrány sa začnú pohybovať opačným smerom ako ste tlačili vy. Teraz, opätovne zapojte všetky štyri reproduktory paralelne, skratujte ich vstupy a zatlačte rukou jednu membránu smerom nadol. Reproduktory sa nebudú navzájom modulovať, pretože každý z nich je priamo skratovaný.
V prípade, že sú cievky dvojcievkového reproduktoru zapojené do série nevzniká spätná elektromotorická modulácia pretože vinutia sú fyzicky spojené s jedinou pohybujúcou sa hmotnosťou. Z toho dôvodu, sa nemôžu vzájomne modulovať, pretože sa nemôžu nezávisle pohybovať.
Záleží na tom ako sú zapojené kmitacie cievky?
Dvojcievkové reproduktory sa budú správať rovnako, nezávisle od toho či sú cievky zapojené paralelne alebo do série. Jediná vec ktorá sa zmení, je zaťažovacia impedancia zosilňovača. To znamená že výpočet ozvučnice sa nemení pre dvojcievkový reproduktor a rovnako nezávisí od toho ako sú cievky prepojené alebo ako ďaleko sú spolu spojené.
Všeobecne mylná predstava sa vzťahuje na dvojcievkové reproduktory, keď sa domnievate že sa vôbec nič nezmení, ak pripojíte len jeden kmitaciu cievku. Ak pripojíte len jednu cievku, zníži sa referenčná účinnosť dvojcievkového reproduktoru o 3dB (bude budená len polovica vinutia) a súčasne sa výrazne zmenia aj jeho Thielle/Small parametre. Niektoré výpočty pre návrh ozvučnice berú do úvahy parametre zmerané pri pripojení len jednej cievky. Chyba výpočtu pre odlišné parametre dvojcievkového reproduktoru pri zapojení len jednej cievky môže viesť k veľmi nekvalitnej reprodukcii.
Aká je výkonová zaťažiteľnosť dvojcievkových reproduktorov?
Výkonová zaťažiteľnosť dvojcievkových reproduktorov je väčšinou udávaná výrobcami pre celý reproduktor. To znamená že 250 Wattový dvojcievkový menič je navrhnutý tak aby cievky súčasne zniesli záťaž 250 Wattov pričom každá z nich je zapojená samostatne v sérií alebo paralelne.