Warum werden Lautsprecher mit verschiedenen Impedanzwerten hergestellt?

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Ich bin mit dem Konzept der Impedanzanpassung in Audioanwendungen vertraut, aber es gibt etwas, das mir entgeht. Zunächst ein Ausschnitt aus einem Heimkino :

Lautsprecher haben Impedanzen von 8 Ohm, 6 Ohm oder 4 Ohm (dies sind "Nennwerte" oder ungefähre Werte, da sich die Impedanz eines Lautsprechers mit den verschiedenen Musikfrequenzen ständig ändert). Ein 4-Ohm-Lautsprecher zieht mehr elektrischen Strom über die Ausgangstransistoren Ihres AV-Receivers. Da mehr Strom einer höheren Leistung entspricht, haben 4-Ohm-Lautsprecher tendenziell einen größeren Dynamikbereich und spielen lauter als 8-Ohm-Lautsprecher.

Wenn ein Lautsprecher mit niedriger Impedanz im Allgemeinen einen besseren Dynamikbereich hat und lautere Lautstärken erzielen kann, warum sehen wir dann immer noch 6, 8 oder sogar 16 Ohm Lautsprecher? Sollten wir nicht auf effizientere Lautsprecher mit niedrigerer Impedanz "zusteuern"? Sind Lautsprecher mit höherer Impedanz nur ein Produkt der Abwärtskompatibilität?

JYelton
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Kosten. Ein Verstärker, der Strom an eine 4-Ohm-Last liefern kann, muss im Vergleich zu einer 16-Ohm-Last das Vierfache des Stroms liefern. Der Unterschied zwischen der Beschaffung von 2 und 8 Ampere ist aus Design- und Kostengründen erheblich.
Nate
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Die Aussage über 4 Ohm mit mehr Dynamikbereich ist irreführend. Schauen Sie sich die Annahmen genau an. Sie interpretieren das dann falsch, um es irgendwie mit Effizienz in Verbindung zu bringen, was nie angegeben wurde und nicht der Fall ist.
Olin Lathrop

Antworten:

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Sie verwenden unterschiedliche Lautsprecher in unterschiedlichen Systemen und sogar unterschiedliche serielle und parallele Konfigurationen. Das ist einer der Gründe, warum es unterschiedliche Impedanzwerte gibt. 8-Ohm-Lautsprecher sind der Standard für zu Hause, während 4-Ohm-Lautsprecher normalerweise in Auto-Audiosystemen verwendet werden.

Wenn ein Lautsprecher mit niedriger Impedanz im Allgemeinen einen besseren Dynamikbereich hat und lautere Lautstärken erzielen kann, warum sehen wir dann immer noch 6, 8 oder sogar 16 Ohm Lautsprecher? Sollten wir nicht auf effizientere Lautsprecher mit niedrigerer Impedanz "zusteuern"?

Ja, der Vorteil von 4-Ohm-Lautsprechern besteht darin, dass sie aufgrund des erhöhten Stroms einen größeren Dynamikbereich haben, den Verstärker jedoch stärker belasten (wenn der Verstärker für 8 Ohm ausgelegt ist) und bei höheren Lautstärken einen größeren THD ( insgesamt) aufweisen harmonische Verzerrung .) Im Wesentlichen ist die Ausgangsspannung während der Anwendung mit hoher Leistung instabil, da der Verstärker Schwierigkeiten hat, genügend Strom zu liefern, um die Last anzutreiben.

Die Verwendung eines 4-Ohm-Lautsprechers an einem generischen Heimverstärker, der für einen 8-Ohm-Lautsprecher ausgelegt ist, verbraucht doppelt so viel Strom und kann dazu führen, dass der Verstärker in den Schutzmodus wechselt oder sogar überhitzt und bricht.

Warum sehen wir immer noch 6, 8 oder sogar 16 Ohm Lautsprecher?

Verschiedene serielle und parallele Konfigurationen werden verwendet, um die Last eines Verstärkers zu ändern. Sie können beispielsweise zwei 4-Ohm-Lautsprecher in Reihe schalten, sodass die Last 8 Ohm beträgt. Oder (wie bei kundenspezifischen Fahrzeugsystemen üblich) Sie können zwei 4-Ohm-Lautsprecher parallel geschaltet haben, sodass die Last des Verstärkers nur 2 Ohm beträgt, wodurch sich der Strom verdoppelt.

In diesem Fall sind vier 8-Ohm-Lautsprecher in Reihe geschaltet, sodass die Gesamtimpedanz nur 8 Ohm beträgt.

4 8 Ohm Lautsprecher in Reihe parallel

Sind Lautsprecher mit höherer Impedanz nur ein Produkt der Abwärtskompatibilität?

Nein, sie haben ihren Platz, angefangen von unterschiedlichen Lautsprecherkonfigurationen oder weniger Verschleiß an Verstärkern bis hin zu einer verbesserten Klangqualität.

Die Verwendung von Lautsprechern mit einer höheren Impedanz als der Mindestimpedanz kann die Qualität verbessern, da der Verstärker eine stabilere Spannung und einen stabileren Strom erzeugt. Daher bleibt der THD bei höherer Impedanz niedriger, während die maximale Leistung des Verstärkers aufgrund der höheren Lastimpedanz verringert wird.

Lautsprecher haben Impedanzen von 8 Ohm, 6 Ohm oder 4 Ohm (dies sind "Nennwerte" oder ungefähre Werte, da sich die Impedanz eines Lautsprechers mit den verschiedenen Musikfrequenzen ständig ändert

Sie werden auch als Ruhewerte bezeichnet. Wenn Sie ein Ohmmeter an den Lautsprecher anschließen, sollte es 4 oder 8 usw. Ohm anzeigen. Wenn Sie dann den Lautsprecher vorsichtig bewegen, ändert sich der Messwert. Wenn Sie einen Lautsprecher messen und dieser einen anderen Wert als den angegebenen anzeigt, ist er möglicherweise defekt oder durchgebrannt oder zumindest leicht beschädigt.

Garrett Fogerlie
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Ist es überhaupt richtig anzunehmen, dass ein 4-Ohm-Lautsprecher bei etwa der Hälfte der Leistung genauso laut sein könnte wie ein 8-Ohm-Lautsprecher?
JYelton
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@JYelton nein, da Leistung und Dezibel nicht linear zusammenhängen, was bedeutet, dass der Unterschied zwischen 50 Watt und 100 Watt nur etwa 3 Dezibel beträgt. Und ein Anstieg von 10 dB wird als doppelt so laut empfunden. Stellen Sie sich vor, ein 4-Ohm-Lautsprecher verbraucht doppelt so viel Strom wie ein 8-Ohm-Lautsprecher und ist lauter, aber nicht doppelt so laut.
Garrett Fogerlie
Danke, ich glaube nicht, dass ich so gute Arbeit geleistet habe. @David Kessner könnte es wahrscheinlich besser erklären. Es ist eine Weile her, seit ich in der Audioindustrie bin.
Garrett Fogerlie
@ GarrettFogerlie Ich denke, dass du die Frage großartig beantwortet hast! +1
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" Obwohl ja, der Vorteil von 4-Ohm-Lautsprechern ist, dass der erhöhte Strom bedeutet, dass sie einen größeren Dynamikbereich haben ... ". Das ist nicht ganz richtig. 4 Ω-Lautsprecher erreichen ihre Spitzenleistung bei einer niedrigeren Spannung und werden daher im Allgemeinen in Fahrzeugsystemen verwendet. Ein 8-Ω-Lautsprecher kann dieselbe Ausgangsleistung haben, benötigt jedoch die doppelte Spannung, um ihn anzusteuern.
Transistor