Ce sunt parametrii Thiele / Small ?

Generalitati

Ce sunt parametrii T/S (Thiele / Small) ?

In momentul in care ne apucam sa construim o incinta acustica si cautam difuzoare pentru aceasta inevitabil ne lovim de acesti parametrii. Ce sunt ei si la ce ne folosesc?

La inceputul anilor 70 inginerii A.N.Thiele si Richard H. Small au fundamentat si perfectat ceea ce numim noi astazi parametri Thiele / Small. Cei doi ingineri au elaborat un set de parametrii care defineau relatia dintre un difuzor si incinta in care acesta era montat. Acesti parametrii se refera la caracteristicile electrice si mecanice a difuzoarelor de frecvente medii si joase cand acestea opereaza ca un piston. Acesti parametrii sunt esentiali in proiectarea - simularea unei incinte acustice de calitate. Thiele si Small au aratat cum sunetul produs de un difuzor la frecvente joase poate fi modelat cu ajutorul unui model matematic echivalent simplu. Folosind parametrii Thiele / Small intr-un simulator bazat pe o aplicatie PC, utilizatorul poate proiecta o incinta acustica fara a fi nevoit sa se construiasca incinta fizic.

BL	Puterea magnetica motorului exprimata in Tesla\metru. Un BL mare indica un difuzor puternic care pune in miscare conul cu autoritate si control sporit.
Cms	Complianta mecanica a difuzorului (inversul rigiditatii). Se masoara in m/N.
D	Diametrul efectiv al difuzorului in metrii sau centimetrii.
Fb	Frecventa de rezonanta a incintei (in cazul incintelor bass-reflex)
Fc	Frecventa de rezonanta a sistemului (in cazul incintelor inchise)
Fs	Frecventa de rezonanta a difuzorului in aer liber. In acest punct impedanta difuzorului este maxima sau punctul in care difuzorul rezoneaza. Cu alte cuvinte este punctul in care greutatea in miscare a difuzorului devine egala cu forta suspensiei sale in miscare. Ca regula generala, cu cat Fs-ul unui difuzor este mai mic cu atat el este mai potrivit pentru a reproduce frecvente joase. Mai sunt si exceptii de la aceasta regula pentru ca sunt si alti parametrii care afecteaza raspunsul in frecventa. $F_{\rm s} = \frac{1}{2 \pi\cdot\sqrt{C_{\rm ms}\cdot M_{\rm ms}}}$
Le	Inductanta bobinei difuzorului masurata in mH. In mod standard aceasta inductanta se masoara la 1Khz. Impedanta maxima (Zmax) avem la Fs.
Ms	Masa totala a conului difuzorului.
Mms	Masa efectiva a membranei in miscare incluzand masa bobinei si a altor parti in miscare inclusiv masa aerului dezlocat.
Mmd	Masa efectiva a membranei in miscare incluzand masa bobinei si a altor parti in miscare, dar fara masa aerului dizlocat. De obicei Mms si Mmd sunt incurcate.
n0	Eficienta sistemului esprimata in %. $\eta_0 = \left(\frac{4 \cdot \pi^2 \cdot F_s^3 \cdot V_{as}}{c^3 \cdot Q_{es}}\right)\times100\ %$
Pe	Puterea electrica exprimata in Wati.
Q	Amortizarea sistemului.
Qes	Amortizarea difuzorului la rezonanta (Fs) datorata pierderilor electrice. Este o masura a controlului pe care il are difuzorul datorat suspensiei electrice provenita de la ansamblul magnet-bobina. Fortele ce interactioneaza intre magnet si bobina absorb shok-urile. $Q_{\rm es} = \frac{2 \pi\cdot F_{\rm s}\cdot M_{\rm ms} \cdot R_{\rm e}}{(Bl)^2}$
Qms	Amortizarea difuzorului la rezonanta (Fs) datorata pierderilor mecanice. Este o masura a controlului pe care il are difuzorul datorat suspensiei mecanice provenita de la suspensia membranei si suspensia bobinei. $Q_{\rm ms} = \frac{2 \pi\cdot F_{\rm s}\cdot M_{\rm ms}}{R_{\rm ms}}$
Qts	Amortizarea difuzorului la rezonanta (Fs) datorata tuturor pierderilor. Qts este derivat din Qes si Qms cu ajutorul formulei: $Q_{\rm ts} = \frac{Q_{\rm ms} \cdot Q_{\rm es}}{Q_{\rm ms} + Q_{\rm es}}$
Qa	Amortizarea sistemului la (Fb) datorata pierderilor de absorbtie.
Qec	Amortizarea sistemului la rezonanta (Fc) datorat pierderilor electrice.
Qmc	Amortizarea sistemului la rezonanta (Fc) datorat pierderilor mecanice.
Qp	Amortizarea sistemului la (Fb) datorata pierderilor prin portul reflex.
Qtc	Amortizarea sistemului la rezonanta (Fc) datorata tuturor pierderilor.
Re	Rezistenta in curent continuu a bobinei difuzorului. Aceasta este rezistenta ce se masoara cu Ohmetrul la bornele difuzorului.
Rms	Reprezinta rezistenta mecanica datorata pierderilor din suspensie. Este o masura a calitatiilor de absorbtie a suspensiei difuzorului. Este folosit la determinarea Qms.Se masoara in N*s/m.
Sd	Aria efectiva a pistonului difuzorului.
SPLo sau SPL	Sensibilitatea difuzorului, presiunea acustica creata de difuzor la distanta de 1m cu o putere de 1W.
Vas	Reprezinta volumul de aer echivanent compliantei difuzorului. Mai explicit, este volumul de aer al carui complianta (inversul rigiditatii) este aceasi cu complianta mecanica a difuzorului si se masoara in litri sau metri cubi. $V_{\rm as} = \rho \cdot c^2 \cdot S_{\rm d}^2 \cdot C_{\rm ms}$
Xmax	Excursia liniara maxima a difuzorului. Raspunsul difuzorului devine neliniar in momentul in care bobina paraseste zona de magnetism a intrefierului. Cu alte cuvinte este excursia maxima la care inca difuzorul are un raspuns linear. Xmax=(voice coil length - air gap height) / 2
Zmax	Impedanta difuzorului la rezonanta (Fs).
Vd	Volumul de aer dezlocuit de miscarea pistonica a membranei. Vd=Sd*Xmax.
F3	Frecventa la care avem o scadere cu -3dB a SPL-ului difuzorului.
EBP	Prescurtarea de la Efficiency Bandwidth Product, este un indicator cu ajutorul caruia se determina daca un difuzor se preteaza pentru a fi folosit in incinta inchisa ori in incinta bass-reflex. Pentru un EBP>100 difuzorul se preteaza pentru incinta bass-reflex, pentru EBP<50 se recomanda o incinta inchisa, iar pentru 50<EBP<100 se pot folosi ambele solutii, decizia urmand a fi luata in functie de alte aspecte. $EBP = \frac{F_s}{Q_{es}}$

Pentru cei interesati mai jos se gaseste cate un interviu cu cei doi protagonisti ai acestor parametrii respectiv:
A.N.Thiele (click)
si
Richard H. Small (click)