Thiele/Small parameters uitleg

Elektromechanische parameters	Klein–signaalparameters	Groot–signaalparameters
Sd – Effectief oppervlak	Fs – Resonantiefrequentie	Xmax – Maximale lineaire excursie
Mms – Bewegende massa	Qes – De elektrische kwaliteitsfactor	Pe – Belastbaarheid
Cms – Compliantie van de ophanging	Qms ­– Mechanische kwaliteitsfactor	Vd – Maximaal verplaatst volume
Rms – Mechanische weerstand van de verliezen in de ophanging	Qts – Gecombineerde kwaliteitsfactor
Re – Gelijkstroomweerstand
Bl – Krachtsfactor

Resonantiefrequentie (F_s): Dit is de frequentie waarbij de speaker resoneert. De bewegende delen (conus, surround, spider & spreekspoel) hebben een massa en compliantie (inverse van stijfheid)

Gelijkstroomweerstand (R_e): Dit is de gelijkstroomweerstand van de spreekspoel. Meestal wordt R_e gemeten om een schatting te maken van een onbekende (nominale) impedantie. Naast het maken van deze schatting kan R_e gebruikt worden om Q_ms te berekenen.
 

Maximale impedantie (Z_max): Dit is een 'verborgen schat': niet direct noodzakelijk voor het ontwerpen van een behuizing, maar daarom niet minder waardevol. Wanneer het meetkundige gemiddelde wordt genomen van R_e en Z_max(√ (R_e x Z_max)=R_c) kunnen zijfrequenties worden bepaald. Deze zijfrequenties worden gebruikt voor het berekenen van de kwaliteitsfactor.

Q_ms = De mechanische kwaliteitsfactor. Dit verteld in welke mate het mechanische systeem gedempt is op de resonantiefrequentie. Het mechanische systeem bestaat uit bewegende massa (opgeslagen energie) en verliezen in de ophanging (verspilde energie).
 

Q_es = De elektrische kwaliteitsfactor. Een luidspreker wordt in beweging gezet door een signaal dat door de spreekspoel wordt gestuurd. Als een signaal een beweging kan genereren, dan kan de beweging ook een (tegen)signaal genereren. Dit wordt ook wel "back-emf" genoemd en belemmerd de beweging van de spreekspoel.

 

Q_ts = Is de gecombineerde waarde van Q_ms en Q_es. Om Qts te berekenen neem het product over de som (Q_es x Q_ms / Q_es + Q_ms). Dit kun je beschrijven als de opgeslagen energie gedeeld door de verspilde energie.

 

Volume van lucht met de gelijke compliantie als de ophanging (V_as): De V_as is het volume van lucht dat dezelfde compliantie (inverse van stijfheid) heeft als de ophanging van de luidspreker. Dit moet niet verward worden met een aanbeveling voor geschikt kastvolume. De V_as parameter verteld iets over de eigenschappen van de ophanging. Ondanks dat wij altijd lucht om ons heen hebben, heeft het de eigenschap geen indruk achter te laten. Daardoor is het lastig om een voorstelling te maken van de fysieke eigenschappen. De compliantie van lucht kun je voelen wanneer dit zit opgesloten in een ballon. Als je met je handen de ballon samendruk, gaat de lucht binnenin zich gedragen als een veer. Op R_e na zijn de hierboven beschreven parameters de klein-signaalparameters. Re is een elektromechanische parameter.

 

Bewegende massa (M_ms): De bewegende massa is de massa van alle onderdelen die in beweging zijn tijdens een uitslag. Hierbij zit ook een deel ‘air load’. Dit is de massa van de lucht waar het conusoppervlak tegenaan drukt. De bewegende massa is een belangrijk onderdeel van de resonantiefrequentie net als de Q factoren.

 

Compliantie van de ophanging (C_ms): Dit is de mechanische compliantie van de ophanging van de luidspreker. Compliantie is de inverse van stijfheid. De compliantie maakt deel uit van de resonantiefrequentie, Q factoren maar ook V_as.

 

Mechanische weerstand van de verliezen in de ophanging (R_ms): Dit zijn de verliezen in de ophanging de beweging van de conus (en spreekspoel) belemmeren.

 

Effectief oppervlak (S_d): Dit onderdeel koppelt de beweging van de spreekspoel aan de lucht. Omdat ongeveer de helft van het surround meebeweegt, is S_d net iets groter dan het conusoppervlak zelf.

 

Meer verborgen schatten (de akoestische componenten)

Dit kan een beetje lastig zijn om de begrijpen, maar de bovengenoemde bewegende massa, compliantie van de ophanging en de mechanische verliezen zijn gerelateerd aan hun akoestische tegenhangers door het effectieve oppervlak (S_d). De volgende vergelijkingen laten zien dat de berekeningen die zijn betrokken bij de akoestische eigenschappen niet zo ingewikkeld zijn:

 

Cms x Sd² = Cas = Akoestische compliantie van de ophanging

Mms/Sd² = Mas = Akoestische massa van de bewegende delen

Rms/Sd² = Ras = Akoestische weerstand van de ophanging

 

Eenvoudig gezegd zijn de akoestische componenten de schakel tussen de fundamentele parameters en de klein-signaal parameters. Als voorbeeld: de inverse van de resonantiefrequentie (als hoekfrequentie ω) in het kwadraat wordt berekend door de akoestische compliantie te vermenigvuldigen met de akoestische massa (Cas × Mas = 1/ωs²).

 

Krachtsfactor (Bl): Deze parameter bestaat uit B x L. "B" staat voor fluxdichtheid (kracht van het magnetisch veld) en "L" staat voor de lengte van de spreekspoel. Dit is een belangrijke parameter omdat deze de kracht, voortgebracht door de magneet, beschrijft wanneer er een signaal door de spoel loopt. Bl is bepalend voor de waarde van Q_es omdat het kwadraat de noemer is in de vergelijking: (ωsReMasSd²/ Bl²).

 

Groot-signaalparameters: De groot-signaalparameters geven een indicatie van de grootse signalen die een luidspreker kan verwerken.

P_e = Geeft aan met hoeveel vermogen een speaker belast kan worden. Deze belastbaarheid is een thermisch limiet. De belastbaarheid wordt bepaald door de warmte afvoerende eigenschappen van de spreekspoel en de omliggende structuren.  Wanneer P_e wordt overschreden warmt de spoel te veel op en zal hierdoor uiteindelijk beschadigen.

X_max = Maximale lineaire excursie. X_max verteld hoeveel afstand de spreekspoel kan afleggen (in een richting) terwijl deze lineair blijft.

V_d = Maximaal verplaatst volume, meestal uitgedrukt in cm³. Het maximaal verplaatste volume wordt berekend door X_max x S_d. V_d is het volume lucht dat de speaker kan verplaatsen, terwijl deze lineair blijft. Deze parameter wordt gebruik voor het berekenen van de maximale akoestische uitvoer.