Hướng dẫn Đo trở kháng loa chi tiết

24/02/2025

Nội dung bài viết

Trở kháng loa là đại lượng đo khả năng chống lại dòng điện xoay chiều của thiết bị. Nó tỉ lệ nghịch với dòng điện mà loa nhận từ bộ khuếch đại (amply). Nếu trở kháng quá cao so với amply, âm lượng và dải động sẽ bị giảm. Ngược lại, nếu trở kháng quá thấp, amply có thể bị quá tải và hư hỏng. Để đo trở kháng tổng quát, bạn có thể dùng đồng hồ vạn năng. Tuy nhiên, để kiểm tra chính xác hơn, cần sử dụng các dụng cụ chuyên dụng.

Các bước thực hiện

Phương pháp ước tính nhanh

Kiểm tra thông số trở kháng danh định trên nhãn. Hầu hết các nhà sản xuất loa đều ghi rõ mức trở kháng trên nhãn hoặc bao bì. Trở kháng danh định (thường là 4, 8 hoặc 16 Ω) là giá trị tối thiểu ước tính trong dải âm điển hình (từ 250 đến 400 Hz). Trở kháng thực tế thường gần với giá trị này và tăng dần khi tần số tăng. Dưới dải âm này, trở kháng thay đổi nhanh và đạt cực đại tại tần số cộng hưởng của loa.

Một số nhà sản xuất sử dụng trở kháng thực tế làm giá trị danh định.
Để hiểu rõ hơn, lưu ý rằng âm trầm trong nhạc thường nằm trong khoảng 90 đến 200 Hz, trong khi âm trầm của trống có thể xuống đến 20 Hz. Dải âm trung, bao gồm giọng nói và nhiều nhạc cụ, dao động từ 250 Hz đến 2 kHz.

Chuyển đồng hồ vạn năng sang chế độ đo điện trở. Đồng hồ vạn năng sử dụng dòng điện một chiều nhỏ để đo điện trở. Mặc dù không thể đo trực tiếp trở kháng (vốn liên quan đến mạch điện xoay chiều), phương pháp này vẫn đủ chính xác cho các thiết lập âm thanh gia đình. Trước khi đo, hãy đặt đồng hồ về phạm vi điện trở thấp nhất (thường là 200 Ω). Đồng hồ có phạm vi thấp hơn (ví dụ: 20 Ω) sẽ cho kết quả chính xác hơn.

Nếu đồng hồ chỉ có một mức cài đặt điện trở, đó là loại tự động điều chỉnh phạm vi (auto-ranging).
Dòng điện một chiều quá lớn có thể gây hại cho cuộn dây loa, nhưng rủi ro này rất thấp do hầu hết đồng hồ vạn năng chỉ tạo ra dòng điện nhỏ.

Tháo loa khỏi thùng hoặc mở mặt sau thùng loa. Đối với loa rời không có thùng hoặc kết nối phức tạp, bạn không cần tháo gỡ thêm.

Ngắt kết nối điện của loa. Dòng điện chạy qua loa có thể làm sai lệch kết quả đo hoặc gây hư hỏng đồng hồ vạn năng. Hãy đảm bảo ngắt kết nối nguồn điện và tháo dây khỏi các cực nếu chúng không được hàn.

Tránh tháo các dây kết nối trực tiếp với nón loa.

Kết nối đầu dò đồng hồ vạn năng với các cực của loa. Xác định cực dương (+) và cực âm (-) trên loa. Kết nối đầu dò màu đỏ với cực dương và đầu dò màu đen với cực âm.

Ước tính trở kháng từ giá trị điện trở đo được. Thông thường, điện trở sẽ thấp hơn khoảng 15% so với trở kháng danh định. Ví dụ, loa 8 Ω thường có điện trở khoảng 6-7 Ω.

Hầu hết loa có trở kháng danh định là 4, 8 hoặc 16 Ω. Nếu kết quả đo gần với các giá trị này, bạn có thể yên tâm kết nối loa với amply (trừ khi có kết quả bất thường).

Thực hiện phép đo chính xác

Chuẩn bị bộ tạo sóng hình sin. Vì trở kháng loa thay đổi theo tần số, bạn cần một thiết bị có khả năng tạo sóng sin ở nhiều tần số khác nhau. Bộ dao động tần số âm thanh (hoặc dao động ký) là lựa chọn lý tưởng. Các bộ tạo sóng hoặc máy phát xung khác cũng có thể sử dụng, nhưng một số model có thể cho kết quả không chính xác do biến động điện áp hoặc chất lượng sóng sin kém.

Nếu bạn là người mới hoặc chỉ đo tại nhà, thiết bị đo kết nối máy tính là lựa chọn phù hợp. Mặc dù độ chính xác không cao, đồ thị và dữ liệu tự động sẽ giúp bạn dễ dàng làm quen.

Kết nối thiết bị với đầu vào của bộ khuếch đại. Kiểm tra nhãn hoặc thông số kỹ thuật để xác định công suất RMS (Root Mean Squared - công suất hiệu dụng) với đơn vị W. Bộ khuếch đại công suất lớn thường cho kết quả chính xác hơn trong phương pháp kiểm tra này.

Đặt bộ khuếch đại ở chế độ điện áp thấp. Phương pháp này thuộc tiêu chuẩn đo "thông số Thiele-Small", yêu cầu điện áp thấp. Hãy giảm mức tăng trên bộ khuếch đại và đặt vôn kế về chế độ đo dòng điện xoay chiều trước khi kết nối với các cực đầu ra. Điện áp nên duy trì trong khoảng 0,5 - 1 V, hoặc dưới 10 V nếu thiết bị không đủ chính xác.

Một số bộ khuếch đại tạo điện áp không ổn định ở tần số thấp, dẫn đến kết quả đo sai lệch. Kiểm tra vôn kế để đảm bảo điện áp ổn định khi điều chỉnh tần số.
Sử dụng đồng hồ vạn năng chất lượng cao để đạt kết quả chính xác. Các model giá rẻ thường không phù hợp cho thử nghiệm này.

Chọn điện trở chất lượng cao. Dựa vào công suất RMS của bộ khuếch đại, chọn điện trở có mức công suất phù hợp hoặc cao hơn. Điện trở quá cao có thể gây trục trặc cho bộ khuếch đại, trong khi điện trở quá thấp làm giảm độ chính xác.

Bộ khuếch đại 100W: điện trở 2,7 kΩ, công suất ≥ 0,5 W
Bộ khuếch đại 90W: điện trở 2,4 kΩ, công suất ≥ 0,5 W
Bộ khuếch đại 65W: điện trở 2,2 kΩ, công suất ≥ 0,5 W
Bộ khuếch đại 50W: điện trở 1,8 kΩ, công suất ≥ 0,5 W
Bộ khuếch đại 40W: điện trở 1,6 kΩ, công suất ≥ 0,25 W
Bộ khuếch đại 30W: điện trở 1,5 kΩ, công suất ≥ 0,25 W
Bộ khuếch đại 20W: điện trở 1,2 kΩ, công suất ≥ 0,25 W

Đo giá trị điện trở. Giá trị đo được có thể chênh lệch nhẹ so với thông số trên nhãn. Hãy ghi lại giá trị điện trở chính xác mà bạn đo được.

Mắc nối tiếp điện trở và loa. Kết nối loa và bộ khuếch đại với điện trở đặt ở giữa. Điều này giúp duy trì dòng điện ổn định chạy qua loa.

Đặt loa tránh xa các vật cản. Gió hoặc sóng âm phản xạ có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Ít nhất, hãy đặt loa trong khu vực không có gió, hướng nam châm xuống dưới và ngửa nón loa lên trên. Để đạt độ chính xác cao, cố định loa trên khung mở và cách xa các vật rắn ít nhất 60 cm.

Tính cường độ dòng điện. Áp dụng định luật Ôm (I = U / R) để tính cường độ dòng điện, trong đó U là điện áp và R là điện trở. Ghi lại kết quả chính xác.

Ví dụ: Nếu điện trở là 1230 Ω và điện áp là 10 V, cường độ dòng điện I = 10 / 1230 = 1/123 A. Giữ nguyên phân số để tránh sai số do làm tròn.

Điều chỉnh tần số để tìm điểm cộng hưởng cực đại. Đặt bộ tạo sóng hình sin ở dải tầm trung hoặc cao hơn (bắt đầu từ 100 Hz cho âm trầm). Kết nối vôn kế với loa ở chế độ đo dòng điện xoay chiều. Giảm tần số từng bước 5 Hz cho đến khi điện áp tăng đột ngột. Điều chỉnh tần số lên xuống để xác định mức điện áp cực đại, đây chính là tần số cộng hưởng của loa trong không gian trống.

Bạn có thể sử dụng dao động ký thay vôn kế để quan sát biên độ điện áp cao nhất.

Tính trở kháng tại tần số cộng hưởng. Sử dụng công thức Z = U / I để tính trở kháng, trong đó U là điện áp và I là cường độ dòng điện. Đây là giá trị trở kháng cực đại của loa trong dải tần số hoạt động.

Ví dụ: Nếu I = 1/123 A và điện áp đo được là 0,05 V (50 mV), trở kháng Z = (0,05) / (1/123) = 6,15 Ω.

Tính trở kháng ở các tần số khác. Để xác định trở kháng trong toàn bộ dải tần số của loa, hãy tăng dần tần số sóng sin từng bước nhỏ. Ghi lại điện áp tại mỗi tần số và áp dụng công thức Z = U / I để tính trở kháng. Bạn có thể phát hiện đỉnh thứ hai hoặc trở kháng ổn định sau khi vượt qua tần số cộng hưởng.