www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua

Русский: Русская версия English: English version

Translate it!

+ Поиск по всему сайту
+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по каталогу схем
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

ВСЕ СТАТЬИ А-Я

БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АРХИВ СТАТЕЙ

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ

ФОРУМЫ
ВАШИ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ОТЗЫВЫ О САЙТЕ

КАРТА САЙТА

Бесплатная техническая библиотека РАЗДЕЛЫ БЕСПЛАТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ:
Архив и лента новостей
Книги и сборники
Технические журналы
Архив статей и поиск
Схемы и сервис-мануалы
Электронные справочники
Русские инструкции
Радиоэлектронные и электротехнические устройства

СКАЧАЙТЕ БЕСПЛАТНО:

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Автомобильные электронные устройства
Аккумуляторы, зарядные устройства
Акустические системы
Альтернативные источники энергии
Антенны
Антенны КВ
Антенны телевизионные
Антенны УКВ
Антенные усилители
Аудио и видеонаблюдение
Аудиотехника
Блоки питания
Бытовая электроника
Бытовые электроприборы
Видеотехника
ВЧ усилители мощности
Галогенные лампы
Генераторы, гетеродины
Гирлянды
Гражданская радиосвязь
Детекторы напряженности поля
Дозиметры
Дом, приусадебное хозяйство, хобби
Зажигание автомобиля
Заземление и зануление
Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки
Защита электроаппаратуры
Звонки и аудио-имитаторы
Измерения, настройка, согласование антенн
Измерительная техника
Индикаторы, датчики, детекторы
Инструмент электрика
Инфракрасная техника
Кварцевые фильтры
Компьютерные интерфейсы
Компьютерные устройства
Компьютерный модинг
Компьютеры
Личная безопасность
Люминесцентные лампы
Медицина
Металлоискатели
Микроконтроллеры
Микрофоны, радиомикрофоны
Мобильная связь
Модернизация радиостанций
Модуляторы
Молниезащита
Музыканту
Начинающему радиолюбителю
Ограничители сигнала, компрессоры
Освещение
Освещение. Схемы управления
Охрана и безопасность
Охрана и сигнализация автомобиля
Охрана и сигнализация через мобильную связь
Охранные устройства и сигнализация объектов
Переговорные устройства
Передатчики
Передача данных
Предварительные усилители
Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы
Применение микросхем
Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп
Работа с CAD-программами
Радиолюбительские расчеты
Радиолюбителю-конструктору
Радиоприем
Радиостанции портативные
Радиостанции, трансиверы
Радиоуправление
Разная бытовая электроника
Разные компьютерные устройства
Разные узлы радиолюбительской техники
Разные устройства гражданской радиосвязи
Разные электронные устройства
Разные электроустройства
Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Регуляторы тембра, громкости
Регуляторы тока, напряжения, мощности
Сварочное оборудование
Светодиоды
Синтезаторы частоты
Смесители, преобразователи частоты
Спидометры и тахометры
Справочник электрика
Справочные материалы
Стабилизаторы напряжения
Студенту на заметку
Телевидение
Телефония
Теория антенн
Техника QRP
Технологии радиолюбителя
Технология антенн
Трансвертеры
Узлы радиолюбительской техники
Усилители мощности
Усилители мощности автомобильные
Усилители мощности ламповые
Усилители мощности транзисторные
Усилители низкой частоты
Устройства защитного отключения
Фильтры и согласующие устройства
Цветомузыкальные установки
Цифровая техника
Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Электрику
Электрику. ПТЭ
Электрику. ПУЭ
Электрические схемы автомобилей
Электрические счетчики
Электричество для начинающих
Электробезопасность, пожаробезопасность
Электродвигатели
Электромонтажные работы
Электронный впрыск топлива
Электропитание
Электроснабжение
Электротехнические материалы

СТАТЬИ БЕСПЛАТНО:
Батарейки и аккумуляторы
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому - простые рецепты
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель
Конспекты лекций, шпаргалки
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Мобильные телефоны
Моделирование
Опыты по физике
Опыты по химии
Нормативная документация по охране труда
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей
Радио - начинающим
Секреты ремонта
Советы радиолюбителям
Строителю, домашнему мастеру
Справочная информация
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Функциональный состав импортных ТВ
Функциональный состав, пульты, шасси, эквиваленты импортных телевизоров
Чудеса природы. Увлекательное путешествие вокруг земного шара
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

ЖУРНАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Блокнот Радиоаматора
Домашний компьютер
Домашний ПК
КВ журнал
КВ и УКВ
Квант
Компьютерра
Конструктор
Левша
Моделист-конструктор
М-Хобби
Наука и жизнь
Новости электроники
Новый Радиоежегодник
Популярная механика
Радио
Радио Телевизия Електроника
Радиоаматор
Радиодело
Радиодизайн
Радиокомпоненты
Радиоконструктор
Радиолюбитель
Радиомир
Радиосхема
Радиохобби
Ремонт и сервис
Ремонт электронной техники
Сам
Сервисный центр
Силовые машины
Схемотехника
Техника - молодежи
Химия и жизнь
ЭКиС
Электрик
Электроника
Юный техник
Юный техник для умелых рук
Я - электрик
A Radio. Prakticka Elektronika
Amaterske Radio
Chip
Circuit Cellar
Electronique et Loisirs
Electronique Pratique
Elektor Electronics
Elektronika dla Wszystkich
Elektronika Praktyczna
Everyday Practical Electronics
Evil Genius
Funkamateur
Nuts And Volts
QEX
QST
Radiotechnika Evkonyve
Servo
Stereophile

КНИГИ СЕРИЙНЫЕ БЕСПЛАТНО:
Библиотека по автоматике
Библиотека электромонтера
Библиотечка Квант
Библиотечка электротехника
Знай и умей
Массовая радиобиблиотека

КНИГИ ПО РАДИОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Аппаратура СВЧ
Запись и воспроизведение звука
Ламповая аппаратура
Начинающему радиолюбителю
Охрана и безопасность
Радиолокация, навигация
Радиотехнические технологии
Радиоуправление, моделизм
Робототехника
Схемотехника
Теоретическая электроника, радиотехника
Усилители
Цифровая обработка сигналов
Электроника в быту
Электроника в медицине
Электроника в науке
Электроника для музыканта

КНИГИ ПО РЕМОНТУ БЕСПЛАТНО:
Ремонт аудиотехники
Ремонт бытовая техники
Ремонт видеотехники
Ремонт телевизоров ламповых
Ремонт телевизоров полупроводниковых
Ремонт мониторов
Ремонт оргтехники
Ремонт радиоприемников
Ремонт телефонов и факсов
Спутниковое телевидение
Теория телевидения
Теория ремонта электроники

КНИГИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЕСПЛАТНО:
Измерения и метрология
Измерительная аппаратура
Измерительная техника. Схемы и описания

КНИГИ ПО СВЯЗИ БЕСПЛАТНО:
Антенны
Аппаратура любительской радиосвязи
Линии связи, передача данных
Мобильные телефоны
Теория и практика радиосвязи

КНИГИ ПО ЭЛЕКТРИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автоматика, автоматизация, управление
Аккумуляторы, элементы питания, зарядные устройства
Альтернативные источники энергии
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи
Молниезащита
Осветительная аппаратура
Охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность
Релейная защита
Сварка, сварочное оборудование
Теория электротехники
Устройства телемеханики
Электрику, электромонтажнику, электромеханику
Электрические сети, воздушные и кабельные линии
Электродвигатели
Электрооборудование
Электропривод
Электростанции, подстанции
Электротехнические справочники
Энергетика, электроснабжение

СБОРНИКИ БЕСПЛАТНО:
В помощь радиолюбителю
Радиоаматор-лучшее
Радиоежегодник

СПРАВОЧНИКИ БЕСПЛАТНО:
Зарубежные микросхемы и транзисторы
Измерительная техника. Схемы и описания
Медицинская аппаратура
Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
Прошивки зарубежной аппаратуры
Пульты ДУ импортных телевизоров
Радиокомпоненты Atmel
Радиокомпоненты Cirrus Logic
Радиокомпоненты Maxim
Радиокомпоненты Microchip
Радиокомпоненты Mitsubishi
Радиокомпоненты Motorola
Радиокомпоненты National Semiconductor
Радиокомпоненты Panasonic
Радиокомпоненты Philips
Радиокомпоненты Rohm
Радиокомпоненты Samsung
Радиокомпоненты Sharp
Радиокомпоненты Sony
Радиокомпоненты Toshiba
Соответствие моделей и шасси телевизоров
Строчные трансформаторы HR
Строчные трансформаторы Konig

СХЕМЫ И СЕРВИС-МАНУАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Бытовая техника Beko
Бытовая техника Braun
Бытовая техника Candy
Бытовая техника Elenberg
Бытовая техника Elica
Бытовая техника Gorenje
Бытовая техника Hansa
Бытовая техника Merloni
Бытовая техника SEB
Бытовая техника Snaige
Бытовая техника Stinol
Бытовая техника Universal
Бытовая техника Whirpool

Зарубежные DVD-плееры
Зарубежные автомагнитолы
Зарубежная аудиоаппаратура
Зарубежные видеокамеры
Зарубежные видеомагнитофоны и видеоплееры
Зарубежные мониторы
Зарубежные моноблоки
Зарубежные телевизоры
Зарубежные телефоны
Зарубежные факсы

Мобильники Benq-Siemens
Мобильники Eastcom
Мобильники Ericsson
Мобильники Fly Bird
Мобильники LG
Мобильники Maxon
Мобильники Mitsubishi
Мобильники Motorola
Мобильники Nokia
Мобильники Panasonic
Мобильники Pantech
Мобильники Samsung
Мобильники Sharp
Мобильники Siemens
Мобильники Sony-Ericsson
Мобильники TCL
Мобильники Voxtel

Отечественные телевизоры
Отечественная аудиоаппаратура

Справочники по вхождению в режим сервиса

Схемы блоков питания импортных телевизоров и видеотехники

Телевизоры Avest
Телевизоры Beko
Телевизоры, аудио, видеотехника Elenberg, Cameron, Cortland
Телевизоры Erisson
Телевизоры Rainford
Телевизоры Roadstar
Телевизоры Rolsen
Телевизоры Vestel
Телевизоры Витязь
Телевизоры Горизонт
Телевизоры Рекорд
Телевизоры Рубин

Станки металлообрабатывающие
Электроинструмент Bocsh
Электроинструмент Makita

БЕСПЛАТНЫЙ АРХИВ СТАТЕЙ
(150000 статей в Архиве)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ:
Библиотечка Квант указатель
Библиотека по автоматике указатель
Библиотека электромонтера указатель
Библиотечка электротехника указатель
Блокнот Радиоаматора указатель
В помощь радиолюбителю указатель
Знай и умей указатель
Массовая радиобиблиотека указатель
КВ и УКВ указатель
КВ журнал указатель
Квант указатель
Конструктор указатель
Моделист-конструктор указатель
Наука и жизнь указатель
Новости электроники указатель
Новый Радиоежегодник указатель
Популярная механика указатель
Радио указатель
Радиоаматор указатель
Радиоаматор-лучшее указатель
Радиоежегодник указатель
Радиодело указатель
Радиодизайн указатель
Радиокомпоненты указатель
Радиоконструктор указатель
Радиолюбитель указатель
Радиомир указатель
Радиосхема указатель
Радиохобби указатель
Ремонт и сервис указатель
Ремонт электронной техники указатель
Сам указатель
Сервисный центр указатель
Силовая электроника указатель
Схемотехника указатель
Техника - молодежи указатель
Химия и жизнь указатель
ЭКиС (Электронные компоненты и системы) указатель
Электрик указатель
Электроника указатель
Юный техник указатель
Я - электрик указатель

СПРАВОЧНИК БЕСПЛАТНО

ПАРАМЕТРЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ БЕСПЛАТНО

ДАТАШИТЫ БЕСПЛАТНО

ПРОШИВКИ БЕСПЛАТНО

РУССКИЕ ИНСТРУКЦИИ БЕСПЛАТНО


Стол заказов СТОЛ ЗАКАЗОВ:

СХЕМЫ ПОД ЗАКАЗ:
Импортные DVD
Импортные автоаудио
Импортные аудио
Импортные видеокамеры
Импортные видеомагнитофоны
Импортные кондиционеры
Импортные мониторы
Импортные моноблоки
Импортные проекторы
Импортные СВЧ-печи
Импортная спутниковая аппаратура
Импортные стиральные машины
Импортные телевизоры
Импортные телефоны
Импортные факсы
Импортные фотоаппараты
Импортные холодильники

Отечественные автоаудио
Отечественные видеомагнитофоны
Отечественные магнитофоны
Отечественные мониторы
Отечественные приборы
Отечественные радиолы
Отечественные радиоприемники
Отечественные усилители
Отечественные цветные телевизоры
Отечественные черно-белые телевизоры
Отечественные электрофоны


Бонусы БОНУСЫ:

НА ДОСУГЕ:
Интерактивные флеш-игры
Игры он-лайн
Ваши истории
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы

ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ

ССЫЛКИ

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Оставить отзыв о сайте

ДИАГРАММА
© 2000-2017

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзывДобавить в закладки, оставить отзыв

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Большая подборка статей со схемами, иллюстрациями, комментариями Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Применение электроакустической обратной связи в активных АС

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

Комментарии к статье Комментарии к статье

В статье автор рассматривает виды обратной связи, охватывающей усилитель мощности, которая учитывает и некоторые свойства излучателей акустической системы, исправляя в определенной степени недостатки АС. Электроакустическая обратная связь (ЭАОС) наиболее эффективно снижает различные искажения в полосе НЧ, однако применимость такой технологии ограничена лишь в АС с встроенными УМЗЧ. Автор предлагает краткую методику расчета такой АС и схемы дополнительных электронных узлов.

Заметим, что автор неоднократно представлял на выставках свои активные АС (с встроенными УМЗЧ и ЭАОС). Они отличаются реалистичностью звучания и особой чистотой в басовом регистре, где и действует ЭАОС.

Среди основных проблем высококачественного звуковоспроизведения (ЗВ) в полосе НЧ через акустические системы (АС) с электродинамическими головками (ЭДГ) можно выделить две основные: искажения АЧХ и ФЧХ, а также большая величина нелинейных искажений (НИ), особенно на низких частотах. Причинами первой из них являются компромиссы в выборе громкоговорителей, их акустического оформления (АО), а также акустическими свойствами комнаты для прослушивания (КдП) и местом размещения в ней АС. Результатом этого вида искажений являются искажения переходной характеристики (ПХ), что выражается в искажении огибающей звукового сигнала, особенно при резких изменениях уровня, они обычно характеризуются как эффекты "размытости", "гудения" и "запаздывания баса".

Основная причина второй проблемы заключается в необходимости значительного увеличения смещения (хода) диффузора ЭДГ, что особенно подчеркивается при его недостаточной жесткости и приводит к появлению дополнительных призвуков.

Методы снижения искажений в АС

Ниже кратко рассмотрены возможности применения различных методов по преодолению или уменьшению этих проблем в наиболее распространенных типах АС с АО в виде фазоинвертора (ФИ) и закрытого ящика (ЗЯ), но без учета влияния акустики КдП и места размещения в ней АС.

АС с АО в виде ФИ при корректной реализации позволяет значительно расширить АЧХ в области нижней граничной частоты в полосе ЗВ, а также уменьшить НИ и, что особенно важно, при относительно небольших объемах АС, по сравнению с АС в виде ЗЯ. Однако все эти достоинства сопровождаются существенными искажениями ПХ, которые часто являются главными критериями при оценке качества ЗВ, конечно, с учетом заданного функционального назначения АС.

Значительно лучшей ПХ обладает АС с АО в виде ЗЯ, однако при этом требуется значительное увеличение объемов АС при уменьшении нижней граничной частоты в полосе ЗВ.

Для улучшения качества ЗВ через АС с этими двумя видами АО наиболее часто применяется совместная коррекция АЧХ и ФЧХ [1], а также их совместное использование с усилителями мощности (УМ), обладающими отрицательным выходным сопротивлением [2], что существенно улучшает ПХ за счет лучшего демпфирования ЭДГ.

Другой метод, менее распространенный, но весьма эффективный, рассчитан на использование электромеханической обратной связи (ЭМОС). В этом случае принципиально, что цепью ОС охватывается ЭДГ - основной источник всех видов искажений, которые при этом методе уменьшаются пропорционально глубине ЭМОС. Среди многочисленных вариантов реализации идеи ЭМОС наибольшее распространение получил вариант с использованием акселерометра в виде пьезодатчика, закрепляемого на поверхности диффузора ЭДГ [3-5]. Электрический сигнал датчика, возникающий при колебаниях диффузора ЭДГ и пропорциональный звуковому давлению, постоянно сравнивается в цепи ЭМОС с исходным сигналом от источника. При этом за счет разностного сигнала осуществляется необходимая коррекция для достижения соответствия звукового давления со звуковым сигналом от источника. Возможно также применение и других способов введения отрицательной обратной связи (ООС), например, использующих в качестве датчика отдельную дополнительную звуковую катушку ("сенсорную"), сигнал от которой используется для выделения сигнала коррекции в цепи ООС. Этот вид ООС получил название электродинамическая обратная связь (ЭДОС), но его применение ограничено только АС, в которых ЭДГ имеют дополнительную катушку.

Самым сложным в реализации, но зато и самым эффективным является метод, при котором в непосредственной близости от поверхности диффузора ЭДГ установлен микрофон как датчик давления. В этом случае имеет место электроакустическая обратная связь (ЭАОС), которая наиболее полно учитывает все виды искажений, обнаруживаемых микрофоном, независимо от причин. ЭАОС позволяет произвести наиболее точную коррекцию, поскольку электрический сигнал от микрофона не нуждается в дополнительном преобразовании. Малая распространенность применения ЭАОС вызвана трудностями в конструкторской реализации, но впечатляет достигаемым результатом, например, в студийных мониторах Х-10 фирмы Meyer Sound (США) [6].

Недостаток всех перечисленных выше методов по возможностям улучшения качества ЗВ на НЧ заключается в необходимости различных конструктивных дополнений. Поэтому большой интерес представляет технология "сопряжения" НЧ ЭДГ и УМ, предложенная в 1978 г. шведской компанией Audio Pro. Получившая название ACE Bass (Amplifier Controlled Euphonic Bass) [7] технология не требует никаких конструктивных дополнений и позволяет снизить нижнюю граничную частоту ЗВ без увеличения габаритов корпуса АС с использованием ЭДГ, собственная резонансная частота которых может быть существенно выше нижней граничной частоты ЗВ в АС.

Принцип действия системы заключается в том, что ЭДГ возбуждается от УМ, выходное сопротивление которого имеет сложный комплексный характер: на отдельных частотах оно отрицательное или положительное и комплексное.

Система ACE Bass может быть выполнена несколькими различными способами, в частности, отрицательное выходное сопротивление можно реализовывать как с помощью положительной ОС по току, так и с помощью конвертора отрицательного сопротивления. Реализация системы возможна для УМ с различным исходным выходным сопротивлением.

Эффект существенного уменьшения НИ объясняется преобладанием линейных электрических параметров ЭДГ относительно нелинейных механических, пересчитанных в электрическую цепь. Широкому распространению технологии ACE Bass препятствует необходимость учета достаточно большого числа параметров ЭДГ, значительная часть которых обычно отсутствует в спецификациях.

Для оценки целесообразности применения ЭАОС при модернизации АС с АО в виде ЗЯ или при их проектировании необходимо воспользоваться тремя основными критериями.

Первый критерий - экономический, оценивающий увеличение стоимости всего звукового оборудования, существующего или проектируемого, участвующего в процессе ЗВ. При этом дополнительные расходы рассчитывают исходя из стоимости покупки или изготовления всех необходимых механических и электронных элементов, а также стоимость их установки и налаживания.

Второй критерий - конструктивно-технологический, оценивает реальные возможности установки датчика-микрофона с элементами крепления в непосредственной близости от поверхности диффузора ЭДГ.

Третий, технический критерий оценивает реальные возможности улучшения качества ЗВ. При модернизации, а это только добавление ЭАОС, следует учитывать, что расширение АЧХ в область НЧ будет сопровождаться пропорциональным уменьшением максимального звукового давления на величину обычно не более чем на 6 дБ, что соответствует необходимой коррекции АЧХ.

Особенности расчета АС с ЭАОС

При проектировании АС с АО в виде ЗЯ с применением ЭАОС основной заданной величиной обычно является максимальное звуковое давление (pmax) на заданной нижней частоте (fн) в полосе ЗВ с линейной АЧХ.

В процессе проектирования определяют тип громкоговорителя, оптимальную частоту резонанса НЧ-головки (fc), установленной в АС, необходимое выходное напряжение от УМ на частоте у а также структурную и принципиальную схемы всей системы ЗВ с выбором всех типов элементов.

В качестве примера рассмотрим вариант проектирования: pmax = 2 Па (100 дБ), fн = 30 Гц без учета влияния КдП и размещения в ней АС.

Начальный расчет проводится без учета действия ЭАОС. Как известно [8], звуковое давление определяется по формуле

p = (х'·S·f·ρ) / r ,                    (1)

где х' = 2π·f·x - скорость диффузора; х - амплитуда смещения диффузора ЭДГ в одну сторону; S - площадь диффузора; f - частота измерения; ρ = 1,225 кг/м3 - плотность воздуха; r - расстояние до приемника измерения.

Подставляя значение x', преобразуем формулу (1)

p = (2π·f2·x·S·ρ) / r ,              (2)

но S·x = V - объем перемещаемого воздуха. Тогда формула (2) преобразуется к виду

p = (2π·f2·V·ρ) / r ,                 (3)

при r = 1 м имеем

V = p / (2π·f2·ρ),                    (4)

и

x = V / S = p / (2π·f2·ρ·S).      (5)

Для примера рассмотрим возможность применения ЭДГ LAB12 фирмы Eminence (США) с площадью поверхности диффузора S = 506,7 см2 = 5,067·10-2 м2, при этом для p = pmax = 2 Па и f = 30 Гц:

x =2 / (2·3,14·302·1·5,067·10-2) = 0,57·10-2 м = 5,7 мм,

что значительно меньше паспортного значения линейного хода х = ±13 мм выбранной ЭДГ. При дальнейших расчетах используем паспортные данные: fрез = 22 Гц - частота резонанса в воздухе без АО, ро = 89,2 дБ - чувствительность, соответствующая напряжению Uo = 2,83 В (11,2 дБ) на выходе УМ на f = 100 Гц, Qts = 0,39 - добротность.

Значение оптимальной резонансной частоты ЭДГ, устанавливаемой в корпусе АС с АО в виде ЗЯ и обеспечивающей малую неравномерность АЧХ, целесообразно рассчитать в соответствии с рекомендациями из [9] по формуле

fс = (fрез·Qtc) / Qts ,                 (6)

где Qtc = 0,707 - полная добротность ЭДГ в корпусе АС. Таким образом

fс = (22·0,707) / 0,39 = 40 Гц.

Расчет необходимого значения выходного напряжения от УМ (Uвых) на частоте fн = 30 Гц при pmax = 100 дБ производится обычно с использованием АЧХ ЭДГ, установленного в корпусе АС с заданным АО. Такая АЧХ может быть смоделирована с достаточной для практики точностью при реализации ФВЧ второго порядка с fc = 40 Гц и Q = 0,707 по схеме Саллена-Кея [10], которая приведена на рис. 1.

Применение электроакустической обратной связи в активных АС
Рис. 1. Схема Саллена-Кея 

Результаты измерений АЧХ и ФЧХ для такого ФВЧ приведены в виде графиков на рис. 2. Эти измерения, как и все последующие, проведены на специальном звуковом оборудовании "A2 - Audio Measurement System" фирмы Neutrik.

Применение электроакустической обратной связи в активных АС
Рис. 2. График результатов измерений АЧХ и ФЧХ для ФВЧ

Значения Uвых от УМ с учетом прямой пропорциональности между Uвых и звуковым давлением, представленные в децибелах, находят по формуле

Uвых = U1 + ΔU

где U1 = Uo + (pmax - po) = 11,2 + (100 - 89,2) = 23 дБ (11 В) - значение Uвых, соответствующее pmax = 100 дБ на частоте f = 100 Гц, ΔU= 6 дБ - величина спада АЧХ (рис. 2) на частоте fн = 30 Гц.

Таким образом, Uвых = 6 + 23 = 29 дБ (22 В). 

Автор использует УМ с коэффициентом усиления Ку = 13,5 дБ, тогда чувствительность системы равна Uвх = U1 - Ку = 23 - 13,5 = 9,5 дБ (2,3 В).

Упрощенная структурная схема системы ЗВ с применением ЭАОС приведена на рис. 3, где УМ - усилитель мощности; АС - громкоговоритель (Гр) с ЭДГ и микрофоном (М) с усилителем (МУ); ПУНЧ - полосовой усилитель напряжения низких частот; Σ - сумматор сигналов основного и от ЭАОС.

Применение электроакустической обратной связи в активных АС
Рис. 3. Упрощенная структурная схема системы ЗВ с применением ЭАОС

Как видно из схемы рис. 3, ЭАОС образуется за счет включения Гр в петлю ООС через датчик-микрофон. Как следует из рис. 3, при условии сохранения сквозного коэффициента усиления сигнала по напряжению для УМ Ку = 13,5 дБ = const, глубина и диапазон действия ЭАОС целиком определяются характеристиками ПУНЧ. При этом максимальная глубина ЭАОС ограничивается пределом устойчивости на ИНЧ (инфранизких частотах). Верхняя частота полосы действия ЭАОС выбирается из условия внесения минимальной временной (фазовой) задержки в цепи ЭАОС и определяется с учетом реального расстояния от датчика-микрофона до поверхности диффузора ЭДГ. Очевидно, что это расстояние не может быть меньше необходимого, соответствующего максимальному смещению хmах = ±5,7 мм. Автором используется расстояние, равное 12 мм. При этом автор считает достаточным выполнение неравенства

λ ≥ 100 х, но λ = v/f, тогда f < v/λ,

где λ - длина звуковой волны; v - скорость распространения звука в воздухе (340 м/с); f - частота звукового сигнала.

Таким образом, f ≤ 340/ /(100·12·10-3) ≤ 283 Гц.

Электронные узлы системы с ЭАОС

Реальная практическая структурная схема системы ЗВ с применением ЭАОС, приведенная на рис. 4, отличается от упрощенной схемы на рис. 3 введением дополнительных функциональных узлов: ПУ - предварительный усилитель сигналов, обеспечивающий необходимое согласование с МУ при минимальном ухудшении отношения сигнал/шум и необходимое усиление по напряжению; КЛ - корректор Линкви-ца, обеспечивающий необходимую коррекцию АЧХ и ФЧХ сигналов в петле ЭАОС при большой ее глубине и создании достаточного запаса по устойчивости на ИНЧ; ФНЧ - фильтр НЧ, ограничивающий сигналы с частотами, превышающими верхнюю частоту полосы действия ЭАОС; ФВЧ - фильтр ВЧ, ограничивающий систему от перегрузки сигналами ИНЧ.

Применение электроакустической обратной связи в активных АС
Рис. 4. Структурная схема системы ЗВ с применением ЭАОС

Полная принципиальная схема системы ЗВ с использованием ЭАОС, соответствующая структурной схеме на рис. 4, приведена на рис. 5, где в целях удобства рассмотрения взаимодействия всех элементов в системе УМ представлен в виде инвертирующего усилителя на ОУ DA3.1, а Гр, М и МУ - в виде ФВЧ на DA3.2, на выходе которого включен регулятор R14, позволяющий изменять глубину ЭАОС.

Применение электроакустической обратной связи в активных АС
Рис. 5. Принципиальная схема системы ЗВ с использованием ЭАОС

Рассмотрим путь прохождения основного сигнала от источника, который начинается с ФВЧ второго порядка, реализованного по схеме Саллена-Кея на DA1.1 и С1, С2, R1, R2. Выбор частоты среза fc = 21,4 Гц произведен после анализа результатов измерений АЧХ по звуковому давлению с введенной ЭАОС. С выхода ФВЧ сигнал поступает на резистор R3, являющийся одним из элементов сумматора, и далее через конденсатор С3 на вход ПУНЧ. Этот конденсатор обеспечивает развязку по постоянному току неинвертирующего усилителя на DA2.1 от ФВЧ и элементов в цепи ЭАОС. Выбор номинальных значений элементов цепи R5С3 произведен исходя из их минимального влияния на АЧХ и ФЧХ при f<10 Гц.

ПУНЧ реализован на ОУ DA2.1 и DA2.2, причем усилитель на DA2.1 обеспечивает необходимую глубину ЭАОС, а ФВЧ второго порядка с fc = 290 Гц, включенный в цепь ООС для DA2.1, задает верхнюю частоту полосы действия ЭАОС. Измеренные АЧХ и ФЧХ для ПУНЧ показаны на рис. 6.

Применение электроакустической обратной связи в активных АС
Рис. 6. Измеренные АЧХ и ФЧХ для ПУНЧ

Выбор отношения сопротивлений резисторов R7/R6 и частоты среза fc = 290 Гц для ФВЧ на DA2.2 произведен с учетом обеспечения максимального усиления на частоте f = 40 Гц. Ограничения в крутизне ФВЧ вызваны проблемами с устойчивостью. С выхода ПУНЧ (точка А) сигнал поступает на вход УМ на ОУ DA3.1 и далее на эквивалент Гр на DA3.2 (см. рис. 1) с выводом (точка В) на регулятор глубины ЭАОС (R14).

Путь прохождения сигнала ЭАОС начинается от симметричного входа ПУ (точки С и D), реализованного на ОУ DA5.1 с коэффициентом усиления по напряжению Ку = 1. Последующее (основное) усиление происходит на неинвертирующем усилителе, собранном на ОУ DA5.2 с Ку=1+R22/R20. Конденсатор С16 исключает проникание на вход DA5.2 сигналов с постоянной составляющей от предшествующих каскадов, а его емкость выбирают с учетом малого влияния на АЧХ и ФЧХ в области нижней частоты действия ЭАОС. Элементы С17 и R21 служат для коррекции АЧХ и ФЧХ на верхней частоте полосы действия ЭАОС при ее большой глубине.

Следующий за ПУ корректор Линквица (КЛ) производит необходимую коррекцию АЧХ и ФЧХ, которые представлены на графиках рис. 7. Расчет элементов КЛ произведен на основании анализа АЧХ (рис. 8,а) и ФЧХ (рис. 8,б) системы до введения ЭАОС, а также с учетом обеспечения малой неравномерности АЧХ, с максимальным провалом АЧХ на частоте fн = 30 Гц не более чем на 0,9 дБ. Завершающим звеном в цепи прохождения сигнала ЭАОС является ФВЧ второго порядка, реализованный по схеме Саллена-Кея на DA1.2 и С22, С23, R29, R30 с выбором частоты среза fc2 = 1,05·fc1= 1,05·290 = 305 Гц, где fc1 - частота среза ФВЧ в ПУНЧ на DA2.2, равная 290 Гц.

Применение электроакустической обратной связи в активных АС
Рис. 7. Коррекция АЧХ и ФЧХ

Применение электроакустической обратной связи в активных АС
Рис. 8. Расчет элементов КЛ на основании анализа АЧХ (а) и ФЧХ (8,б)

Результаты измерений АЧХ и ФЧХ тракта прохождения сигнала ЭАОС от входа (точка С) до выхода (точка Е) приведены на графиках рис. 9. Выходной сигнал ЭАОС (в точке Е) через резистор R4 смешивается с основным сигналом на входе ПУНЧ. Выбранное соотношение сопротивлений резисторов R4/R3 ≈ 2 обеспечивает одновременно как достаточную помехозащищенность, так и достаточный запас по необходимому максимальному напряжению с выхода DA1.2 с учетом чувствительности системы (Uвх = 2,3 В) и большой глубины ЭАОС.

Применение электроакустической обратной связи в активных АС
Рис. 9. Результаты измерений АЧХ и ФЧХ тракта прохождения сигнала ЭАОС от входа (точка С) до выхода (точка Е)

Требования к датчику ЭАОС (микрофону)

1. Максимально допустимый, измеряемый уровень звукового давления, ограниченный величиной КНИ не более 0,2% в полосе частот 1...300 Гц, не менее чем на 40 дБ больше уровня звукового давления, заданного на расстоянии 1 м.

2. Неравномерность АЧХ в полосе частот 1...300 Гц - не более ±0,2 дБ.

3. Диаграмма направленности - круговая.

4. Стабильность параметров в течение длительного времени эксплуатации при изменениях температуры, влажности и давления окружающей среды в реальных условиях эксплуатации.

В качестве датчика может быть использован готовый измерительный микрофон, удовлетворяющий выше перечисленным требованиям, или микрофон самостоятельного изготовления. В последнем случае потребуется приобрести только капсюль от классического конденсаторного (например, МК-265 или AKG CK62-ULS) или электретного микрофона. Капсюль должен быть дополнен микрофонным усилителем (МУ), который, обычно с целью уменьшения проникновения различных помех, размещают в одном корпусе с капсюлем.

С учетом близкого расположения микрофона по отношению к поверхности диффузора ЭДГ, а значит, и получения достаточно большого сигнала с выхода МУ возможно существенное упрощение схемы МУ за счет применения повторителя напряжения. Два возможных варианта схем таких МУ приведены на рис. 10, где использованы отдельные транзисторы либо интегральные микросхемы. Особенность этих МУ - высокое входное сопротивление для достижения низкой граничной частоты полосы ЗВ при совместной работе с источником сигнала в виде микрофона, являющегося в нашем случае емкостным датчиком с малой емкостью. Эта емкость вместе с резистором R1 определяет нижнюю частоту полосы измерения f ≈ 0,5...1 Гц при спаде АЧХ не более 0,2 дБ.

В МУ на рис. 10,а используется глубокая общая ООС по постоянному и переменному току за счет соединения коллектора транзистора VT2 с истоком VT1, что обеспечивает стабилизацию режимов. Кроме того, в МУ имеется еще и ПОС по напряжению с выхода 1 через резистор R1, что увеличивает входное сопротивление МУ до Rвх = R1/(1 - Ку), где Ку - коэффициент передачи по напряжению от входа (затвор VT1) до выхода 1. Падение напряжения на R3 задает напряжение смещения (Uзи) для VT1, обеспечивающее нулевой потенциал на выходе 1.

Применение электроакустической обратной связи в активных АС
Рис. 10. Варианты схем МУ 

Сопротивление резистора R4 подбирают по максимуму ослабления внешних помех (синфазных), действующих на линию передачи сигнала к симметричному входу устройства дальнейшего усиления сигнала (вход ПУ на схеме рис. 5). Минимальные помехи будут соответствовать равенству сопротивлений по переменному току для выходов 1 и 2 (относительно общего провода). Такое соединение выхода МУ с последующим устройством называют квазисимметричным. Стабилизатор на DA1 служит для уменьшения требований по амплитуде пульсаций от источника питания -U. В схеме МУ на рис. 10,а транзистор VT1 может быть заменен другим с близкими параметрами (напряжения отсечки и тока стока при Uзи = 0).

Транзистор VT2 также может быть заменен любым другим соответствующей структуры с малым уровнем шумов при h21э ≥ 200. В схеме МУ по рис. 10,б выходное сопротивление на выходе 1 достаточно близко к нулю, поэтому при квазисимметричном соединении с дальнейшим устройством усиления можно использовать общий ("нулевой") провод. В этом варианте также возможно применение других типов микросхем, удовлетворяющих требованиям по шумам и входному сопротивлению Rвх ≥ 1010 Ом.

Как видно из схем МУ на рис. 10, один из выводов капсюля подключается к минусовой цепи источника питания. При этом лучший результат в уменьшении проникновения помех достигается при соединении корпуса капсюля с источником питания, полярность которого может быть изменена на положительную с соответствующим изменением типа стабилизатора и его подключением.

Литература

  1. Active Filters. - URL: http://www. linkwitzlab.com/filters.htm#9.
  2. Салтыков О., Сырицо А. Звуковоспроизводящий комплекс. - Радио, 1979, № 7, с. 28-31; № 8, с. 34-38.
  3. Митрофанов Ю., Пикерсгиль А. Электромеханическая обратная связь в акустических системах. - Радио, 1970, № 5, с. 25, 26.
  4. Hans Klarskov Mortenson. An acceleration feedbacksystem. - Speaker Builder, 1990, №1,p. 10-20.
  5. Мухамедзянов Н. Вниз по лестнице, ведущей вверх... или ЭМОС в низкочастотном звене АС. - URL: http://reanimator-h. narod.ru/emos.html.
  6. MeyerSoundX-10. - URL: http://studio-equipment.ru/icemagproducts/meyer-sound-x-10/.
  7. Stahl K. Synthesis of Loudspeaker Mechanical Parameters by Electrical Means. A New Method for Controlling Low-Frequency Loudspeaker Behavior. - JAES, 1981, v. 29, № 9, p. 587-596.
  8. КуценкоА., Раскита М. Методическое пособие по курсу "Электроакустика и звуковое вещание", ч. 1. Громкоговорители. - Изд. Технологического института Южного федерального университета, 2006.
  9. Алдошина И., Войшвилло А. Высококачественные акустические системы и излучатели. - М.: Радио и связь, 1985.
  10. Схемы активных фильтров. - URL: http://digteh.ru/Sxemoteh/filtr/RC/.

Автор: А. Сырицо

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

журналы Радио 2007 (архив за год)

журналы Химия и жизнь 2002 (архив за год)

книга Школьный кукольный театр. Деммени С., 1960

книга Питание радиоаппаратуры от электросети. Малинин Р.М., 1970

статья Вальщик леса и лесоруб. Типовая инструкция по охране труда

статья Экономист предприятия торговли. Должностная инструкция

справочник Зарубежные микросхемы и транзисторы. Серия R

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:

E-mail (не обязательно):

Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]