Двухкорпусной громкоговоритель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

Желательно, чтобы улучшение звучания колонок не достигалось за счет применения очень дорогих или дефицитных динамических головок.

Поиск компромисса между затратами и качеством привел меня к идее разработки двухкорпусного громкоговорителя, процесс изготовления которого можно разделить на два этапа.

Я предлагаю сначала изготовить СЧ/ВЧ-боксы, через которые можно будет слушать музыку, а затем дополнить систему басовыми звеньями. Совместное проектирование такого СЧ/ВЧ-бокса и басовой части избавит вас от проблем с согласованием и переделкой СЧ/ВЧ-боксов на втором этапе. Кроме того, многим меломанам, у которых небольшие громкоговорители, усовершенствовать их акустические системы помогут результаты разработки басовых звеньев, описанных в этой статье.

В СЧ/ВЧ-боксах закрытого типа используются НЧ/СЧ-динамические головки фирмы Peerless типа 850100 (около 65 у.е. за пару), по две штуки в каждом; и ВЧ-излучатель 812774 (около 70 y.e. за пару).

Малая критичность закрытого корпуса к разбросу параметров головок делает хорошим воспроизведение громкоговорителя. Чертеж корпуса СЧ/ВЧ-бокса показан на рис. 1: на передней панели ВЧ-динамик находится между низко-среднечастотниками. Такое расположение расширяет диаграмму направленности громкоговорителя в горизонтальной плоскости и улучшает локализацию источников звука. Корпус изготовлен из MDF толщиной 16 мм, соединение его панелей выполнено на шурупах и клее ПВА, а в качестве антивибрационного покрытия использован гидростеклоизол. Внутренний объем заполнен синтепоном низкой плотности.

Схему кроссовера СЧ/ВЧ-бокса можно видеть на рис. 2: в этом звене используются фильтры третьего порядка, обеспечивающие частоту раздела 3,2 кГц. Применяются такие фильтры затем, чтобы сократить область совместного излучения головок и обеспечить надежную защиту ВЧ-головки от перегрузки средними частотами.

АЧХ по звуковому давлению СЧ/ВЧ-бокса приведена на рис. 3. В диапазоне частот 85 - 20000 Гц неравномерность составляет +2,5 дБ. а зависимость модуля полного сопротивления СЧ/ВЧ-части от частоты представлена на рис. 4. Так, минимальное значение импеданса приходится на частоту 5 кГц и составляет 3.75 Ом, а характеристическая чувствительность СЧ/ВЧ-звена равна 88 дБ/Вт/м.

Через СЧ/ВЧ-боксы можно вполне успешно слушать музыку без басовых звеньев, однако при этом придется мириться с двумя их основными недостатками: отсутствием убедительных низов и некоторым повышением искажений, когда в программе присутствует мощный бас. Первая проблема возникает из-за быстрого спада АЧХ по звуковому давлению на частотах ниже 100 Гц. Вторая же неприятность связана с выходом на низких частотах амплитуды колебаний звуковой катушки НЧ/СЧ-головок за пределы линейного участка хода, что вызывает появление дополнительных искажений не только на низких, но и на средних частотах. Рассмотренные недостатки свойственны в той или иной мере всем небольшим громкоговорителям, в которых используются НЧ/СЧ-динамики диаметром 100 - 130 мм с небольшим линейным участком свободного хода звуковой катушки.

Таблица 1

	Fs (Гц)	Qts	Vas (л)
1	28.9	0.225	105
2	30.5	0.233	97
Каталог	23.5	0.190	123.5

Чтобы справиться с этими явлениями, нужно разгрузить СЧ/ВЧ-боксы от низких частот, для воспроизведения которых следует использовать отдельные басовые звенья. В них применяются динамические головки 850148 фирмы Peerless (185,8 y.e. за пару), работающие в фаэоинверторе. В Таблице 1 приведены измеренные параметры, по которым рассчитывается акустическое оформление для двух экземпляров головок 850148, а также данные из каталога изготовителя. В таблице используются следующие обозначения:

Fs - резонансная частота в свободном пространстве,

Ots - полная добротность,

Vas - объем, эквивалентный акустической гибкости.

Измеренные и справочные значения различаются весьма существенно, другими словами, фаэоинверторы, рассчитанные по параметрам каталога, оказываются непригодными для головок, характеристики которых указаны в таблице.

В этой связи я рекомендую браться за изготовление фазоинверторов тем читателям, которые имеют возможность измерить параметры головок и рассчитать фазоинверторы по полученным результатам.

Для расчета фазоинверторов были приняты следующие значения:

Fs = 30 Гц. Ots = 0.3. Vas = 100 л.

Qts возрастает в сравнении с измеренными значениями из-за влияния на полную добротность омического сопротивления катушки индуктивности кроссовера, выходного сопротивления усилителя и сопротивления кабеля. В результате расчета было выбрано акустическое оформление объемом 40 литров и частотой настройки фазоинвертора 39 Гц. Чертежи корпуса басового звена показаны на рис. 5: корпус изготовлен из MDF толщиной 16 мм с антивибрационным покрытием из гидростеклоизола; в фазоинверторе же используется труба с внутренним диаметром 70 мм и длиной 110 мм.

В корпусе вы найдете четыре перемычки, соединяющие переднюю, нижнюю и верхнюю панели с боковыми, одна из перемычек делит корпус на две части: в верхней располагается динамическая головка, а в нижней - труба фазоинвертора. Отверстие в этой перемычке затянуто синтепоном. Верх корпуса заполнен синтепоном низкойплотности, в нижней части этим материалом покрыты внутренние поверхности. При таком заполнении корпуса добротность фазоинвертора близка к 3.

На рис. 6 показаны АЧХ по звуковому давлению, характеризующие работу фазоинвертора. На АЧХ излучения динамической головки имеется провал с минимумом на частоте 39 Гц, соответствующий настройке фазоинвертора. АЧХ излучения трубы колоколообразной формы с плавным максимумом - векторная разность этих двух излучений и дает результирующую АЧХ басового звена. Рассмотренные АЧХ сняты при включенном кроссовере, схема которого приведена на рис. 7. Басовая головка 850148 включена через фильтр первого порядка с частотой среза 200 Гц. СЧ/ВЧ-бокс подключается через емкости С3, С4 и резистор R2. Изменение номинала резистора R2 позволяет при необходимости подкорректировать тональный баланс. При рассмотрении схемы кроссовера басового звена следует отметить одну особенность: для СЧ/ВЧ-бокса с номинальным сопротивлением 4 Ом для частоты раздела 200 Гц необходима емкость 132 мкФ, в то время как суммарная емкость С3 и С4 составляет 40 мкФ.

Дело в том, что начиная с 200 Гц модуль импеданса СЧ/ВЧ-бокса начинает возрастать, достигая на частоте 100 Гц величины 17 Ом. В связи с этим емкости в 40 мкФ оказывается достаточно. Пройдя максимум на частоте 100 Гц, модуль полного сопротивления быстро уменьшается по мере снижения частоты, обеспечивая при емкости 40 мкФ эффективную разгрузку СЧ/ВЧ-бокса от низких частот.

На рис. 8 показана АЧХ по звуковому давлению басового и СЧ/ВЧ-эвеньев, работающих совместно. Использование дополнительных басовых головок позволило расширить полосу эффективно воспроизводимых частот вниз до 45 Гц и снизить искажения на средних частотах, разгрузив СЧ/ВЧ-бокс от низких.

Таблица 2

	Fs (Гц)	Qts	Vas (л)
1	26.3	0.34	125.2
2	27.1	0.35	120.5
Каталог	25.8	0.34	135.7

Читателям, которые испытывают затруднения в измерении параметров головок и расчетах фазоинверторов, предлагаю вариант басового звена закрытого типа с применением головок 850140 (139,4 у.е. за пару), имеющих такие же присоединительные размеры, как и 850148. Конструкция корпуса басовой части не требует изменений, только исключается отверстие для трубы фазоинвертора, кроссовер же басового звена также остается в первозданном виде. Низкочастотники закрытого типа существенно менее критичны к разбросу параметров динамических головок, чем фазоинвертор, поэтому при его изготовлении без использования измерительной аппаратуры значительно больше шансов получить хороший результат. Как показали расчеты, объем 40 л оказался близким к оптимальному для головок 850140, работающих в закрытом корпусе. В Таблице 2 приведены результаты измерений параметров двух экземпляров 850140 и данные из каталога изготовителя.

В корпусе басового звена при закрытом отверстии фазоинвертора головки 850140 имели резонансные частоты 48,7 и 49,6 Гц при полных добротностях соответственно 0,67 и 0,68. Для закрытого акустического оформления указанные значения полной добротности близки к оптимальному значению 0.707, при котором спад АЧХ по звуковому давлению на частоте резонанса составляет 3 дБ.

Описанные выше басовые звенья можно использовать с различными СЧ/ВЧ-боксами, подобрав по результатам прослушивания номиналы С3, С4 и R2.

В заключение пожелаю успеха читателям, которые решатся воспроизвести описанную конструкцию.

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Твердотельный мазер, работающий непрерывно при комнатной температуре 01.04.2018 Еще в 1954 году был изобретен квантовый генератор микроволнового излучения, мазер (maser, microwave amplification by stimulated emission of radiation), который является ближайшим родственником лазера. Однако, в отличие от лазеров, которые получили очень широкое распространение, мазеры используются гораздо реже из-за того, что для их нормальной работы требуется охлаждение до температуры, близкой к температуре абсолютного нуля, -273 градуса Цельсия. Однако, усилиями ученых из Имперского колледжа и Университетского колледжа в Лондоне, на свет появился первый в своем роде мазер, способный работать в непрерывном режиме при комнатной температуре. Данное достижение открывает дорогу к практическому применению мазеров в самых различных областях науки и техники. "Мы надеемся, что наша работа позволит сделать мазеры столь же популярными, как и традиционные лазеры" - рассказывает доктор Джонатан Бриз (Dr Jonathan Breeze). В 2012 году группа ученых продемонстрировала, что мазер, созданный на базе молекул органического соединения пентацена, способен работать при комнатной температуре, вырабатывая импульсы микроволнового излучения, длительностью в тысячные доли секунды. Любая попытка более длительной работы мазера приводила к плавлению его кристалла. В качестве тела нового мазера ученые использовали алмаз, выращенный в обогащенной азотом атмосфере. В результате этого под воздействием фокусированного электронного луча множество атомов углерода в структуре синтетического алмаза были замещены атомами азота, формируя дефекты кристаллической решетки, известные под названием азотной вакансии. После этого алмаз был нагрет до высокой температуры, что позволило атомам азота и углерода сформировать пары, которые иногда используются в качестве кубитов в квантовых технологиях. Кристалл обработанного синтетического алмаза был заключен внутри сапфирового кольца, которое выступало в роли концентратора энергии микроволновых волн, и освещен светом зеленого лазера. Проведенные эксперименты показали, что такой мазер способен работать при комнатной температуре сколь угодно долгое время. Ученые, совершившие данное открытие, считают, что созданные ими мазеры уже очень скоро могут быть использованы в самых различных областях, включая рентгенографию, системы безопасности аэропортов, в радиоастрономии и в системах дальней космической связи. Помимо этого, мазеры могут быть использованы в технологиях квантовых вычислений, обеспечивая управление состоянием и считывание информации, хранящейся в квантовых битах, кубитах.

Другие интересные новости:

▪ Самый яркий флуоресцентный материал

▪ Измерено магнитное поле черной дыры в центре Галактики

▪ Ультразвуковая медицина

▪ Шотландская Атлантида

▪ Осы могут узнавать друг друга

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочник электрика. Подборка статей

▪ статья Гигиенические нормы содержания химических веществ в атмосфере. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья С какой целью собаки виляют хвостом или поджимают его? Подробный ответ

▪ статья Работник, занятый на лесосечных и лесокультурных работах, общие требования. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Питание мультиметров серии M-83x от одного аккумулятора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья О модернизации настольного ионизатора воздуха. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026