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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Биосовместимая электродная ткань для одежды 15.02.2013 Японские компании Nippon Telegraph и Telephone Corporation (NTT) заявили о разработке электродного материала, который может "вшиваться" в ткань для одежды. Высокотехнологичная ткань получается путём покрытия шелка и синтетических волоконных структур проводящим полимером PEDOT-PSS. Получаемый материал отличается высокой гибкостью, не боится воды и достаточно прочный. По утверждению разработчиков, такая ткань не вызывает раздражений кожи и дискомфортных ощущений при непосредственном касании и является биосовместимой. В отличие от предыдущих подобных разработок на основе посеребрённых волокон, электродная ткань характеризуется низким уровнем шумов и вполне может использоваться для таких приложений, как непрерывная запись электрокардиограммы. Новинка уже протестирована на десяти пациентах. После нескольких дней непрерывного ношения одежды из этой ткани люди не чувствовали никакого дискомфорта. При этом данные точно измерялись. В будущем разработчики планируют провести более тщательное тестирование своего продукта. Кроме того, материал может использоваться не только для получения электрокардиограммы, но и также в электроэнцефалографии, удалённом мониторинге состояния пациентов, сервисах телемедицины.

Другие интересные новости:

▪ Фотокамера в часах

▪ Intel построит в Огайо фабрику по производству микросхем

▪ Математика лучше изучается в игре

▪ Печать клавиатуры на бумаге

▪ Самый старый коралл

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана и безопасность. Подборка статей

▪ статья Как бы чего не вышло. Крылатое выражение

▪ статья Где в начале 21 века запатентовали колесо? Подробный ответ

▪ статья Лыжнику подъемы не страшны. Советы туристу

▪ статья Музыкальная игрушка Светофон. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Моделируя пропеллеры. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025