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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Белый шум как стимулятор роста почвенного грибка 20.10.2024 Исследователи из Университета Флиндерса в Австралии сделали неожиданное открытие: воздействие белого шума может значительно ускорять рост и спорообразование почвенного грибка Trichoderma harzianum. Этот вид грибков широко распространен в почвах по всему миру и известен тем, что колонизирует корни растений, стимулируя их рост, а также помогает бороться с патогенными грибами, вредоносными для сельскохозяйственных культур. В ходе эксперимента ученые воспроизводили фрагменты белого шума - звуковых сигналов, напоминающих радиопомехи, - для культур T. harzianum. В течение пяти дней грибки, находившиеся в звукоизолированных камерах, подвергались воздействию 30-минутных циклов белого шума. Результаты эксперимента показали, что грибы, слушавшие шум, росли быстрее и активнее образовывали споры по сравнению с контрольной группой, которая находилась в тишине. Микробиолог-эколог Джейк Робинсон, возглавлявший исследование, отмечает, что основной целью работы было найти способы активации полезных почвенных микроорганизмов, способных оздоравливать деградированные почвы. Такие грибки, как T. harzianum, играют ключевую роль в экосистемах, так как помогают растениям лучше усваивать питательные вещества и бороться с патогенами. Хотя точный механизм воздействия звука на грибки пока не ясен, ученые предполагают, что звуковые волны могут влиять на биохимические процессы в клетках организма. Возможно, механическое воздействие звуковых волн активирует определенные рецепторы, что приводит к изменениям в экспрессии генов грибков или стимулирует их метаболическую активность. Это открытие имеет большое значение для сельского хозяйства и экологии. Воспроизведение определенных звуков, как выяснилось, может помочь улучшить состояние почв на фермерских угодьях и способствовать восстановлению экосистем. В условиях деградации почв, вызванной интенсивным земледелием и изменением климата, такой метод может стать важным инструментом для поддержания плодородия. Однако исследователи подчеркивают, что для применения этого подхода в реальных условиях необходимы дальнейшие исследования. Важно выяснить, насколько эффективно воздействие белого шума на грибки за пределами лаборатории и как это влияет на взаимодействие микроорганизмов с растениями и бактериями. Если положительные результаты будут подтверждены в природных условиях, это открытие может привести к созданию новых технологий для повышения продуктивности сельского хозяйства и улучшения состояния почв. Белый шум может стать перспективным инструментом для стимулирования роста полезных микроорганизмов, что поможет фермерам и экологам эффективно восстанавливать деградированные почвы и защищать урожаи от болезней.

Другие интересные новости:

▪ О чем пел археоптерикс

▪ Фруктовые отходы в упаковке помогают следить за свежестью продуктов

▪ Разгаданы тайны кошачьего обоняния

▪ Самая древняя веревка Великобритании

▪ Цифровое надгробье

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Гомункулус. Крылатое выражение

▪ статья Верно ли утверждение, что обычный человек использует только 10% возможностей своего мозга? Подробный ответ

▪ статья Начальник отдела продаж. Должностная инструкция

▪ статья Устройство плавного включения ламп накаливания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Печатно-параллельный монтаж. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026