Настройка фазоинверторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

Радиолюбители, занимающиеся самостоятельным изготовлением громкоговорителей-фазоинверторов (далее для краткости - просто фазоинвертор), часто сталкиваются с тем, что повторенные ими конструкции не обеспечивают приведенных в описаниях технических характеристик. Происходит это из-за значительного технологического разброса параметров низкочастотных головок, поэтому каждый изготовленный громкоговоритель необходимо настроить.

При настройке фазоинверторов радиолюбители пользуются обычно той же методикой, что и при их расчете [1, 2]. В результате оказываются неучтенными имеющие место в реальной конструкции акустические потери, различие между эквивалентным и физическим объемами ящика и ряд других влияющих на точность настройки факторов. Предлагаемая методика настройки учитывает эти факторы, поэтому ее точность значительно выше.

Настройка любого фазоинвертора сводится, как известно, к нахождению определенной комбинации значений частоты его настройки fф и выходного сопротивления усилителя Rвых при которой обеспечивается гладкая АЧХ излучения на низших звуковых частотах. Найти эти значения можно, воспользовавшись зависимостью, существующей между параметрами фазоинвертора и закрытого ящика. Если в фазоинверторе с гладкой АЧХ закрыть отверстие туннеля, то полная добротность системы головка - закрытый ящик окажется равной 0,6, а резонансная частота головки в таком ящике fр будет связана с частотой настройки фазоинвертора зависимостью fф=0,61... 0,65 fр. Коэффициент пропорциональности указанных величин зависит от отношения эквивалентного объема головки к полезному объему ящика, и если принять его равным 0,63, то ошибка в определении частоты fф не превысит 5 % при любых отношениях указанных объемов, встречающихся в реальных конструкциях.

Настройку фазоинвертора следует начать с определения оптимального количества размещаемого в нем звукопоглощающего материала. Для этого, закрыв отверстие туннеля (например, фанерным кружком, смазанным по краям пластилином), подбирают такое количество материала, при котором частота fр минимальна. Затем, закрепив поглощающий материал на стенках ящика, измеряют резонансную частоту системы головка - закрытый ящик и, пользуясь соотношением fф=0,63 fр, определяют частоту настройки фазоинвертора, а затем длину его туннеля:

где V - свободный объем ящика фазоинвертора в литрах, a S - площадь отверстия туннеля фазоинвертора в кв.см.

Обычно эквивалентный объем акустического оформления при размещении в нем оптимального количества звукопоглощающего материала оказывается больше геометрического, поэтому длину туннеля при настройке фазоинвертора приходится уменьшать. Для определения уточненной величины 1' в приведенную выше формулу подставляют значение частоты настройки фазоинвертора, получившееся при длине туннеля 1 и находят эквивалентный объем оформления Vэ. Затем, заменив в той же формуле V на Vэ вычисляют уточненное значение длины туннеля 1'.

Выходное сопротивление усилителя Rвых можно найти, исходя из условия, при котором добротность системы усилитель - закрытый ящик принимает значение, равное 0,6, однако предпочтительнее определять величину Rвых из условия, при котором добротность системы усилитель - ящик фазоинвертор принимает оптимальное значение, равное 1 (в этом случае упрощается методика настройки усилителя и оказываются учтенными потери, возникающие в туннеле инвертора).

Добротность системы головка - ящик-фазоинвертор определяют способом, принятым для систем головка - закрытый ящик [1,2], но все необходимые измерения проводят вблизи частоты высокочастотного резонанса АЧХ входного сопротивления громкоговорителя fр (см. рисунок). Для повышения точности последующих расчетов, параметры АЧХ входного сопротивления громкоговорителя следует измерять со стороны разъема для подключения его к усилителю. В этом случае оказывается учтенным влияние активного сопротивления соединительного провода и катушки разделительного фильтра на параметры громкоговорителя.

Вычислив акустическую добротность [3]

где Uр -- напряжение на частоте fр, Uэм - напряжение на частоте электромеханического резонанса fэм, f1 и f2 - частоты среза по уровню напряжения U1,2=корень(UрUэм), находят электрическую и полную добротности системы:

если найденное значение Qп отличается от единицы не более чем на 10 %, то АЧХ фазоинвертора будет достаточно гладкой при совместной работе практически с любым транзисторным усилителем с низким выходным сопротивлением. Если же Qп>1,1 (именно этот случай в радиолюбительской практике встречается чаще всего), то для работы с фазоинвертором следует использовать усилитель с отрицательным выходным сопротивлением. Чтобы получить гладкую АЧХ излучения громкоговорителя, необходимо настроить цепь обратной связи, формирующую отрицательное выходное сопротивление усилителя [4]. Для этого предварительно определяют коэффициент демпфирования Кд=Qп/Qп.опт, который показывает, во сколько раз нужно уменьшить полную добротность системы головка - ящик-фазоинвертор, чтобы получить оптимальное демпфирование. Поскольку условие оптимального демпфирования фазоинвертора предполагает Qп.опт=1, то Кд=Qп. Далее, подключив громкоговоритель к усилителю и подав на последний звуковой сигнал частотой fэм балансируют мост цепи обратной связи и измеряют напряжение на выходе усилителя. Затем, перестроив генератор на частоту fр и изменяя коэффициент передачи цепи обратной связи, добиваются уменьшения напряжения на выходе усилителя в Кд раз. В результате такой настройки устанавливается именно то значение выходного сопротивления усилителя, при котором получается гладкая АЧХ излучения громкоговорителя на низших частотах.

При расчете усилителя мощности требуемое выходное сопротивление желательно определить заранее. Его рассчитывают по формуле

Приведенная выше методика без каких-либо изменений применима и для настройки громкоговорителей, в которых установлены сдвоенные или несколько однотипных головок.

Литература

1. Виноградова Э. Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками.- М.: Энергия, 1978.
2. Эфруссм М. Еще о расчете и изготовлении громкоговорителя.- Радио, 1984, № 10, с. 32-33.
3. Попов П., Шоров В. Повышение качества звучания громкоговорителей.- Радио, 1983. № 6, с. 50-53.
4. ЭМОС или отрицательное выходное сопротивление? - Радио, 1981, № 1, с. 40- 44.

Автор: В. Жбанов, г. Ковров Владимирской обл.; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Электронные носы для животноводческих ферм 06.01.2022 Группа исследователей из Департамента образовательных технологий, Институт экологического менеджмента животноводства, Корея, разработали систему мониторинга запаха домашнего скота с использованием информационных и коммуникационных технологий и датчика аммиака. С развитием крупных интенсивных ферм в животноводстве интерес к контролю запахов значительно возрос. Запахи животноводческих ферм содержат множество соединений, таких как аммиак, сероводород, летучие жирные кислоты и п-крезол. Аммиак - наиболее распространенное пахнущее соединение. В связи с довольно частыми случаями жалоб на запахи от домашнего скота, особенно около крупных хозяйств, исследования по мониторингу этого параметра расширяются. Системы электронного носа (e-носа) недавно появились как технологии и сейчас проходят количественные проверочные исследования на птицефабриках и свинофермах, в основном. Электронный нос - альтернативная технология, которая обеспечивает такие преимущества, как количественный анализ, быстрое измерение, высокая чувствительность и воспроизводимость результатов, а также объективная идентификация запаха без предубеждений. В исследовании, проведенном сотрудниками корейского Института экологического менеджмента животноводства, рассматривалась актуальность системы мониторинга запаха домашнего скота на основе USN (Ubiquitous Sensor Network), которая может автоматически и удаленно контролировать запахи домашнего скота, как услуга, связанная с отраслью животноводства с использованием искусственного интеллекта и датчиков. Система мониторинга запаха домашнего скота состоит из двух главных компонентов - LOMS и LOCS. LOMS, оборудование для измерения запаха домашнего скота, в основном состоит из датчиков (электрохимического датчика для обнаружения аммиака и датчика для определения температуры и влажности). Сюда также входит блок управления для работы датчиков, блок связи для передачи измеренных данных в центральную систему мониторинга и кожух для защиты устройства. В каждом месте есть от 2 до 4 точек для измерения. Причем эту систему обычно устанавливают на границе фермы или свинарника. Данные об аммиаке генерируются каждые 30 минут с измерительного оборудования и передаются на сервер. LOCS - это система, состоящая из данных мониторинга, передаваемых на сервер. На этом сервере хранятся данные, и программа работы пользователя может использовать проверку и управление в реальном времени. Основные функции включают мониторинг для управления данными, функцию сенсорной информации для управления датчиками, функцию статистического анализа и управления данными и другие нюансы управления. Используя эту технологию, менеджер фермы может напрямую проверять образующийся аммиак, для уменьшения или предотвращения появления запахов в определенных областях или на отдельных животноводческих фермах, где возникает много жалоб. Электронный нос позволит достичь двух целей: улучшить общественное восприятие животноводческих ферм и условия содержания животных.

Другие интересные новости:

▪ ЖК-телевизор, воспроизводящий более 68 млрд. цветов

▪ Усталость от мыслей

▪ Микросхема тройного видеодрайвера FMS6418A

▪ Зарядка имплантов с помощью ультразвука

▪ Восстановление роста волос на поврежденной коже

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Медицина. Подборка статей

▪ статья Тюрьма народов. Крылатое выражение

▪ статья Чем пахнет лунная пыль? Подробный ответ

▪ статья Укусы ядовитых животных. Медицинская помощь

▪ статья Фотоэлектрические системы с генераторами. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Благородная патина. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026