О громкоговорителях со сдвоенными головками. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

Несколько лет назад радиолюбитель А. Журенков предложил для снижения нижней границы диапазона воспроизводимых громкоговорителем частот использовать сдвоенные головки [1]. К сожалению, в радиолюбительской практике этот метод расширения диапазона в сторону низких частот широкого распространения не получил. И связано это, вероятнее всего, с отсутствием доступной методики расчета громкоговорителей со сдвоенными головками. В статье сделана попытка восполнить образовавшийся пробел и дать радиолюбителям некоторые рекомендации по расчету громкоговорителей со сдвоенными головками.

Известно, что при расчете любого громкоговорителя исходят обычно из параметров используемой в нем головки [2]. Сдваивание головок приводит к изменению только одного из этих параметров - общего эквивалентного объема. Так, при сдваивании головок с эквивалентными объемами Vэ1 и Vэ2 их общий эквивалентный объем Vэ= (Vэ1i +Vэ2)/4. Вся методика дальнейшего расчета громкоговорителей со сдвоенными головками не отличается от расчета громкоговорителей с одинарными головками как для закрытого ящика, так и для фазоинвертора [2].

Для точного определения эквивалентного объема головки рекомендуют использовать измерительный ящик. Если подходящего измерительного ящика достать не удалось, для определения эквивалентного объема головки (в литpax) можно воспользоваться приближенной формулой: Vэ=0,875 *Сг* Dэ4 где Сг - гибкость колебательной системы головки, см/г, измеренная по методике. предложенной в [3]; Dэ - диаметр диффузора без гофра, см.

Найденное значение Vэ можно использовать при расчете ящика громкоговорителя, а после его изготовления провести более точные измерения.

Несколько слов о КПД громкоговорителя со сдвоенными головками. Зависимость его от параметров описывается выражением [2]: КПД=

,

где с - скорость звука, К - безразмерная величина, постоянная для данного типа головки и акустического оформления. V - заданный объем ящика громкоговорителя.

Приведенная формула показывает, что платой за снижение нижней граничной частоты воспроизводимого громкоговорителем диапазона является уменьшение его КПД.

Это, однако, с лихвой окупается тем. что при сдваивании головок уменьшаются все виды искажений воспроизводимого ими сигнала. Помимо причин, на которые указывалось в [1], этому способствует еще одно немаловажное обстоятельство. Дело в том, что неравномерность звукового поля внутри ящика громкоговорителя приводит к сильной неравномерности его АЧХ. Неравномерное распределение звукового давления внутри ящика может, кроме того, явиться причиной деформации диффузора (особенно легкого и тонкого) головки, что, в свою очередь, способствует возникновению нелинейных и интермодуляционных искажений.

В случае использования сдвоенных головок все эти неприятные явления возникают лишь на внутренней головке, на внешней же, благодаря демпфирующему действию заключенного между головками воздуха, значительно ослабляются.

Для устранения источника этих искажений частотный спектр колебаний, подаваемых на внутреннюю головку, в зависимости от размеров громкоговорителя рекомендуется ограничить до 100...300 Гц. Ослабить вредное влияние внутренних резонансов ящика на качество воспроизведения можно и установкой между головками или на тыльной стороне внутренней головки панелей акустического сопротивления (ПАС). В обоих случаях ПАС рекомендуется размещать в отверстиях диффузородержателей головок. Следует также иметь в виду, что ПАС снижает добротность головки, а это может оказаться весьма кстати, поскольку в некоторых случаях позволит использовать усилитель НЧ без ПОС по току.

Известно, что качество звучания громкоговорителя зависит от равномерности не только АЧХ, но и ФЧХ, Сглаживание ФЧХ добиваются как в электрическом (путем выбора соответствующих разделительных фильтров), так и в акустическом трактах (руководствуясь рекомендациями, приведенными в [4]).

Определенного выравнивания фаз, излучаемых головками звуковых колебаний, можно достигнуть, например, расположением звуковых катушек головок в одной плоскости, перпендикулярной акустической оси громкоговорителя. Однако указанная мера часто оказывается недостаточной, особенно при использовании головок со значительно отличающимися массами подвижных систем и с диффузорами из материалов разной плотности. В первом случае это объясняется тем, что фазовые сдвиги, вносимые головками на средних и высших частотах, при прочих равных условиях тем больше. чем больше масса подвижной системы, а во втором - тем, что фазовые сдвиги зависят от скорости распространения звуковых волн по поверхности диффузора.

Эти обстоятельства вынуждают выдвигать вперед низкочастотную головку по отношению к среднечастотной, а среднечастотную - по отношению к высокочастотной. Необходимое дополнительное смещение головок можно найти экспериментально, подав на вход усилителя, с которым работает громкоговоритель, напряжение прямоугольной формы частотой 0,7fр (здесь fp - частота раздела) и наблюдая переходный процесс сигнала, снимаемого с измерительного микрофона, установленного на акустической оси головок.

Учитывая изложенные выше соображения, сдвоенные головки, работающие в низкочастотном звене, следует устанавливать, руководствуясь рисунком. Если же решено использовать сдвоенные головки и в среднечастотном звене, то их нужно расположить диффузорами друг к другу, как рекомендовано в [1].

Практическим примером применения сдвоенных головок может служить разработанный автором двухполосный громкоговоритель, выполненный в виде фазоинвертора. В его низкочастотном звене используются сдвоенные головки 6ГД-2, а в средневысокочастотном - головка ЗГД-42 (можно и ЗГД-32). Работает он совместно с двухполосным усилителем, номинальная выходная мощность низко- и высокочастотного каналов которого 20 и 10 Вт соответственно. Разделительный фильтр (частота раздела 500 Гц) аналогичен приведенному в [4¦. Выходное сопротивление низкочастотного канала усилителя отрицательное - 1,5 Ом. Номинальный диапазон воспроизводимых громкоговорителем частот - 30... 18000 Гц, неравномерность АЧХ - не более 6 дВ.

Корпус громкоговорителя (700Х400х360 мм) изготовлен из ДСП толщиной 20 мм. Передняя стенка склеена из двух листов ДСП, ее толщина - 40 мм. Такова же толщина и цилиндрической накладки диаметром 300 мм из того же материала, закрепленной с внешней стороны передней панели. Отверстие в накладке диаметром 230 мм совпадает с отверстием в передней панели под низкочастотные головки.

Одна из них закреплена с внутренней стороны передней панели, другая с внешней стороны накладки. Головка ЗГД-42 укреплена с внешней стороны передней панели над низкочастотным узлом большой осью вертикально. С внутренней стороны она прикрыта колпаком, объем которого (около 2 литров) заполнен ватой. Для увеличения жесткости ящика между передней и задней, а также между боковыми стенками установлены металлические распорки. Внутренние стенки ящика оклеены войлоком толщиной 20 мм.

Труба фазоинверсного отверстия (установлена на передней панели) имеет внутренний диаметр 80 и длину 160 мм. считая и толщину передней стенки.

Громкоговоритель можно выполнить и в виде закрытого ящика. В этом случае гладкая АЧХ на низких частотах получается при нулевом выходном сопротивлении полосного усилителя, а нижняя граница воспроизводимого громкоговорителем диапазона частот повышается до 40 Гц. Если в такой громкоговоритель установить разделительные фильтры с частотой раздела 400...500 Гц, то его можно использовать практически с любым усилителем, работающим на нагрузку 4 Ом.

Верность воспроизведения музыкальных программ громкоговорителя в обоих исполнениях весьма высокая.

Литература

1. Журенков А. Сдвоенные динамические головки. Радио. 1979. № 5. с. 48.
2. Виноградова Э. Л, Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками.- М.. Энергия, 1978.
3. Эфрусси М. Расчет громкоговорителей.- Радио 1977 № 3. с. 36-37.
4. Валентин и Виктор Лексины. Однополосный или многополосный? Радио, 1981. № 4, с.35-38.

Автор: В. Жбанов, г.Ковров Владимирская 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:

Восприятие музыки зависит от цвета концертного зала 03.03.2026

Восприятие живой музыки традиционно связывают с слухом, однако на впечатления от концерта влияют и другие факторы, включая визуальное оформление и освещение. Вопрос о том, может ли цвет интерьера напрямую изменять то, как мы слышим звук, долго оставался открытым. Недавнее исследование ученых из Технического университета Берлина проливает свет на эту связь и демонстрирует, что визуальная среда способна влиять на субъективное восприятие музыки. Чтобы изучить эффект цвета, исследователи предложили участникам прослушать записи концерта в виртуальных залах, оформленных в красные, зеленые и синие оттенки. Цвета варьировались по яркости и насыщенности, что дало 12 различных вариантов оформления. Поскольку построить физические залы с таким разнообразием цветов было невозможно, использовалась технология виртуальной реальности. Звук воспроизводился через наушники с бинауральной технологией, адаптирующей звучание к движениям головы, что создавало ощущение реального присутствия в зале. Участ ...>>

Chrysalis: концепт межзвездного корабля для 400-летнего путешествия 03.03.2026

Межзвездные полеты остаются одной из самых амбициозных целей человечества. Международный научный проект Chrysalis предложил концепцию космического корабля, способного совершить 400-летнее путешествие с экипажем из 2400 человек. Победивший в конкурсе 2025 года дизайн демонстрирует не только инженерные решения, но и социальную архитектуру, рассчитанную на 16 поколений людей, живущих на борту. В основе концепции лежит вращательная конструкция длиной 58 километров. Такая масштабная система должна создать искусственную гравитацию, достаточную для нормального функционирования организма, без вызывающей дезориентацию центробежной нагрузки. Для стабилизации конструкции проект предусматривает несколько цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, что минимизирует колебания и вибрации. Сборка корабля планируется в точках Лагранжа - участках космоса, где можно минимизировать расход топлива. Движение корабля предполагается обеспечить прямым термоядерным двигателем на гелии-3 и дейте ...>>

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Случайная новость из Архива Смартфон OnePlus Ace 5 с функцией обходной зарядки 06.12.2024 OnePlus Ace 5, новейший смартфон от OnePlus, выходит на рынок с функцией, которая может стать революцией для мобильных геймеров и активных пользователей - поддержкой обходной зарядки. Эта технология позволяет смартфону получать питание непосредственно от зарядного устройства, минуя аккумулятор. Такой подход помогает уменьшить нагрев устройства, особенно во время длительных игровых сессий, и продлить срок службы аккумулятора. Обходная зарядка - это технология, при которой энергия от зарядного устройства напрямую питает смартфон, обходя аккумулятор. Это особенно актуально для устройств, которые работают под высокой нагрузкой, так как снижает риск перегрева и замедления работы процессора. В отличие от стандартной зарядки, аккумулятор в этот момент не участвует в питании устройства, что также предотвращает его износ при интенсивной эксплуатации. Игровые смартфоны часто сталкиваются с перегревом из-за высокой производительности и длительных сессий. OnePlus Ace 5, ориентированный на геймеров, использует обходную зарядку, чтобы поддерживать стабильную температуру и обеспечивать непрерывный игровой процесс. Эта особенность также полезна для тех, кто использует смартфон для других ресурсоемких задач, таких как работа с графикой или редактирование видео. Компания OnePlus провела сравнительное тестирование Ace 5 с двумя другими устройствами на базе процессоров Snapdragon 8 Elite и Snapdragon 8 Gen 3. Результаты впечатляют. OnePlus Ace 5 поддерживает стабильную частоту кадров на уровне 120 FPS. При этом его энергопотребление сопоставимо с Snapdragon 8 Elite, а температура устройства ниже, чем у смартфона с Snapdragon 8 Gen 3. Эти показатели подчеркивают, что OnePlus Ace 5 обеспечивает высокую производительность, оставаясь более энергоэффективным и устойчивым к перегреву. Функция обходной зарядки требует аппаратной реализации, поэтому ее невозможно добавить в другие устройства, такие как OnePlus 13, с помощью обновления OTA. Это делает OnePlus Ace 5 уникальным в своем классе, особенно для пользователей, ценящих инновации в аппаратной части смартфонов. OnePlus Ace 5 задает новый стандарт в области игровых смартфонов благодаря функции обходной зарядки, которая снижает нагрузку на аккумулятор и поддерживает стабильную производительность. Это устройство станет отличным выбором для тех, кто ищет мощный смартфон для игр или работы, требующей высокой производительности. Технология обходной зарядки - еще один шаг к более долговечным и эффективным мобильным устройствам.

Другие интересные новости:

▪ Windows перестала быть самой популярной ОС

▪ Карта памяти microSD 1,5 ТБ

▪ 3D-карта GeForce GTX 760 JetStream от Palit

▪ Ядерные реакторы SMR для ЦОД мощностью более 1 ГВт

▪ Люди с лишним весом оказались счастливее

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Как яблочко румян. Крылатое выражение

▪ статья Как работал шахматный компьютер 18 века? Подробный ответ

▪ статья Врач по гигиеническому воспитанию. Должностная инструкция

▪ статья Антенна Мини-квадрат. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монета и кусок бумаги. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026