Акустический фазоинвертор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

Осуществление высококачественного воспроизведения низших частот звукового диапазона представляет известные трудности, вследствие недостатков, присущих громкоговорителям в данном диапазоне частот. Главными из них являются увеличение коэффициента нелинейных искажений громкоговорителя на низших звуковых частотах, наличие резонансного пика подвижной системы и падение эффективности излучения с понижением частоты.

Если установить громкоговоритель на щите или в ящике больших размеров, то отдача громкоговорителя на низших частотах существенно увеличивается. Однако при работе на большом щите громкоговоритель имеет резко выраженный собственный резонанс подвижной системы и довольно большие нелинейные искажения.

Большая величина нелинейных искажений громкоговорителя на низших частотах обусловлена, как известно, тем, что при одинаковой мощности, подводимой к громкоговорителю, с уменьшением частоты увеличивается амплитуда колебаний подвижной системы. Так как податливость гофров ограничена, то тем самым кладется предел увеличению амплитуды колебаний - возникают нелинейные искажения.

Отрицательная роль собственного резонанса подвижной системы неоднократно рассматривалась в литературе.

Улучшить работу громкоговорителя на низших частотах можно с помощью акустического фазоинвертора.

Рассмотрим в общих чертах принцип действия фазоинвертора. Громкоговоритель устанавливается в ящике, наглухо закрытом со всех сторон. Ящик имеет отверстие для установки громкоговорителя и дополнительное отверстие, которым заканчивается отрезок трубы, как это показано на рисунке.

Упругость воздуха в объеме ящика и масса воздуха в трубе образуют колебательную систему, имеющую свой собственный механический резонанс на частоте f0. Эта колебательная система при работе громкоговорителя нагружает подвижную систему.

В таком устройстве излучение из отверстия трубы совпадает по фазе с излучением передней стороны диффузора на частоте выше f0.

Обычно частоту f0 выбирают так, чтобы она совпадала с частотой механического резонанса подвижной системы громкоговорителя.

Фазоинвертор понижает нелинейные искажения на низших частотах и сглаживает резонансный пик громкоговорителя. Кроме того, увеличивается эффективность излучения низших частот звукового диапазона.

Частота настройки фазоинвертора зависит от объема ящика, площади отверстия (трубы) S и длины трубы L.

В акустике имеется выражение, позволяющее рассчитать объем ящика, когда известны все остальные величины:

В этом выражении с - скорость звука, а ω0 - угловая частота равная 2πf0.

Для практических расчетов удобнее формула:

здесь все размеры выражены в сантиметрах, а также учтен объем, занимаемый трубой. Рассчитанный таким образом объем ящика следует увеличить на величину объема, занимаемого громкоговорителем и поглощающим покрытием.

Ящик для фазоинвертора не обязательно должен быть прямоугольной формы, он может быть выполнен также в виде трехгранной призмы для угловой конструкции или сделан какой-либо другой подходящей формы. Не следует, однако, делать его слишком высоким по сравнению с поперечными размерами.

Площадь отверстия трубы берется равной площади излучающего раскрыва диффузора, которую можно определить как площадь круга, проведенного по середине ширины гофров.

В фазоинверторе можно устанавливать два громкоговорителя, если их параметры мало различаются между собой.

Применение двух громкоговорителей позволит получить более равномерную частотную характеристику. Кроме того, повышается коэффициент полезного действия системы, так как подводимая к громкоговорителям мощность увеличивается в два раза, в то время как излучаемая мощность возрастает почти в четыре раза, если громкоговорители установлены достаточно близко друг от друга.

Когда применяются два громкоговорителя, площадь отверстия трубы берется равной . сумме площадей излучающих раскрывов обоих громкоговорителей.

Фазоинвертор в этом случае рассчитывается на частоту, равную корню квадратному из произведения резонансных частот громкоговорителей.

Ящик для фазоинвертора должен быть сделан из прочной древесины или фанеры толщиной 15-20 мм, иначе качество воспроизведения ухудшится.

Для того чтобы не было паразитных резонансов внутри ящика в области средних звуковых частот, необходимо покрыть боковые и заднюю стенки ящика, а также верхнюю и нижнюю стенки слоем поглощающего материала (войлока, стекловолокна и т. д.) толщиной 20-40 мм. Годится также губчатая резина толщиной 10-15 мм, не имеющая сплошной пленки на поверхности, обращенной внутрь ящика. Однако результат будет несколько хуже, чем в случае применения войлока.

В заключение необходимо отметить, что не следует располагать внутри ящика фазоинвертора аппаратуру (приемники, усилители), так как, во-первых, в замкнутом объеме будут плохие условия охлаждения аппаратуры и, во-вторых, придется дополнительно увеличивать объем ящика.

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 Yongnuo YN455 - беззеркальная камера на Android 16.07.2021 Китайская компания Yongnuo представила новую беззеркальную камеру YN455, главной отличительной особенностью которой стало использование операционной системы Android. Новинка получила 20-мегапиксельный сенсор Micro Four Thirds и поддержку сменных объективов. Камера умеет снимать видеоролики разрешением 4К 3840 х 2160 пикселей на скорости 30 кадров в секунду. Новинка построена на базе не названного пока восьмиядерного процессора Snapdragon от Qualcomm, работающего на тактовой частоте до 2,2 ГГц. Предусмотрено 6 Гбайт оперативной памяти и постоянный накопитель объемом 64 Гбайт, с возможностью расширения посредством карты формата microSD емкостью до 256 Гбайт. Для управления камерой и просмотра сделанных кадров предусмотрен 5-дюймовый наклонный сенсорный экран. Аккумулятор съемный, емкостью 4400 мАч. Есть два порта USB Type-C, 3,5-миллиметровый комбинированный аудиоразъем, Wi-Fi, Bluetooth и GPS, а также 4G-модем.

Другие интересные новости:

▪ Ультрабук от ASUS

▪ Космонавты подтверждают: соль опасна

▪ Цемент ускорит восстановление коралловых рифов

▪ Экологически чистая энергия из воздуха

▪ Полнофункциональный сервер Thecus NAS 2U

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Металлоискатели. Подборка статей

▪ статья Акробаты благотворительности. Крылатое выражение

▪ статья Как самец лягушки ринодермы помогает самке выполнять родительские обязанности? Подробный ответ

▪ статья Профессиональные заболевания и их классификация

▪ статья Эффективность использования свалочного газа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Схема, распиновка (распайка) кабеля Alcatel 311-315 BF3/4. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026