Двухполосный громкоговоритель с лабиринтом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

В статье предложена конструкция громкоговорителя с импортными головками Tonsil и SEAS. Акустическое оформление - закрытый ящик с лабиринтом, заполненным синтепоном.

На протяжении уже многих десятилетий главным вопросом при конструировании АС остается вопрос - как получить хорошее воспроизведение басов, не слишком увеличивая размеры АС и не используя очень дорогих головок? Под хорошим воспроизведением имеют в виду низкую граничную частоту, высокую отдачу и отсутствие "бубнения", т. е. низкую добротность основного резонанса. В статье изложен вариант решения этого вопроса, хотя ничего принципиально нового не изобретено, просто по-новому расставлены акценты. Использованные технические решения описаны в книге Алдошиной И. А. и Войшвилло А. Г. "Высококачественные акустические системы и излучатели" (М.: Радио и связь, 1985).

Упомянутая здесь требуемая низкая добротность основного резонанса громкоговорителя сразу же исключает такие типы акустического оформления, как фазоинвертор и другие варианты акустических резонаторов. Такие типы оформления, как рупор и трансмиссионная линия, не будем рассматривать ввиду их плохой предсказуемости, сложности расчета, да и немалых размеров. Остается простое решение - закрытый ящик. Принято считать, что оптимальная добротность основного низкочастотного резонанса закрытого ящика составляет 0,707, хотя кое-где и были высказаны мнения, что для высококачественного звуковоспроизведения величина добротности не должна превышать 0,5. Действительно, из курса физики известно, что передаточные характеристики RLC-звена при добротности менее 0,5 становятся апериодическими.

На рис. 1 изображены теоретические зависимости акустического давления от частоты для динамической головки, работающей в поршневом режиме в оформлении типа закрытый ящик.

Кривая 1 АЧХ соответствует добротности, равной 0,5; кривая 2 - 0,707; кривая 3 - 1. АЧХ громкоговорителя (кривая 1) можно скорректировать в усилителе с помощью простой RC-цепи первого порядка, например, так, как показано на рис. 2: кривая 1 - характеристика громкоговорителя при добротности 0,5, кривая 2 - АЧХ корректирующего звена в усилителе, кривая 3 - результирующая АЧХ по звуковому давлению.

Из рисунка видно, что таким образом можно не только выпрямить АЧХ, но и понизить граничную частоту. Например, по сравнению с кривой 2 на рис. 1 граничная частота снижается почти на 1/2 октавы. Фазово-частотные характеристики тоже сдвигаются влево. Напротив, характеристики 2 и 3 на рис. 1 невозможно улучшить без применения резонансных цепей.

Понятно, что предлагаемый путь не всегда приемлем, так как эти громкоговорители можно будет использовать только с конкретным усилителем, но практика уже показала неоспоримые преимущества этого метода в качестве воспроизведения музыкальных сигналов басового регистра.

Обычно НЧ головки, предназначенные для закрытого акустического оформления, имеют высокую добротность (Qts>0,5). Для получения добротности основного резонанса громкоговорителя не более 0,5 такие головки вряд ли применимы; в этом случае уместно применение головок с Qts = 0,3...0,37, которые обычно предназначены для фазоинверторов. Акустическое оформление тоже должно быть не совсем обычным - оно должно хорошо демпфировать как основной НЧ резонанс, так и более высокочастотные.

Практическое исполнение "низкодобротного" закрытого ящика показано на рис. 3. Внутри прямоугольного корпуса установлены перегородки так, что внутренний объем представляет собой сложенный канал "лабиринт" с уменьшающимся по экспоненте сечением. Кроме того, перегородки снижают вибрацию стенок. Весь внутренний объем заполнен синтепоном с плотностью 10... 11 г/дм3. Глубина коррекции в усилителе должна быть не более 6... 10 дБ.

Теперь немного о разделительных фильтрах (кроссоверах) и выборе числа полос в громкоговорителе. Современные динамические головки вполне позволяют обойтись двумя полосами. Головки НЧ-СЧ с композитными диффузорами на основе волокон с высоким модулем упругости имеют гладкие АЧХ, вплоть до частот 2.5...3 кГц. А хорошие головки ВЧ могут работать, начиная с частоты 1... 1,5 кГц. Поэтому вполне применима частота раздела 2 кГц. Иногда встречаются громкоговорители с частотой раздела между СЧ и ВЧ даже 1 кГц (например, в AC "Chario Constellation Pegasus"). Ведь чем ниже частота раздела, тем лучше получается диаграмма направленности в вертикальной плоскости.

Конструирование разделительных фильтров очень подробно описано в современной литературе, например, в упомянутой ранее книге. Только мало кто обращает внимание на то замечание, что фильтр работает правильно лишь в случае, когда он нагружен на активную и не зависящую от частоты нагрузку. Следовательно, совершенно необходимо параллельно головкам подключать компенсационные цепи, с расчетом которых можно ознакомиться в той же литературе. В случае двухполосной АС с частотой раздела около 2 кГц для головки ВЧ необходима полная компенсационная цепь, а для головки НЧ нужна цепь, компенсирующая только индуктивность катушки на высоких частотах.

В качестве примера на рис. 4 показана схема разделительных фильтров с компенсационными цепями для громкоговорителя, чертеж которого показан на рис.3. Здесь также приведены типы и характеристики примененных головок.

Головка НЧ-СЧ - Tonsil GTS-20/60 с четырехслойным диффузором на основе номекса:

• сопротивление постоянному току - 6,6 Ом;
• уровень чувствительности при напряжении 2,83 В - 91 дБ/м;
• резонансная частота - 40 Гц;
• полная добротность - 0,33;
• электрическая добротность - 0,38;
• механическая добротность - 2,5;
• эквивалентный объем - 26 дм3;
• диаметр диффузородержателя - 207 мм;
• вес - 1,8 кг.

ВЧ головка - SEAS Н831:

• рекомендуемый диапазон частот - 2000...25000 Гц;
• номинальный импеданс - 6 Ом;
• уровень чувствительности при напряжении 2,45 В - 92 дБ/м;
• сопротивление постоянному току - 4,80м;
• резонансная частота - 1050 Гц;
• диаметр диффузора - 27 мм.

Несмотря на то что применены фильтры третьего порядка, головки включены синфазно; с учетом реальных АЧХ головок частотные характеристики излучения в полосах соответствуют четвертому-пятому порядку.

В результате получены следующие характеристики громкоговорителя:

• электрическая добротность основного НЧ резонанса с учетом выходного сопротивления усилителя 2,4 Ом - 0,7...0,74;
• механическая добротность - 1,3...1,5;
• полная добротность - 0,45...0,5;
• резонансная частота - 50...52 Гц;
• уровень чувствительности при напряжении 2,83 В - 90 дБ/м.

С учетом корректирующей цепи, установленной в усилителе, нижняя воспроизводимая частота составляет 32...35 Гц (спад АЧХ - 4,5 дБ, сдвиг фазы - 90°). В комнате площадью 15 м2, где установлена АС из двух таких громкоговорителей, хорошо прослушиваются тональные сигналы с частотами, начиная с 25 Гц, причем звучание в басовом регистре "не затянуто". Частотная характеристика модуля полного электрического сопротивления этих громкоговорителей относительно стабильна, за исключением основного НЧ резонанса отклонение сопротивления от 8 Ом не превышает ±10 %.

Автор: А.Иванов, г.Иваново

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

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 ...>>

Случайная новость из Архива Пищевые эмульгаторы вредят кишечнику 09.03.2015 Эмульгаторы давно и широко используются в пищевой промышленности, они есть в шоколаде, в майонезе, в мороженом и еще во многих, многих продуктах. Используют их для того, чтобы смешать несмешивающиеся друг с другом вещества - например, воду и масло. Обычно масло образует пленку на поверхности воды, и, как бы мы ни трясли смесь, размешать масло в воде нам не удастся. Но, если добавить эмульгатор, то масло распадется на множество мелких частиц, которые распределятся по всему водяному объему, а получившаяся смесь теперь называется эмульсией. Хороший пример эмульсии - молоко, но оно получается естественным образом. Чтобы получить шоколад или мороженое, нужно добавить эмульгатор в смесь веществ, тогда все составные части продукта перемешаются должным образом. Влияют ли эмульгаторы на здоровье? Долгое время об этом не было ничего известно, пока в какой-то момент исследователи не заметили, что один из эмульгаторов, карбоксиметилцеллюлоза, вызывает кишечное воспаление у животных, к нему предрасположенных. Чтобы понять, почему так происходит, Бенуа Шассен (Benoit Chassaing) и его коллеги из Университета штата Джорджия и Корнельского университета давали два распространенных эмульгатора, уже упомянутую карбоксиметилцеллюлозу и полисорбат 80, двум группам мышей, нормальным и с генетическими модификациями, делающих животных склонными к воспалению кишечника и метаболическому синдрому. Ученые отмечают, что у мутантных мышей, получавших эмульгаторы с едой и водой, спустя 12 недель вдвое увеличивалась вероятность кишечного колита: если без добавок болезнь начиналась в 40% случаев, то с эмульгаторами - в 80%. У нормальных, немутантных мышей полноценный колит не развивался, но и у них карбоксиметилцеллюлоза и полисорбат провоцировали воспаление и некоторые нарушения обмена веществ. Метаболический синдром проявляется в появлении лишнего веса, увеличении доли жировой ткани, в повышении уровня глюкозы в крови. Из-за нарушений жирового и углеводного обмена все может закончиться диабетом и сердечно-сосудистыми болезнями. Но сам синдром может начаться с хронического кишечного воспаления. А среди главных причин воспалительной болезни кишечника, которая проявляется в форме колита или болезни Крона, часто называют изменения в микрофлоре. Пользу от бактериальных симбионтов трудно переоценить, они и пищу переваривать помогают, и от аллергии защищают, и сотрудничают с иммунитетом, когда нужно отразить нападение патогенных микробов. Однако при всей своей полезности кишечные бактерии должны держаться подальше от собственно стенок кишечника: если они войдут в прямой контакт с его клетками, иммунитет расценит это как патогенную атаку. Учитывая количество бактерий в кишечнике, не стоит удивляться тому, что воспалительный иммунный ответ становится хроническим. Чтобы такого не происходило, стенка кишечника защищена слоем слизи. Однако эмульгаторы, по-видимому, ее защитный слой уничтожают: у мышей, которым давали эмульгирующие пищевые добавки, расстояние между бактериями и клетками кишечного эпителия сокращалось вдвое. С другой стороны, в микрофлоре появлялись нехорошие бактерии, способные расщеплять защитную слизь. Кроме того, возрастала доля "провоспалительных" видов, которые сами по себе сильно раздражают кишечный иммунитет. Так что эмульгаторы могут провоцировать воспаление двумя путями: либо непосредственно обеспечивая доступ бактериям к эпителию, либо изменяя состав микрофлоры в пользу воспалительных и слизерасщепляющих разновидностей. Впрочем, следует заметить, что эмульгаторы запускали воспаления далеко не со 100-процентной вероятностью. Оно и понятно: кишечная микрофлора чувствительна к самым разным факторам, от генетических до экологических, так что эффект от веществ, провоцирующих воспаление, может в результате сводиться к нулю. Однако, если человек предрасположен к воспалению, если у него проблемы с иммунитетом или с кишечником, то, возможно, ему действительно следует внимательнее относиться к эмульгирующим пищевым добавкам. С другой стороны, речь пока идет только о двух веществах, которые к тому же испытывали на мышах - кто знает, может, человеческая микрофлора уже давно приспособилась ко всем разновидностям эмульгаторов, используемых в пищевой промышленности.

Другие интересные новости:

▪ На Землю каждый год падают 5000 тонн внеземных частиц

▪ Skype-телефон от ASUS

▪ Генератор для наноприбора

▪ Дубайский робот-полицейский

▪ Емкость литиево-ионных аккумуляторов увеличится на треть

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Хером перечеркнуть. Крылатое выражение

▪ статья Как прядет шелк тутовый шелкопряд? Подробный ответ

▪ статья Сурепица. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Программируемый переключатель гирлянд. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Угадывание возраста. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026