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:

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 Опасные подушки безопасности 09.10.2000 Большинство современных автомобилей оборудованы так называемыми подушками безопасности - пластиковыми мешками, которые при ударе или слишком резком торможении моментально надуваются, оберегая водителя и пассажиров от травм. Однако исследования американского химика Эрика Беттертона показали, что эти спасительные подушки могут быть опасны для людей и окружающей среды. Мгновенное надувание подушек обеспечивается взрывчатым веществом - азидом натрия (NaN3), от 50 до 200 граммов которого заложены в каждую подушку. При ударе датчики посылают на заряд электрический импульс, под действием которого азид натрия разлагается, выделяя большое количество азота, и подушка надувается. Однако сам азид натрия ядовит для широкого спектра живых организмов, а при контакте с влагой выделяет еще более ядовитые пары. Весь автомобильный парк США в сумме содержит около 5000 тонн азида натрия. Это количество растет, потому что в последних моделях машин предусмотрены подушки, защищающие не только от лобового, но и от бокового удара, и даже подушки, спрятанные в потолке салона и надувающиеся при переворачивании автомобиля. Встречаются также предохранительные ремни, надувающиеся при аварии. Пока ядовитый порошок замкнут в пиропатроне подушки, он безопасен, но, когда старый автомобиль попадает на свалку или разбирается на части для утилизации, азид натрия нередко попадает наружу, встречается с водой и выделяет ядовитый газ. Правда, этот газ распадается под воздействием солнечного света, но процесс занимает несколько часов. За это время газ может разнестись ветром или накопиться в углублениях местности. Особой опасности подвергаются жители домов, построенных вблизи свалок, и рабочие, разделывающие старые машины на металлолом.

Другие интересные новости:

▪ Пустой стакан позовет официанта

▪ Apple и Google полностью перешли на возобновляемые источники энергии

▪ Каждое процессорное ядро получит маршрутизатор

▪ Автомобиль KIA на топливных элементах

▪ Умная кровать с регулировкой температуры и упругости

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Интересные факты. Подборка статей

▪ статья За семью печатями. Крылатое выражение

▪ статья Почему пятница и число 13 считаются несчастливыми? Подробный ответ

▪ статья Дефектоскопист. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Теория: выпрямители. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фонтан. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026