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:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива Лазер для поиска микроорганизмов на Марсе 15.02.2025 Ученые разработали новое лазерное устройство, способное обнаруживать окаменевшие микроорганизмы на Марсе. Этот метод основан на анализе гипсовых отложений, которые могут содержать следы древней жизни. Поскольку в прошлом на Марсе существовали водоемы, существует вероятность, что микроорганизмы могли оставить свои следы в таких осадочных породах. Лазерная технология основана на масс-спектрометрии и уже была протестирована на земных образцах - в частности, в гипсовых месторождениях Алжира, которые считаются аналогами марсианских отложений. В ходе испытаний ученые обнаружили плотные сети микрофосилий - окаменевших бактерий, сохранившихся благодаря быстрому образованию гипса. Руководитель исследования Юсеф Селлам отмечает, что гипсовые отложения на Земле обладают исключительной способностью сохранять биологические структуры, и аналогичный процесс мог произойти на Марсе. Лазерное оборудование позволяет не только выявлять микрофосилии, но и анализировать химический состав осадочных пород, что поможет в поиске биосигнатур. Следующим шагом станет адаптация этой технологии для использования в марсианских миссиях. Действующие аппараты, такие как марсоход Perseverance, уже применяют лазеры для изучения состава пород, но новая система позволит непосредственно искать следы древней жизни. Если методика подтвердит свою эффективность, ее могут включить в будущие миссии, например, в программу марсохода ESA Rosalind Franklin, запуск которого запланирован на 2028 год. Это исследование подчеркивает, что Марс остается одним из наиболее перспективных объектов для поиска внеземной жизни. Развитие новых технологий анализа пород значительно повышает шансы обнаружить доказательства того, что когда-то на Красной планете могли существовать живые организмы.

Другие интересные новости:

▪ Нано-термометр из ДНК

▪ Рекорд передачи данных по 6G

▪ Магнитный аккумулятор Power Bank 5000 мАч

▪ Радио для снайпера

▪ На мир надвигается дефицит гелия

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Между молотом и наковальней. Крылатое выражение

▪ статья Кто придумал оперу? Подробный ответ

▪ статья Передвижение в горах. Советы туристу

▪ статья Симисторный светорегулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Магистральный усилитель для спутниковых ТВ тюнеров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025