Двухполосный громкоговоритель с фазоинвертором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

Динамические головки датской фирмы Peerless ранее были мне известны из литературы. Кроме того, на страницах американского журнала "SPEAKER BUILDER" публиковалось описание нескольких громкоговорителей высокого класса с применением головок этой фирмы. Увидев образцы "живьем" на выставке "Российский Hi-End 99" (в экспозиции фирмы "Аркада"), я решил использовать такие же в новом двухполосном громкоговорителе. Наиболее предпочтительными для моих целей при оптимальном соотношении качество/цена оказались динамические головки НЧ-СЧ диаметром 176 мм и головки ВЧ диаметром 105 мм. В технической документации указывается полное название динамических головок, содержащее информацию о их назначении и конструктивных особенностях. Считаю полезным в данном случае привести исчерпывающую расшифровку названий головок (в скобках - номенклатурный номер, используемый в коммерческой документации).

Головка НЧ-СЧ - 176 WR 33 102 SD AL 8 (850122):

• 176 - габаритный диаметр в мм;
• WR - "басовая" головка с резиновым подвесом диффузора;
• 33 - диаметр звуковой катушки в мм;
• 102 - диаметр магнита в мм;
• SD - трехслойный диффузор из композитного материала;
• AL - наличие специального устройства, ограничивающего искажения при больших амплитудах колебания диффузора;
• 8 - номинальное сопротивление в Ом.

Головка ВЧ - 105 DT 26 72 SF FF 8 (812774):

• 105 - габаритный диаметр в мм;
• DT - "купольная" высокочастотная головка;
• 26 - диаметр звуковой катушки в мм;
• 72 - диаметр магнита в мм;
• SF - купол из ткани с пропиткой;
• FF - наличие магнитной жидкости в зазоре магнитной системы;
• 8 - номинальное сопротивление в Ом.

Максимальная долговременная мощность этих головок составляет 100 и 70 Вт соответственно.

Проектирование громкоговорителя начинают с расчета акустического оформления НЧ-СЧ динамической головки. Для этого автором использованы параметры, измеренные на двух образцах головок (см. табл. 1).

Таблица 1

С учетом активного сопротивления катушки фильтра и подводящих проводов (0,7 Ом) для расчета была принята величина добротности Qts=0,44. По результатам компьютерного моделирования в качестве акустического оформления был выбран фазоинвертор с рабочим объемом 18 л и частотой настройки 42 Гц. Указанная частота настройки обеспечивается с помощью трубы длиной 11,5 см и внутренним диаметром 5 см, склеенной из бумаги до толщины стенок около 5 мм.

Чертеж корпуса показан на рис. 1. Корпус изготовлен из мебельной фанеры толщиной 18 мм. С целью снижения вибрации стенок корпус оклеен изнутри гидростеклоизолом. Для повышения жесткости конструкции в корпусе имеются две перемычки, которые делят внутренний объем на три отсека. Два верхних заполнены максимально распушенным куском синтепона низкой плотности (площадью 1,4 м2 на один корпус). Нижний отсек, где расположена труба фазоинвертора, изнутри поверх гидростеклоизола покрыт искусственным мехом с длиной ворса 10 мм.

На рис. 2 показаны АЧХ по звуковому давлению, снятые на синусоидальном сигнале в ближнем поле и характеризующие работу фазоинвертора. Штриховой и серой линиями показаны АЧХ излучения головки и трубы фазоинвертора соответственно, а сплошной линией показана результирующая АЧХ громкоговорителя. Провал на АЧХ головки позволяет оценить область снижения амплитуды колебаний диффузора (и нелинейных искажений) за счет действия фазоинвертора. Заметное ограничение хода диффузора происходит в интервале частот от 30 до 45 Гц.

АЧХ громкоговорителя в области низких частот получается как результат взаимодействия излучения динамической головки и трубы фазоинвертора с учетом фазовых соотношений, и на каждой частоте вычисляется как векторная сумма указанных излучений. Надо отметить, что результирующую АЧХ нельзя получить путем суммирования ординат двух нижних кривых. Завал АЧХ громкоговорителя на частоте 40 Гц относительно частоты 150 Гц составляет 6,5 дБ, что представляется вполне приемлемым для громкоговорителя с полезным объемом 18л.

Разработка разделительного фильтра для применяемых динамических головок существенно облегчается, во-первых, за счет ровной АЧХ головки НЧ-СЧ вплоть до 5 кГц с плавным спадом на краю диапазона и во-вторых, за счет хорошего демпфирования резонанса головки ВЧ. Резонансная частота ВЧ головки равна 1170 Гц, что позволяет выбрать частоту раздела около 2500 Гц. На рис. 3 показана электрическая схема первого варианта разделительного фильтра. Фильтр включает в себя цепь R1C2 компенсации индуктивности звуковой катушки головки НЧ-СЧ, делитель R2R3, выравнивающий головки по отдаче, и два звена первого порядка, включенных последовательно с головками.

На первый взгляд, необычным является противофазное включение головок, характерное для фильтров второго порядка. С точки зрения электрических соотношений, в разделительном фильтре такое включение головок должно привести к провалу АЧХ вблизи частоты раздела. Однако при разработке громкоговорителя существенно более важным является учет влияния на результирующую АЧХ по звуковому давлению неравномерности излучения головок, работающих совместно со звеньями фильтра. На рис. 4 приведены АЧХ отдельных головок (тонкие линии) и результирующая АЧХ громкоговорителя, снятые на синусоидальном сигнале. Интервал частот, в котором результирующая АЧХ формируется излучением двух головок, назовем областью совместного излучения.

Для рассматриваемого случая область совместного излучения практически ограничена в пределах 1 ...3,6 кГц. Частота раздела лежит внутри области совместного излучения, и ее значение может быть условно принято в точке пересечения исходных АЧХ, т. е. на частоте около 2,5 кГц. Вблизи частоты раздела наклон АЧХ близок к 12 дБ на октаву, что характерно для фильтров второго порядка. Рис. 4 наглядно показывает, что фильтр с электрическими звеньями первого порядка акустически вместе с головками проявляет себя как фильтр второго порядка. Этим и объясняется противофазное включение головок.

На рис. 5 показана электрическая схема второго варианта фильтра, в котором последовательно с головкой ВЧ включено звено третьего порядка.

Характеристики на рис. 6 аналогичны показанным на рис. 4, но АЧХ сняты для второго варианта фильтра. Он разработан с целью сокращения области совместного излучения. Из опыта предыдущих разработок мне известно, что сокращение этой области в большинстве случаев улучшает локализацию источников звука в стереопанораме. Это оказалось справедливым и в данном случае. Кроме того, изменился тональный баланс - появилась некоторая подчеркнутость в верхней части среднечастотного спектра. Моя оценка, конечно, субъективна, поэтому читатели, которые рискнут повторить эту разработку, имеют возможность выбрать вариант фильтра в соответствии с собственными предпочтениями.

Охарактеризовать качество звучания разработанного громкоговорителя лучше всего в сравнении с другим - на динамических головках фирмы VIFA ("Радио", 1999,№ 2). Наиболее заметна разница в воспроизведении звуков низших частот: с головками Peerless бас значительно более мощный, но несколько уступает головкам VIFA по проработке подробностей звукового образа. В остальном трудно отдать предпочтение одному из громкоговорителей, поскольку звучание комплекта VIFA кажется мне более мягким и комфортным, а звучание с головками Peerless более открытым и динамичным. Безусловно, эти отличия позволяют выбрать ту или иную АС в соответствии с музыкальными предпочтениями слушателей.

Подводя итог проделанной работе, остается привести краткий перечень основных параметров разработанного громкоговорителя.

Таблица 2

На рис. 7 показана амплитудно-частотная характеристика громкоговорителя в третьоктавных полосах шума. Там же приведена характеристика модуля полного сопротивления.

Автор: С.Бать, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Электромобиль Nio ET5 29.12.2021 В Китае дебютировал электромобиль Nio ET5 - младший брат ранее представленной модели ET7. В то время как ET7 позиционируется в качестве конкурента Tesla Model S, ET5 будет конкурировать с Tesla Model 3. Силовая установка ET5 включает два электромотора: мощность установленного на передней оси составляет 204,5 л.с., на задней - 285,5 л.с. В сумме - 490 л.с. и 700 Нм крутящего момента. Автомобиль разгоняется до 100 км/ч всего лишь за 4,3 с. Запас хода базовой версии с тяговой аккумуляторной батареей емкостью 75 кВтч составляет 700 км, топовой с аккумуляторной батареей емкостью 100 кВтч - 1000 км. Внешне ET5 похож на ET7. Электромобиль похож на лифтбек, но сходство чисто визуальное: в реальности это именно седан. Габариты автомобиля - 4790 х 1960 х1499 мм, колесная база - 2888. Так что внутри должно быть довольно просторно. Интерьер, как у Tesla, выполнен в духе минимализма, с двумя экранами впереди: один в комбинации приборов, другой - в составе мультимедийно-развлекательной системы. Акустическая система выдает звук формата 7.1.4, насчитывает 23 громкоговорителя и поддерживает технологию Dolby Atmos. Разработчиками обещана поддержка 19 функций и технологий помощи при вождении. Цены уже объявлены. Стоимость базовой версии Nio ET5 - $51 450, топовой - $60 545, без учета местных субсидий. Поставки первых товарных Nio ET5 запланированы на сентябрь следующего года.

Другие интересные новости:

▪ Ракетный двигатель для протеза руки

▪ Робот-краб

▪ Стрекоза на микросхеме

▪ Защита светодиодных фар от обмерзания

▪ Печь для любителей радио

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Личный транспорт: наземный, водный, воздушный. Подборка статей

▪ статья Весло и лодка. История изобретения и производства

▪ статья Что вызывает слепоту? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Onwa. Справочник

▪ статья Трехканальный мультимедийный УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электромашинные помещения. Область применения, определения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026