Akustika na duálních dynamických hlavách. Obousměrné akustické systémy v otevřeném provedení. Výkresy reproduktorů

Základní rezonanční frekvence - frekvence, při které se celkový elektrický odpor cívky zvýší na špičkové maximum;

Faktor kvality elektromechanického systému reproduktorů. To je velmi důležitá vlastnost. Ukazuje míru setrvačnosti systému – mechanické i elektrické a určuje míru tlumení volných oscilací monitoru;

Jmenovitý frekvenční rozsah, tzn. frekvenční oblast, ve které reproduktor funguje uspokojivě;

Průměrný akustický tlak - tlak vyvinutý v určitém frekvenčním rozsahu a v určitém bodě zvukového pole při dodání určitého elektrického výkonu;

Charakteristická citlivost;

Nerovnoměrnost frekvenční odezvy - rozdíl mezi maximálním a minimálním tlakem ve jmenovitém (nebo případně v jakémkoli jiném) frekvenčním rozsahu. U dobrých reproduktorů nepřesahuje 3-4 dB;

Frekvenční odezva - grafické znázornění předchozího parametru;

Orientace - změna tlaku při odklonu od pracovní osy o určitý úhel v konstantní vzdálenosti od středu;

Harmonický koeficient (obvykle 3. harmonická a vyšší) - vyjádřený jako procento úrovně harmonických, které se objeví, když je do reproduktoru přiveden čistý sinusový signál, ve kterém nejsou žádné harmonické;

Intermodulační činitel zkreslení. O této možnosti je třeba říci více podrobností. Předpokládejme, že do reproduktoru je přiváděn signál obsahující dvě frekvence, 100 a 1000 Hz. V důsledku interakce těchto frekvencí vznikají kombinační frekvence (někdy nesprávně nazývané kombinační harmonické) s frekvencemi odpovídajícími rozdílu nebo součtu horní frekvence a frekvence, která je násobkem dolní - v našem případě 800, 1200 , 600, 1400 Hz atd. Čím nižší je celková úroveň těchto frekvencí, tím lépe. Ideální reproduktor by tyto frekvence neměl vůbec generovat, stejně jako jakékoli jiné, které v původním signálu nejsou.

Z několika výkonových parametrů jsou nejdůležitější tyto:

Jmenovitý výkon - výkon, při kterém nelineární zkreslení nepřekročí stanovenou mez;

„hudební výkon“, nazývaný také „pas“, „maximální hluk“, „nepřetržitý“ atd. - výkon v určitém frekvenčním rozsahu, který reproduktor vydrží s reálným nebo širokopásmovým šumovým signálem bez poškození po určitou dobu;

Špičkový (maximální krátkodobý) výkon - výkon, který reproduktor vydrží se šumovým signálem během krátkého pulzu (od 0,01 do 1n) bez poškození;

Houkačky. Hlavní nevýhodou přímo vyzařujících reproduktorů je jejich extrémně nízká účinnost. Důvodem je nekonzistence odporů mechanického systému a prostředí. Pro zvýšení odolnosti vůči záření je nutné zvětšit rozměry zářiče, což však povede ke zvýšení mechanické odolnosti hmoty zářiče a nepřinese to zvýšení účinnosti. Vzhledem k tomu, že difuzor plní dvě funkce: přeměnu mechanických vibrací na akustické vibrace a vyzařování těchto vibrací do okolí, lze takový rozpor vyřešit pouze oddělením těchto funkcí, které se provádí u hornových reproduktorů. mechanický systém a prostředí. Horna je trubka s proměnným průřezem. Vstup vydávacího klaksonu (hrdlo) je menší než výstup (ústa). Výstup je emitor a vstup je zátěž pro mechanický systém. Zářič tedy může být vyroben tak velký, jak je požadováno, a mechanický systém může být malý, a proto lehký.

Typy rohů: a - dvojité; b - dělené.

Rohy se používají s jiným zákonem změny v průřezu. Nejběžnější rohy jsou exponenciální; kónické jsou méně běžně používané, protože mají mnohem méně rovnoměrnou amplitudově-frekvenční charakteristiku. Pro ostrou směrovost a nižší konec vysílaného frekvenčního rozsahu zvyšte výstup klaksonu a zvolte delší klakson. Pro zvětšení délky je roh často srolován nebo složen. S podobným jevem se setkáváme u dechových hudebních nástrojů: čím nižší je rejstřík nástroje, tím delší je jeho lesní roh.

Pro koncentraci nebo vzdálenost zvukových vln se používají akustické čočky, založené na lomu zvukových paprsků při přechodu z jednoho prostředí do druhého s různou rychlostí šíření (například rychlost šíření zvukových vln v porézních materiálech nebo v mřížkách a žaluzie desek se liší od rychlosti šíření v otevřeném prostoru) . K nevýhodám sirény patří nelineární zkreslení způsobené velkou velikostí a prudkou změnou amplitudy akustického tlaku v rámci jedné vlnové délky v hrdle sirény a také frekvenční zkreslení u kuželových sirén. Hornové elektrodynamické reproduktory mají dvě možnosti provedení: úzkohrdlé a širokohrdlé. Plocha vstupu klaksonu u úzkohrdlých reproduktorů je několikanásobně menší než plocha pístové membrány, u širokohrdlých jsou tyto plochy buď stejné, nebo blízko sebe.

To jsou hlavní technické parametry reproduktorů. Je třeba poznamenat, že s údaji o pasech je třeba zacházet opatrně. Někteří výrobci někdy jmenují např. rozsah reprodukovatelných frekvencí, aniž by uváděli nerovnoměrnost charakteristiky; v tomto případě se může ukázat, že deklarovaná spodní hranice 25-30 Hz je poskytována pouze s tlakovou ztrátou 10 dB nebo více, což je ve skutečnosti falzifikát.

Chtěl bych poznamenat, že více než 80 let od vynálezu dynamického úkolu - zprostředkovat zvuk symfonického orchestru, souboru, hlasu atd. - lze jen překvapit a obdivovat genialitu designu samotného reproduktoru, audio technika ušla dlouhou cestu: od fonografu k DVD - a reproduktor se konstruktivně zásadně nezměnil. Radikálně se změnila pouze technologie jeho výroby a materiály. Vzhledem k tomu, že takto jednoduchý design (skládající se pouze z několika prvků: membrány, cívky a magnetického obvodu) čelí obrovskému sériově vyráběnému akustickému produktu, kterého se používají miliardy po celém světě.

Akustické systémy

Od vlastností reproduktorů přejděme k akustickým systémům z nich sestaveným. Bohužel tuzemská terminologie se ještě neustálila a neodpovídá té zahraniční. Takže vlastně "reproduktory" v naší terminologii, zejména ve starých GOST, se nazývají "hlavy" a akustické systémy - "reproduktory". V moderních profesionálních a komerčních prostředích se používá termín „reproduktorový systém“, přičemž domácí reproduktory se běžně označují jako „reproduktory“ a profesionální studiové reproduktory jako „monitory“. Někteří zmatení prostě přešli na přepis z angličtiny – „mluvčí“, v jejich ústech to vůbec není předseda dumy, ale řečník „obecně“. Nízkofrekvenční „reproduktor“ je přitom „woofer“ nebo „subwoofer“, středofrekvenční je „budič“ a vysokofrekvenční je „výškový reproduktor“, ale existuje i tzv. Ruská definice pro to "tweeter" (mimochodem přesný překlad slova tweeter).

Ideální reproduktorový systém by měl mít pouze jeden širokopásmový reproduktor reprodukující celé frekvenční pásmo 20-20 000 Hz. Protože jsou však na reproduktor při provozu v různých frekvenčních pásmech kladeny různé a často se vzájemně vylučující požadavky, je téměř nemožné vyrobit takto ideální reproduktor alespoň za přijatelnou cenu. Proto má naprostá většina moderních akustických systémů dvě nebo více hlav pracujících v různých frekvenčních pásmech. Nízkofrekvenční reproduktor je vždy kuželový reproduktor, středofrekvenční reproduktor také, ale někdy existují i ​​typy středofrekvenčních rohů (horn). Vysokofrekvenční reproduktory se vyrábí jako difuzor, klakson a kopulovité (kupolové, kuličkové). U tzv. "near-field monitorů" se obvykle používá dvoucestný systém, tzn. umístěný přímo u hlavy zvukaře. Jeden reproduktor v takovém systému reprodukuje nízké a střední frekvence, druhý - vysoké. Pro oddělení frekvencí je uvnitř pouzdra crossover filtr (v cizí terminologii crossover). V tomto případě je frekvence separace vstupního elektrického signálu pro přívod do nízkofrekvenčních a vysokofrekvenčních reproduktorů zvolena poněkud vyšší, než je spodní hranice rozsahu vysokofrekvenčního reproduktoru. Zohledňuje se také jmenovitý výkon HF reproduktoru. Slyšitelný frekvenční rozsah je mnohem lépe reprodukován 3-pásmovými systémy, skládajícími se z nízkofrekvenčního reproduktoru (woofer), středofrekvenčního (mid-driver) a vysokofrekvenčního (tweeter). Práce v omezeném rozsahu „vlastních“ frekvencí zlepšuje zvuk nízko a středofrekvenčních reproduktorů a snižuje zkreslení, protože. harmonické vyššího řádu generované těmito reproduktory jsou nad mezní frekvencí filtru a jsou odpovídajícím způsobem potlačeny.

Akustický design

P
Přední a zadní plocha kmitajícího pístu vyzařuje vibrace v protifázi: když přední plocha v čase t 1 vytváří stlačení média, pak protilehlá plocha pístu ve stejném okamžiku t 1 vytváří zředění.

Komprese a redukce se šíří různými směry (obr.18.6). Za určitých podmínek, ohybem kolem pístu, vlny interferují s oscilacemi, které vznikly z opačné strany (fáze) a jejich součet má tendenci k nule. Tento jev se nazývá akustický zkrat h zkrat (AKZ). Výskyt AKZ snižuje návrat akustického výkonu zářiče (pístu) v oblasti těch frekvencí, při kterých je délka emitované vlny velká oproti rozměrům pístu (difrakční podmínky). K tomuto jevu dochází při nízkých frekvencích LF zvukové vlny.

H Aby se zabránilo ACZ při nízkých frekvencích, je nutné nainstalovat clonu, aby vibrace z oblasti komprese neobcházely píst a eliminovaly jev rušení. Clona se instaluje v kombinaci s emitorem. Tato technika se nazývá design akustické obrazovky (design). Nejjednodušším typem provedení je štít (obr. 18.7). Pro úplnou eliminaci ACZ je nutné nainstalovat štít, ve kterém byly lineární rozměry letadla více než polovina délky LF zvukové vlny λ:

d > A/2;( 6.1.1)

Standardní akustická clona podle GOST 16122-84 má rozměr 1350 x 1650 m.

Uzavřený box (ZYA, Closed Box) je provedení druhého řádu (obr. 6.1.3 A a obr. 6.1.4). Ve srovnání s jinými typy zatěžovaného provedení je méně citlivý na odchylky charakteristik. Jeho hlavní výhody: vynikající impulsní odezva, což teoreticky umožňuje získat plochou frekvenční odezvu. Nevýhoda = nízká účinnost, která vyžaduje větší výkon zesilovače a vyšší sudé harmonické v důsledku nevyváženého zatížení kužele.

A - uzavřená skříň, B - fázový invertor, C - pasivní zářič

H
rezonanční frekvence a celkový činitel jakosti hlavy při instalaci v uzavřené krabici s objemem Vc úměrným ekvivalentnímu Vas se zvyšují. Když je tedy hlava instalována v CD s objemem rovným ekvivalentu, její rezonanční frekvence a kvalitativní faktor se zvýší 1,41krát, v krabici o objemu 0,5Vas = 1,73krát atd.

Dalším nejběžnějším typem akustického designu je fázový měnič. Reproduktory s hodnotou Fs / Qts 90 nebo více jsou vhodné pro provoz ve fázovém měniči. Ze všech možných provedení dvojčinných systémů je nejpoužívanější fázový měnič (FI, Vented Box, Ported Box, Bass Reflex). Toto je rezonanční systém. Hmota vzduchu obsažená v FI na jeho ladící frekvenci se chová jako difuzor, který je zdrojem zvukových vibrací. Pasivní zářič je typ FI, ve kterém je hmota vzduchu v tunelu nahrazena hmotou pohyblivého systému pasivního zářiče.Jako pasivní zářič se nejčastěji používá konvenční dynamická hlavice, někdy se vzdáleným magnetickým systémem .

Konstrukčně je vyrobena ve formě uzavřené krabice se dvěma otvory.

V jednom otvoru je umístěn emitor (píst), druhý otvor je volný a má provedení ve tvaru malé trubky o objemu V. Frekvence fázového měniče je ƒ f, (obr.18.10).

Při pomalých oscilacích (8Hz - 10Hz) pružina C v (obr. 18.10). spojující obě hmoty m, nemá čas se deformovat, protože má velký elastický odpor z:

z \u003d 1 / (ω C in) ; (18.1)

V důsledku toho se obě hmoty m p a m v ​​pohybují se stejnou fází. V tomto případě je vlna vyzařovaná otvorem fázově posunuta o 180 o ve srovnání s vlnou vyzařovanou pístem. Zvýšení frekvence vede ke snížení elastického odporu vzduchu v boxu a pružina Cb se začne deformovat. V důsledku toho dochází mezi kmity obou hmot m p a m in k fázovému posunu, který se zvyšuje s rostoucí frekvencí a dosahuje 180 o při rezonanční frekvenci boxu. Vzduch v otvoru a píst tedy oscilují v protifázi a jimi emitované vlny budou ve fázi a zasahování se navzájem posilují. Rezonanční frekvence fázového měniče ƒ f se zpravidla volí rovna rezonanční frekvenci ƒ 0 hlavy (pístu), tzn. v LF oblasti operačního rozsahu (obr.18.10). S dalším zvýšením frekvence nedochází k emisi zvuku otvorem, protože odpor setrvačnosti vzduchu v otvoru ω m in je extrémně velký. Na těchto frekvencích je fázový měnič podobný uzavřené skříni. Vnitřní povrchy fázového měniče, stejně jako skříň, jsou pokryty materiálem pohlcujícím zvuk.

Obrázek 18.11

Na schématu Obr. 18.11 reproduktorový výkonový zesilovač s napětím naprázdno a výstupní impedance je převedena na generátor napětí, který simuluje generátor s výstupní hodnotou akustického tlaku, po impedanci generátoru, která je součtem aktivního odporu kmitací cívky a výstupní impedance zesilovače. M as je akustická hmota pohybujícího se systému, připojená hmota vzduchu z přední a zadní strany membrány. C a s - akustická pružnost závěsů. R as - akustická impedance pohyblivého systému. M av - akustická vzduchová hmota ve fázově obrácené trubici.

akustické zatížení. Kužel dynamické hlavy v uzavřeném provedení zažívá výrazně odlišný odpor při pohybu vpřed a vzad. Asymetrie zatížení je potenciálním zdrojem nelineárního zkreslení. Proto se již v polovině 70. let objevily akustické systémy, v jejichž konstrukci byla tato nevýhoda odstraněna zavedením dodatečného akustického zatížení přední plochy difuzoru. Podobná řešení lze použít pro omezení amplitudy kmitání kužele v dvojčinných systémech. Spolehlivé metody pro výpočet akustického zatížení neexistují, je potřeba experiment.

Obrázek 18.12

Akustické zatížení lze realizovat různými způsoby. V nejjednodušším případě (obr. 18.12 A) je před difuzor umístěna odrazná plocha (Reflex Body). Toto řešení však zhoršuje citlivost reproduktoru a jeho frekvenční charakteristiku na středních frekvencích. U některých moderních konstrukcí slouží rotační těleso čočkovitého tvaru ke zlepšení frekvenční odezvy a vyzařovacího diagramu (obr. 18.12 B). Ke stejnému účelu můžete použít reflexní plochu umístěnou pod úhlem (obr. 18.12 B). Klínová zátěž částečně působí jako krátká houkačka, která přispívá k akustickému zesílení určitého frekvenčního rozsahu. Jako další rozvinutí této myšlenky se objevily akustické systémy s rezonátorem (obr. 18.12 D). Poté už zbýval jen jeden krok k návrhu pásmových reproduktorů.

P
hlasové reproduktory. Společným znakem všech konstrukcí pásmových reproduktorů je přítomnost jedné nebo více rezonančních komor a instalace dynamické hlavy uvnitř skříně. Vzhledem k tomu, že tyto systémy již nejsou systémy přímého záření, jejich výpočet a výroba jsou poměrně složité. Používaly se proto především konstrukce čtvrtého řádu (obr. 18.13 A). Páskové reproduktory šestého (obr. 18.13.B, C) a osmého (obr. 18.13.D, E) řádu jsou méně obvyklé.

Obrázek 18.13

Páskové reproduktory: A - uzavřená rezonátorová skříň, B - dvojčinný bassreflex, C - sériový bassreflex, D - sériový dvojčinný bassreflex, D - dvojčinný rezonátor-bassreflex

Pásové akustické provedení se používá výhradně pro subwoofery. Výhodou pásmového reproduktoru je vysoká účinnost, zatímco impulsní a fázové charakteristiky jsou velmi průměrné a s rostoucím řádem se zhoršují. U všech provedení, kromě uzavřeného rezonátorového boxu, je žádoucí použít infra-dolnopropustný filtr (jako u klasického fázového měniče).

Kromě uvažovaných konstrukcí pásmových reproduktorů s jednou dynamickou hlavou jsou známy také reproduktory se dvěma hlavami. Design je získán kombinací dvou stejných pásových systémů. Jedna z komor se stane společnou, její objem se zdvojnásobí. Na (obr. 18.14 A, B) jsou zobrazeny dvě možnosti návrhu čtvrtého řádu, na obr. 18.14 C - šestý.

O
Jednou z výhod těchto konstrukcí je, že nevyžadují speciální monofonní zesilovací kanál: každá hlava může být připojena k vlastnímu kanálu stereo UMZCH.

Obrázek 18.14

Dvojité hlavy. Téměř ve všech uvažovaných provedeních lze použít duální dynamické hlavy. K tomu se instalují hlavice stejného typu jedním ze způsobů znázorněných na obr. 18.15. Výsledný design lze považovat za novou nízkofrekvenční dynamickou hlavu se zcela odlišnými vlastnostmi. Teoretické hodnoty celkového činitele jakosti a frekvence hlavní mechanické rezonance výsledného systému jsou vypočteny jako geometrický průměr odpovídajících hodnot původních hlav. Vzhledem k tomu, že se při duplikaci obvykle používají hlavy stejného typu s dosti blízkými parametry, lze předpokládat, že se tyto parametry prakticky nezmění. Vázaný objem vzduchu uzavřený mezi difuzory hlav však zvyšuje efektivní hmotnost pohyblivého systému a snižuje frekvenci hlavní mechanické rezonance velkých hlav na 80 % původní.

Obrázek 18.15 Instalace dvojitých hlav: A - lícem k sobě, B - zády k sobě, C - v zadní části hlavy, D - s přidruženým objemem

Dřevo dosud zůstávalo hlavním materiálem pro výrobu reproduktorových skříní. Zároveň se bere v úvahu, že dřevo má své akustické vlastnosti a vnášení vlastních podtextů tělem je nežádoucí. Bojuje se s nimi jak speciálními tlumícími strukturami, tak použitím dřevotřísky (dřevotřískové desky) namísto námi v nábytku tak nemilovaného masivního „čistého“ dřeva. Dřevotřísková deska nemá žádnou strukturu (což jsou lineární vlákna stromu), proto je méně náchylná k rezonancím. Zvenčí jsou dřevotřískové desky povrchově upraveny různými nátěry, včetně těch imitujících dřevo (dýha), ale tato povrchová úprava je čistě dekorativní.

Spolu s tradičním používáním dřeva pokračují pokusy používat další materiály – plast, kov, kámen. Existuje poměrně velké množství plastových reproduktorových soustav, obvykle malých rozměrů (blízké pole), znějících vzhledem k vyrobitelnosti ozvučnic celkem přijatelně a levně. Pokusy o vytvoření plastových ozvučnic pro velkorozměrové reproduktorové soustavy však zatím nebyly úspěšné (samozřejmě z hlediska akustiky, nikoli „krabicování“). Velké pouzdro totiž musí mít i velkou hmotu, jinak v něm začnou „chodit“ takové rezonance a jejich potlačení je mnohem dražší než třeba v dřevěném pouzdru.

Docela efektní a v poslední době oblíbené kovové reproduktorové skříně. Je to dáno zejména rozšířeným používáním ve studiové praxi počítačů s tradičními CRT monitory, na které mají magnety reproduktorů velký vliv, pokud jsou příliš blízko. Kovová skříň reproduktorové soustavy je v tomto případě obrazovka. Kov je navíc vyrobitelný a poskytuje tuhost nezbytnou pro akustické požadavky.

Zajímavé výsledky přináší i použití kamene. O vyrobitelnosti pouzder není třeba mluvit, ale akustické výsledky jsou výborné. Problém však řeší kompromis - použití syntetického materiálu, který umožňuje spojit jednoduchost výroby pouzdra s masivností a tuhostí kamene.

I přes aktivní hledání nových materiálů však zůstává tím hlavním „staré dobré“ dřevo.

Uživatelům dlouho vyhovovalo tradiční umístění reproduktorů na přední stěně skříně v podobě „sněhuláka“ (nízkofrekvenční reproduktor dole, středotónový reproduktor uprostřed a výškový reproduktor nahoře). Bylo však zjištěno, že vzdálenost od středů různých reproduktorů k posluchači je často různá a zvuky z nich se k posluchači dostávají nepříliš ve fázi. Množství nesynchronizovaných je extrémně malé, ale problém existuje. Řešení bylo nalezeno v různých typech tzv. koaxiálních koaxiálních reproduktorů. V nejjednodušších případech byl výškový reproduktor upevněn před středem kužele nízkofrekvenčního difuzoru, ale samozřejmě bez fyzického kontaktu s ním. Jiný, složitější, ale také elegantnější způsob vytvoření bodového zářiče navrhla známá anglická firma Tannoy. V jejich nyní klasickém systému je membrána výškového reproduktoru umístěna za magnetem basového reproduktoru. V jádru wooferu jsou vytvořeny kanály, kterými prochází tlak vzduchu z vysokofrekvenční membrány ve směru vyzařování nízkofrekvenčního difuzoru, který je zároveň náustkem pro vysoké frekvence. Tak je dosaženo ideálního bodu záření.

Již dříve bylo zmíněno, že při vysokých frekvencích, zvláště velké, kužele kmitají hlavně ve střední části přiléhající k cívce. Tato vlastnost byla využita při vytváření širokopásmových reproduktorů, populárních v profesionální technice před dvěma nebo třemi desetiletími a dodnes se vyskytujících. U těchto reproduktorů byl do centrální části difuzoru vlepen přídavný mikrodifuzor, který fungoval jako koaxiální vysokofrekvenční reproduktor. Výsledek byl samozřejmě daleko od kvality skutečných koaxiálních systémů, ale odezva na vysokých frekvencích z těchto širokopásmových reproduktorů se výrazně zlepšila.

Moderní výroba je extrémně standardizovaná. Existují normy pro velikost reproduktorů - od malých po velké. Je obvyklé měřit moderní reproduktory v palcích, a to je výhodné: ukazuje se nejen velikost, ale jakoby „číslo produktu“.

Ani pro výkonnou akustiku se reproduktory větší než 21" nepoužívají a osmnáctipalcové se často nevidí. Další v pořadí jsou 15", 12", 10" a 8".

Středy - 8", 6,5" a 5". Výšky - 4", 2,5" a 1,5". Na rozměrech kužele však záleží hlavně u nízkofrekvenčních reproduktorů, které přímo ovlivňují spodní hranici rozsahu a hladinu akustického tlaku.

Skutečný zvukový obraz mohou prezentovat pouze velké reproduktorové soustavy (kontrolní monitory) „dalekého pole“, které znějí rovnoměrně v celém frekvenčním rozsahu a nejsou přetíženy při doporučené poslechové úrovni (cca 90 dB).

Směrové charakteristiky

Jak vyplývá z teorie akustiky, ideálním zdrojem zvuku je „bodový“ zářič, tedy takový zářič, jehož rozměry v porovnání s délkou jím vyzařované zvukové vlny lze zanedbat. Bohužel skutečné akustické systémy mají k takovému ideálnímu zářiči velmi daleko a navíc mají pro různé frekvence zvukového signálu různý vyzařovací diagram. Šířka vzoru reproduktoru je určena poměrem vlnové délky jím vyzařovaného zvukového signálu a geometrické velikosti (průměru) kužele reproduktoru. Navíc směrový diagram v oblasti společného působení vyzařování dvou reproduktorů AU závisí na vzájemném fázovém posunu jejich signálů, určeném obvodem crossover filtru akustického systému.

Dnes ve „sloupcové konstrukci“ existují dva přístupy související se směrovostí akustických systémů. Přívrženci prvního z nich tvrdí, že systém musí být vysoce směrový, aby se vyloučily škodlivé odrazy zvuku. Podle této logiky jsou vysoce směrové reproduktory vyžadovány, aby doručily zvukovou informaci přesně do oblasti poslechu bez nežádoucích „nečistot“ v podobě odrazů od stěn a různých předmětů. Známými příklady jsou reproduktory postavené na vysoce směrových koaxiálních reproduktorech (Tannoy, KEF). Koaxiální dvoupásmové zářiče jsou středofrekvenční a vysokofrekvenční reproduktory sestavené na jediném magnetickém systému. Kopulovitý „výškový reproduktor“ je namontován na vnitřním jádru magnetického systému a je umístěn uvnitř kuželového difuzoru středotónového reproduktoru, který je jakýmsi horn-zvukovým vodičem pro zvukové vlny vydávané „výškovým reproduktorem“. Takové zářiče mají řadu jedinečných vlastností, které je odlišují od hmoty jiných reproduktorů. Za prvé, díky použité konstrukci jsou středy vyzařování HF a MF reproduktorů umístěny téměř ve stejném bodě, což eliminuje výskyt fázových a časových zkreslení jimi vyzařovaných signálů. Za druhé, protože vyzařování středních a vysokých frekvencí je fyzicky prováděno z jednoho bodu v prostoru (podmíněně), zářiče typu Uni-Q mají na těchto frekvencích dobrý směrový vzor díky těmto vážným výhodám, zvuku akustických systémů s koaxiálními zářiči. se vyznačuje vynikající lokalizací zdrojů zvuku v prostoru. V evropských reproduktorech existují obvody D "Appolito, ve kterých je výškový reproduktor umístěn mezi dvěma identickými basovými/středobasovými hlavami - to zostřuje směrovost na řadě frekvencí, snižuje počet odrazů zvuku od podlahy a stropu. U drahých reproduktorů , někdy jsou celé girlandy výškových reproduktorů, navržené šperky zaměřují vysoké frekvence Diametrálně opačným přístupem jsou všesměrové nebo kruhové reproduktorové soustavy. Takové reproduktory jsou díky své konstrukci zcela

V poslední době si někteří radioamatéři získali uznání pro akustické systémy s otevřeným akustickým designem – štíty nebo mělké otevřené boxy. Dokonce i průmyslová akustika byla vyrobena podle tohoto schématu, které bylo vysoce ceněno odborníky. Na fotografii je slavný Systém Jamo R909.
Některé problémy takového řešení jsou nastíněny v článku, jehož překlad je uveden níže.

Úvodní slovo

Uzavřená konstrukce umožnila drasticky snížit hlasitost reproduktorů, radikálně rozšířit frekvenční rozsah dolů. Průmysl téměř úplně přešel na výrobu reproduktorů speciálně pro uzavřené konstrukce. Vyrostly celé generace, které neslyšely nic jiného než ZYa. Mnoho lidí si však myslí, že „vyhodili i dítě s vodou“, protože věří, že zvuk středních, hlavních frekvencí pro vnímání, se zhoršil.

Mezi radioamatéry a některými výrobci akustiky je proto opět zájem o otevřené akustické návrhy (dále jim pro zjednodušení budeme říkat OA). Problém je, že speciální reprosoustavy pro OH se dnes prakticky nevyrábí, protože je po nich malá poptávka, malé firmy je dokážou vyrobit pro amatéry, ale kvůli malému nákladu budou drahé.

Chci vás upozornit na svůj volný překlad článku Martina J. Kinga „Designing a Passive Two Way Open Baffle Speaker System“. Myslím, že nastolené problémy a jejich řešení budou zajímavé.

--
Děkuji za pozornost!
Igor Kotov, šéfredaktor časopisu Datagor

Zdrojový web (En): od Martina J. Kinga

Můj komentář k článku

Nedostatek měření pomocí mikrofonu a přesně doma způsobuje skepsi. Bylo by zajímavé znát dojmy nezávislých posluchačů-odborníků „nezpracované“ autorem konstrukce. Ale to jsou jen moje sny.

Čtenářské hlasování

Článek schválilo 47 čtenářů.

14.09.2012

Vyrábíme si akustický sloup se dvěma hlavicemi LF - MF

Byl zveřejněn soukromý materiál o tom, jak sestavit reproduktorový systém s duálními středotónovými nebo basovými reproduktory. Vše je popsáno jednoduchým jazykem pro začátečníky, ale náš názor zůstává stejný, jako byl, je lepší nakupovat u nás.

Výroba vlastního reproduktoru s dvojitou hlavou

Dvojitá hlava má oproti jedné hlavě některé výhody. Má například jemnější amplitudově-frekvenční odezvu, menší nelineární zkreslení, menší je i požadovaný objem akustického designového boxu.

Frekvenční odezva je vyhlazena, protože hlavy, které tvoří duální hlavu, jsou vzájemně tlumeny. Každá jednotlivá hlava má v rámci tolerancí svou vlastní nerovnoměrnost frekvenční odezvy, způsobenou výrobní technologií, takže frekvence špiček a poklesů se neshodují s frekvenční charakteristikou. Některé z těchto vrcholů s poklesy v hlavě dvojčete se navzájem ruší. Viz schéma na obrázku č. 1.

Zde jsou redukovány nelineární zkreslení, protože dvojitá hlava je symetrický elektro-mechano-akustický systém, na rozdíl od jednoduchého. Díky tomu je na obou jeho stranách odpor vzduchu téměř stejný. Je to kvůli konstrukčním prvkům hlavy, vlastnostem materiálu. Některé typy hlav nemají rozdíl v pružnosti zavěšení při pohybu kužele dopředu nebo dozadu. U dvojité hlavy se také neprojevuje asymetrie rozložení magnetické indukce, která v mezeře magnetické soustavy negativně ovlivňuje úroveň 2. harmonické.

V nízkofrekvenčním spojení je zapotřebí jedna výkonná duální hlava. Lze jej umístit na vodorovnou desku, pod kterou je umístěna houkačka, která směruje zvuk k posluchači a koordinuje mechanický odpor se vzduchovým médiem systému pohyblivé hlavy.

Objem boxu je zmenšen, protože výsledná pružnost zavěšení takové hlavy je poloviční oproti jediné. A hmotnost pohyblivého systému dvojité hlavy se zvyšuje stejným počtem. Proto se frekvence hlavní mechanické rezonance nemění.

Může se zdát, že zvýšení počtu hlav, které pracují na jednom otvoru reproduktoru, v ještě větší míře, umožňuje zmenšit jeho rozměry. Přiblížit hlavy tak blízko, aby geometrické rozměry neovlivnily fázové posuny zvukových vln vyzařovaných krajními hlavami, je ale prakticky nemožné. Délka dráhy šíření vln, pokud uvažujeme od krajní vnitřní k nejvzdálenější hlavě, je úměrná délkám emitovaných vln. A to nakonec vede k tomu, že se zvukové signály odečítají a zkreslují. Mimochodem, proto je nemožné zdvojnásobit středofrekvenční a vysokofrekvenční hlavy. Navíc v tomto případě dojde ke znatelnému poklesu účinnosti.

Nabízíme tedy čtenářům AC - reproduktor-fázový měnič, jehož užitečný vnitřní objem je 50 litrů. Zde je jako nízkofrekvenční zářič použita dvojitá hlava z 6GD 2. A jako střední a vysoké frekvence se používají 15GD-11, 6GD-13, resp. Můžete si také vyzvednout další reproduktory. Na skloněné desce je instalována dvojitá hlava, protože takové uspořádání desky s dvojitou hlavou umožňuje racionálnější využití objemu krabice a to již umožňuje snížit rozměry reproduktoru a jeho hmotnost.

Hlavní technické vlastnosti reproduktorů jsou následující:

Jmenovitý výkon je 12W

Výkon pasu - ne méně než 30 W

Jmenovitý frekvenční rozsah - 30-18000 Hz

Jmenovitý elektrický odpor je zde 4 ohmy.

Protože se používají vysoce výkonné nízkofrekvenční hlavy 6GD-2, pak při nízkém jmenovitém výkonu (jmenovitě 12 W) není hlasitost zvuku horší než u průmyslových reproduktorů, jejichž výkon je 30 W. A pokud mluvíme o kvalitě zvuku, pak většina lidí preferuje reproduktory, které jsou popsány níže. Schéma zapojení AC je na obrázku č. 2 a provedení je na obrázku č. 3.

Krabice u AC (3) je vyrobena z dřevotřískové desky o tloušťce 2 cm, přelepené papírem imitujícím cenné dřeviny. V něm je dvojitá hlava (17) upevněna na desce (10) a středofrekvenční hlava (12) a vysokofrekvenční hlava (16) jsou upevněny na přední stěně (4). Pokud jde o zadní stěnu (15), je odnímatelná. Středofrekvenční hlava je od krabičky izolována krabičkou (13), která je vyrobena z překližky o tloušťce 1 cm a připevněna ke stěně (4) pomocí rohů (11) a šroubů.

Výstup na klaksonu dvojité hlavice (17) je uzavřen mřížkou (det. 1, 2) a otvory, které jsou naproti středofrekvenční a vysokofrekvenční hlavici, jsou zakryty vypouklými kovovými mřížkami (resp. 6 a 8) spolu s prstencovými ozdobnými rámy (v tomto pořadí 5 a 7). Rám (1) byl ohnut z pásu hliníkové slitiny o průřezu 5 x 20 mm. Tyče (2) mají průměr 4 mm. Jsou vyrobeny z nerezové oceli, poté vlepeny do otvorů, které jsou vyvrtány v horní a spodní straně rámu v krocích po 2 cm.

Otvory pro tunel fázového měniče a prstencové rámy otvorů pro zbývající hlavice jsou ohnuty z pásu stejného materiálu o průřezu 5 x 10 mm. Rám středofrekvenční hlavice (5) je uchycen čtyřmi svorníky se závitem M3, které se vkládají lepidlem do otvorů, které mají průměr 3,2 mm, hloubku 7 mm. Otvory jsou vyvrtány v čelní ploše kroužku na straně obrácené k panelu (4). Před vyříznutím otvoru pro hlavu (12) je nutné vybrat drážku v přední stěně podle vnějšího průměru rámu (tedy 5), šířku 20 mm, hloubku 2-3 mm, pomocí kruhu řezačka s řezačkou, dláto. Začněte sestavovat konstrukci, nejprve upevněte hlavu (12), poté upevněte pletivo (6) pomocí drátěných držáků nebo hřebíků a teprve poté vložte rám (5) na své místo a navíc přitlačte pletivo k panelu (4) . V drážce předního panelu je také lepidlem upevněn rám (7) vysokofrekvenční hlavy (tj. 16).

Aby reproduktory vypadaly normálně, musí být vnější konce rámu (1), rámy (5, 7, 9) vyleštěny do lesku a jejich boční plochy (vnitřní i vnější) by měly být natřeny černou barvou. . Dále je nutné nalakovat kovové mřížky na černo (tedy 6, 8), dále vnitřní plochy tunelu fázového měniče, plochy dvojhlavové houkačky a také držák difuzoru spodní hlavice, jmenovitě 6GD-2, a také celá plocha kruhu, který je pod mřížkou (6), část držáku difuzoru hlavy (12) směřující k posluchači, hlavy šroubů, které jej upevňují .

Cívky L1, L2 z oddělovacího filtru jsou navinuty na rámech pomocí drátu PEV-2 1,3. Rámy mají průměr 35 mm a délku 100 mm. Každý má přibližně 460 otáček (konkrétně 6 vrstev někde po 75-76 otáčkách).

Pokud jde o kondenzátory C1, C3, jedná se o MBGP, MBGO a podobně.

Při montáži reproduktorů je potřeba dávat pozor na polaritu, se kterou jsou zapojeny hlavy 6GD-2, protože v případě chyby dochází k akustickému zkratu. V tomto případě je vnější hlava BA1.

Pro zlepšení tlumení dvojité hlavy můžete vnitřek reproduktorové skříně obalit materiálem pohlcujícím zvuk nebo jej očalounit materiálem pohlcujícím zvuk.

Hlavu 6GD-2 můžete nahradit 8GD-1, hlavu 15GD-11 nahradit 4GD-8 nebo 5GDSH-5-4, vyměnit hlavu 6GD-13 za 3GD-2. Touto výměnou jsou zachovány rozměry krabice.

Před pár lety radioamatér A. Žurenkov navrhl použít duální hlavy ke snížení spodní hranice frekvenčního rozsahu reprodukovaného reproduktorem. Bohužel tento způsob prodlužování dosahu směrem k nízkým frekvencím nebyl v radioamatérské praxi příliš využíván. A to je s největší pravděpodobností způsobeno nedostatkem dostupné metody pro výpočet reproduktorů s duálními hlavami. Článek se pokouší zaplnit mezeru a dát radioamatérům některá doporučení ohledně výpočtu reproduktorů s duálními hlavami.

Je známo, že při výpočtu jakéhokoli reproduktoru obvykle vycházejí z parametrů hlavy v něm použité. Zdvojení hlav má za následek změnu pouze jednoho z těchto parametrů – celkového ekvivalentního objemu. Takže při zdvojení hlav s ekvivalentními objemy V e 1 a V e 2 je jejich celkový ekvivalentní objem V e \u003d (V e 1 + V e 2) / 4. Celý postup dalšího výpočtu reproduktorů s dvojitými hlavami se neliší od výpočtu reproduktorů s jednoduchými hlavami, a to jak pro uzavřenou skříň, tak pro fázový měnič.

Pro přesné stanovení ekvivalentního objemu hlavice se doporučuje použít odměrku. Pokud nelze získat vhodnou měřicí krabici, lze pro určení ekvivalentního objemu hlavy (v litrech na osobu) použít přibližný vzorec:

kde Cg je pružnost oscilačního systému hlavy, cm/g, měřená podle metody navržené v; D e je průměr difuzoru bez zvlnění cm.Zjištěnou hodnotu V e lze použít při výpočtu reproduktorové skříně a po jejím vyrobení lze provést přesnější měření. Pár slov o účinnosti reproduktoru se dvěma hlavami. Jeho závislost na parametrech je popsána výrazem:

kde c je rychlost zvuku, K je bezrozměrná hodnota, konstantní pro daný typ hlavy a akustické provedení. V je daná hlasitost reproduktoru.

Výše uvedený vzorec ukazuje, že cenou za snížení dolní mezní frekvence rozsahu reprodukovaného reproduktorem je snížení jeho .

To se však více než vyplácí tím, že při zdvojení hlav se omezí všechny druhy zkreslení jimi reprodukovaného signálu. Kromě důvodů uvedených v tomto je usnadněna další důležitá okolnost. Faktem je, že nerovnoměrnost zvukového pole uvnitř reproduktorové skříně vede k silné nerovnoměrnosti její frekvenční charakteristiky. Nerovnoměrné rozložení akustického tlaku uvnitř boxu může navíc způsobit deformaci kužele (zejména lehkého a tenkého) hlavy, což zase přispívá ke vzniku nelineárních a intermodulačních zkreslení.

V případě použití dvojitých hlav dochází ke všem těmto nepříjemným jevům pouze na vnitřní hlavě, zatímco na té vnější jsou vlivem tlumícího účinku vzduchu uzavřeného mezi hlavami výrazně oslabeny.

Pro eliminaci zdroje těchto zkreslení se doporučuje omezit frekvenční spektrum kmitů přiváděných do vnitřní hlavy v závislosti na velikosti reproduktoru na 100 ... 300 Hz. Škodlivý vliv vnitřních rezonancí boxu na kvalitu reprodukce je možné zeslabit instalací akustických impedančních panelů (PAS) mezi hlavy nebo na zadní stranu vnitřní hlavy. V obou případech se doporučuje PAS umístit do otvorů držáků difuzorů hlavic. Je také třeba mít na paměti, že PAS snižuje kvalitativní faktor hlavy a to může být velmi užitečné, protože v některých případech umožní použití nízkofrekvenčního zesilovače bez proudu POS.

Je známo, že kvalita zvuku reproduktoru závisí nejen na jednotnosti frekvenční odezva, ale také PFC, PFC vyhlazování je dosaženo jak v elektrických (volbou vhodných crossover filtrů), tak v akustických cestách (podle doporučení uvedených v).

Určitého vyrovnání fází vydávaných hlavami zvukových vibrací lze dosáhnout například umístěním kmitacích cívek hlav do jedné roviny kolmé na akustickou osu reproduktoru. Toto opatření je však často nedostatečné, zejména při použití hlavic s výrazně odlišnými hmotnostmi pohyblivých systémů a s difuzory vyrobenými z materiálů různých hustot. V prvním případě se to vysvětluje tím, že fázové posuny zaváděné hlavami na středních a vyšších frekvencích, ceteris paribus, jsou větší. tím větší je hmotnost pohybujícího se systému a v druhém případě skutečnost, že fázové posuny závisí na rychlosti šíření zvukových vln po povrchu difuzoru.

Tyto okolnosti nutí, aby byla nízkofrekvenční hlava posunuta dopředu vůči středofrekvenční a středofrekvenční hlava vůči vysokofrekvenční. Potřebné dodatečné posunutí hlav lze zjistit experimentálně přivedením obdélníkového napětí o frekvenci 0,7fp na vstup zesilovače, se kterým reproduktor pracuje (zde fp je dělicí kmitočet) a pozorováním přechodového procesu odebraného signálu. z měřicího mikrofonu upevněného na akustické ose hlav.

Vzhledem k výše uvedeným úvahám by měly být instalovány duální hlavy pracující v nízkofrekvenčním spoji podle obrázku. Pokud se rozhodnete použít duální hlavy ve středofrekvenčním spoji, pak musí být umístěny s difuzory k sobě, jak je doporučeno v.

Praktický příklad použití duálních hlav může sloužit jako autorem vyvinutý dvoupásmový reproduktor vyrobený ve formě fázového měniče. V jeho nízkofrekvenčním spoji jsou použity dvojité hlavy 6GD-2 a ve středně vysokofrekvenčním spoji - hlava ZGD-42 (je možné i ZGD-32). Pracuje ve spojení s dvoucestným zesilovačem, jehož jmenovitý výstupní výkon nízkofrekvenčního a vysokofrekvenčního kanálu je 20 a 10 W. Výhybkový filtr (mezní frekvence 500 Hz) je podobný tomu, který je uveden v. Výstupní impedance nízkofrekvenčního kanálu zesilovače je záporná - 1,5 Ohm. Jmenovitý rozsah frekvencí reprodukovaných reproduktorem je 30 ... 18000 Hz, nerovnoměrnost frekvenční odezvy není větší než 6 dB.

Skříň reproduktoru (700x400x360 mm) je vyrobena z dřevotřískové desky tloušťky 20 mm. Přední stěna je lepená ze dvou plátů dřevotřískové desky, její tloušťka je 40 mm. Stejná je tloušťka válcového obložení o průměru 300 mm ze stejného materiálu, upevněného na vnější straně předního panelu. Otvor v overlayu o průměru 230 mm se shoduje s otvorem v předním panelu pro nízkofrekvenční hlavy.

Jeden z nich je upevněn na vnitřní straně předního panelu, druhý na vnější straně obložení. Hlava ZGD-42 je upevněna na vnější straně předního panelu nad nízkofrekvenční jednotkou s velkou osou vertikálně. Z vnitřní strany je krytá uzávěrem, jehož objem (asi 2 litry) je vyplněn vatou. Pro zvýšení tuhosti krabice jsou mezi přední a zadní stranu a také mezi boční stěny instalovány kovové distanční podložky. Vnitřní stěny boxu jsou potaženy plstí o tloušťce 20 mm.

Fázově obrácená otvorová trubka (instalovaná na předním panelu) má vnitřní průměr 80 ​​a délku 160 mm včetně tloušťky přední stěny.

Reproduktor lze vyrobit i ve formě uzavřené krabice. V tomto případě je dosaženo hladké frekvenční odezvy na nízkých frekvencích s nulovou výstupní impedancí pásmového zesilovače a spodní hranice frekvenčního rozsahu reprodukovaného reproduktorem se zvýší na 40 Hz. Pokud jsou v takovém reproduktoru instalovány výhybkové filtry s dělicí frekvencí 400 ... 500 Hz, lze jej použít s téměř jakýmkoli zesilovačem pracujícím se zátěží 4 ohmy.

Věrnost reprodukce hudebních programů reproduktoru v obou verzích je velmi vysoká.

LITERATURA

1. Zhurenkov A. Duální dynamické hlavy. Rádio. 1979. č. 5. s. 48.
2. Vinogradova E. L., Navrhování reproduktorů s vyhlazenými frekvenčními charakteristikami. - M .. Energy, 1978.
3. Ephrussi M. Výpočet reproduktorů - Rádio 1977 č. 3. s. 36-37.
4. Valentin a Victor Leksinsovi. Jeden pruh nebo více pruhů? Rozhlas, 1981. č. 4, s. 35-38. (RÁDIO 2, 1983)

Audiofil nikdy neodpočine. Chce dosáhnout dokonalého zvuku hudby ve svém domově. V prodeji je velký výběr akustických systémů (AC). Pravda, ceny bolely "kousnout", ale nebylo tomu tak vždy. Asi před 40 lety jsem neměl na výběr: v prodeji bylo stereo rádio Symphony (i bez stereo dekodéru byl jen konektor na zadní stěně pro připojení), v ceně rovné tříměsíčnímu platu začínající inženýr (330 „plných“ sovětských rublů). AC radiostanice vesměs fungovala dobře, nicméně nejnižší frekvence zněly "nepřesvědčivě" (ani s tranzistorovým zesilovačem), protože se jedná o uzavřenou skříň, rezonanční frekvence reproduktoru je 70 Hz. A chtěl jsem poslouchat varhany s nimi f n =16 Hz, a turecký buben naladěný na 20 Hz, konečně stejné koncertní křídlo (od 27,5 Hz)! Podívejte se na obr. 1 a bude vám jasné, co a jak (v jakém rozsahu) zní.

Pokud se něco nedá koupit, pak si „to“ audiofil postaví sám. Dobré reproduktory pro nízké frekvence se v té době v obchodech neprodávaly, byly „vytěžené“, přivezené „z kopce“. Jednou, když jsem navštívil svého přítele, viděl jsem úžasné řečníky z Velké Británie. Říkalo se jim modul Jordan Watts. Malý (152x152x50 mm), těžký (3,2 kg), s kovovou (eloxovaný hliník) membránou o průměru 4 palce (10 cm). Měly zdvih kužele 6,5 mm, rezonanční frekvenci 41 Hz, výkon 12 W a frekvenční pásmo od 30-17000 Hz (úroveň ±3 dB). K nim byl připojen list specifikací, na kterém byl nákres doporučené krabice (obr. 2) a tabulka se sedmi možnostmi AC. Existovaly návrhy se dvěma a jednou hlavou (moduly) různých velikostí (všechny jsou fázové měniče). V závislosti na velikosti byly získány různé nižší reprodukovatelné frekvence. Jeden AC měl f n = 20 Hz! Pravda, hladina akustického tlaku nebyla uvedena.

Pomocí článku z časopisu "Radio" jsem provedl výpočty velikosti fázových měničů z tabulky a získal jsem dobrou (v té době) shodu s údaji společnosti. Majitel reproduktorů postavil reproduktor Juliet na rozměry uvedené v tabulce a byl s výsledky spokojen. V tomto reproduktoru se rezonanční frekvence hlavy téměř shodovala s frekvencí ladění fázového měniče. Výpočet fázových měničů se tehdy prováděl podle empirických vzorců a grafů. Teorie nebyla vyvinuta, ale věřilo se, že ladění bassreflexového boxu by mělo odpovídat rezonanční frekvenci venkovního reproduktoru. A zde (pro reproduktory "Jupiter") - 41 Hz na hlavě a 20 Hz na samotném reproduktoru. Tajemství? Fantastický?!

A inspirován, rozhodl jsem se postavit reproduktory sám. Který? A to nejlepší! S obtížemi jsem sehnal čtyři hlavy 25GD-26 (přímo od Berdska) pro woofer link (dvě hlavy na reproduktor) 20 mm. Výkres předního panelu je na obr.3. Vzal jsem v úvahu všechna doporučení pro tlumení stěn: Nalepil jsem vrstvu dřevovláknité desky (6 mm) na tmel absorbující vibrace a pokryl ji vinylovou kůží. Fázové měniče nastavené na 25 Hz (reproduktory měly f p \u003d 36-42 Hz).

Začal poslouchat. Zvuk na nízkých frekvencích neuspokojil! Celý objem krabice jsem vyplnil vatou (skoro 3 kg!). Zvuk se zlepšil, ale basy zněly stále špatně (nebyla tam žádná "lehkost" a "síla"). Mimochodem, reproduktory 35AC-1, které se objevily v prodeji, také nezněly lépe. Finanční náklady mých reprosoustav odpovídaly dle odhadu ceně 35AC-1.

Uplynulo několik let a objevila se kniha E.L. Vinogradové, která jí otevřela oči. Předložená teorie vše objasnila a postavila „na své místo“. Dobře fungující bassreflexový reproduktor lze postavit pouze při dodržení určitých poměrů mezi parametry reproduktoru a boxu. Nastavení reproduktorů je vždy ( Vždy zdůrazňuji!) je třeba měřit. Existuje výrobní variace. Materiály stárnou (mění se pružnost odpružení, slábne magnet) a pak se zvyšuje faktor kvality. Popisy reproduktorů, které neudávají parametry použitých hlav naměřené autory, mi připadají neseriózní, proto nedoporučuji slepě kopírovat taková "majstrštyka".

Hlavní parametry při měření reproduktoru:

Ještě nějaké poměry:

Vas / PROTI = ( f h 2 - fb 2 ) ∙ ( fb 2 - fl 2 ) / ( f h 2 ∙ fl 2 ) , Kde

fl A f h - frekvence (spodní a horní) "hrbů" na charakteristice Z fázového měniče;

F s ’ = ( fl ∙ f h ) / fb , Kde

F s ’ - rezonanční frekvence hlavy, s přihlédnutím k připojené hmotnosti vzduchu, ke které dochází, když hlava pracuje ve fázovém měniči;

Kde Qb - faktor kvality akustického provedení, zohledňující ztráty ve štěrbinách skříně a hlavice, ve výplni skříně a v potrubí fázového měniče;

Rb - odpor hlavy na ladicí frekvenci fázového měniče;

Rs - odpor hlavy při rezonanční frekvenci.

Se základními parametry dynamických hlav je možné zjistit ladicí frekvenci fázového měniče pomocí nomogramů f p a jeho nižší pracovní frekvence v přepočtu -3dB - f 3 .

V souladu s teorií reproduktoru ve fázovém měniči můžete získat různou frekvenční odezvu plného výkonu. Jsou nazývány jmény matematiků, kteří studovali odpovídající křivky a matematické výrazy - polynomy, které tyto křivky popisují. Jsou to Butterworthovy, Čebyševovy, Cauerovy a další polynomy. Při určitých poměrech mezi parametry jsou získány různé frekvenční odezvy reproduktoru.

Li Q t =0,383, Vas /V =1,41, fb /fs =1 a Qb >10, máme Butterworthovu frekvenční odezvu (maximálně hladkou). Nejčastěji se staví takové reproduktory. V nich fb = fs , tj. ladicí frekvence fázového měniče je rovna rezonanční frekvenci hlavy. Když Qb =10 nomogramů odpovídá obr.4, pro Qb =5 - na obr.5.

A pokud Q t dostupná hlava se liší od těchto "butterworthových" hodnot? Pak, jak vidíme z nomogramů, se poměry změní Vas /V , fb /fs A f3/fs . Samozřejmě se bude měnit i frekvenční odezva: s růstem Q t přechází z maximálně hladké (Butterworth) do vlnité čebyševské charakteristiky. A pro ni f3/fs <1, т.е. можно получить АЧХ с нижней воспроизводимой частотой, меньшей, чем резонансная частота динамика. Вот и разгадка английских акустических систем (41 Гц и 20 Гц).

V mých reproduktorech měli reproduktory Q t =0,54, Vas / PROTI = 90/68 = 1,32. Hlavy stály vedle sebe a Vas pro dvě hlavy bylo dvakrát tolik než pro jednu. A pro Q t =0,54 (obr. 4 a obr. 5) Vas /V =0,3, tzn. objem krabice by měl být 3krát větší než ekvivalentní objem hlav. Ukazuje se: V=V jako / 0,3=90/0,3=300 litrů.

Situaci dále zhoršoval aktivní odpor tlumivky crossover filtru pro basovou hlavu v reproduktorech, který se zvýšil Q t na 10 %.

Ale audiofil nikdy neodpočine! Ta myšlenka přišla nečekaně. Eureka! Vzpomněl jsem si na dvojčata. Jejich ekvivalentní objem je totiž oproti jedné hlavě poloviční, faktor kvality je zachován a fs =√( fs 1 ∙ fs 2 ) .

Sotva řečeno, než uděláno! K difuzoru připojím přes 3mm těsnění dvě hlavy difuzoru a z vnitřní strany předního panelu vložím tento „sendvič“ na místo jednoho wooferu. Nevadí, že magnet jedné hlavy trčí ven a otvor pro druhý reproduktor se narychlo zalepí záplatou z dřevotřísky (spodní otvor na obr. 3) Hlavní myšlenka! měřeno Q t \u003d 0,5 - ještě méně než u jednotlivých reproduktorů. Jedna věc je jasná, protože záření vychází ze zadní strany difuzorů a díky okénkům v držáku difuzoru se zmenšila účinná plocha a zvýšila se odolnost vůči záření. Indukčnost kmitací cívky byla linearizována, harmonické byly sníženy.

Mimochodem, zkreslení způsobené Dopplerovým efektem není patrné v nízkofrekvenční sekci, pokud její horní frekvence není vyšší než 500-800 Hz a spodní je 25-30 Hz. A zde je záření podél osy hlav stíněno magnety, a jak napsal Dreysen: "Na straně neutrálu reproduktoru nejsou tato zkreslení slyšitelná." Ti, kteří chtějí, mohou tato zkreslení vypočítat pomocí vzorce:

K D = (18 ∙ 10 3 ∙ F PROTI √ Pa ) / ( F n 2 ∙ d 2 ) [%], Pa = P uh ∙ účinnost , kde:

Pa - akustický výkon, W;

P uh - elektrický výkon, W;

d - průměr difuzoru, cm;

f n, f in - odpovídající mezní frekvence rozsahu, Hz.

mám, at P e \u003d 10 W, účinnost =0,1%, f n = 28 Hz, f v = 800 Hz vyšlo:

K D = (18 ∙ 10 3 ∙ 800 √0,01) / (28 2 ∙ 20 2) = 4,5%.

pronajímám Z -AC charakteristika, počítám Vas /V = 0,29. Nyní se vše shoduje! měřím fs venkovní: hlava 1: 34,5Hz; hlava 2: 42,8 Hz; duální blok (složený): 38 Hz.

Podle výpočtů:

F sk = √(fs 1 ∙ fs 2 ) = √(34,5 ∙ 42,8) = 38,4 [Hz];

V se zeptat / Vk = (41,4 2 – 24 2) ∙ (24 2 – 20 2) / (41,4 2 ∙ 20 2) = 0,29;

F sk = (f 1 ∙ f h) / f b = (41,4 ∙ 20) / 24 = 34,5 [Hz].

připomínám ti fsk< fsk kvůli přidané hmotnosti vzduchu v krabici s fázovým měničem. nacházím Qak = 5,148 a Qek =0,883 a také Qbk ≈3,5. Qbk nestačí, ale po odstranění přebytečné vaty a ponechání asi 700 g se blížím Qbk ≈5. Nyní sedí nomogram na obr. 5, fbk /fsk ≈0,75; F 3 k / fsk ≈0,7, kde najdu fbk =25,9 Hz; F 3 k = 24,2 Hz.

Frekvenční odezvu kontroluji sluchem na testovacím CD. Slyším frekvenci 25 Hz s mírnou blokádou, 31,5 Hz je v pohodě. Zvuk hudebních pořadů s tureckým bubnem je prostě líbivý ("Funeral Mass" od Verdiho, část - "Lacrimosa", v podání Štrasburské filharmonie). A když bicí vstoupí do forte-fortissima sboru a orchestru, všechno vyskočí, včetně mě překvapením. Tohle chtěl velký Verdi! Takový zvuk na nízkých frekvencích jsem slyšel jen z AS „Tappou“ o objemu 200 litrů a průměru hlavy cca 380 mm.

Mumlá „Čebyšev“? nevšiml jsem si toho. Ale ztráty vlivem difrakce - jsem si všiml, když jsem začal měřit frekvenční charakteristiku reproduktorů instalovaných ve vzdálenosti 1,5 m od stěn. Vypočítejte frekvenci, při které se tato recese tvoří (-3 dB) pomocí vzorce:

F = 115 / W = 115 / 0,375 ≈ 300 [Hz], kde W - AC šířka, m.

Tato hodnota přesně odpovídala naměřené hodnotě. Pokud reproduktory stojí v rozích místnosti o rozměrech 6x3x2,7 m podél úzké stěny, tak basy neklesají difrakcí.

Samozřejmě je třeba vzít v úvahu, že frekvenční charakteristika reproduktoru v běžném obývacím pokoji bude mít mnoho vrcholů a poklesů v důsledku odrazů zvuku od stěn, stropů, podlah a dalších povrchů. To je znázorněno na obr. 6 (křivka 1 - frekvenční charakteristika v místnosti, křivka 2 ve zvukové komoře).

Dovolte mi to shrnout:

1. Pokud chcete získat nejnižší frekvence a rezonanční frekvence reproduktorů je někde 1,5krát vyšší než oni, pak vám pomůže reproduktor Chebyshev.
2. Abyste nestavěli obrovské krabice, můžete použít dvojité hlavy.
3. Kompetentně naladěné reprosoustavy „podle Čebyševa“ „nemrmlají“!
4. Audiofil nikdy neodpočívá (axiom!).

Ještě mám jeden dotaz: vrcholy na charakteristice Z se výškově mírně liší a zatím se je nepodařilo zarovnat. Proč?