Роздільні фільтри трисмугових гучномовців. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Акустичні системи

 Коментарі до статті

З метою зниження інтермодуляційних спотворень при звуковідтворенні гучномовці Hi-Fi систем складають із низькочастотних, середньочастотних та високочастотних динамічних головок. Їх підключають до виходів підсилювачів через розділові фільтри, що є комбінацією LC фільтрів нижніх і верхніх частот.

Нижче наведена методика розрахунку трисмугового фільтра розділення за найбільш поширеною схемою.

Частотна характеристика роздільного фільтра трисмугового гучномовця у загальному вигляді показано на рис. 1. Тут: N - відносний рівень напруги на звукових котушках головок: fн і fв - нижня і верхня граничні частоти смуги, що відтворюється гучномовцем; fр1 і fр2 – частоти розділу.

В ідеальному випадку вихідна потужність на частотах розділу має розподілятися порівну між двома головками. Ця умова виконується, якщо на частоті розділу відносний рівень напруги, що надходить на відповідну голівку, знижується на 3 дБ порівняно з рівнем у середній частині робочої смуги частот.

Частоти розділу слід вибирати поза областю найбільшої чутливості вуха (1...3 кГц). При невиконанні цієї умови, через різницю фаз коливань, випромінюваних двома головками на частоті розділу одночасно, може бути помітно "роздвоєння" звуку. Перша частота розділу зазвичай лежить в інтервалі частот 400...800 Гц, а друга - 4...6 кГц. При цьому низькочастотна головка відтворюватиме частоти в діапазоні fн ... fp1. середньочастотна - у діапазоні fp1...fр2 і високочастотна - у діапазоні fр2...fв.

Один з найпоширеніших варіантів електричної принципової схеми трисмугового гучномовця наведено на рис. 2. Тут: B1 – низькочастотна динамічна головка, підключена до виходу підсилювача через фільтр нижніх частот L1C1; В2 - середньочастотна головка, з'єднана з виходом підсилювача через смуговий фільтр, утворений фільтрами верхніх C2L3 частот і нижніх частот L2C3. На високочастотну головку В3 подається сигнал через фільтри верхніх частот C2L3 і C4L4.

Розрахунок ємностей конденсаторів та індуктивностей котушок виробляють виходячи з номінального опору головок гучномовця. Оскільки номінальні опори головок та номінальні ємності конденсаторів утворюють ряди дискретних значень, а частоти розділу можуть змінюватись у широких межах, то розрахунок зручно проводити в такій послідовності. Задавшись номінальним опором головок, підбирають ємності конденсаторів з ряду номінальних ємностей (або сумарну ємність кількох конденсаторів з цього ряду) такими, щоб частота розділу, що вийшла, потрапляла у зазначені вище частотні інтервали.

У розділювальних фільтрах зазвичай використовують металобумажні конденсатори типів МБГО, МБГП і МБМ з відхиленням від номінальної ємності не більше ± 10%. Найбільш придатні для використання у фільтрах типономінали конденсаторів наведені у табл. 1.

Ємності конденсаторів фільтрів С1...С4 для різних опорів головок та відповідні значення частот розділу наведено у табл. 2.

Легко бачити, що це значення ємностей можуть бути безпосередньо взяті з номінального ряду ємностей. або отримані паралельним з'єднанням не більше двох конденсаторів (див. табл. 1).

Після того, як ємності конденсаторів обрані, визначають індуктивності котушок в мілігенрі за формулами:

В обох формулах: Zг-в омах; fp1, fр2 – у герцах.

Оскільки повний опір головки є частотнозависимой величиною, для розрахунку зазвичай приймають вказаний в паспорті головки номінальний опір Zг, воно відповідає мінімальному значенню повного опору головки в діапазоні частот вище частоти основного резонансу до верхньої граничної частоти робочої смуги. При цьому треба мати на увазі, що фактичний номінальний опір різних зразків голівок одного і того ж типу може відрізнятись від паспортного значення на ±20%.

У деяких випадках радіоаматорам доводиться використовувати як високочастотні головки наявні динамічні головки з номінальним опором, що відрізняється від номінальних опорів низькочастотної і високочастотної головок. При цьому узгодження опорів здійснюють, підключаючи високочастотну головку В3 і конденсатор С4 до різних висновків котушки L4 (рис. 2), тобто ця котушка фільтра одночасно відіграє роль узгоджуючого автотрансформатора. Котушки можна намотати на круглих дерев'яних, пластмасових або картонних каркасах із щічками з гетинаксу. Нижню щічку слід зробити квадратною; так її зручно кріпити до основи - гетинаксової плати, на якій кріплять конденсатори та котушки. Плату кріплять шурупами на дно ящика гучномовця. Щоб уникнути додаткових нелінійних спотворень котушки повинні виконуватися без сердечників із магнітних матеріалів.

Приклад розрахунку фільтра

Як низькочастотна головка гучномовця використовується динамічна головка 6ГД-2, номінальний опір якої Zг=8 Ом. як середньочастотна - 4ГД-4 з таким же значенням Zг і як високочастотна - ЗГД-15, для якої Zг=6,5 Ом. Відповідно до табл. 2 при Zг=8 Ом та ємності С1=С2=20 мкф fp1=700 Гц, а при ємності С3=С4=3 мкф fр2=4,8 кГц. У фільтрі можна застосувати конденсатори МБГО зі стандартними ємностями (С3 та С4 складають із двох конденсаторів).

За наведеними вище формулами знаходимо: L1 = L3 = 2,56 мг; L2=L4=0,375 мГ (для автотрансформатора L4 це значення індуктивності між висновками 1-3).

Коефіцієнт трансформації автотрансформатора

На рис. 3 показана залежність рівня напруги на звукових котушках головок від частоти трисмугової системи, що відповідає прикладу розрахунку. Амплітудно-частотні характеристики низькочастотної, середньочастотної та високочастотної областей фільтра позначені відповідно НЧ, СЧ та ВЧ. На частотах розділу згасання фільтра дорівнює 3,5 дБ (при рекомендованому згасанні 3 дБ).

Рис. 3

Відхилення пояснюється відмінністю повних опорів головок та ємностей конденсаторів від заданих (номінальних) значень та індуктивностей котушок від отриманих розрахунком. Крутизна спаду кривих НЧ та СЧ становить 9 дБ на октаву та кривий ВЧ – 11 дБ на октаву. Крива ВЧ відповідає неузгодженому включенню гучномовця 1 ГД-3 (точки 1-3). Як бачимо, у разі фільтр вносить додаткові частотні спотворення.

У наведеній методиці розрахунку прийнято, що середнє звукове тиск при одній і тієї ж електричної потужності, що підводиться для всіх головок має приблизно однакове значення. Вели ж звуковий тиск, створюваний будь-якої голівкою, помітно більше, то для вирівнювання частотної характеристики гучномовця по звуковому тиску цю голівку рекомендується підключати до фільтра через дільник напруги, вхідний опір якого має бути рівно прийнятому при розрахунку номінальному опору головок.

Автор: E. Фролов, м. Москва; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Акустичні системи.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Титанова щелепа для черепахи 25.05.2015 Турецькі вчені врятували від смерті рідкісну морську черепаху, створивши для неї на 3D-принтері титановий протез щелепи. До Центру з вивчення та рятування морських черепах у турецькому університеті Памуккале потрапила головаста морська черепаха на межі виснаження: серйозно пошкоджені щелепи заважали їй нормально харчуватися в природному середовищі. Зважаючи на все, травму черепасі завдав човновий мотор. Після того, як постраждалу повернули до життя, з'ясувалося, що в лабораторії її теж неможливо прогодувати: вона важко ковтала навіть маленьку рибку. Директор центру, професор Якуп Каска, вирішив, що 45-кілограмовій черепасі потрібен щелепний імплант. Він залучив до роботи компанію BTech Innovation, яка спеціалізується на створенні 3D-протезів для людей. Фахівці зробили серію сканів черепашої щелепи і на їх основі створили імплант за допомогою 3D-принтера. Трудомісткий процес зайняв близько двох місяців. Потім ціла команда ветеринарів та хірургів провела складну багатогодинну операцію, щоб встановити цей імплант із медичного титану. На щастя, він ідеально прижився, і через 18 днів після операції черепаха почувала себе добре. На думку експертів, цей унікальний досвід відкриває нові можливості для порятунку тварин у всьому світі.

Інші цікаві новини:

▪ Свідомість працює навіть під наркозом

▪ Нервові клітини таки відновлюються

▪ Рослини вирощені в місячному ґрунті

▪ Багаторежимна технологія бездротового зв'язку для мереж датчиків

▪ Безалкогольне пиво корисне для серця

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Біографії великих вчених. Добірка статей

▪ стаття Дубина народної війни Крилатий вислів

▪ стаття Скільки ніг у сороконіжки? Детальна відповідь

▪ стаття Основні напрямки у роботі з охорони праці

▪ стаття Дещо про антени. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Запобіжники MULTIFUSE фірми BOURNS, що самовідновлюються. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024