Трисмуговий гучномовець з головкою W21 ЕХ 001. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Аудіотехніка

 Коментарі до статті

Метою розробки описуваної конструкції було створення придатного для повторення в аматорських умовах гучномовця щодо невеликого розміру з високими електроакустичними характеристиками. При виборі динамічних головок враховувалися їх електроакустичні параметри, і навіть досвід конструювання кількох гучномовців, розроблених раніше автором. Для низьких частот вибрано динамічну головку SEAS W21EX 001 До початку розробки був позитивний досвід використання W21ЕХ 001 у двосмуговому гучномовці закритого типу, який забезпечував досить високу якість відтворення низьких частот. Для середніх частот вибрано головку SEAS Н143 з паперовим дифузором, для високих частот - PEERLESS 810665 без магнітної рідини, з куполом із просоченої тканини.

Креслення корпусу гучномовця показано на рис. 1. Корпус має корисний об'єм 28 л для головки НЧ та 2,7 л – для головки СЧ. Ці обсяги заповнені синтепоном низької густини. З метою зниження вібрацій внутрішня поверхня корпусу покрита гідросклоізолом.

(Натисніть для збільшення)

Для додаткового демпфування бічних стінок використані накладки. У накладках є круглі вибірки, які вкладені гумові шайби, по товщині перевищують глибину вибірок на 0,5 мм. Накладки прикріплюють до бокових стінок гвинтами-саморізами. У міру притиску накладок відбувається деформація шайб і вони щільно прилягають до бічної стінки корпусу.

Зовнішня поверхня корпусу обклеєна шпоном вишні, накладки пофарбовані акриловою фарбою. Темні накладки на тлі світлого шпону підкреслюють форму конструкції, надаючи корпусу більш гармонійного вигляду.

Опис кросовера доцільно приділити особливу увагу, оскільки він є важливим вузлом трисмугового гучномовця.

Почнемо з уточнення деяких понять. Інтервал частот, в якому обидві головки беруть участь у формуванні результуючої АЧХ по звуковому тиску, є областю спільного випромінювання динамічних головок і частота розділу розташована всередині цієї області. При симетричних спадах АЧХ звукового тиску частота розділу може бути обчислена як середнє геометричне значення частот, визначальних межі області спільного випромінювання. Залежності модуля повного опору від частоти динамічних головок і гучномовця для стислості (через частого згадування) називатимемо Z-характеристиками.

Під час розробки кросовера ставилося за мету забезпечити отримання мінімальної нерівномірності АЧХ гучномовця по звуковому тиску. Для моделювання кросовера використана програма LEAR, яка дозволяє працювати з виміряними АЧХ та Z-характеристиками динамічних головок. Це дозволяє переглянути попередньо роботу різних схем фільтрів, отримуючи досить наочні результати, і вибрати для реалізації найбільш прийнятний варіант. Програма LEAP має оптимізатор, що дозволяє в автоматичному режимі розрахувати будь-який елемент фільтра за заданим критерієм (наприклад, мінімальної нерівномірності АЧХ в заданому інтервалі частот).

Вихідними для розробки кросовера є АЧХ чутливості і Z-характеристики динамічних головок. Всі ці характеристики вимірюються в корпусі гучномовця після налаштування акустичного оформлення. Для вибору оптимальних частот розділу було проведено вимірювання АЧХ всіх головок за допомогою мікрофона, розташованого вздовж осі головки на відстані 0,5 м, а результати усереднені в інтервалах 0,2 октави. Z- характеристики виміряні в режимі генератора струму. Визначимо орієнтовно частоти розділу з урахуванням аналізу АЧХ динамічних головок.

АЧХ головки НЧ (рис. 2) має нерівномірність 3 дБ у діапазоні частот 60...500 Гц; далі зі збільшенням частоти слід підйом із максимумом на частоті 1,3 кГц. Такий характер АЧХ не є проблемою, оскільки в трисмуговому гучномовці можна використовувати голівку НЧ у діапазоні частот не вище 600 Гц, де нерівномірність АЧХ досить мала.

АЧХ головки СЧ (рис. 3) у діапазоні частот 600...4000 Гц має нерівну мірність 4 дБ. Нерівномірність АЧХ характеризується підйомом на частоті 1 кГц та провалом у діапазоні від 1,5 до 3 кГц. Під час розробки фільтрів кросовера бажано зменшити нерівномірність АЧХ головки СЧ. Для цього бажано вибрати частоту розділу неподалік провалу в її АЧХ. Виберемо частоту розділу, що дорівнює 3 кГц і перевіримо, як це узгоджується з параметрами головки ВЧ.

АЧХ цієї головки (рис. 4) у діапазоні 3...20 кГц має нерівномірність 3 дБ, а резонансна частота – близько 950 Гц. Під час розробки фільтра необхідно врахувати, що з захисту головки ВЧ від навантаження середніми частотами доведеться забезпечити ослаблення сигналу частоті 950 Гц щонайменше 20 дБ. При частоті розділу 3 кГц необхідне ослаблення можна забезпечити з допомогою ФВЧ третього порядку.

Схема кросовера показано на рис. 5. Сигнали НЧ надходять на динамічну головку W21EX001 через ФНЧ другого порядку L4C7, що забезпечує спад АЧХ звукового тиску 3 дБ на частоті 500 Гц. Ланцюг R5C8 компенсує збільшення повного опору головки зі зростанням частоти. Симетричний спад АЧХ головки СЧ формує ФВЧ першого порядку, де працює конденсатор C3.

Використання фільтра першого порядку при необхідному спаді АЧХ з нахилом 12 дБ на октаву виявилося можливим через те, що початок природного спаду АЧХ головки СЧ виявилося близьким до частоти розділу. Формування спаду АЧХ відбулося як результат взаємодії передавальної характеристики фільтра та природного спаду АЧХ головки СЧ. Резонансний пік на Z-характеристиці цієї головки компенсований послідовним контуром L3C6R4. Елементи R3 та С5 компенсують збільшення опору головки СЧ зі зростанням частоти. У компенсувальному контурі R4 підбирається так, щоб у сумі активний опір котушки індуктивності та резистора R4 склало 9 Ом.

На рис. 6 показані результати компенсації нелінійності, властивою Z-характеристиці головки СЧ. Фільтр низьких частот другого порядку L2C4 формує спад АЧХ головки СЧ, що починається з 2,5 кГц.

Спільно з головкою ВЧ працює ФВЧ третього порядку, що на частоті 2,5 кГц забезпечує ослаблення 5 дБ. Дільник R1R2 узгодить головку ВЧ за рівнем звукового тиску з головками СЧ та НЧ.

Параметри елементів кросовера підібрані за допомогою оптимізатора програми LEAP за критерієм мінімальної нерівномірності гучномовця АЧХ по звуковому тиску.

На рис. 7 показані АЧХ динамічних головок, що працюють спільно з фільтрами, та результуюча АЧХ гучномовця. Для наочності рівень АЧХ динамічних головок зменшено на 1 дБ.

Область спільного випромінювання головок НЧ та СЧ знаходиться в інтервалі 400...900 Гц, розташовуючись симетрично щодо 600 Гц. Їхні АЧХ по звуковому тиску перетинаються на частоті 550 Гц. Область спільного випромінювання головок СЧ та ВЧ лежить в інтервалі 2,5...4 кГц, розташовуючись симетрично щодо 3,16 кГц. АЧХ звукового тиску головок СЧ і ВЧ перетинаються на частоті 2,9 кГц. На рис. 8 показані передатні характеристики фільтрів.

Розглянемо їх характерні риси.

Фільтр, що працює спільно з головкою НЧ, створює невеликий спад в області низьких частот. Спад починається з 50 Гц і 20 Гц становить 1 дБ. Так впливає зміна повного опору головки НЧ: повний опір зменшується з 30 до 8 Ом при зміні частоти з 50 до 20 Гц.

Фільтр для головки СЧ використовується крім обмеження смуги робочих частот і для коригування АЧХ звукового тиску, у зв'язку з цим його передатна характеристика в смузі прозорості практично не має плоскої ділянки. У результаті смуги частот 1...3 кГц нерівномірність АЧХ гучномовця становить 1,5 дБ, тоді як головка СЧ у цьому діапазоні має нерівномірність АЧХ 4 дБ.

Фільтр, що захищає головку ВЧ від низькосмугових низькочастотних сигналів, забезпечує на частоті 950 Гц ослаблення 24 дБ.

У кросовері використовуються металопленочні керамічні резистори на потужність 5 Вт. Конденсатори С1, С2, С4 – з поліпропіленовим діелектриком на робочу напругу 250 В фірми Solen. Конденсатори C3, С5, С7, С8 – плівкові з лавсановим діелектриком (MKT axial) на робочу напругу 160 В. С6 – неполярний оксидний конденсатор Jamicon на робочу напругу 35 В.

Котушки індуктивності намотані на каркасах, виготовлених із оргскла. На схемі вказано максимально допустимі значення активних опорів котушок індуктивності. Намотувальні дані котушок зведені до таблиці. У ній прийняті такі позначення: D – діаметр каркаса; H – висота намотування; Т – ширина намотування; N – число витків; d – діаметр дроту.

На рис. 9 показано Z-характеристика гучномовця. Мінімальне значення модуля повного опору динаміка становить 4,3 Ом на частоті 300 Гц. Вище за частоту 3 кГц відбувається збільшення опору, досягаючи максимуму 18 Ом на частоті 7 кГц.

Це зростання повного опору може призвести до підкресленого відтворення високих частот під час роботи гучномовця з ламповим підсилювачем, що має підвищений вихідний опір. Для компенсації підйому паралельно вхідним клем гучномовця можна включити послідовний контур R6L5C9 (див. рис. 5). Z-характеристика з компенсацією підйому показано на рис. 10.

Любителі скорочувати кількість елементів кросовера можуть виключити компенсацію резонансного піку головки СЧ. На рис. 11 показано зміну АЧХ по звуковому тиску цієї головки, яке виходить в результаті виключення компенсуючого контуру R4L3C6. Без компенсації на рівні 12 дБ спад АЧХ набуває невеликої "полиці" в діапазоні 150...300 Гц. Зміна спаду АЧХ відбувається переважно поза області взаємного випромінювання і призводить до помітним змін АЧХ гучномовця. На слух важко вдається помітити деяке погіршення звучання, пов'язане з виключенням компенсуючого контуру.

Прослуховування гучномовця проводилось із транзисторним підсилювачем потужності. Всі, хто брали участь у прослуховуванні, дали позитивні відгуки, відзначивши хорошу артикуляцію басів і нейтральне звучання на середніх і високих частотах. Звучання гучномовця на низьких частотах було визнано адекватним його розмірам, але недостатнім для високоякісного відтворення програм, де істотну роль відіграють частоти нижче 60 Гц. Розширити частотний діапазон гучномовця до 35 Гц можна введенням фазоінвертора для динамічної головки W21ЕХ 001.

Автор: С.Бать, м.Москва

Дивіться інші статті розділу Аудіотехніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Риба з 3D-друку 14.09.2023 У віденських супермаркетах з'явився неймовірно реалістичний продукт – лосось, створений із використанням 3D-друку. Цей продукт, що є філе лосося на основі мікропротеїну, розроблено співробітництво між австралійським стартапом Revo Foods та шведською компанією Mycorena. Процес створення цього лосося заснований на технології екструзії, що дозволяє об'єднувати різні типи шарів та волокон, забезпечуючи зовнішній вигляд та текстуру, характерні для справжньої риби. Співпраця між стартапами розпочалася у січні поточного року, коли вони отримали грант у розмірі 1,5 мільйона євро від шведського інноваційного агентства Vinnova, Австрійського агентства зі сприяння науковим дослідженням та програми фінансування Євросоюзу Eurostars. В рамках цього партнерства була розроблена мікропротеїнова основа, придатна для 3D-друку, яка, по суті, є міцелієм, виробленим нитчастими грибами. Жирові волокна інтегруються в білкову матрицю за допомогою екструзії, що дозволяє створити безперервний виробничий процес, що ідеально підходить для масштабного виробництва. "З впровадженням 3D-друку в промисловість виробництва харчових продуктів ми ступаємо на шлях до творчої харчової революції, коли їжа створюватиметься саме відповідно до потреб споживачів", - зазначає Робін Сімс, генеральний директор компанії Revo Foods. Цей новий процес є революцією в галузі рослинних продуктів, здатних створити нову категорію автентичних продуктів, таких як веганські рибні та м'ясні стейки або філе. З початку жовтня філе лосося з 3D-друку можна буде придбати на веб-сайті Revo Foods, а також його можна буде скуштувати у ресторані Adlerhorf у Відні та бістро Verde у Копенгагені. Наступного року цей продукт буде доступний у продажу у більш ніж 1500 магазинах по всій Європі.

Інші цікаві новини:

▪ Гарячий відбиток

▪ Розмір та форму людського носа визначив клімат

▪ Кондори збираються у політ

▪ Твердотільні накопичувачі Blue та Ultra об'ємом до 1 ТБ

▪ Двостороннє сканування з HP Scanjet 5590

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Альтернативні джерела енергії. Добірка статей

▪ стаття Мені помста, і я віддам. Крилатий вислів

▪ стаття У якій битві Другої Світової війни німці та американці билися на одному боці? Детальна відповідь

▪ стаття Дуріан. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Імітатор звуків стрілянини. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Мрія про небо. Фізичний експеримент

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