|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Subwoofer do samochodu. Część 2. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Głośniki Ładowanie… „Wtedy zacząłem liczyć objętość pudła skrzypiec, a ta praca była długa i ekscytująca. ... Głośności nie można zmniejszyć - skrzypce zasyczą, zaczną głucho mruczeć. Jeśli ją zwiększysz, będą piszczeć przeszywająco, basy staną się matowe i słabe…”, A.A.G.A. Weiner, „Wizyta u Minotaura”. Kontekst W poprzedniej części naszej rozmowy stało się jasne, jakie są dobre i złe strony różnych typów projektów akustycznych. Wydawałoby się, że teraz „cele są jasne, do roboty, towarzysze…” Nie ma takiego szczęścia. Po pierwsze, konstrukcja akustyczna, w której sam głośnik nie jest zainstalowany, to tylko pudełko zmontowane z różnym stopniem staranności. I często nie można go zmontować, dopóki nie zostanie ustalone, który głośnik zostanie w nim zainstalowany. Po drugie, i to jest główna zabawa w projektowaniu i produkcji subwooferów samochodowych - charakterystyka subwoofera niewiele odstaje od kontekstu charakterystyk, nawet tych najbardziej podstawowych, samochodu, w którym będzie pracował. Jest też trzeci. Mobilny system głośników równie dobrze dostosowany do każdego rodzaju muzyki to ideał, który rzadko się udaje. Dobrego instalatora można zazwyczaj rozpoznać po tym, że „odczytując” klienta zamawiającego instalację audio prosi o przyniesienie próbek tego, czego klient będzie słuchał na zamówionym przez niego systemie po jego wykonaniu. Jak widać, czynników wpływających na decyzję jest bardzo dużo i nie sposób sprowadzić wszystkiego do prostych i jednoznacznych receptur, co sprawia, że tworzenie mobilnych instalacji audio staje się zajęciem mocno związanym ze sztuką. Ale nadal można nakreślić pewne ogólne wytyczne. Tsifir Śpieszę ostrzec nieśmiałych, leniwych i humanitarnie wykształconych - praktycznie nie będzie żadnych formuł. Tak długo, jak to możliwe, postaramy się obejść nawet bez kalkulatora - zapomnianej metody obliczeń umysłowych. Subwoofery to jedyne ogniwo w akustyce samochodowej, gdzie mierzenie harmonii za pomocą algebry nie jest sprawą beznadziejną. Mówiąc dosadniej, po prostu nie do pomyślenia jest zaprojektowanie subwoofera bez kalkulacji. Parametry głośnika służą jako dane początkowe do tego obliczenia. Który? Tak, nie te, które hipnotyzują Cię w sklepie, na pewno! Aby obliczyć, choćby najbardziej przybliżoną, charakterystykę głośnika niskotonowego, trzeba znać jego parametry elektromechaniczne, których jest niezliczona ilość. To jest częstotliwość rezonansowa, masa poruszającego się układu, indukcja w szczelinie układu magnetycznego i co najmniej jeszcze dwa tuziny wskaźników, zrozumiałych i niezbyt jasnych. Zdenerwowany? Nie zaskakujący. Zaledwie dwadzieścia lat temu zdenerwowało się dwóch Australijczyków – Richard Small i Nevil Thiel. Zasugerowali użycie uniwersalnego i dość zwartego zestawu cech zamiast gór tsifiri, co utrwaliło, całkiem zasłużenie, ich nazwy. Teraz, kiedy w opisie kolumny zobaczycie tabelę o nazwie Parametry Thiela/Smalla (lub po prostu T/S) – wiecie, o czym mówię. A jeśli nie znajdziesz takiej tabeli - przejdź do następnej opcji - ta jest beznadziejna. Minimalny zestaw cech, które musisz poznać, to:
naturalna frekwencja to częstotliwość rezonansowa głośnika bez konstrukcji akustycznej. Mierzy się to w ten sposób - głośnik zawieszony jest w powietrzu w jak największej odległości od otaczających go obiektów, więc teraz jego rezonans będzie zależał tylko od jego własnej charakterystyki - masy poruszającego się układu i sztywności zawieszenia. Istnieje opinia, że im niższa częstotliwość rezonansowa, tym lepszy subwoofer wyjdzie. Jest to tylko częściowo prawdą; w przypadku niektórych konstrukcji niepotrzebnie niska częstotliwość rezonansowa jest przeszkodą. Dla odniesienia: niski to 20 - 25 Hz. Poniżej 20 Hz jest rzadkością. Powyżej 40 Hz uważa się za wysokie dla subwoofera. Pełny współczynnik jakości Czynnikiem jakościowym w tym przypadku nie jest jakość produktu, ale stosunek sił sprężystych i lepkich, które występują w układzie ruchomym głośnika w pobliżu częstotliwości rezonansowej. Ruchomy system głośników jest bardzo podobny do zawieszenia samochodu, gdzie jest sprężyna i amortyzator. Sprężyna wytwarza siły sprężyste, to znaczy gromadzi i uwalnia energię w procesie oscylacji, a amortyzator jest źródłem lepkiego oporu, niczego nie kumuluje, ale pochłania i rozprasza w postaci ciepła. To samo dzieje się, gdy dyfuzor i wszystko, co jest do niego podłączone, wibruje. Wysoki współczynnik dobroci oznacza, że przeważają siły sprężyste. To jak samochód bez amortyzatorów. Wystarczy wpaść na kamyk, a koło zacznie nieskrępowane niczym podskakiwać. Skacz na bardzo rezonansowej częstotliwości, która jest nieodłączną częścią tego systemu oscylacyjnego. W odniesieniu do głośnika oznacza to przeregulowanie odpowiedzi częstotliwościowej przy częstotliwości rezonansowej, im większe, tym wyższy całkowity współczynnik jakości systemu. Najwyższy współczynnik jakości, mierzony w tysiącach, należy do dzwonka, który w efekcie nie chce brzmieć na żadnej innej częstotliwości niż rezonansowa, na szczęście nikt od niego tego nie wymaga. Popularna metoda diagnozowania zawieszenia samochodu za pomocą drgań to nic innego jak pomiar współczynnika jakości zawieszenia w rzemieślniczy sposób. Jeśli teraz zrobimy porządek w zawieszeniu, czyli zamocujemy amortyzator równolegle do sprężyny, energia zgromadzona podczas ściskania sprężyny nie wróci w całości, ale zostanie częściowo zrujnowana przez amortyzator. Jest to spadek współczynnika jakości systemu. Wróćmy teraz do dynamiki. Nic, że będziemy chodzić tam iz powrotem? To, jak mówią, jest przydatne ... Wszystko wydaje się jasne ze sprężyną przy głośniku. To jest zawieszenie z dyfuzorem. A amortyzator? Amortyzatory - aż dwa, pracujące równolegle. Na pełny współczynnik jakości głośnika składają się dwa: mechaniczny i elektryczny. O mechanicznym współczynniku jakości decyduje głównie dobór materiału zawieszenia, a przede wszystkim podkładka centrująca, a nie zewnętrzne pofałdowanie, jak się czasem uważa. Zwykle nie ma tu dużych strat, a udział mechanicznego współczynnika jakości w sumie nie przekracza 10 - 15%. Główny wkład należy do zasługi elektrycznej. Najbardziej sztywnym amortyzatorem działającym w układzie oscylacyjnym głośnika jest zespół cewki drgającej i magnesu. Będąc z natury silnikiem elektrycznym, jak przystało na silnik, może pracować jako generator i dokładnie to robi w pobliżu częstotliwości rezonansowej, kiedy prędkość i amplituda ruchu cewki drgającej są maksymalne. Poruszając się w polu magnetycznym cewka generuje prąd, a obciążeniem dla takiego generatora jest impedancja wyjściowa wzmacniacza, czyli praktycznie zerowa. Okazuje się, że ten sam hamulec elektryczny, w który wyposażone są wszystkie pociągi elektryczne. Tam też podczas hamowania silniki trakcyjne zmuszone są do pracy w trybie prądnic, a ich obciążeniem są akumulatory oporów hamulcowych na dachu. Wielkość generowanego prądu będzie naturalnie tym większa, im silniejsze będzie pole magnetyczne, w którym porusza się cewka drgająca. Okazuje się, że co mocniejszy magnes głośnika, tem niżej, inne rzeczy są równe, jego współczynnik jakości. Ale oczywiście, ponieważ zarówno długość drutu uzwojenia, jak i szerokość szczeliny w układzie magnetycznym uczestniczą w tworzeniu tej wartości, wyciąganie ostatecznych wniosków tylko na podstawie wielkości magnesu byłoby przedwczesne . A wstępne - czemu nie?... Podstawowe pojęcia - całkowity współczynnik jakości głośnika jest uważany za niski, jeśli jest mniejszy niż 0,3 - 0,35; wysoki - ponad 0,5 - 0,6. Równoważna objętość Większość nowoczesnych głowic głośnikowych opiera się na zasadzie „zawieszenia akustycznego”. Czasami nazywamy je „kompresją”, co jest błędne. Naciągi kompresyjne to zupełnie inna historia, związana z wykorzystaniem tub jako konstrukcji akustycznej. Koncepcja zawieszenia akustycznego polega na zainstalowaniu głośnika w takiej objętości powietrza, której sprężystość jest porównywalna do sprężystości zawieszenia głośnika. W tym przypadku okazuje się, że równolegle do sprężyny już w zawieszeniu zamontowano kolejną. W takim przypadku równoważna objętość będzie taka, że nowo pojawiająca się sprężyna ma taką samą elastyczność jak istniejąca. Wartość równoważnej objętości zależy od sztywności zawieszenia i średnicy głośnika. Im bardziej miękkie zawieszenie, tym większy będzie rozmiar poduszki powietrznej, której obecność zacznie przeszkadzać głośnikowi. To samo dzieje się ze zmianą średnicy dyfuzora. Duży dyfuzor przy tym samym przemieszczeniu będzie silniej sprężał powietrze wewnątrz pudełka, doświadczając w ten sposób większej odwrotnej siły sprężystości objętości powietrza. To właśnie ta okoliczność często decyduje o wyborze rozmiaru głośnika, w oparciu o dostępną głośność, aby dostosować się do jego konstrukcji akustycznej. Duże stożki tworzą warunki wstępne dla subwoofera o dużej mocy, ale wymagają również dużych objętości. Argument z repertuaru sali na końcu szkolnego korytarza „mam więcej” trzeba tu stosować ostrożnie. Równoważna głośność ma interesujące relacje z częstotliwością rezonansową, które łatwo przeoczyć, nie zdając sobie z tego sprawy. Częstotliwość rezonansowa jest określona przez sztywność zawieszenia i masę poruszającego się układu, a równoważna objętość przez średnicę dyfuzora i taką samą sztywność. W rezultacie taka sytuacja jest możliwa. Załóżmy, że są dwa głośniki tego samego rozmiaru i o tej samej częstotliwości rezonansowej. Ale tylko jeden z nich uzyskał tę wartość częstotliwości dzięki ciężkiemu dyfuzorowi i sztywnemu zawieszeniu, a drugi wręcz przeciwnie, lekkiemu dyfuzorowi na miękkim zawieszeniu. Równoważna objętość takiej pary, przy całym zewnętrznym podobieństwie, może się bardzo różnić, a po zainstalowaniu w tej samej skrzynce wyniki będą diametralnie różne. Tak więc, po ustaleniu, co oznaczają parametry życiowe, w końcu zaczniemy wybierać narzeczoną. Model będzie taki - wierzymy, że zdecydowałeś, powiedzmy na podstawie materiałów z poprzedniego artykułu z tej serii, o rodzaju konstrukcji akustycznej i teraz musisz wybrać do niego głośnik spośród setek alternatywy. Po opanowaniu tego procesu, odwrotność, czyli wybór odpowiedniego projektu dla wybranego głośnika, zostanie Ci bez trudu podana. To znaczy prawie bez wysiłku. zamknięte pudełko Jak wspomniano w powyższym artykule, zamknięta skrzynia jest najprostszą konstrukcją akustyczną, ale daleką od prymitywnej, wręcz przeciwnie, mającą, zwłaszcza w samochodzie, szereg istotnych zalet w stosunku do innych. Jego popularność w aplikacjach mobilnych wcale nie słabnie, więc zacznijmy od niego. Co dzieje się z charakterystyką głośnika po zainstalowaniu go w zamkniętej obudowie? Zależy to od jednej wielkości - objętości pudełka. Jeśli głośność jest tak duża, że głośnik prawie jej nie zauważa, dochodzimy do opcji nieskończonego ekranu. W praktyce sytuacja taka ma miejsce, gdy objętość pudła (lub innej zamkniętej przestrzeni znajdującej się za dyfuzorem, czyli prościej tego, co jest do ukrycia - bagażnika samochodu) trzykrotnie przekracza równoważną głośność głośnika lub więcej. Jeśli ta zależność zostanie spełniona, częstotliwość rezonansowa i całkowity współczynnik jakości systemu pozostaną prawie takie same, jak w przypadku głośnika. Oznacza to, że muszą być odpowiednio dobrane. Wiadomo, że system głośników będzie miał najbardziej płynną charakterystykę częstotliwościową przy całkowitym współczynniku jakości równym 0,7. Mniejsze wartości poprawiają odpowiedź impulsową, ale spadek zaczyna się dość wysoko. Ogólnie rzecz biorąc, charakterystyka częstotliwościowa nabiera wzrostu w pobliżu rezonansu, a charakterystyka przejściowa nieco się pogarsza. Jeśli skupiasz się na muzyce klasycznej, jazzie lub gatunkach akustycznych, najlepszym wyborem będzie lekko przetłumiony system o współczynniku jakości 0,5 - 0,7. W przypadku bardziej energetycznych gatunków nacisk na dna, który osiąga się przy współczynniku jakości 0,8 - 0,9, nie boli. I wreszcie, miłośnicy rapu będą zachwyceni pełnym programem, jeśli system ma współczynnik jakości równy jeden lub nawet wyższy. Wartość 1,2 powinna być być może uznana za granicę dla każdego gatunku, który twierdzi, że jest muzyczny. Należy również pamiętać, że podczas instalowania subwoofera w kabinie pasażerskiej niskie częstotliwości rosną, zaczynając od określonej częstotliwości, ze względu na wielkość kabiny pasażerskiej. Typowe wartości do uruchomienia odpowiedzi częstotliwościowej wynoszą 40 Hz dla dużego samochodu, takiego jak jeep lub minivan; 50 - 60 na środku, jak ósemka lub „lędźwie”; 70 - 75 dla małego, z Tavrią. Teraz jest jasne - aby zainstalować w trybie nieskończonego ekranu (lub Freeair, jeśli nie przeszkadza ci, że nazwisko jest opatentowane przez Stillwater Designs), potrzebujesz głośnika o łącznym współczynniku jakości co najmniej 0,5, a nawet wyższym , a częstotliwość rezonansowa co najmniej 40 Hz reklam - 60, w zależności od tego, co postawisz. Takie parametry zwykle oznaczają dość sztywne zawieszenie, tylko to ratuje głośnik przed przeciążeniem przy braku „podparcia akustycznego” od zamkniętej objętości. Oto przykład - Infinity produkuje wersje tych samych głowic z indeksami z serii Reference i Kappa br (bas refleks) i ib (nieskończona przegroda). Parametry Thiel-Small, na przykład, dla dziesięciocalowego referencyjnego różnią się w następujący sposób:
Widać, że opcja ib pod względem częstotliwości rezonansowej i współczynnika jakości - gotowy do pracy "tak jak jest", a sądząc zarówno po częstotliwości rezonansowej, jak i objętości ekwiwalentnej - ta modyfikacja jest znacznie trudniejsza od innej, zoptymalizowanej do pracy w inwerterze faz, a zatem ma większe szanse na przetrwanie w trudnych warunkach Freeair. A co się stanie, jeśli nie zwracając uwagi na małe litery, wjedziesz w te warunki głośnikiem z indeksem, który wygląda jak dwie krople wody br? I oto co: ze względu na niski współczynnik jakości, pasmo przenoszenia zacznie się zapadać już przy częstotliwościach około 70 - 80 Hz, a nieskrępowana „miękka” głowa będzie bardzo nieprzyjemnie czuć się na dolnym końcu zakresu i przeciążając go jest łatwe. Więc zgodziliśmy się: Do użytku w trybie „ekranu bez końca” należy wybrać głośnik o wysokim współczynniku jakości całkowitej (nie mniejszym niż 0,5) i częstotliwości rezonansowej (nie mniejszej niż 45 Hz), określając te wymagania w zależności od rodzaju dominującej materiał muzyczny i wielkość kabiny. Teraz o „niebiańskim” wolumenie. Jeśli umieścisz głośnik w głośności porównywalnej z jego równoważną głośnością, system uzyska cechy znacznie różniące się od tych, z którymi głośnik wszedł do tego systemu. Przede wszystkim po zainstalowaniu w zamkniętej objętości częstotliwość rezonansowa wzrośnie. Sztywność wzrosła, ale masa pozostała taka sama. Dobroć również wzrośnie. Oceń sam - dodając sztywność małej, to znaczy nieustępliwej objętości powietrza, aby wspomóc sztywność zawieszenia, w ten sposób niejako włożyliśmy drugą sprężynę i zostawiliśmy stary amortyzator. Wraz ze spadkiem głośności współczynnik jakości systemu i jego częstotliwość rezonansowa rosną w ten sam sposób. Jeśli więc widzieliśmy głośnik o współczynniku jakości powiedzmy 0,25, a chcemy mieć system o współczynniku jakości powiedzmy 0,75, to częstotliwość rezonansowa również się potroi. A jaki tam jest głośnik? 35 Hz? Tak więc przy prawidłowej głośności, z punktu widzenia kształtu odpowiedzi częstotliwościowej, okaże się, że będzie to 105 Hz, a to, wiadomo, nie jest już subwooferem. Więc pasuje. Widzisz, nie potrzebujesz nawet kalkulatora. Spójrzmy na inny. Częstotliwość rezonansowa 25 Hz, współczynnik jakości 0,4. Okazuje się, że jest to system o współczynniku jakości 0,75 i częstotliwości rezonansowej około 47 Hz. Całkiem godny. Spróbujmy od razu, bez wychodzenia z lady, oszacować, ile będzie potrzebne pudełko. Jest napisane, że Vas = 160 litrów (lub 6 stóp sześciennych, co jest bardziej prawdopodobne). (Tutaj napisałbym formułę - jest prosta, ale niemożliwa - obiecałem). Dlatego do wyliczeń przy ladzie dam ściągawkę: skopiuj i włóż do portfela, jeśli masz w planach zakupowych zakup głośnika basowego:
U nas - około dwa razy, więc okazuje się, że pudełko o pojemności 50 - 60 l. Będzie trochę dużo ... Chodźmy po następne. I tak dalej. Okazuje się, że aby powstał projekt akustyczny, który można sobie wyobrazić, parametry głośników nie tylko muszą mieścić się w określonym przedziale wartości, ale także być ze sobą powiązane. Doświadczeni ludzie ograniczyli to powiązanie ze wskaźnikiem Fs / Qts. Jeśli wartość Fs/Qts wynosi 50 lub mniej, głośnik jest stworzony do zamkniętego pudełka. W takim przypadku wymagana objętość pudełka będzie mniejsza, mniejsza Fs lub mniejsza Vas. Według zewnętrznych danych „samotników naturalnych” można rozpoznać po ciężkich stożkach i miękkich zawieszeniach (co daje niską częstotliwość rezonansową), niezbyt dużych magnesach (aby współczynnik jakości nie był zbyt niski), długich cewkach drgających (od skok stożka głośnika pracującego w obudowie zamkniętej może osiągać dość duże wartości). Falownik kosmiczny Innym typem popularnej konstrukcji akustycznej jest inwerter fazowy, którego z całym żarliwym pragnieniem przy ladzie nie sposób policzyć, nawet w przybliżeniu. Ale oszacować przydatność dynamiki dla niego - możesz. I ogólnie porozmawiamy o obliczeniach osobno. Częstotliwość rezonansowa tego typu systemów jest określana nie tylko przez częstotliwość rezonansową głośnika, ale także przez ustawienie przemiennika faz. To samo dotyczy współczynnika Q systemu, który może się znacznie zmieniać wraz ze zmianą długości tunelu, nawet przy stałej objętości ciała. Ponieważ inwerter fazy można, w przeciwieństwie do zamkniętej skrzynki, dostroić do częstotliwości bliskiej lub nawet niższej od częstotliwości głośnika, częstotliwość rezonansowa własnej głowicy może być „wyższa” niż w poprzednim przypadku. Oznacza to, przy dobrym wyborze, lżejszą membranę, a co za tym idzie, lepszą odpowiedź impulsową, której potrzebuje inwerter fazowy, bo jego „wrodzona” odpowiedź transjentowa nie jest najlepsza, co najmniej gorsza niż w zamkniętej obudowie. Ale pożądane jest, aby współczynnik jakości był jak najniższy, nie większy niż 0,35. Redukując to do tych samych Fs / Qts, formuła wyboru głośnika dla odruchu basowego jest prosta: Głośniki o wartości Fs/Qts 90 lub większej nadają się do pracy w inwerterze faz. Zewnętrzne oznaki odwróconej fazy skały: rozpraszacze światła i silne magnesy. Bandpassy (dość krótko) Głośniki paskowe, przy wszystkich swoich zaletach głośnych (to znaczy w sensie największej skuteczności w porównaniu z innymi typami) są najtrudniejsze do obliczenia i wyprodukowania, a dopasowanie ich charakterystyki do akustyki wewnętrznej samochodu z niedostatecznym doświadczeniem może okazać się do piekła, więc z tym typem Jeśli chodzi o akustykę, lepiej pójść na łatwiznę i skorzystać z zaleceń producentów głośników, choć to wiąże ręce. Jeśli jednak ręce są jeszcze w stanie rozwiązanym i świerzbią, aby spróbować: do pojedynczych pasmowoprzepustowych nadają się prawie te same głośniki, co do inwerterów fazowych, a do podwójnych lub quasi-paskowych są to te same lub, co bardziej pożądane, głowice z wartością Fs / Qts równą 100 i wyższą. Jak policzyć to wszystko już odchodząc od lady - następnym razem. Autor: Andrey Eliutin, AvtoZvuk; Publikacja: avtozvuk.com
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Inteligentna kamizelka dla niewidomych ▪ W dużych miastach weekendy są chłodniejsze niż dni powszednie. ▪ Technologia trójwymiarowego obrazowania komórek i tkanek pod skórą ▪ Statek kosmiczny poleci na słońce ▪ Nowa technologia zwiększy zasięg pojazdów elektrycznych
▪ sekcja witryny Eksperymenty chemiczne. Wybór artykułu ▪ artykuł Zmieniamy królów - o tak! - Nie warte zachodu! Popularne wyrażenie ▪ artykuł Jaki był kolor nieba w starożytnej Grecji? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Barszcz syberyjski. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Szybka ekstrakcja korzenia sześciennego. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony