Baffle-Step (interferencja falowa) jest przeszkodą w akustyce liniowej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Głośniki

 Komentarze do artykułu

Na początek, co to jest? Stopień przegrody.

Jest to zjawisko interferencji pomiędzy falami odbitymi od panelu przedniego zestawu głośnikowego, a falami emitowanymi przez głośnik umieszczony na tym panelu. Zjawisko to występuje w zakresie częstotliwości wyznaczonym od dołu przez wymiary emitera i panelu przedniego, a od góry przez przejście głośnika z trybu tłokowego do trybu strefowego, czyli gdy długość fali staje się krótsza niż sam emiter. Oczywiście dolna granica obowiązuje dla projektów zamkniętych. W przypadku otwartych wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane.

Co obiecuje zaniedbanie „kroku z zaskoczenia”? W najlepszym razie wzrost nierównomierności odpowiedzi częstotliwościowej. W najgorszym przypadku ta nierówność może osiągnąć wartości szczytowe i dolne w odpowiedzi częstotliwościowej o względnym poziomie większym niż 6-7 dB, a widmo można uzupełnić długotrwałymi rezonansami pasożytniczymi. Bez wątpienia ani jedno, ani drugie nie wpływa pozytywnie na dźwięk.

Jak wpływ „kroku przegrody” wygląda w formie graficznej lub inaczej, jak znajduje odzwierciedlenie w cechach jakościowych. Weźmy przykład z LspCAD 6 ze zoptymalizowanym dwudrożnym systemem głośników D'Appolito. Początkowo charakterystyka częstotliwościowa zoptymalizowanego systemu wygląda następująco:

Uzupełniłem system o etui z następującymi danymi:

Włącz symulację przegrody:

Obecnie ogólna nierówność odpowiedzi częstotliwościowej wynosi +/-2.5 dB w zakresie częstotliwości 300 Hz - 20 kHz. Wydaje się, że nierówność nie jest duża, ale początkowa wynosi +/-1.5 dB w zakresie częstotliwości 100 Hz – 20 kHz, czyli początkowo charakterystyka jest bardzo dobrze wyrównana. A lokalizacja głośników jest wyraźnie dobra. Co się stanie, jeśli nie przeprowadzono optymalizacji i początkowa liniowość odpowiedzi częstotliwościowej pozostawia wiele do życzenia lub, co gorsza, wykazuje już nierówności w obszarze częstotliwości, w którym „krok przegrody” wprowadzi najbardziej znaczące poprawki? Zasadne pytanie: czy wyniki symulacji odpowiadają rzeczywistemu zachowaniu głośnika, bo projektując głośnik liniowy trzeba uwzględnić „przegrodę”? Zadałem sobie to pytanie i otrzymałem odpowiedź. Moje wyniki z eksperymentu z przegrodą są niewielkie, ale znaczące.

A więc jak to wszystko się stało. Standardowo korzystałem z tego, co miałem pod ręką. Jest to głośnik niskotonowo-średniotonowy o średnicy nominalnej 4.5 cala (wskazana jest średnica użyteczna; średnica zewnętrzna „koszyka” to 150 mm) i metalowym dyfuzorze, dlatego wykresy pomiarowe uwzględniają emisję pasma przenoszenia w górnej części zakresu częstotliwości audio. Drugim „obiektem testowym” jest 4A28, który podobnie jak głośnik 4.5-calowy okazał się dla mnie przydatny przy symulowaniu pracy głośników w warunkach otwartej przestrzeni (konstrukcja Free-Air), jednak 4A28 nie brał udziału w eksperymencie z „odgrodą” wynikającą z braku odpowiedniego ekranu akustycznego.

Aby ustalić punkt wyjścia, głośnik został zmierzony w polu bliskim (10 cm od przetwornika) po zainstalowaniu w standardowym miejscu systemu głośników. Jest to konstrukcja FI o pojemności 12 litrów, jednak w tym przypadku port został zamknięty. Pomiary w polu bliskim pozwalają w dużym stopniu pozbyć się efektu „przegrody”, a w przypadku ogniwa uziemiającego całkowicie wyeliminować ACZ. Następnie głośnik umieszczono na środku ekranu akustycznego, który stanowił ekran o szerokości 315 mm i wysokości 840 mm. Pomiary wykonano w odległości 70 cm od emitera i wraz z wynikami pomiarów w polu bliskim komórki naziemnej umieszczono w programie LspCAD. W projekcie wykorzystano trzy emitery i narzędzie „Symulacja dyfrakcji”, które symuluje „krok przegrody”. Wymiary „przegrody” odpowiadają wymiarom osłony, położenie głośnika jest podobne do położenia w osłonie, czyli w środku średnica emitera wynosi 110 mm, jak w rzeczywistości. Odległość do emitera również jest ustawiona podobnie do rzeczywistych wymiarów - 70 cm.

Ponieważ mój kompleks pomiarowy pozwala mi na wykonywanie pomiarów z wartościami bezwzględnymi ciśnienia akustycznego, charakterystyka częstotliwościowa przy pomiarze w odległości innej niż 1 m została skorygowana poprzez przesunięcie wzdłuż skali pionowej, biorąc pod uwagę logarytm stosunku napięcia. Mówiąc najprościej, na wszystkich wykresach wyniki pomiarów odpowiedzi częstotliwościowej podano wartościom uzyskanym z odległości 1 m przy przyłożonym do głośnika napięciu 2.828 V bez względu od jego nominalnej rezystancji.

Dlaczego w LspCAD używane są trzy emitery? Pierwszym z nich jest „odniesienie”. Wyświetla charakterystykę częstotliwościową bez wpływu kroku przegrody. Drugi to wynik rzeczywistych pomiarów z odległości 70 cm, trzeci to symulacja „kroku odgrodowego” na podstawie odpowiedzi częstotliwościowej „emitera referencyjnego”.

Wynik modelowania w LspCAD:

Krzywe są oznaczone poniżej: Odniesienie - emiter „odniesienia”; Zmierzone jest wynikiem rzeczywistych pomiarów, a Modelowane jest wynikiem modelowania.

Nie potrafię powiedzieć, dlaczego LspCAD przesunął w górę symulowaną charakterystykę częstotliwościową - w rzeczywistości tak się nie dzieje. Przesunąłem go dokładnie o 6 dB, o czym przekonałem się dobierając wartość napięcia generatora dla symulowanego głośnika. Przesuwam pasmo przenoszenia w dół o 6 dB:

Jak widać zgodność wyników symulacji z pomiarami rzeczywistymi jest dość dobra. Czym dokładnie kieruje się LspCAD, przesuwając charakterystykę częstotliwościową w górę o 6 dB, nie jest dla mnie osobiście jasne. Odmówiłem korzystania z tego programu i przeprowadziłem dalsze porównania w poważniejszym systemie CAD - LEAP. Ten ostatni, jak się okazało, nie ma takich „cech”, a ponadto pozwala symulować dynamikę w różnych warunkach, aż do promieniowania w wolnej przestrzeni.

Do modelowania LEAP do bazy danych programu wprowadzono parametry Thiela-Small obu głośników (4.5" LF/MF i 8" 4A28). Porównanie wyników pomiarów w polu bliskim głośnika niskotonowego/średniotonowego zamontowanego w standardowym miejscu głośnika oraz jego symulacja z uwzględnieniem lokalizacji podobnego wolumenu w komórce głównej bez biorąc pod uwagę „krok przegrody”, podano poniżej:

Na wszystkich wykresach, które zaprezentuję, niebieska krzywa odpowiada symulacji na nieskończonym ekranie (bez uwzględnienia „przegrody”), fioletowa (opowiemy później) symulacji w warunkach otwartej przestrzeni (uwzględniając „przegroda”), a zielona do rzeczywistych wymiarów.

Na przedstawionym wykresie średnie ciśnienie akustyczne symulowanego głośnika, obliczone wyłącznie na podstawie parametrów Thiela-Small, jest o 1.5 dB niższe od rzeczywistego. To bardzo dobry wynik. Modelowanie to przeprowadzono przy następującym układzie obiektów:

Modelowanie bez uwzględnienia stopnia przegrody wymaga określenia metody nieskończonego ekranu. Prowadzi to do wyświetlenia odpowiedniego projektu panelu przedniego głośników.

Następnie zaimportowano do programu wynik pomiarów głośnika w osłonie z odległości 70 cm i uruchomiono symulację w warunkach zbliżonych do rzeczywistych:

Wynik porównania charakterystyki częstotliwościowej:

Podobnie dla odległości do emitera 10 cm:

Jak widać, symulacja i rzeczywiste pomiary zgadzają się całkiem dobrze. A jeśli do tego dodamy brakujące 1.5 dB, o które LEAP zaniża średnią czułość symulowanego głośnika, dopasowanie będzie jeszcze lepsze. Przykład zamodelowania w LEAP-ie obudowy typu „baffle-step”, w której producent zamontował ten głośnik nisko-średniotonowy jako łącznik średniotonowy, uwzględniając korekcję +1.5 dB:

Podobnie w LspCAD 6:

Cel mojego małego eksperymentu został osiągnięty. „Baffle step” jest doskonale symulowany przez specjalistyczne „oprogramowanie”, a jego wpływ na końcową charakterystykę częstotliwościową jest nie do przecenienia.

Ponieważ LEAP potrafi symulować zachowanie głośników w otwartej przestrzeni, nie zaniedbałem możliwości sprawdzenia dokładności symulacji:

Dlaczego mnie to zainteresowało? Kiedyś mówiłem w jednym z tematów o niezrozumiałym wcześniej zachowaniu głośnika poza standardem, gdy charakterystyka częstotliwościowa w zakresie częstotliwości roboczych w pudełku mieści się w nierównościach +/-1.5 dB, a poza pudełkiem (czyli czyli w konstrukcji Free-Air) wynosi +/-7.5 dB z wyraźnym szczytem pasma przenoszenia w środku. Wyniki porównania z odległości 10 cm od emitera:

To ten sam głośnik, który mierzono w osłonie. Piękny! Poniżej przedstawiono wyniki porównania dla głośnika 4A28 w konstrukcji Free-Air w odległości 30 i 10 cm od emitera:

Co mogę powiedzieć. Po pierwsze, co nie jest odkryciem, głośnik przed przejściem w tryb strefowy ma kierunkowość bliską kołowej, więc AKZ objawia się w pełni precyzyjnie aż do tego obszaru. Po drugie, z jakiegoś powodu od razu przypomniały mi się próby porównania dwóch głośników ze słuchu, oczywiście bez projektu, aby ocenić ich czułość, liniowość pasma przenoszenia, a czasem nawet podać konkretne liczby.

Spójrz na wykresy. W obszarze największej wrażliwości słuchu nieliniowość promieniowania ujawnia się w pełni. Zmiana charakterystyki częstotliwościowej nie tylko pojawia się, gdy zmienia się odległość od emitera, ale zależy także od średnicy emitera. I na podstawie wyników pomiarów, biorąc pod uwagę „krok przegrody”, możemy powiedzieć, co następuje. Dwa całkowicie identyczne głośniki, instalowane w różnych konstrukcjach akustycznych, lub instalowane na przednich panelach głośników o różnych rozmiarach, lub w różny sposób umieszczane na tych samych przednich panelach głośników, lub to wszystko razem plus różne nominalne rozmiary emiterów - wszystko to zapewni w każdym konkretny przypadek, konkretne zachowanie mówiącego.

Autor: Lexus (Sirvutis Aleksiej Romasowicz); Publikacja: cxem.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Głośniki.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Moduły testowe TG700 do generowania testów wideo 22.01.2003 Firma TEKTRONIX Corporation wypuściła rodzinę modułów testowych TG700 do generowania testów wideo. Obejmuje analogowe (AVG7) i szerokopasmowe analogowe (AWVG7). AVG7 to wieloformatowy generator sygnałów testowych, rysunków, tekstów. AWVG7 ma wyższą rozdzielczość.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Szczury saperskie są lepsze niż wykrywacze metalu

▪ Truskawki poprawiają pamięć

▪ Sieć w przemyśle

▪ Topole nauczą się rozkładać trucizny

▪ Odkryto unikalną podwójną asteroidę

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Instrukcje użytkowania. Wybór artykułu

▪ artykuł Po nas przynajmniej powódź. Popularne wyrażenie

▪ Jaka była humanistyczna ideologia renesansu, jej główne cechy i geneza społeczna? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł listonosza. Opis pracy

▪ artykuł Antena UHF - za godzinę pracy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Normy testów akceptacyjnych. Przełączniki olejowe. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024