|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Projektowanie głośnika z prostopadłymi strumieniami promieniowania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Głośniki W artykule zaproponowano wariant uproszczonego obliczenia konstrukcji głośnika z ortogonalnymi przepływami promieniowania do przodu i do tyłu. Cechy działania tego głośnika opisano w artykule „Zwarcie akustyczne w głośniku i jego przezwyciężenie”(„Radio”, 2003, nr 1). Jedną z zalet tej konstrukcji akustycznej jest to, że częstotliwość rezonansowa głowicy głośnika niskotonowego w pudełku praktycznie się nie zwiększa. Jedną z możliwości przezwyciężenia zwarcia akustycznego w głośnikach z głowicami elektrodynamicznymi jest zaproponowana przez autora konstrukcja [1] z wstecznym strumieniem promieniowania ortogonalnym do promieniowania bezpośredniego (w skrócie będziemy nazywać taką konstrukcję typu „ORTHO”) ). Fale akustyczne odwrotnego (tylnego) promieniowania głowicy, rozchodzące się w objętości obudowy głośnika, w procesie odbicia zmieniają swój kierunek o kąt do 270° na wszystkich emitowanych częstotliwościach i uzyskują opóźnienie czasowe względem fale promieniowane czołowo (wektory A i B na ryc. 1). Jeżeli wykluczony zostanie falowód promieniowania wstecznego głowicy, to przy otwartym AO nastąpi akustyczna kompensacja oscylacji emitowanych przez zewnętrzną i tylną powierzchnię dyfuzora głośnika. W przypadku, a zwłaszcza w falowodzie głośnika, wskazane jest wygładzenie narożników „owiewkami”, jak pokazano na rys. 1 liniami przerywanymi.
Panel przedni 2 jest umieszczony w obudowie 1 pod pewnym kątem, tak aby wygładzić rezonanse akustyczne powstające w wyniku odbicia drgań akustycznych w płaszczyźnie poprzecznej obudowy, a także dopasować objętość wewnętrzną do falowodu. Montaż pudła rezonansowego akordeonu koncertowego pod kątem innym niż prosty po raz pierwszy zastosowała niemiecka firma HOHNER już pod koniec lat 30. ubiegłego wieku. Ta „połamana” płyta rezonansowa, kształtująca barwę instrumentu, nadaje dźwiękowi miękkość i aksamitność. W głośnikach z ortogonalnymi strumieniami bezpośredniego promieniowania z głowicy i falowodu, całkowite promieniowanie można uznać za drgania dźwięku pochodzące od równoważnego radiatora. Na przykład dla sygnałów harmonicznych o różnych częstotliwościach działają zmienne fazy ortogonalnego przepływu oscylacji akustycznych, w wyniku czego pojawiają się wyraźne kierunki („bieguny”) całkowitego promieniowania (jego analiza matematyczna jest bardzo skomplikowana). Ze względu na niejednoznaczność fazy promieniowania powrotnego i różne tłumienie w falowodzie (dla szerokiego pasma częstotliwości), bieguny są ruchome i dlatego nie są zlokalizowane przez ucho. Wzory do obliczania znanych wariantów AO [2, 3] okazały się nieodpowiednie do projektowania głośników zaproponowanych w [1]. Poszukując wygodnej i wizualnej metody obliczania konstrukcji zdecydowano się przyjąć za podstawę projektowania średnicę zewnętrzną D głowicy elektrodynamicznej i wyrazić poprzez ten parametr wszystkie wymiary konstrukcji głośnika. Okazało się to bardzo wygodne w praktyce projektowej, gdy nie ma odpowiedniej literatury technicznej. W wyniku dużej ilości prac eksperymentalnych ustalono zależności, za pomocą których można określić dowolną wielkość obudowy głośnika ORTHO. Oznaczenia podano zgodnie z ryc. jeden: H \u2d (2,4 ... 1,2) D - wysokość pudełka; B \u0,9d 3D - szerokość panelu przedniego; F = 0,7D - wysokość ekranu falowodu 5; h = 0,9D - odległość od środka głowicy 1 do dolnej krawędzi panelu przedniego; Do - 1,8D - średnica otworu głowicy; G = B - głębokość korpusu 2; C \u0,5d 2D - wysokość panelu 2; M to odległość między panelem przednim a ścianami pudełka; b - grubość materiału korpusu; S ≥ 3DXNUMX= M(B - XNUMXb) - dopuszczalna powierzchnia odcinków przejścia falowodu XNUMX. Na panelu 2 można zainstalować dwie lub więcej głowic dynamicznych, w takim przypadku wymiary obudowy będą musiały zostać dostosowane z uwzględnieniem stosunku powierzchni dyfuzora do przekroju falowodu.
W przeciwieństwie do zamkniętej obudowy, w tej konstrukcji oddziaływanie akustyczne tylnego przepływu dźwięku jest słabsze, ponieważ prawie cała energia akustyczna promieniowania tylnego głowy wychodzi przez falowód do dźwiękowanej przestrzeni. W związku z tym jako materiał na głośnik można zastosować płytę wiórową (płytę wiórową) lub sklejkę o grubości 8... 16 mm (większy rozmiar wskazany jest dla głośnika o mocy 100 W). Pozwala to na zmniejszenie ciężaru kolumny głośnikowej. Jego elementy łączone są ze sobą za pomocą listew, kleju odpowiedniego do klejenia drewna oraz wkrętów. Średnicę otworu Do dla głowicy wybiera się równą zewnętrznej średnicy fałdy dyfuzora. Otwór zlokalizowany jest wzdłuż pionowej osi symetrii panelu przedniego. Kratkę głośnika i wykończenie obudowy można dostosować do gustu artystycznego i możliwości radioamatora. Do kratki ochronnej autor zastosował drobną siatkę wyciętą w kształcie kwadratu i naciągniętą na punktowych wspornikach. Tkanina ochronna przyklejona jest do metalowego pierścienia zamocowanego wewnątrz otworu w panelu. Tylna pokrywa 6 musi być sztywna; mocuje się go za pomocą śrub do szyn 7 zamontowanych na ściankach obudowy 1. Jednocześnie powierzchnie współpracujące są uszczelniane taśmą z cienkiej gumy. Pod korpusem 1 znajdują się wsporniki 4 wykonane z prętów z twardej gumy. Należy pamiętać, że lepiej jest zainstalować obudowę głośnika na stojaku o wysokości do 1 m, niż ustawiać ją bezpośrednio na podłodze. Konstrukcja akustyczna typu „ORTHO” jest na tyle skuteczna, że można ją zamontować w ścianie, a nawet na suficie. Głośniki AU mogą być wykonane jako pasywne lub aktywne (z wbudowanym UMZCH). Złącza elektryczne montowane są w dolnej części tylnej ściany. Na szczególną uwagę zasługuje dobór głowic do takich głośników. Autor zaleca stosowanie krajowych głowic dynamicznych, których wykaz i parametry techniczne można znaleźć w [4]. W porównaniu do znanych typów AO, skonstruowany głośnik typu „ORTHO” rozwija w bliskiej przestrzeni niemal dwukrotnie większą moc akustyczną. Dzięki przyjęciu dwóch ortogonalnych strumieni promieniowania, taka konstrukcja akustyczna pozwala uzyskać bardziej „przestrzenny” dźwięk w pomieszczeniu odsłuchowym. Jeśli głowica 5 (LF-MF) nie jest wystarczająco szerokopasmowa, na zewnętrznym ekranie falowodu można zainstalować głowicę dynamiczną o wysokiej częstotliwości, podłączoną do UMZCH przez HPF. Można tam również zamontować wskaźnik przeciążenia AC. W takim głośniku można zamontować głowice elektrodynamiczne o średnicy od 100 do 450 mm. Autor zaleca stosowanie przetworników szerokopasmowych o niskim współczynniku jakości mechanicznej i dużej średnicy stożka. Jeśli w głowicy zauważalny jest wzrost pasma przenoszenia przy częstotliwości rezonansu elektromechanicznego, producent głośników musi zrozumieć, że stwarza to dla niego wiele niepotrzebnych kłopotów i pracy. Tłumienie rezonansu można przeprowadzić elektrycznie i mechanicznie. W pierwszym przypadku należy połączyć szeregowo z cewką głowicy równoległy obwód oscylacyjny, dostrojony do częstotliwości rezonansu elektromechanicznego. Współczynnik jakości obwodu musi odpowiadać współczynnikowi jakości używanej głowicy. Aby wykonać odpowiednie pomiary, należy dysponować generatorem częstotliwości audio, woltomierzem, mikrofonem pojemnościowym, miernikiem częstotliwości, miernikiem indukcyjności i pojemności, stosując metodologię zgodną z GOST 16122-70. Należy jednak pamiętać, że współczynnik jakości głowy nie jest w żadnym wypadku wartością stałą; zależy to od amplitudy drgań dyfuzora i ograniczonej elastyczności zawieszenia mechanicznego. Inną metodą tłumienia rezonansu elektromechanicznego jest wprowadzenie do głośnika strat akustycznych, wypełnienie obudowy watą, filcem lub innym podobnym materiałem lub rezonatorami dostrojonymi do częstotliwości rezonansu elektromechanicznego głośnika. Obliczanie częstotliwości rezonatora Helmgolyda odbywa się zgodnie ze wzorem fr = 0,5/π-Cv√s/(Vl), gdzie V jest objętością obudowy rezonatora, m3; s to powierzchnia wylotu rezonatora, m2; l to długość otworu rezonatora w metrach; Cv to prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu, wynosząca 340 m/s. Konstrukcja rezonatora Helmholtza przypomina butelkę. Nawiasem mówiąc, obudowa głośnika wyposażona w odwracacz fazy jest jednocześnie rezonatorem. Prowadzi to do zniekształceń w odtwarzaniu dźwięków o niskiej częstotliwości emitowanych przez głośniki. W głośniku radia Symphony zamontowano wbudowany rezonator, który odtwarza niskie częstotliwości w bardzo monotonny sposób: w postaci dudniących dźwięków, niezależnie od rodzaju instrumentu muzycznego. To najwyraźniej doprowadziło do rezygnacji ze stosowania takiej konstrukcji głośników, która była stosowana jeszcze w latach 30. ubiegłego wieku w radioodbiornikach z otwartą obudową [6]. Głośnik „ORTHO” tak naprawdę emituje dwa strumienie dźwięku: A i B (rys. 1). W związku z tym pomiary akustyczne również powinny różnić się od ogólnie przyjętej metodologii określonej ww. GOST. Ciśnienie akustyczne każdego strumienia mierzone jest oddzielnie w komorze bezechowej, dużym pomieszczeniu bezechowym lub po prostu w powietrzu przy spokojnej pogodzie, przy użyciu wymienionego powyżej sprzętu. Rozmieszczenie mikrofonu pomiarowego i głośnika pokazano na rys. 2. 3, natomiast schemat blokowy stanowiska do pomiaru czułości charakterystycznej (efektywności) głośnika do pomiaru odpowiedzi częstotliwościowej pokazano na rys. XNUMX. XNUMX.
Jako generator sygnału pobudzający głośnik można zastosować potężny generator szumu, na przykład typu G2-12, który ma moc wyjściową o niskiej impedancji. Jeśli używasz generatora szumów małej mocy, potrzebujesz UMZCH, najlepiej beztransformatorowego. Należy pamiętać, że kształt pasma przenoszenia głośników zostanie znacznie wygładzony, co jest w pełni zgodne ze stanem faktycznym, gdyż widma mowy i muzyki są szerokopasmowe, a sygnały podobne do szumu. Odległość głośnika od mikrofonu pomiarowego dobiera się w zakresie r = (2...4)d, gdzie d jest średnią wielkością stożka głośnika. Najczęściej przyjmuje się r = 1 m [2]. Napięcie dostarczane do głośnika jest obliczane ze wzoru U=√0,1PnomRhom(3) gdzie Pnom to moc znamionowa głośnika; Rhom to nominalna impedancja wejściowa głośnika. Podczas testowania mocy znamionowej napięcie sinusoidalne ustawia się na równe napięciu znamionowemu, a napięcie szumu na 0,707 napięcia znamionowego. Miernikiem ciśnienia akustycznego jest mikrofon pojemnościowy BM1 podłączony do wejścia miliwoltomierza PV2 (na przykład VZ-33). Ciśnienie akustyczne zależy od częstotliwości, dlatego pomiary przeprowadza się w co najmniej dziesięciu punktach odpowiedzi częstotliwościowej. Jeżeli pomiary wykonywane są z wykorzystaniem sygnałów szumowych, to na stanowisku pomiarowym zgodnie ze schematem na ryc. 3 wprowadzony jest filtr 1/8-oktawowy, dla którego częstotliwości środkowej dokonywane są pomiary ciśnienia akustycznego. Liczba tych filtrów zależy od szerokości pasma przenoszenia. Jeśli w paśmie częstotliwości występują spadki i szczyty już na XNUMX/XNUMX oktawy, nie są one brane pod uwagę. Wartość zmierzonego ciśnienia akustycznego określa wzór p \uXNUMXd Uo / Eoc, gdzie Uo - napięcie na wyjściu mikrofonu pomiarowego, mV; Eoc - czułość mikrofonu pomiarowego wzdłuż osi przy mierzonej częstotliwości, mV/Pa. Aby zwiększyć dokładność pomiarów, pożądane jest, aby średnica mikrofonu była jak najmniejsza, gdyż przybliża to metodę do pomiarów w fali płaskiej. Zastosowanie mikrofonów elektrodynamicznych, które charakteryzują się dużą nierównomiernością charakterystyki częstotliwościowej, pozwala na uzyskanie wyników pomiarów o charakterze wyłącznie jakościowym. Nieco lepsze charakterystyki mają mikrofony pojemnościowe elektretowe, a także wstęgowe. Mikrofon pomiarowy musi posiadać paszport wydany przez organizację metrologiczną. Średnie ciśnienie akustyczne zgodnie z uzyskaną charakterystyką częstotliwościową określa się ze wzoru
gdzie pk jest ciśnieniem akustycznym wytwarzanym przez głośnik przy częstotliwości fk lub średnią częstotliwością k-tego filtra 10/XNUMX-oktawowego; n to liczba częstotliwości lub pasm pomiarowych (musi ich być co najmniej XNUMX). Jeżeli nierówność pasma przenoszenia jest mniejsza niż 12 dB, średnią arytmetyczną określa się ze wzoru
Charakterystyczną czułość głośnika Ex, uzyskaną w odległości 1 m na osi roboczej pomiędzy mikrofonem pomiarowym a głośnikiem (przy mocy wejściowej 1 W), określa się ze wzoru Ex = Рśr/(l√P), gdzie pav to średnie ciśnienie akustyczne, Pa, wytwarzane przez głośnik w nominalnym zakresie częstotliwości; l - odległość od środka roboczego głowy do mikrofonu pomiarowego, m; P - moc elektryczna, W, dostarczana do głośnika. Skutecznie odtwarzalny zakres częstotliwości wyznacza się z odpowiedzi częstotliwościowej głośnika poprzez określenie częstotliwości odpowiadających punktom przecięcia linii prostej równoległej do osi częstotliwości z charakterystyką częstotliwościową głośnika. Narysowano linię prostą 10 dB poniżej średniego ciśnienia akustycznego w paśmie częstotliwości oktawowej pav.oct, odpowiadającej maksymalnej czułości głośnika. Poziom ten jest określony wzorem
gdzie ro = 2-10-5 Pa - próg słyszenia przy częstotliwości 1000 Hz. Dla sygnału sinusoidalnego liczba punktów odniesienia musi wynosić co najmniej 7 (co 1/6 oktawy), dla filtrów 3/XNUMX-oktawowych - co najmniej XNUMX. Nierównomierna charakterystyka częstotliwościowa jest określana w zakresie częstotliwości nominalnej i roboczej. Charakterystykę kierunkowości uzyskuje się w wytłumionej komorze lub na świeżym powietrzu poprzez obrócenie głośnika względem stałego mikrofonu pomiarowego w odległości 1 m w zakresie 5-10° w zakresie 0-360°. Z wykresu wyznaczana jest szerokość charakterystyki kierunkowej na poziomie 0,707 (-3 dB). Kierunkowość jest określana dla jednej lub większej liczby częstotliwości lub częstotliwości środkowych filtrów XNUMX/XNUMX-oktawowych podczas pomiarów sygnałów szumu. Jak wynika z powyższego, w celu kwalifikowanej oceny parametrów AS lub AO konieczne jest wykonanie znacznej ilości prac i obliczeń metrologicznych. Biorąc pod uwagę, że aby ocenić skuteczność projektu akustycznego, należy zmierzyć efektywność elektroakustyczną Kea=Pa/Pe gdzie Pa - moc akustyczna; Pe jest wejściową mocą elektryczną, wówczas liczba pomiarów okazuje się dość duża. Moc akustyczną można określić wzorem Ra \u4d XNUMXπr2r2rsko, gdzie p - ciśnienie akustyczne w odległości r, Pa; p - gęstość powietrza; c jest prędkością rozchodzenia się dźwięku, równą 340 m/s; K, - współczynnik koncentracji, który w zależności od częstotliwości można przyjąć równy 1 ... 3. Projektując głośnik typu „ORTHO” należy mieć na uwadze, że wymienione powyżej parametry elektroakustyczne w dużej mierze zależą od zastosowanych głowic dynamicznych. Jeśli np. głowica nie odtwarza niskich częstotliwości, to żadna konstrukcja obudowy nie jest w stanie zrekompensować tego niedociągnięcia. Taka konstrukcja akustyczna nie „psuje” pasma przenoszenia głośnika i jest to jedna z decydujących przewag nad znanymi konstrukcjami głośników. W proponowanej konstrukcji akustycznej możliwe jest zastosowanie głowic z dyfuzorami o układzie okrągłym, prostokątnym lub eliptycznym. Instalując dwie głowice na panelu przednim, można zwiększyć moc znamionową, odporność na promieniowanie i zmniejszyć nierówne pasmo przenoszenia. literatura
Autor: W. Nosow, Moskwa
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
▪ Różne rodzaje drzew w różny sposób wpływają na klimat. ▪ Kamery plenoptyczne do urządzeń Nokia ▪ Szybki sterownik silnika IRMCK201/203
▪ sekcja serwisu Mikrofony, mikrofony radiowe. Wybór artykułów ▪ artykuł Turbina wiatrowa Rumianek do podnoszenia wody. Rysunek, opis ▪ artykuł Ile człowiek je i pije? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Kompozycja funkcjonalna telewizorów Sanyo. Informator ▪ artykuł Surguchiego. Proste przepisy i porady ▪ artykuł O przygotowaniu chlorku żelazowego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
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