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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Progettazione acustica di teste a banda larga. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / relatori Il design acustico delle testine dinamiche è costituito da una scatola o schermo progettato per equalizzare le caratteristiche di ampiezza-frequenza delle testine nelle frequenze più basse della gamma audio. Le testine dinamiche che non hanno un design acustico funzionano male alle basse frequenze. La ragione principale di ciò è che le superfici anteriore e posteriore del cono della testa eccitano vibrazioni sonore che sono uguali in ampiezza ma opposte in fase. A frequenze più basse, dove la radiazione è omnidirezionale, le oscillazioni antifase si sommano e si compensano a vicenda, per cui l'uscita acustica della testina diminuisce drasticamente. Per eliminare l'influenza reciproca delle oscillazioni eccitate dalle superfici anteriori e posteriori del diffusore, la testa dinamica può essere collocata nel caso più semplice al centro di uno schermo quadrato in multistrato o truciolare di grosso spessore con dimensioni LxL in metri, dove L = 0,06 / Fmin. Qui Fmin è la frequenza minima del segnale riprodotto, kHz. Ad esempio, con una frequenza minima del segnale di 50 Hz, questa formula determina il lato del quadrato, pari a 1,2 M. Ovviamente, è scomodo utilizzare una testina a banda larga in un progetto acustico così ingombrante. Pertanto, i deflettori acustici sono rari nei progetti amatoriali. Invece, sono ampiamente utilizzate varie scatole sfaccettate. scatole con e senza parete di fondo. Va notato che la progettazione del progetto acustico delle teste dinamiche richiede calcoli complessi e informazioni accurate sulle caratteristiche della testa. La considerazione di questi problemi va oltre lo scopo di questo libro. Di seguito considereremo esempi di come i radioamatori stranieri realizzano la progettazione acustica di testine a banda larga. Bass reflex ultra piatto Gli inverter di fase sono scatole realizzate in compensato spesso o altro materiale di legno simile (tavole di pino, truciolare), in cui sono presenti due fori. Uno è per l'installazione di una testata dinamica, l'altro è per la comunicazione acustica tra il volume interno della scatola e l'ambiente esterno. Selezionando determinati rapporti tra le dimensioni del diffusore di testa, del secondo foro e della cassa stessa, tenendo conto delle proprietà di frequenza della testata, è possibile garantire che a frequenze più basse le vibrazioni eccitate dalla superficie posteriore del diffusore di testa all'uscita del secondo foro dell'invertitore di fase sarà in fase con le vibrazioni eccitate dal diffusore di superficie frontale. Questa notevole proprietà di un inverter di fase è stata a lungo ampiamente utilizzata in installazioni amatoriali e professionali. L'invertitore di fase presenta uno svantaggio: l'ingombro della scatola, che ha una forma simile a un cubo. A questo proposito, merita attenzione la progettazione di un inverter di fase ultrapiatto. Il disegno di progetto è mostrato in Fig.1.
Come segue dalla descrizione dell'originale, la custodia della scatola dell'inverter di fase è assemblata da tavole di pino secco o pezzi di truciolare di circa 20 mm di spessore. Dimensioni complessive della cassa 150X1580X630 mm. L'alloggiamento è progettato per installare una testa dinamica a banda larga, simile alla testa domestica del tipo 4GD-35 o 4GD-36. Il foro dell'invertitore di fase ha dimensioni di 50x125 mm e si trova sotto il foro di testa. Il supporto del diffusore della testa è fissato all'esterno, a filo, il che riduce le perdite a tutte le frequenze. Per eliminare le oscillazioni indesiderate delle superfici anteriore e posteriore della scocca, sono presenti cinque distanziatori, indicati nel disegno di Fig. 1 da docce tratteggiate, che collegano le pareti anteriore e posteriore. I distanziali di 20X109X200 mm sono realizzati con lo stesso materiale del corpo della scatola. Collegare le parti del corpo con viti e colla nitro. La finitura esterna del case si riduce a drappeggiare il pannello frontale con tessuto radio, preferibilmente sciolto, e incollare le pareti con una pellicola decorativa o impiallacciarle. L'invertitore di fase si adatta bene all'interno di una stanza moderna e può essere posizionato direttamente contro la parete. Per una configurazione stereo, sono necessari due altoparlanti. Quando si ripete il progetto, è necessario chiarire le dimensioni dei fori di montaggio per un particolare tipo di testa dinamica. In aggiunta a quanto sopra, è possibile utilizzare teste del tipo 4GD-4, 4GD-7, 4GD-28. Altoparlante - a canne d'organo Le elevate esigenze di qualità dell'installazione acustica, da un lato, e l'area limitata del soggiorno in cui possono essere collocati gli altoparlanti, dall'altro, costringono i progettisti a cercare soluzioni che soddisfino questi requisiti, oppure trovare un compromesso accettabile. A questo proposito, è di particolare interesse il progetto di un altoparlante unidirezionale con due testine dinamiche a banda larga collegate in fase, in serie. L'altoparlante è descritto nella letteratura radioamatoriale americana. Gli schizzi del pannello frontale e della sezione trasversale sono mostrati in Fig.2.
L'altoparlante descritto ha un involucro a forma di colonna di sezione 200x200 mm, altezza 800 mm, con due asole alla base, ricavate tra il pavimento e le pareti laterali accorciate di 26 mm, come mostrato in Fig. 2. Nella parte superiore del case sono presenti due fori per l'installazione di testine dinamiche sulle pareti anteriore e posteriore del case. Le dimensioni del ritaglio e le caratteristiche delle teste consentono di utilizzare teste dinamiche domestiche del tipo ZGD-38 in questo progetto. Le pareti della cassa sono realizzate in compensato o truciolare con uno spessore di circa 15 mm. La forma allungata dell'alloggiamento dell'altoparlante, la piccola superficie occupata da esso, consentono l'uso di tali altoparlanti in installazioni stereo e quad. Inoltre, l'altoparlante del design descritto è caratterizzato da una migliore risposta alle basse frequenze e da un diagramma di radiazione esteso nel piano orizzontale. Il primo vantaggio è dovuto al fenomeno delle onde stazionarie osservato all'interno della cassa dell'altoparlante, che si comporta come una canna d'organo accordata su una frequenza di circa 100 Hz. È a questa frequenza che un quarto dell'onda si inserisce lungo la cassa dell'altoparlante, il che contribuisce all'aumento delle frequenze più basse. Ad una frequenza doppia, pari a 200 Hz, invece, esattamente metà della lunghezza d'onda si adatta alla lunghezza del corpo. Allo stesso tempo si osserva la soppressione delle radiazioni dalla parte inferiore del corpo, che elimina lo sgradevole borbottio caratteristico delle installazioni acustiche di grandi dimensioni lineari. Il secondo vantaggio è legato all'utilizzo di due testine che emettono in direzioni opposte. Modificando la direzione della radiazione degli altoparlanti ruotandoli attorno all'asse longitudinale, è possibile ottenere la migliore riproduzione del suono in una determinata stanza. In questo caso, non bisogna rimpiangere che metà della potenza irradiata sia diretta nella direzione opposta rispetto all'ascoltatore. Le frequenze basse e medie, riflesse da pareti e mobili, danno una riemissione ripetuta del suono, come se offuscassero le piccole dimensioni delle stesse sorgenti sonore e creando l'impressione di un suono spaziale. Altoparlante - gruppo radiatore Un gruppo radiatore è un insieme dello stesso tipo di teste dinamiche poste sullo stesso piano ad una certa distanza l'una dall'altra e collegate tra loro in fase, in serie o in parallelo o in serie-parallelo. Per garantire buone prestazioni di un altoparlante del tipo a radiatori di gruppo, è necessario che tutte le testine siano dello stesso tipo e che ad ogni testina sia fornita la stessa potenza. Il mancato rispetto di questi requisiti o la violazione del funzionamento di modo comune delle testine riduce l'efficienza del gruppo emettitore. L'uso diffuso di questo tipo di altoparlanti all'estero è dovuto a diversi motivi. La prima è che con l'ausilio di più testine di piccola potenza è possibile realizzare un altoparlante di alta potenza. Così, nella rivista radioamatoriale svedese, sono state pubblicate descrizioni di altoparlanti amatoriali, contenenti fino a 6-8 dello stesso tipo di testine a banda larga da 20 W ciascuna. Tali altoparlanti possono funzionare con amplificatori con una potenza di uscita fino a 100-200 watt. Un altro motivo della diffusione dei radiatori di gruppo è il loro intrinseco miglioramento dei rendimenti alle frequenze medie e soprattutto alle più basse. Questo miglioramento è dovuto ad un aumento dell'area di apertura dei diffusori, proporzionale al numero di teste. Alle frequenze più basse, questo aumento è di 6dB per quattro testine, 8dB per sei e 9dB per otto. A causa di ciò, la larghezza di banda delle frequenze effettivamente riproducibili viene ampliata alla regione delle frequenze più basse di circa un terzo o mezza ottava rispetto alla larghezza di banda di una singola testina nello stesso design. Il terzo motivo è che la profondità della cassa di un tale altoparlante può essere 1,5-2 volte inferiore a quella di un altoparlante con una sola testa, cioè il radiatore del gruppo può essere abbastanza piatto e può essere posizionato sul pavimento vicino al parete o anche appeso al muro. Soffermiamoci su due varianti del design di un altoparlante del tipo a radiatori di gruppo, contenente quattro testine dinamiche da 6 W ciascuna. In questi altoparlanti, è più conveniente utilizzare le teste a bassa frequenza del tipo 6GD-2. Con una diminuzione dei diametri dei fori è possibile utilizzare teste del tipo 4GD-4 o 4GD-7, 4GD-av. 4GD-35, 4GD-36. La preferenza dovrebbe essere data alla prima e alle ultime due teste.
Il design degli alloggiamenti di entrambe le varianti è mostrato in Fig. 3, a, b. Le custodie sono realizzate in truciolare di spessore 20 mm. I dettagli sono assemblati su viti e colla. La differenza tra le opzioni sta nella forma della parete frontale: in fig. 3, ed è piatto, in Fig. 3,6 - leggermente piegato al centro. Entrambi i disegni hanno approssimativamente le stesse caratteristiche nella regione a bassa frequenza I risultati dei calcoli effettuati dall'autore sono mostrati in Fig. 4, da cui si può vedere che un notevole aumento del rinculo delle teste con una distanza tra i centri dei loro diffusori pari a 260 mm si osserva a partire da una frequenza del segnale inferiore a 600 Hz.
Il vantaggio principale di un altoparlante con un pannello frontale rotto (Fig. 3b) è un'uniformità di radiazione leggermente migliore a frequenze medie e alte su entrambi i piani. Per un altoparlante con pannello frontale piatto (Fig. 3a), al contrario, il diagramma di radiazione si restringe a queste frequenze. Recentemente, i radiatori di gruppo sono stati ampiamente utilizzati; sono spesso usati come radiatori a bassa frequenza per sistemi con diverse bande di separazione della frequenza del segnale. Tali sistemi, progettati per una potenza in ingresso fino a 50-100 W o più, sono ampiamente utilizzati per palcoscenici, sale da ballo e discoteche. Letteratura:
Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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