Il nuovo materiale fonoassorbente consente di ridurre di 50 volte (!) la pressione sonora che si verifica all'interno dell'altoparlante. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Uno dei principali problemi della riproduzione del suono è la qualità del suono, il funzionamento efficiente delle sorgenti sonore. In questa tecnica si sono accumulate contraddizioni tra la capacità di registrare e riprodurre segnali elettrici nella gamma audio con elevata affidabilità, da un lato, e la bassa qualità di conversione dei segnali elettrici in suono, dall'altro. Con l'avvento della registrazione digitale dei segnali elettrici, tutte le questioni relative alla qualità della registrazione e della riproduzione sono state praticamente eliminate, tuttavia, un uso significativo di questi risultati è difficile a causa dei problemi irrisolvibili che si verificano durante la riproduzione delle basse frequenze e delle armoniche parassite, causate principalmente da la reazione pneumatica del volume degli altoparlanti, soprattutto quelli economici e di piccole dimensioni.

Basti pensare che durante la riproduzione delle basse frequenze, anche negli altoparlanti da 100 litri, il diffusore della testina delle basse frequenze subisce carichi causati dall'effetto pneumatico fino a 3:4 kg.s. Questa forza pneumatica limita la gamma di vibrazioni del diffusore e provoca anche la sua deformazione spontanea e numerose risonanze, sia nel diffusore stesso che nel volume della colonna. La limitazione dell'ampiezza delle oscillazioni provoca una diminuzione della risposta in ampiezza-frequenza alle basse frequenze e le risonanze parassite causano una distorsione armonica dei segnali riprodotti.

Il declino delle caratteristiche di ampiezza-frequenza negli altoparlanti da 100 litri inizia a circa 60 Hz; per garantire un suono di alta qualità da 30 Hz, è richiesto un volume dell'altoparlante di 400 litri.

Come puoi vedere, anche in altoparlanti molto costosi con un volume fino a 400 litri, l'intera ottava viene riprodotta in modo insoddisfacente - 16:32 Hz e la distorsione armonica è 20 volte superiore ai valori consentiti. Negli altoparlanti di fascia media con un volume di 60:100 litri, la seconda ottava viene riprodotta in modo insoddisfacente - 32:64 Hz e la prima è praticamente assente, mentre la distorsione armonica supera il limite consentito di 50:100 volte.

L'ultima parola per risolvere questo problema è il subwoofer attivo, un altoparlante separato progettato per riprodurre esclusivamente la regione a bassa frequenza dello spettro sonoro. Le dimensioni di tali subwoofer vanno da 70:40 litri, la gamma di frequenza è solitamente 30:150 Hz, ma gli altoparlanti “dalla voce dolce” non superano i 10:12 litri. L'aumento delle basse frequenze nei subwoofer è assicurato dalle modalità di amplificazione forzata integrate nell'amplificatore, che inevitabilmente danno luogo ad un aumento della distorsione armonica. Per abbinare il subwoofer ad una coppia di altoparlanti standard è necessario uno speciale filtro digitale: il tutto porta ad un prezzo di circa 500 dollari USA.

Come possiamo vedere, rimane interessante migliorare le prestazioni acustiche degli altoparlanti di piccole dimensioni utilizzando l'assorbimento acustico all'interno della scatola.

La nuova originale soluzione tecnica proposta per la formazione di un ambiente fonoassorbente può semplificare notevolmente la situazione. È stata ottenuta una diminuzione sperimentale della pressione sonora in un tale ambiente fino a 50 volte. Inoltre, il mezzo fonoassorbente, rispetto all'aria, ha una viscosità significativamente più elevata; questa qualità, combinata con la capacità di ridurre la pressione sonora, ha l'effetto più favorevole sulla soppressione di numerose risonanze nella scatola, ad es. porta al livellamento (raddrizzamento) della risposta in ampiezza-frequenza e alla riduzione della distorsione armonica. Non ci sono restrizioni sulle dimensioni e sulla forma del mezzo assorbente, né sulla quantità di pressione sonora.

Un moderno sistema acustico contiene solitamente 3 trasduttori elettroacustici: alta frequenza, media frequenza e bassa frequenza (woofer). I primi 2 convertitori non necessitano di grandi volumi per una riproduzione del suono di alta qualità, quindi vengono forniti già chiusi, e il woofer richiede grandi volumi, quindi il suo alloggiamento è il corpo di un altoparlante acustico. La nuova soluzione tecnica consentirà di ridurre le dimensioni fisiche dell'alloggiamento del woofer alla dimensione del woofer stesso e aprirà la possibilità di fornirlo anche imballato, nel qual caso scompariranno particolari requisiti per l'alloggiamento del sistema di altoparlanti.

Ad esempio, alloggiando un woofer da 10 pollici con 6 litri di materiale fonoassorbente si ottengono le seguenti caratteristiche:

• Gamma di frequenza (con un'irregolarità di 0,5 dB e un calo di 31,5 Hz-6 dB) - 31,5...1250 Hz.
• La pressione acustica massima è di 110 dB.
• Coefficiente armonico a 90 dB - 0,5%

Fig. 1

Fig. 2

Rispetto a un moderno subwoofer, la riproduzione delle basse frequenze utilizzando la soluzione proposta è mezza ottava più profonda, anche con un design acustico di tipo chiuso, il diffusore subisce un carico pneumatico non più che nello spazio libero, il mezzo è viscoso, come evidenziato grazie alla scomparsa della risonanza propria del sistema di altoparlanti: tutto ciò garantisce una distorsione armonica estremamente bassa. Se si tiene conto del fatto che la nuova soluzione tecnica fornisce dimensioni inferiori di un ordine di grandezza, non richiede un amplificatore e un costoso filtro digitale e fornisce un prezzo molte volte inferiore, allora involontariamente inizi a unirti a coloro che credono che i subwoofer moderni sono un “passo di lato”: "un gesto di disperazione nato dalla consapevolezza dei gravi limiti nel raggiungere i bassi più profondi utilizzando i sistemi di altoparlanti classici." La vera via per risolvere il problema dei bassi profondi è aperta dal brevetto russo n. 2107949 per l'invenzione "Dispositivo per la riproduzione del suono di alta qualità".

Autore: Dottore in Scienze I. Vozhenin; Pubblicazione: compnet.ru/nika

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