Elasticità, carnosità, secchezza e altre caratteristiche simili del suono emesso da un altoparlante per basso sono in gran parte determinate dalla risposta transitoria del sistema formato dall'altoparlante, dal design delle basse frequenze e dall'ambiente. Affinché questo sistema non abbia un picco nella risposta all'impulso, il suo fattore di qualità deve essere inferiore a 0,7 per i sistemi con irraggiamento da un lato dell'altoparlante (invertitori di fase e chiusi) e 1,93 per i sistemi a due vie (schermo e aperto design a scatola)

[Q] Dove posso leggere informazioni sull'open design?

[A] I cassetti e gli schermi aperti sono il tipo di design più semplice. Vantaggi: facilità di calcolo, nessun aumento della frequenza di risonanza (dalla dimensione dello schermo dipende solo il tipo di risposta in frequenza), fattore di qualità pressoché costante. Svantaggi: grandi dimensioni del pannello frontale. Calcoli abbastanza competenti e semplici per questo tipo di progettazione possono essere trovati in V.K. Ioffe, MV Lizunkov. Sistemi acustici domestici, M., Radio e comunicazioni. 1984. E nelle vecchie radio ci sono probabilmente calcoli radioamatoriali primitivi.

[Q] Come calcolare una scatola chiusa?

[A] Il design a scatola chiusa è disponibile in due tipi: schermo infinito e gimbal a compressione. L'ingresso in una categoria o nell'altra dipende dal rapporto tra la flessibilità della sospensione dell'altoparlante e l'aria nella scatola, indicato con alfa (a proposito, il primo può essere misurato e il secondo può essere calcolato e modificato utilizzando il riempimento). Per uno schermo infinito il rapporto di flessibilità è inferiore a 3, per una sospensione a compressione è superiore a 3-4. In prima approssimazione possiamo assumere che le testine siano affilate con un fattore di qualità più alto per uno schermo infinito, e con un fattore di qualità più basso, per una sospensione a compressione. Per un altoparlante preinstallato, un involucro chiuso come uno schermo infinito ha un volume maggiore di una scatola di compressione. (In generale, quando è presente un altoparlante, la custodia ottimale ha un volume definito in modo univoco. Gli errori che si verificano durante le misurazioni e i calcoli dei parametri possono essere corretti entro piccoli limiti mediante riempimento). Gli altoparlanti a scatola chiusa hanno magneti potenti e bordi morbidi, a differenza degli altoparlanti a scatola aperta. La formula per la frequenza di risonanza di un altoparlante in un design a volume V è Fс=Fs*SQRT(1+Vas/V), e una formula approssimativa che mette in relazione le frequenze di risonanza e i fattori di qualità della testa nell'alloggiamento (indice "c" ) e in spazio libero (indice "s") Fc/Qtc=Fs/Qts

In altre parole, è possibile realizzare il fattore di qualità richiesto del sistema acustico nell'unico modo, cioè scegliendo il volume di una scatola chiusa. Quale fattore di qualità dovrei scegliere? Le persone che non hanno sentito il suono degli strumenti musicali naturali di solito scelgono altoparlanti con un fattore di qualità superiore a 1,0. Gli altoparlanti con un tale fattore di qualità (=1.0) hanno la risposta in frequenza meno irregolare nella regione delle basse frequenze (cosa c'entra il suono con questo?), ottenuta a costo di un piccolo superamento nella risposta ai transitori. La risposta in frequenza più uniforme si ottiene a Q=0.7 e una risposta all'impulso completamente aperiodica a Q=0.5. I nomogrammi per i calcoli possono essere presi dal libro sopra.

[Q] Negli articoli sulle colonne si trovano spesso parole come "approssimazione secondo Chebyshev, Butterworth", ecc. Cosa c'entra questo con gli altoparlanti?

[A] Il sistema di altoparlanti è un filtro passa alto. Un filtro può essere descritto da una caratteristica di trasferimento. La caratteristica di trasferimento può sempre essere adattata ad una funzione nota. Nella teoria dei filtri vengono utilizzati diversi tipi di funzioni di potenza, che prendono il nome dai matematici che furono i primi a comprendere questa o quella funzione. La funzione è determinata dall'ordine (l'esponente massimo, cioè H(s)=a*S^2/(b2*S^2+b1*S+b0) è del secondo ordine) e da un insieme di coefficienti a e b (da questi coefficienti si può poi passare ai valori degli elementi reali del filtro elettrico, o ai parametri elettromeccanici.) Inoltre, quando si parla di approssimare la caratteristica di trasferimento con un polinomio di Butterworth o di Chebyshev o qualcos'altro, questo deve essere inteso in modo tale che la combinazione delle proprietà dell'altoparlante e dell'alloggiamento (o dei condensatori) e delle induttanze nel filtro elettrico) risulti tale che con la massima precisione le caratteristiche di frequenza e fase possano essere regolate su uno o un altro polinomio. La risposta in frequenza più uniforme si ottiene se può essere approssimata da un polinomio di Butterworth. L'approssimazione di Chebyshev è caratterizzata da una risposta in frequenza ondulatoria e da una maggiore estensione della sezione di lavoro (secondo GOST fino a -14 dB) nella regione delle frequenze più basse.

[Q] Che tipo di approssimazione devo scegliere per il bass reflex?

[A] Quindi, prima di costruire un semplice bass reflex, è necessario conoscere il volume della cassa e la frequenza di accordatura del bass reflex (tubo, foro, radiatore passivo). Se scegliamo come criterio la risposta in frequenza più uniforme (e questo non è l'unico criterio possibile), otterremo la seguente tabella: A) Qts 0,3 - dovrai consentire onde sulla risposta in frequenza, secondo Chebyshev. Nel caso A) il bass reflex è sintonizzato del 0,4-0,5% sopra la frequenza di risonanza. Nel caso B) - sulla frequenza di risonanza. Nel caso C) al di sotto della frequenza di risonanza. Inoltre, in questi casi il volume della cassa sarà diverso: per trovare le frequenze di accordatura esatte è necessario prendere le formule originali, che sono abbastanza macchinose da presentarle qui. Rimando quindi chi è interessato all'Audio Store del 40, dopo questo programma didattico sarà possibile capirlo lì, oppure ai libri di Aldoshina. E andranno bene anche gli articoli di Ephrussi su Radio for ’80.

conclusione

Se dopo aver letto tutto questo hai ancora voglia di rivettare qualcosa da solo, puoi prendere qualche programma come WinspeakerZ su Internet: trueaudio.com/downloads/winspkse.exe e calcolare tutto da solo, tenendo presente che da G .. non posso fare caramelle. Non dovresti lasciarti trasportare dalla riduzione della frequenza di taglio, in nessun caso dovresti cercare di compensare il calo della risposta in frequenza con un amplificatore. La risposta in frequenza potrebbe uniformarsi leggermente, ma il suono verrà arricchito con una massa di armoniche e subarmoniche. Al contrario, i migliori risultati, in termini di gradevolezza all'orecchio, si ottengono perdendo forzatamente le frequenze più basse all'ingresso PA, cioè frequenze al di sotto della frequenza di taglio del woofer. Un'altra nota riguardante i bass reflex: un errore nell'impostazione della frequenza di risonanza dei bass reflex del 20% porta ad un aumento o una diminuzione della risposta in frequenza di 3 dB.

Sì, ho quasi dimenticato di menzionare i subwoofer, che in realtà sono risonatori passa-banda. Il fattore di qualità degli altoparlanti per loro dovrebbe essere ancora più basso. Anche il passa-banda più semplice è calcolabile, ma è qui che finisce la mia cortesia.

Pubblicazione: cxem.net

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