|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Progettazione di un altoparlante con flussi di radiazione ortogonali. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / relatori L'articolo propone una variante di un calcolo semplificato del progetto di un altoparlante con flussi ortogonali di radiazione diretta e all'indietro. Le caratteristiche del funzionamento di questo altoparlante sono descritte nell'articolo "Cortocircuito acustico in un altoparlante e suo superamento"(Radio, 2003, n. 1). Uno dei vantaggi di un tale design acustico è che la frequenza di risonanza della testata dei bassi nella scatola praticamente non aumenta. Una delle opzioni per superare un cortocircuito acustico negli altoparlanti con testine elettrodinamiche è il progetto proposto dall'autore [1] con un flusso di radiazione all'indietro ortogonale alla radiazione diretta (per brevità, chiameremo tale progetto del tipo "ORTHO" ). Le onde acustiche della radiazione inversa (posteriore) della testa, che si propagano nel volume dell'alloggiamento dell'altoparlante, nel processo di riflessione cambiano la loro direzione di un angolo fino a 270 ° a tutte le frequenze irradiate e acquisiscono un ritardo rispetto a le onde irradiate frontalmente (vettori A e B in Fig. 1) . Se la guida d'onda di retro-radiazione della testa è esclusa, allora con un AO aperto, si verificherà una compensazione acustica delle vibrazioni emesse dalle superfici esterna e posteriore del diffusore dell'altoparlante. Nel caso e soprattutto nella guida d'onda dell'altoparlante, è consigliabile smussare gli angoli con "carenature", come mostrato in Fig. 1 con linee tratteggiate.
Il pannello frontale 2 è disposto nell'alloggiamento 1 con una certa angolazione in modo da smussare le risonanze acustiche derivanti dalla riflessione delle vibrazioni acustiche nel piano trasversale dell'alloggiamento, nonché per adattare il volume interno alla guida d'onda. L'impostazione della tavola armonica di una fisarmonica da concerto con un'angolazione diversa da quella diritta è stata utilizzata per la prima volta dall'azienda tedesca HOHNER alla fine degli anni '30 del secolo scorso. Un mazzo così "rotto", formando il timbro dello strumento, conferisce al suono morbidezza e vellutato. Negli altoparlanti con flussi ortogonali di radiazione diretta dalla testina e dalla guida d'onda, la radiazione totale può essere considerata come vibrazioni sonore da qualche radiatore equivalente. Ad esempio, per segnali armonici a frequenze diverse, agiscono fasi variabili del flusso ortogonale delle oscillazioni acustiche e, di conseguenza, compaiono direzioni pronunciate ("poli") della radiazione totale (la sua analisi matematica è molto complicata). A causa dell'ambiguità della fase della radiazione di ritorno e della diversa attenuazione in guida d'onda (per un'ampia banda di frequenza), i poli sono mobili e quindi non localizzati ad orecchio. Le formule per il calcolo delle varianti note di AO [2, 3] si sono rivelate inadatte per la progettazione degli altoparlanti proposti in [1]. Quando si è cercato un metodo comodo e visivo per il calcolo della struttura, si è deciso di prendere il diametro esterno D della testa elettrodinamica come base per progettare ed esprimere tutte le dimensioni della struttura dell'altoparlante attraverso questo parametro. Ciò si è rivelato molto conveniente per la pratica di progettazione quando non esiste una letteratura tecnica pertinente. Come risultato di una grande quantità di lavoro sperimentale, sono state stabilite dipendenze, utilizzando le quali è possibile determinare qualsiasi dimensione della cassa dell'altoparlante ORTHO. Le designazioni sono date secondo la fig. uno: H \u2d (2,4 ... 1,2) D - altezza della scatola; B \u0,9d 3D - larghezza del pannello frontale; F = 0,7D - altezza schermo guida d'onda 5; h = 0,9D - distanza dal centro della testa 1 al bordo inferiore del pannello frontale; Do - 1,8D - diametro del foro della testa; G = B - profondità del corpo 2; C \u0,5d 2D - altezza del pannello 2; M è la distanza tra il pannello frontale e le pareti della scatola; b - spessore del materiale del corpo; S ≥ 3DXNUMX= M(B - XNUMXb) - area ammissibile delle sezioni di passaggio della guida d'onda XNUMX. Sul pannello 2 possono essere installate due o più teste dinamiche, nel qual caso le dimensioni dell'alloggiamento dovranno essere adattate tenendo conto del rapporto tra l'area del diffusore e la sezione della guida d'onda.
A differenza di una custodia chiusa, in questo design l'effetto acustico del flusso sonoro posteriore è più debole, perché quasi tutta l'energia acustica della radiazione di ritorno della testa passa attraverso la guida d'onda nello spazio sonoro. A questo proposito, come materiale per altoparlanti, è possibile utilizzare pannelli truciolari (truciolare) o compensato con uno spessore di 8 ... 16 mm (per un altoparlante da 100 W è indicata una dimensione maggiore). Ciò consente di ridurre il peso del cabinet dell'altoparlante. I suoi elementi sono interconnessi con l'ausilio di doghe, colla adatta per l'incollaggio del legno e viti. Il diametro del foro Do sotto la testa è scelto uguale al diametro esterno della corrugazione del diffusore. Il foro si trova lungo l'asse verticale di simmetria del pannello frontale. La griglia dell'altoparlante e la finitura del cabinet possono essere realizzate per soddisfare il gusto artistico e le capacità del radioamatore. Per la grata di protezione l'autore ha utilizzato una maglia fine, ritagliata a forma di quadrato e tesa su sostegni puntuali. Il telo protettivo è incollato ad un anello metallico fissato all'interno del foro del pannello. La cover posteriore 6 deve essere rigida; è fissato con viti alle guide 7 montate sulle pareti dell'alloggiamento 1. Allo stesso tempo, le superfici di accoppiamento sono sigillate con un nastro di gomma sottile. Sotto il corpo 1 sono presenti dei supporti 4 realizzati con barre di gomma dura. Si noti che è preferibile installare l'alloggiamento dell'altoparlante su un supporto alto fino a 1 m piuttosto che posizionarlo direttamente sul pavimento. Il design acustico del tipo "ORTHO" è sufficientemente efficace per l'installazione a parete e persino a soffitto. Gli altoparlanti AU possono essere resi passivi o attivi (con UMZCH integrato). I connettori elettrici sono installati nella parte inferiore della parete posteriore. Osservazioni speciali dovrebbero essere fatte sulla scelta delle teste per tali altoparlanti. L'autore consiglia di utilizzare testine dinamiche domestiche, il cui elenco e le cui caratteristiche tecniche si trovano in [4]. Rispetto ai tipi noti di AO, l'altoparlante costruito del tipo "ORTHO" sviluppa quasi il doppio della potenza acustica nello spazio vicino. A causa della ricezione di due flussi di radiazione ortogonali, un tale design acustico consente di ottenere un suono più "surround" nella stanza di ascolto. Se la testina 5 (LF-MF) non è abbastanza larga, è possibile installare una testina dinamica ad alta frequenza sullo schermo esterno della guida d'onda, collegata all'UMZCH tramite l'HPF. È inoltre possibile installare lì un indicatore di sovraccarico CA. In un tale altoparlante possono essere installate testine elettrodinamiche con un diametro da 100 a 450 mm. L'autore consiglia di utilizzare driver a banda larga con basso fattore di qualità meccanica e grande diametro del cono. Se la testa ha un notevole aumento della risposta in frequenza alla frequenza della risonanza elettromeccanica, il produttore dell'altoparlante deve capire che questo crea molti problemi inutili e lavora per se stesso. La soppressione della risonanza può essere eseguita elettricamente e meccanicamente. Nel primo caso occorre collegare in serie alla bobina di testa un circuito oscillatorio parallelo, sintonizzato sulla frequenza della risonanza elettromeccanica. Il fattore di qualità del circuito deve corrispondere al fattore di qualità della testina utilizzata. Per eseguire le misurazioni appropriate, è necessario disporre di un generatore di frequenze audio, un voltmetro, un microfono a condensatore, un frequenzimetro, un misuratore di induttanza e capacità, utilizzando la metodologia secondo GOST 16122-70. Ma va tenuto presente che il fattore qualità della testa non è affatto un valore costante; dipende dall'ampiezza delle oscillazioni del diffusore e dalla limitata flessibilità della sospensione meccanica. Un altro metodo per sopprimere la risonanza elettromeccanica viene effettuato introducendo perdite acustiche nell'altoparlante, riempiendo l'involucro con ovatta, feltro o altri materiali simili, oppure risuonatori sintonizzati sulla frequenza della risonanza elettromeccanica dell'altoparlante. Il calcolo della frequenza del risonatore Helmgolyd viene effettuato secondo la formula fr = 0,5/π-Cv√s/(Vl), dove V è il volume della cassa del risuonatore, m3; s è l'area dell'uscita del risonatore, m2; l è la lunghezza del foro del risonatore in metri; Cv è la velocità di propagazione del suono nell'aria, 340 m/s. Il design del risonatore di Helmholtz ricorda una bottiglia. A proposito, il cabinet dell'altoparlante, dotato di un invertitore di fase, è anche un risonatore. Questo è ciò che porta alla distorsione nella riproduzione dei suoni a bassa frequenza emessi dagli altoparlanti. Il risonatore incorporato è stato installato nell'altoparlante della radio Symphony, che riproduce le basse frequenze in modo molto monotono: sotto forma di suoni martellanti, indipendentemente dal tipo di strumento musicale. Ciò, a quanto pare, ha portato all'abbandono dell'uso di un tale design dell'altoparlante, che è stato utilizzato negli anni '30 del secolo scorso nei ricevitori radio con custodia aperta [6]. L'altoparlante "ORTHO" irradia infatti due flussi sonori: A e B (Fig. 1). Di conseguenza, anche le misurazioni acustiche dovrebbero differire dalla metodologia generalmente accettata definita dal suddetto GOST. La pressione sonora di ciascun flusso viene misurata separatamente in una camera anecoica, in una grande camera anecoica o semplicemente in aria con tempo calmo utilizzando le apparecchiature sopra elencate. Il posizionamento del microfono e dell'altoparlante di misurazione è mostrato in fig. 2, e in fig. 3.
Come generatore di segnale che eccita l'altoparlante, puoi utilizzare un potente generatore di rumore, ad esempio il tipo G2-12, che ha un'uscita a bassa impedenza. Se usi un generatore di rumore a bassa potenza, allora hai bisogno di un UMZCH, preferibilmente senza trasformatore. Va tenuto presente che la forma della risposta in frequenza degli altoparlanti sarà notevolmente attenuata, il che è abbastanza coerente con lo stato attuale delle cose, poiché gli spettri della parola e della musica sono a banda larga ei segnali sono simili al rumore. La distanza tra l'altoparlante e il microfono di misura è scelta all'interno di r = (2...4)d, dove d è la dimensione media del diffusore dell'altoparlante. Molto spesso viene utilizzato r = 1 m [2]. La tensione fornita all'altoparlante è calcolata dalla formula U=√0,1PnomRhom(3) dove Pnom è la potenza nominale dell'altoparlante; Rhom è l'impedenza di ingresso nominale dell'altoparlante. Durante il test per la potenza nominale, la tensione sinusoidale è impostata uguale alla tensione nominale e la tensione di rumore è 0,707 della tensione nominale. Il misuratore di pressione sonora è un microfono a condensatore BM1 collegato all'ingresso di un millivoltmetro PV2 (ad esempio, VZ-33). La pressione sonora dipende dalla frequenza, quindi le misurazioni vengono eseguite almeno in dieci punti di risposta in frequenza. Se le misurazioni vengono eseguite utilizzando segnali di rumore, quindi nel supporto di misurazione secondo lo schema di Fig. 3, viene introdotto un filtro di un terzo di ottava, alla frequenza media del quale vengono effettuate le misurazioni della pressione sonora. Il numero di questi filtri è determinato dall'ampiezza della risposta in frequenza. Se ci sono cali e picchi già di 1/8 di ottava nella risposta in frequenza, non vengono presi in considerazione. Il valore della pressione acustica misurata è determinato dalla formula p \uXNUMXd Uo / Eoc, dove Uo - tensione all'uscita del microfono di misurazione, mV; Eoc - sensibilità del microfono di misurazione lungo l'asse alla frequenza misurata, mV/Pa. Per aumentare la precisione delle misurazioni, è auspicabile che il diametro del microfono sia il più piccolo possibile, poiché avvicina il metodo alle misurazioni in un'onda piana. L'utilizzo di microfoni elettrodinamici, che presentano un'ampia disomogeneità nella risposta in frequenza, consente di ottenere risultati di misura solo di natura qualitativa. I microfoni a condensatore electret, così come quelli a nastro, hanno caratteristiche leggermente migliori. Il microfono di misurazione deve avere un passaporto rilasciato dall'organizzazione metrologica. La pressione sonora media in base alla risposta in frequenza ottenuta è determinata dalla formula
dove pk è la pressione sonora sviluppata dall'altoparlante alla frequenza fk o la frequenza media del k-esimo filtro di terzo d'ottava; n è il numero di frequenze o bande di misura (devono essere almeno 10). Quando l'irregolarità della risposta in frequenza è inferiore a 12 dB, il valore medio aritmetico è determinato dalla formula
La sensibilità caratteristica dell'altoparlante Ex, ottenuta ad una distanza di 1 m sull'asse di lavoro tra il microfono di misura e l'altoparlante (con una potenza di ingresso di 1 W), è determinata dalla formula Ex = Рavg/(l√P), dove pav è la pressione sonora media, Pa, sviluppata dall'altoparlante nell'intervallo di frequenza nominale; l - distanza dal centro di lavoro della testa al microfono di misurazione, m; P - potenza elettrica, W, fornita all'altoparlante. Dalla risposta in frequenza dell'altoparlante si trova un intervallo di frequenza effettivamente riproducibile determinando le frequenze corrispondenti ai punti di intersezione di una retta parallela all'asse delle frequenze con la risposta in frequenza dell'altoparlante. Viene tracciata una linea retta 10 dB al di sotto della pressione sonora media nella banda di frequenza d'ottava pav.oct, corrispondente alla massima sensibilità dell'altoparlante. Questo livello è determinato dalla formula
dove ro = 2-10-5 Pa - soglia uditiva a una frequenza di 1000 Hz. Per un segnale sinusoidale, il numero di punti di riferimento deve essere almeno 7 (ogni 1/6 di ottava), per filtri di un terzo di ottava - almeno 3. La risposta in frequenza irregolare è determinata nelle gamme di frequenza nominale e di esercizio. La caratteristica di direttività si ottiene in camera smorzata o all'aperto ruotando l'altoparlante rispetto ad un microfono di misura fisso ad una distanza di 1 m attraverso 5-10° nell'intervallo 0-360°. L'ampiezza della caratteristica di direttività è determinata dal grafico al livello di 0,707 (-3 dB). La direttività è determinata ad una o più frequenze o alle frequenze medie dei filtri di un terzo d'ottava quando si effettuano misure su segnali di rumore. Come risulta da quanto sopra, per una valutazione qualificata dei parametri dell'AS o dell'AO, è necessario eseguire una quantità significativa di lavoro e calcoli metrologici. Considerando che per valutare l'efficacia della progettazione acustica è necessario misurare l'efficienza elettroacustica Kea=Pa/Pe dove Pa - potenza acustica; Pe è la potenza elettrica in ingresso, quindi il numero di misurazioni risulta essere piuttosto elevato. La potenza acustica può essere determinata dalla formula Ra \u4d XNUMXπr2r2rsko, dove p - pressione acustica a distanza r, Pa; p - densità dell'aria; c è la velocità di propagazione del suono, pari a 340 m/s; K, - coefficiente di concentrazione, che può essere preso pari a 1 ... 3 a seconda della frequenza. Nella progettazione di un altoparlante di tipo "ORTHO" va tenuto presente che i parametri elettroacustici sopra elencati dipendono in gran parte dalle testine dinamiche utilizzate. Se la testina, ad esempio, non riproduce le basse frequenze, nessun design dell'alloggiamento può compensare questa mancanza. Un tale design acustico non "rovina" la risposta in frequenza dell'altoparlante, e questo è uno dei vantaggi decisivi rispetto ai noti design degli altoparlanti. Nel progetto acustico proposto, è possibile utilizzare testate con diffusori di configurazione rotonda, rettangolare o ellittica. Installando due testine sul pannello frontale, è possibile aumentare la potenza nominale, la resistenza alle radiazioni e ridurre la risposta in frequenza irregolare. Letteratura
Autore: V. Nosov, Mosca
Contenuto alcolico della birra calda
07.05.2024 Principale fattore di rischio per la dipendenza dal gioco d'azzardo
07.05.2024 Il rumore del traffico ritarda la crescita dei pulcini
06.05.2024
▪ Boom dei microibridi previsto entro il 2017 ▪ Nuovi neuroni per il tuo cervello ▪ Risparmio presso gli sportelli automatici
▪ sezione del sito Comunicazioni radio civili. Selezione dell'articolo ▪ articolo Come scegliere e testare il monitor giusto. L'arte dell'audio ▪ articolo Come sono apparse le grotte? Risposta dettagliata ▪ articolo Diritti dei sindacati in materia di tutela del lavoro ▪ articolo Pompa capillare. esperimento fisico
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina