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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Altoparlanti in un'auto. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / relatori Per creare un buon sistema audio per auto moderno, installare "altoparlanti" già pronti e collegarli alla radio chiaramente non è sufficiente. Pertanto, dopo la storia delle radio, è consigliabile considerare i moderni design degli altoparlanti utilizzati dagli appassionati di auto. La seconda parte di questo articolo fornirà una tabella dei principali parametri delle teste dinamiche di produzione nazionale. Nei prossimi numeri della rivista continueremo a descrivere le fasi di scelta, posizionamento e installazione dei componenti dell'impianto audio in un'auto. Quando si scelgono testine o altoparlanti elettrodinamici per un sistema audio per auto, colloquialmente denominati "altoparlanti", è necessario ricordare che non esiste un ideale in natura. Ogni marchio ha i suoi aderenti, quindi scoprire quali di loro sono “degni di tutti” è, per usare un eufemismo, inutile. La preferenza dovrebbe essere data a coloro che svolgono meglio le loro funzioni. Non dimenticare che quando gli sviluppatori migliorano un determinato indicatore o parametro, spesso scendono a compromessi a scapito degli altri. Pertanto non esistono e non possono esistere soluzioni universali ugualmente applicabili in tutti i casi. Tieni inoltre presente che non esiste un'unica metodologia per testare i sistemi acustici delle automobili (AS). Oltre a una serie di metodi standardizzati, molti produttori utilizzano i propri, esagerando i propri meriti e ricorrendo persino a vere e proprie bugie quando valutano i propri prodotti. Consideriamo, ad esempio, la fantastica potenza di centinaia di watt indicata su alcune teste dall'aspetto modesto e di dubbia provenienza. Tra tutti i tipi noti di trasduttori acustici nei sistemi audio per auto, hanno trovato largo impiego le testine dinamiche a radiazione diretta e gli emettitori piezoceramici di gamma media e alta frequenza. L'altoparlante dinamico fu inventato e brevettato dagli americani Rice e Kellogg nel 1925, e i cambiamenti più evidenti nel suo design furono associati all'avvento di nuovi materiali per la produzione di coni e sistemi magnetici. Nonostante i suoi svantaggi intrinseci, è abbastanza universale e tutti gli altri tipi di emettitori (nastro, elettrostatico, ecc.) hanno una portata limitata. Usarli in macchina pone una serie di problemi, ma può essere di un certo interesse quando si creano sistemi audio unici. Per facilitare la navigazione nella scelta degli emettitori acustici, ricordiamo i loro parametri principali e le designazioni inglesi accettate utilizzate dalla maggior parte dei produttori stranieri. Impedenza, Ohm - resistenza elettrica totale della testata dell'altoparlante, molto spesso normalizzata dal modulo ad una frequenza di 1 kHz e pari a 4 Ohm, meno spesso - 8 Ohm. Esistono anche testine con un'impedenza di 10 o 6 Ohm (quest'ultima cifra è tipica dei prodotti delle aziende giapponesi). Un tempo erano piuttosto diffusi gli altoparlanti per auto con un'impedenza di 2 Ohm (questo permetteva di ottenere una potenza significativa con una bassa tensione di alimentazione), ma ora sono diventati molto rari. Gli emettitori piezoelettrici meno comuni nella banda di frequenza operativa (sopra 5 kHz) hanno un'impedenza capacitiva sufficientemente elevata: da decine a centinaia di ohm. È necessario ricordarlo quando si sceglie un amplificatore: alcuni funzionano instabilmente con un carico capacitivo. Livello di sensibilità caratteristico (SPL) - questa è la pressione sonora media che sviluppa l'altoparlante. Si misura ad una distanza di 1 m con una potenza in ingresso di 1 W (normalmente ad una frequenza fissa di 1 kHz, se non diversamente specificato nella documentazione della testa). La sensibilità effettiva delle testate delle automobili è di circa 90 dB/W 1/2 m, anche se alcuni driver LF e piezoelettrici a tromba hanno una sensibilità superiore a 100 dB/W 1/2 m. Tuttavia bisogna tenere presente che alcuni produttori utilizzare una misurazione della tensione fissa di 2,8 B, fornendo cifre più impressionanti per le testine a bassa impedenza. Poiché gli emettitori piezoelettrici hanno un'impedenza piuttosto elevata, 1 W di potenza viene sviluppato a tensioni molto elevate, spesso superiori al massimo consentito, motivo per cui la loro sensibilità viene misurata a un livello di tensione più elevato (solitamente da 5 a 12 V). La distanza alla quale viene misurata la pressione sonora può essere per alcuni emettitori anche 0,5 m, quindi consiglio: per non sbagliare nella scelta, prestare attenzione alla nota a piè di pagina, che indica le condizioni per la misurazione di questo parametro. Gamma di risposta in frequenza, Hz, kHz, indica i limiti di frequenza entro i quali le deviazioni della pressione sonora non superano determinati limiti. A volte viene segnalata una chiara disuniformità della risposta in frequenza, in altri casi può essere valutata utilizzando il grafico allegato al prodotto. Spesso non ci sono informazioni aggiuntive. Potenza nominale, W - potenza fornita a lungo termine. Si riferisce alla quantità di potenza che un altoparlante può sopportare per un lungo periodo di tempo senza danneggiare la cornice del cono, surriscaldare la bobina mobile o altri problemi. Gestione della potenza di picco, W - la massima potenza in ingresso che l'altoparlante può sopportare per un breve periodo senza rischio di danneggiamento. Coefficiente di distorsione armonica (distorsione totale), %, è indicato estremamente raramente. Poiché questo parametro dipende dalla frequenza, i valori vengono forniti per diverse frequenze fisse o sotto forma di grafico. Per le testate dei medi e dei bassi, ci sono molti altri parametri che descrivono completamente le loro caratteristiche elettriche e meccaniche quando funzionano in modalità pistone (ne parleremo più avanti). Questi parametri furono introdotti per la prima volta da A. Thiele e successivamente da R. Small. In onore degli autori, vengono chiamati parametri Thiel-Small. Il loro elenco completo è piuttosto ampio, ma il set minimo richiesto include quanto segue. Frequenza di autorisonanza (Fs), Hz, teste degli altoparlanti in spazi aperti. A questo punto la sua impedenza è massima. Volume equivalente (Vas), m3 . Si tratta di un volume chiuso d'aria eccitato dalla testa, che ha flessibilità pari alla flessibilità del sistema mobile della testa. Fattore di qualità totale (Qts - quantità adimensionale) la testa dell'altoparlante alla frequenza di risonanza tiene conto di tutte le perdite. I seguenti parametri sono componenti del fattore di qualità totale e vengono forniti nella documentazione relativamente raramente. Fattore di qualità meccanica (Qms - quantità adimensionale) le testine degli altoparlanti alla frequenza di risonanza tengono conto delle perdite meccaniche. Fattore di qualità elettrica (Qes - quantità adimensionale) le testine degli altoparlanti alla frequenza di risonanza tengono conto delle perdite elettriche. Il fattore di qualità totale della testa è considerato basso se inferiore a 0,3...0,35, superiore a 0,5...0,6 è considerato alto. Conoscendo l'intero fattore di qualità e la frequenza di risonanza della testa, possiamo trarre una conclusione sulla progettazione acustica richiesta per essa. Se il rapporto Fs/Qts è pari o inferiore a 50, la testa è progettata per funzionare in una scatola chiusa. Per lavorare in un bass reflex, è consigliabile utilizzare testine in cui questo indicatore è 90 o più. Le teste delle auto installate nelle porte o sul ripiano posteriore funzionano praticamente in una scatola chiusa. Per lavorare in queste condizioni è necessario scegliere una testina con un fattore di qualità totale elevato (non inferiore a 0,5) e una frequenza di risonanza di almeno 45 Hz. Una delle caratteristiche progettuali più importanti di una testa dinamica è il materiale del diffusore, da cui dipende in gran parte la qualità del suono. La testa ideale dovrebbe avere un diffusore completamente rigido e privo di massa montato su una sospensione completamente flessibile. Tutti i progetti esistenti sono lontani da questo. Quando la frequenza del segnale aumenta, a partire da una frequenza chiamata frequenza di taglio del pistone, il diffusore smette di oscillare come unità. La risultante interferenza delle onde sonore provenienti da diverse parti del diffusore porta alla comparsa di picchi e buchi locali nella risposta in frequenza, colorando il suono. Le deformazioni di un diffusore reale causate da una rigidità insufficiente portano alla comparsa di vibrazioni naturali nel materiale del diffusore. Devono essere efficacemente soppressi, altrimenti è inevitabile la comparsa di distorsioni di intermodulazione (sovratoni) e "sbavature" dell'attacco del segnale di impulso. La non linearità della sospensione causa anche una distorsione di intermodulazione. Pertanto, il materiale del diffusore deve combinare un basso peso specifico con elevata rigidità ed elevata attenuazione. Trovare un compromesso con requisiti così contrastanti costringe i progettisti a utilizzare nuovi materiali che coesistono con successo con quelli vecchi. Allo stesso tempo, la risoluzione di alcuni problemi porta spesso all’emergere di nuovi. Per quanto paradossale possa sembrare, i diffusori di carta finora combinano con maggior successo tutte le caratteristiche necessarie. I diffusori in carta sono stati utilizzati nelle testine fin dalla loro “nascita”. Inizialmente erano incollati; oggi sono realizzati principalmente mediante metodi di fusione e pressatura e impregnati con composti sintetici. I diffusori conici pressati sono economici e tecnologicamente avanzati, ma presentano una serie di svantaggi (principalmente bassa rigidità) e vengono utilizzati solo in progetti economici. I diffusori di qualità superiore sono realizzati mediante fusione. La pasta di carta liquida viene applicata su una matrice, solitamente costituita da una rete metallica, e, una volta indurita, forma un pezzo grezzo diffusore. Con questa tecnologia, grazie all'utilizzo di una generatrice curva e di uno spessore del diffusore variabile, decrescente dal centro verso i bordi, è possibile risolvere parzialmente il problema della rigidità. I diffusori in carta possono essere utilizzati in quasi tutti i tipi di teste. I vantaggi di tali diffusori sono l'eccellente smorzamento interno, l'assenza quasi completa di risonanze locali e una transizione graduale dalle modalità operative a pistone a quelle a zone. Una risposta in frequenza uniforme consente di non preoccuparsi del comportamento della testa al di fuori della banda di frequenza operativa, il che consente di utilizzare i filtri crossover più semplici con una bassa pendenza e una distorsione di fase minima. La valutazione soggettiva della qualità del suono è alta. Lo svantaggio principale dei diffusori in carta è la loro rigidità relativamente bassa, che può influenzare l'elaborazione dei dettagli sonori fini. La resistenza meccanica è bassa e questo limita la potenza massima assorbita. La dispersione tecnologica dei parametri delle testine prodotte in serie è relativamente ampia e, con elevati requisiti di qualità del suono, può richiedere la loro selezione preliminare. I parametri cambiano nel tempo e sotto l'influenza dell'atmosfera, nonostante l'impregnazione della pasta di carta e dei rivestimenti protettivi. Quest'ultima circostanza limita l'utilizzo delle testine con diffusore in carta negli impianti car audio senza adottare particolari accorgimenti. Sfortunatamente, ciò ostacola l'utilizzo nelle auto di testine di alta qualità destinate ai sistemi audio “domestici”. Il polipropilene è stato utilizzato per la prima volta come materiale per la produzione di diffusori durante lo sviluppo dei monitor per gli studi sonori della BBC nel 1975 ed è ora ampiamente utilizzato nelle testine per un'ampia varietà di scopi. A causa dello smorzamento interno piuttosto ampio, un diffusore in polipropilene adeguatamente progettato può fornire una risposta in frequenza uniforme e uniforme a valori elevati di pressione sonora specifica. Per aumentare la durezza vengono utilizzati additivi minerali: quarzo, mica, silicato di magnesio. I vantaggi delle testine con diffusori in polipropilene sono una risposta in frequenza molto fluida, un suono neutro, buone caratteristiche di impulso, una transizione graduale alla modalità zona e resistenza agli agenti atmosferici. I migliori esempi di diffusori in polipropilene non sono inferiori a quelli in carta in termini di trasparenza del suono, ma a causa della rigidità limitata sono inferiori in termini di “dettaglio” dell'immagine sonora. L'area di applicazione principale sono le testine a banda larga e a bassa frequenza. I compositi in tessuto in fibra di carbonio hanno una combinazione unica di basso peso specifico con rigidità molto elevata. Tuttavia, a causa dell'insufficiente smorzamento interno e della complessa struttura anisotropa del materiale, il passaggio alla modalità banda è accompagnato da numerosi picchi e buchi nella risposta in frequenza vicino al limite superiore del campo operativo. Per sopprimere con successo le sfumature indesiderate, sono necessari filtri di separazione con un'ampia pendenza; a volte è richiesto l'uso di catene di correzione selettive o correttori speciali. Ciò complica notevolmente la progettazione del sistema e crea problemi con la distorsione di fase. L'area di applicazione principale sono i subwoofer. Il Kevlar è noto soprattutto come materiale per i giubbotti antiproiettile. Le prime testine in Kevlar furono prodotte a metà degli anni '80 dalla società francese Focal e dalla tedesca Eton. La rigidità dei diffusori in Kevlar è insolitamente elevata, quindi i problemi caratteristici dei diffusori ad alta rigidità appaiono con tutta la loro forza. A frequenze di 3...4 kHz e superiori appare il caratteristico suono "Kevlar": una risposta in frequenza frastagliata, una conseguenza della brusca transizione del diffusore superrigido alla modalità zona. All'orecchio questo viene percepito come un suono duro, aggressivo, chiaramente dissonante con il suono della stessa testina nella parte bassa della gamma delle medie frequenze. I progettisti di tali sistemi sono costretti a installare filtri crossover del quarto ordine piuttosto complessi (24 dB/ott.), integrati da un circuito di correzione sintonizzato sulla frequenza di risonanza "Kevlar" - solitamente nell'intervallo 5...7 kHz . L'effetto sonoro "Kevlar" è una conseguenza della combinazione di elevata rigidità e basse perdite interne. Per migliorare lo smorzamento, Eton ha sviluppato un materiale a tre strati costituito da due strati di composito Kevlar e uno strato rigido a nido d'ape incollato tra di loro. Un materiale simile è utilizzato da Focal chiamato Aerogel. Altri produttori utilizzano un rivestimento in gomma smorzante sul lato inferiore del diffusore o un ampio collare di sospensione per sopprimere le risonanze indesiderate. L'area di applicazione principale sono le testine e i subwoofer a bassa frequenza. I tentativi di utilizzare diffusori metallici non possono essere considerati riusciti, poiché la loro massa significativa riduce la sensibilità delle testine a 84...87 dB. La mancanza di smorzamento interno porta alla comparsa di picchi pronunciati alle frequenze di 5...10 kHz. Il suono penetrante e rauco delle “campane” di corno installate nei parchi o nelle piazze è l’incubo di ogni amante della musica. I diffusori metallici sono utilizzati solo in alcuni modelli di subwoofer e teste HF a cupola. Fin dagli inizi degli anni '70 sono note strutture tridimensionali rigide con una superficie radiante piana e un riempitivo interno sotto forma di nido d'ape o di polimero espanso. Spesso avevano forma rettangolare o poliedrica con angoli arrotondati. In una delle varianti di altoparlanti S-90 sono stati utilizzati driver dinamici a bassa frequenza con driver piatti. L'elevata massa del diffusore in questo caso riduce notevolmente la sensibilità della testa e le vibrazioni di flessione dei diffusori convenzionali nella gamma di radiazione zonale lasciano il posto alle vibrazioni volumetriche e all'oscillazione trasversale di un diffusore pesante. Smorzare quest'ultimo è molto difficile. I “tweeter” con cupole morbide in seta o materiali sintetici hanno ormai praticamente sostituito gli emettitori HF diffusori. La caratteristica costruttiva delle teste a cupola è che l'intera superficie radiante si trova all'interno della bobina mobile e non all'esterno, come nelle teste dei diffusori. Il vantaggio delle cupole morbide è che un eccellente smorzamento interno crea i prerequisiti per ottenere una risposta in frequenza uniforme con un'attenuazione uniforme al limite superiore del campo operativo e una buona risposta ai transitori. Il loro svantaggio è la loro limitata capacità di sovraccarico, che impone requisiti maggiori alla frequenza e/o alla pendenza del filtro crossover. L'alto profilo della cupola (per ragioni di rigidità) peggiora il diagramma di radiazione rispetto alle cupole metalliche più piatte e spesso richiede ai progettisti di utilizzare lenti acustiche divergenti, e questa è una potenziale fonte di distorsione di diffrazione nella risposta in frequenza. Con l'avvento dei tweeter a cupola, si è tentato di implementare il concetto di cupola rigida. Dopo gli esperimenti con i polimeri, i progettisti hanno optato per il metallo. Le cupole ultrasottili in titanio e alluminio iniziarono ad essere introdotte a metà degli anni '80; Per la loro fabbricazione sono stati utilizzati metodi di elettrolisi di precisione e deposizione sotto vuoto. Come si conviene alle testine con diffusori rigidi, i “tweeter” con cupole metalliche hanno un caratteristico picco di risposta in frequenza a frequenze di 25...30 kHz fino a 3...12 dB. In determinate condizioni, possono verificarsi condizioni affinché questi componenti intermodulino con altri nella gamma audio. All'orecchio questo può essere percepito come un timbro sonoro “metallico”. Va notato che il suono dei migliori esempi di cupole metalliche è trasparente, pulito, si avvicina al suono degli emettitori elettrostatici. Il vantaggio di una cupola rigida è che funziona senza deformazioni nell'intera gamma di frequenze operative, fornendo dettagli elevati e trasparenza del suono. La caratteristica di direttività dovuta al profilo basso di tale cupola è molto migliore di quella delle cupole morbide, tuttavia, il picco caratteristico della risposta in frequenza ultrasonica può portare a una sgradevole colorazione del suono. La gamma degli emettitori HF esistenti con diffusori in ceramica è purtroppo insufficiente. Infinity è stata la prima azienda a produrre tweeter ceramici compatti per auto. Si tratta infatti di metallo-ceramica: su una sottile base metallica viene applicato uno strato ancora più sottile (5...10 micron) di ossido ceramico puro, dotato di eccezionale durezza. A causa del piccolo spessore del rivestimento, la rigidità della cupola aumenta leggermente, ma l'assenza di sfumature “metalliche” contribuisce alla riproduzione del suono più accurata delle frequenze superiori. Le teste delle auto hanno diverse dimensioni standard in base al sistema in pollici: 7,5 cm (3"), 8,7 cm (3,5"), 10 cm (4"), 13 cm (5"), 16 cm (6"), 20 cm ( 8"), 25 cm (10"), 30 cm (12"). Oltre alle teste rotonde, sono ampiamente utilizzate quelle ellittiche 4x6, 5x7 e soprattutto 6x9 pollici (sono anche chiamate "bardane"). Questo design non presenta vantaggi particolari oltre a quelli del layout. La maggior parte dei produttori include la dimensione della testa in pollici o centimetri nella designazione del modello, il che facilita in qualche modo la loro selezione "assente". Il set di consegna comprende reti protettive per la testa e elementi di fissaggio. Le teste destinate a sostituire quelle di fabbrica nelle parti standard dell'auto vengono fornite senza schermi (“custom fit”). Gli altoparlanti utilizzati nelle automobili possono essere suddivisi in diversi gruppi in base alle loro funzioni e caratteristiche di progettazione. Gli altoparlanti a banda larga sono costruiti sulla base di testine elettrodinamiche con un singolo diffusore o con un diffusore a cono aggiuntivo incollato su una comune bobina mobile. Inoltre, gli altoparlanti a banda larga utilizzano testine con driver coassiali o driver aggiuntivi ad alta frequenza montati su un comune supporto per diffusore. Nei sistemi audio per auto più costosi, vengono utilizzati altoparlanti componenti (separati): bassa frequenza, media frequenza e talvolta combinati in due bande: "tweeter" di gamma medio-bassa e alta frequenza. Nei sistemi a banda larga vengono utilizzati anche altoparlanti a frequenza sub-bassa (subwoofer). La progettazione acustica delle testate prevede la loro integrazione in elementi della carrozzeria o la loro implementazione in alloggiamenti separati. Parliamo ora più specificamente delle caratteristiche degli altoparlanti nelle diverse bande di frequenza audio. A causa del passaggio del diffusore dalla modalità di funzionamento a pistone alla modalità a zone, il diagramma di radiazione delle testine a banda larga convenzionali si restringe con l'aumentare della frequenza e la potenza diminuisce. Per compensare questo fenomeno, nel design è stato introdotto un diffusore conico aggiuntivo con un angolo di apertura più piccolo. L'effetto della sua introduzione è più evidente nelle testine dotate di diffusore di grandi dimensioni. Il materiale del diffusore aggiuntivo è carta o foglio di alluminio. Il diffusore principale delle testine a banda larga è solitamente realizzato in carta o polipropilene. La maggior parte delle testine a banda larga per autoveicoli sono rappresentate da modelli con diffusori rotondi con un diametro di 7,5...10 cm; esistono anche testine con diffusori ellittici. La banda di frequenza riprodotta delle semplici testine a banda larga è in realtà limitata dall'alto a 8...12 kHz, testine con diffusore aggiuntivo - 12...16 kHz. Il limite inferiore delle frequenze riprodotte, a seconda della dimensione della testina, varia da 100...120 Hz per quelle di piccole dimensioni a 40...60 per quelle a frequenza più bassa. Per ridurre varie distorsioni, nelle testine a banda larga automobilistiche vengono introdotti emettitori MF-HF aggiuntivi (fino a quattro). Sia i produttori che i venditori chiamano erroneamente tali testine multibanda. Infatti, la banda di frequenza dell'emettitore principale non è in alcun modo limitata e gli emettitori aggiuntivi sono collegati tramite semplici filtri del primo ordine (spesso si tratta di condensatori a ossido). Per evitare di sovraccaricare ulteriori emettitori con un segnale potente, la frequenza di taglio di un tale “filtro” è relativamente alta (6...10 kHz). La maggior parte delle teste di questo tipo sono rappresentate da modelli con diffusore rotondo (diametro 10...16 cm) o ellittico (circa 15x23 cm). La banda di frequenza riprodotta dagli altoparlanti di questo gruppo è stata ampliata a 18...25 kHz. Il limite inferiore della banda di frequenza riprodotta è uguale a quello di teste simili con un solo diffusore. Testine dinamiche di piccole dimensioni e driver piezoelettrici del diffusore vengono utilizzati come driver midrange aggiuntivi. Gli emettitori HF sono solitamente realizzati sulla base di teste dinamiche a cupola di piccole dimensioni o piastre piezoceramiche (nei modelli economici). Poiché l'emettitore aggiuntivo è installato all'interno del diffusore della testa principale in prossimità del suo asse o coassialmente ad esso, le teste di questo tipo vengono dette “coassiali”. Strutturalmente, questi emettitori sono montati su un “ponte” montato su un supporto diffusore, o su un supporto fissato al nucleo del sistema magnetico. Tutte le testine a banda larga per autoveicoli richiedono un volume abbastanza ampio dietro il diffusore per il normale funzionamento. Se questa condizione viene violata, l'irregolarità della risposta in frequenza nella regione delle basse frequenze aumenta notevolmente. Gli altoparlanti di questo gruppo sono applicabili come principali solo nei sistemi audio per auto entry-level. Nei sistemi di alta qualità, le testine a banda larga vengono utilizzate come testine posteriori con la banda di frequenza fornita limitata a 400...2500 Hz. È anche possibile utilizzare semplici testine a banda larga come emettitori di media frequenza in sistemi a tre vie. Nei sistemi audio di fascia alta, vengono utilizzate più testine per riprodurre separatamente le frequenze basse, medie e alte. Ciò consente di posizionarli nei luoghi più adatti all'interno dell'auto per una migliore trasmissione dell'immagine sonora. Un crossover separato fornisce una selezione ottimale della frequenza di crossover nei sistemi multibanda. Si noti che i kit testa sono venduti anche come set già pronti contenenti componenti per la separazione dei filtri. Tali kit sono destinati a sistemi audio di medio livello. Tuttavia, la qualità degli elementi crossover può variare notevolmente. I condensatori all'ossido e le bobine con nucleo magnetico sono ormai comuni anche nei kit costosi, ma le apparecchiature di livello più alto utilizzano solo filtri crossover di alta qualità o utilizzano un'amplificazione a due o tre vie. Le testine per le frequenze basse e medio-basse hanno generalmente un diametro di 13...20 cm e, come quelle a banda larga, sono progettate per funzionare in un alloggiamento dal volume relativamente grande. È difficile tracciare un confine netto tra loro: tutto dipende dal fatto che le testine debbano funzionare in un altoparlante a due o tre vie. Alcuni di loro funzionano bene in custodie chiuse e bass reflex. Il materiale del diffusore può essere molto diverso - dalla carta al Kevlar, quindi il limite superiore della banda di frequenza riprodotta è molto individuale per ciascun modello - da 2...3 a 5...8 kHz. Il limite inferiore dei migliori modelli scende infatti a 30...40 Hz, il che rende possibile, con un certo ingegno, creare un sistema audio per auto con riproduzione del suono ad alta fedeltà senza subwoofer separato. Le testine del subwoofer a bassa frequenza hanno un diametro superiore a 16 cm e richiedono un design acustico speciale per il normale funzionamento (ad esempio, un alloggiamento chiuso, bass reflex). Se lo produci tu stesso, devi fidarti delle raccomandazioni del produttore o selezionare il progettalo ed esegui tu stesso i calcoli [1]. Per fare ciò è possibile utilizzare anche programmi di calcolo forniti da grandi aziende produttrici in Internet [2-4]. I parametri Thiel-Small necessari a questo scopo sono spesso disponibili nella documentazione allegata alle teste. Di norma, nell'installazione di un'auto, un subwoofer riproduce una banda di frequenza inferiore a 80...90 Hz, sebbene siano note altre opzioni di distribuzione della frequenza. I progetti dei subwoofer non vengono discussi qui. Le testine con cupola in tessuto morbido o metallo duro vengono utilizzate come emettitori HF negli impianti audio per auto. Secondo la valutazione soggettiva, il suono di questi emettitori differisce in modo significativo ed entrambi i tipi di teste hanno i loro seguaci. Come si suol dire, “dipende dal gusto e dal colore...”. Il diametro degli emettitori a cupola dei tweeter varia notevolmente, da 15 a 50 mm. La maggior parte dei produttori offre la possibilità di orientare le teste utilizzando parti di installazione speciali incluse nel kit. Esistono alcune peculiarità nella progettazione degli emettitori ad alta frequenza installati nei sistemi audio per auto. Le loro dimensioni ridotte consentono di posizionarli praticamente ovunque, rendendoli convenienti per l'installazione del palcoscenico. Per aumentare l'efficienza di questo metodo, la frequenza di taglio del filtro HF viene talvolta abbassata a 1,5...2 kHz, mentre la potenza fornita agli emettitori aumenta al 30...40% della potenza totale del sistema. In questi casi, riempire lo spazio magnetico con un “liquido” ferromagnetico protegge la bobina dal surriscaldamento. Il sovraccarico della testa viene eliminato utilizzando un filtro di blocco più complesso e un limitatore di corrente basato su barretter. In condizioni amatoriali, a questo scopo viene utilizzata una lampada a incandescenza con una tensione di 6...12 V, collegandola in serie alla testa. I driver a tromba per le frequenze medie e alte nei sistemi audio per auto sono esotici, ma l'interesse per loro sta gradualmente aumentando. La sensibilità delle teste delle trombe può raggiungere 97...105 dB/W1/2m, il che rende possibile ridurre la potenza dell'amplificatore. Una tromba è un tipo speciale di design acustico e può essere facilmente realizzata in modo indipendente [5]. A cavallo degli anni '90 nelle automobili erano ampiamente utilizzati altoparlanti multivia a cabinet già pronti di altissima qualità, ma ormai sono praticamente scomparsi dalla scena, lasciando il posto agli altoparlanti coassiali e componentistici. I cosiddetti "altoparlanti per auto" attualmente in vendita - scatole di plastica a pareti sottili con teste minuscole - non sono altro che un giocattolo. Modelli di massa di teste dinamiche per automobili offerte da Kenwood, Pioneer, Sony, Clarion, Panasonic, Philips, Prology, Pyramid sono ora ampiamente disponibili per la vendita. I modelli di fascia alta sono prodotti da Focal, Infinity, Kicker, Precision Power, Rockford Fosgate, MTX, Phoenix Gold, Jensen e altri. L'alto costo di questi prodotti li costringe a prestare attenzione ai capi domestici. Le testine dinamiche fatte in casa per gli altoparlanti delle auto sono apparse relativamente di recente e, se è impossibile acquistarle, i radioamatori dovranno fare affidamento su testine per uso generale. Alla fine di questo articolo c'è un elenco di testine dinamiche di produzione nazionale che sono abbastanza adatte per l'uso negli altoparlanti delle automobili. Poiché i radioamatori possono avere a disposizione tipi di testine dinamiche obsoleti, sono inclusi anche nella tabella qui riportata.
Le informazioni sui parametri sono state prese dall'autore da molte fonti, in particolare [1, 5]. Tuttavia, non sempre erano esaustivi; questo da solo spiega i “punti vuoti” nella tabella. Sfortunatamente, i parametri Thiel-Small non sono forniti per le teste dinamiche domestiche, quindi alcuni parametri sono stati ottenuti sperimentalmente. Significati alternativi (in caso di discrepanze tra fonti diverse) sono indicati tra parentesi. L'autore ringrazia tutti coloro che hanno contribuito alla compilazione della tabella. Letteratura
Autore: A. Shikhatov, Mosca
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