Мы расскажем как сделать акустику своими руками

Настройка фазоинверторов

 

Радиолюбители, занимающиеся самостоятельным изготовлением громкоговорителей-фазоинверторов (далее для краткости - просто фазоинвертор), часто сталкиваются с тем, что повторенные ими конструкции не обеспечивают приведенных в описаниях технических характеристик. Происходит это из-за значительного технологического разброса параметров низкочастотных головок, поэтому каждый изготовленный громкоговоритель необходимо настроить.

При настройке фазоинверторов радиолюбители пользуются обычно той же методикой, что и при их расчете[1, 2]. В результате оказываются неучтенными имеющие место в реальной конструкции акустические потери, различие между эквивалентным и физическим объемами ящика и ряд других влияющих на точность настройки факторов. Предлагаемая методика настройки учитывает эти факторы, поэтому ее точность значительно выше.

Настройка любого фазоинвертора сводится, как известно, к нахождению определенной комбинации значений частоты его настройки Fф и выходного сопротивления усилителя Rвых при которой обеспечивается гладкая АЧХ излучения на низших звуковых частотах. Найти эти значения можно, воспользовавшись зависимостью, существующей между параметрами фазоинвертора и закрытого ящика.

Если в фазоинверторе с гладкой АЧХ закрыть отверстие туннеля, то полная добротность системы головка — закрытый ящик окажется равной 0,6, а резонансная частота головки в таком ящике fр будет связана с частотой настройки фазоинвертора зависимостью Fф=0,61... 0,65 Fр.

Коэффициент пропорциональности указанных величин зависит от отношения эквивалентного объема головки к полезному объему ящика, и если принять его равным 0,63, то ошибка в определении частоты Fф не превысит 5 % при любых отношениях указанных объемов, встречающихся в реальных конструкциях.

Настройку фазоинвертора следует начать с определения оптимального количества размещаемого в нем звукопоглощающего материала. Для этого, закрыв отверстие туннеля (например, фанерным кружком, смазанным по краям пластилином), подбирают такое количество материала, при котором частота Fр минимальна. Затем, закрепив поглощающий материал на стенках ящика, измеряют резонансную частоту системы головка — закрытый ящик и, пользуясь соотношением Fф=0,63 Fр, определяют частоту настройки фазоинвертора, а затем длину его туннеля:

Расчет длины фазоинвертора
рис. 1. Расчет длины фазоинвертора, где V — свободный объем ящика фазоинвертора в литрах, a S — площадь отверстия туннеля фазоинвертора в кв.см.

Обычно эквивалентный объем акустического оформления при размещении в нем оптимального количества звукопоглощающего материала оказывается больше геометрического, поэтому длину туннеля при настройке фазоинвертора приходится уменьшать. Для определения уточненной величины L в приведенную выше формулу подставляют значение частоты настройки фазоинвертора, получившееся при длине туннеля 1 и находят эквивалентный объем оформления Vэ. Затем, заменив в той же формуле V на Vэ вычисляют уточненное значение длины туннеля.

Выходное сопротивление усилителя Rвых можно найти, исходя из условия, при котором добротность системы усилитель–закрытый ящик принимает значение, равное 0,6, однако предпочтительнее определять Величину Rвых из условия, при котором добротность системы усилитель — ящик фазоинвертор принимает оптимальное значение, равное 1 (в этом случае упрощается методика настройки усилителя и оказываются учтенными потери, возникающие в туннеле инвертора)

Добротность системы головка–ящик-фазоинвертор
Рис. 2. Добротность системы головка–ящик-фазоинвертор

Добротность системы головка–ящик-фазоинвертор определяют способом, принятым для систем головка - закрытый ящик [1,2], но все необходимые измерения проводят вблизи частоты высокочастотного резонанса АЧХ входного сопротивления громкоговорителя fр (см. рисунок 2). Для повышения точности последующих расчетов, параметры АЧХ входного сопротивления громкоговорителя следует измерять со стороны разъема для подключения его к усилителю. В этом случае оказывается учтенным влияние активного сопротивления соединительного провода и катушки разделительного фильтра на параметры громкоговорителя.

Вычислив акустическую добротность[3]

Формула расчета акустической добротности
Рис. 3. Формула расчета акустической добротности, где Uр - напряжение на частоте fр, Uэм - напряжение на частоте электромеханического резонанса fэм, f1 и f2 - частоты среза по уровню напряжения U1,2=корень(UрUэм), находят электрическую и полную добротности системы:
Формула расчета электрической и полной добротности системы
Рис. 4. Формула расчета электрической и полной добротности системы

если найденное значение Qп отличается от единицы не более чем на 10 %, то АЧХ фазоинвертора будет достаточно гладкой при совместной работе практически с любым транзисторным усилителем с низким выходным сопротивлением. Если же Qп>1,1 (именно этот случай в радиолюбительской практике встречается чаще всего), то для работы с фазоинвертором следует использовать усилитель с отрицательным выходным сопротивлением. Чтобы получить гладкую АЧХ излучения громкоговорителя,

необходимо настроить цепь обратной связи, формирующую отрицательное выходное сопротивление усилителя [4]. Для этого предварительно определяют коэффициент демпфирования Кд=Qп/Qп.опт, который показывает, во сколько раз нужно уменьшить полную добротность системы головка — ящик-фазоинвертор, чтобы получить оптимальное демпфирование. Поскольку условие оптимального демпфирования фазоинвертора предполагает Qп.опт=1, то Кд=Qп.

Далее, подключив громкоговоритель к усилителю и подав на последний звуковой сигнал частотой fэм балансируют мост цепи обратной связи и измеряют напряжение на выходе усилителя. Затем, перестроив генератор на частоту fр и изменяя коэффициент передачи цепи обратной связи, добиваются уменьшения напряжения на выходе усилителя в Кд раз. В результате такой настройки устанавливается именно то значение выходного сопротивления усилителя, при котором получается гладкая АЧХ излучения громкоговорителя на низших частотах.

При расчете усилителя мощности требуемое выходное сопротивление желательно определить заранее. Его рассчитывают по формуле

Формула расчета выходного сопротивление на усилителе мощности
Рис. 5. Формула расчета выходного сопротивление на усилителе мощности

Приведенная выше методика без каких-либо изменений применима и для настройки громкоговорителей, в которых установлены сдвоенные или несколько однотипных головок.

Литература

  1. Виноградова Э. «Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками», М., Энергия, 1978
  2. Эфруссм М., «Еще о расчете и изготовлении громкоговорителя», Радио, 1984, №10, с. 32—33.
  3. Попов П., Шоров В., «Повышение качества звучания громкоговорителей», Радио, 1983. №6, с. 50–53.
  4. «ЭМОС или отрицательное выходное сопротивление?», Радио, 1981, №1, с. 40–44.

(РАДИО 8-86, с.51-52)

 

Комментарии 

# frenky 01.12.2009 19:59
читал умную книгу и там сказано: "...для лучшего воспроизведения басов отношение между резонансной частотой динамика и частотой ящика должно быть в пределах 1,5 - 2, а для двух динамиков работающих синфазно 1,2 - 1,5 ..."
Так ли это? Если нет, то на какую частоту фазика нужно ориентироваться ? Ответить
# Aleksandr 21.05.2011 20:55
Очень толковая и качественная статья.Мне очень нравятся сабвуферы. Ответить

Добавить комментарий

Что бы вы хотели почитать?

Итоги
Последние комментарии
  • Iiipek
    Отношение строн для прямоугольного фазоинвертора Подробнее...
    By Iiipek
  • Iiipek
    Что значит соотношение сторон Ф? Во второй формуле... Подробнее...
    By Iiipek
  • gray
    Очевидно же, что самый простой и наименее затратны... Подробнее...
    By gray
  • Павел В
    Нужно: синтезатор юность 21 схема как увеличить гр... Подробнее...
    By Павел В
  • Юрій
    Доброго вечора будьласка дайте схему які резистоти... Подробнее...
    By Юрій
Наверх