Это интересно

Закрытый ящик полностью исключает излучение задней стороны диффузора. Однако упругость находящегося в нем воздуха, особенно если объем его не слишком велик (меньше 1 м3 = 1000 литров), складываясь с упругостью подвижной системы громкоговорителя, повышает его основную резонансную частоту, и таким образом ухудшает отдачу на низших частотах.
    Расчеты показывают, что основным условием использования закрытого ящика небольших габаритов для воспроизведения самых низших частот является наличие громкоговорителя с очень низкой частотой основного резонанса и небольшим диаметром диффузора. Невыполнение этих условий ухудшает к. п. д. громкоговорителя и его отдачу. Чтобы скомпенсировать уменьшение отдачи таких громкоговорителей, повышают их мощность, увеличивая размеры звуковых катушек.
    Закрытый ящик, кроме смещения частоты основного резонанса, вызывает дополнительные резонансные явления на высших звуковых частотах, которые уменьшают равномерность частотной характеристики громкоговорителя. Для устранения резонансов внутренние поверхности ящика покрывают или даже заполняют часть объема звукопоглощающим материалом.
    Некоторое влияние на частотную характеристику громкоговорителя оказывает внешняя конфигурация ящика вследствие аффекта дифракции (огибание волной препятствия). Чем более обтекаемую форму имеет поверхность, прилегающая к громкоговорителю, тем слабее эффект дифракции и тем ровнее частотная характеристика. Наилучшей формой поверхности (в смысле отсутствия дифракции) будет сфера или цилиндр.
    Фазоинвертор является разновидностью закрытого ящика и отличается от него наличием отверстия на одной из его сторон, чаще на одной стороне с громкоговорителем. Закрытый ящик с отверстием представляет собой резонансную систему (резонатор Гельмгольца), образованную упругостью (гибкостью) воздуха в ящике и массой воздуха в отверстии. В области резонанса этой системы масса воздуха в отверстии, зависящая от его площади и толщины краев, ведет себя подобно диффузору, являясь дополнительным излучателем, причем фаза колебаний воздуха в отверстии оказывается повернутой на 180° относительно колебаний задней стороны диффузора, т. е. колебания воздуха синфазны с колебаниями передней стороны диффузора. Это обстоятельство и послужило основанием для названия такого акустического устройства - фазоинвертором.
    Правильно сделанный фазоинвертор не только обеспечивает воспроизведение низших звуковых частот, но и способствует уменьшению нелинейных искажений вблизи частоты основного резонанса громкоговорителя. В области основного резонанса громкоговорителя вследствие возрастания амплитуды движения звуковой катушки и диффузора начинает сказываться нелинейность их подвеса (центрирующая шайба, краевой гофр) и в воспроизводимом сигнале появляются гармонические составляющие, увеличивая нелинейные искажения. Вследствие значительного акустического сопротивления фазоинвертора при его резонансе, амплитуда движений диффузора уменьшается, а звуковое давление создается главным образом отверстием фазоинвертора. Поскольку при атом не происходит нелинейных эффектов (нарушение пропорциональности между перемещением диффузора и возбуждающей силой), звук получается менее искаженным. Выше резонансной частоты фазоинвертор ведет себя как закрытый ящик. Известно, что увеличение гибкости воздушного объема и массы воздуха в отверстии снижают резонансную частоту фазоинвертора. Увеличение гибкости может быть достигнуто увеличением объема ящика; увеличение массы - увеличением объема отверстия: его площади и толщины краев. Звуковое давление, создаваемое отверстием фазоинвертора, пропорционально колебательной скорости массы воздуха в отверстии, которая зависит от колебательной скорости диффузора и размеров отверстия.
    Для удобства расчета объема ящика фазоинвертора, в зависимости от желаемой частоты его резонанса и длины прохода, на рис.69 приведена номограмма. При расчете надо иметь в виду, что длина прохода не должна превышать 0,1 длины волны соответствующей резонансной частоты, то есть L<3400/fф, см, а площадь отверстия должна быть от 0,8 до 0,2 площади диффузора, что соответствует диаметру отверстия приблизительно от 0,9 до 0,45 полного диаметра диффузора. Если длина прохода равна только толщине краев отверстия панели, то во избежание падения эффективности фазоинвертора, его площадь должна соответствовать приблизительно 0,8 площади диффузора. А так как площадь отверстия фазоинвертора при одной и той же резонансной частоте связана с объемом, то необходимо использовать фазоинвертор определенного объема в зависимости от размеров громкоговорителя, в том случае, если толщина краев отверстия равна толщине стенок ящика. Иллюстрацией зависимости отдачи фазоинвертора от площади его отверстия могут служить частотные характеристики громкоговорителя с основным резонансом на частоте 30 Гц при неизменном объеме ящика фазоинвертора, но различных площадях отверстия (рис.70). Из рисунка видно, что увеличение площади отверстия (площадь увеличивается с номером характеристики)...
    Далее...

ЧАСТЬ 17

РАСЧЕТ РЕГУЛЯТОРА ТЕМБРА

Часто встречается необходимость добавления к оконечному усилителю предварительного усилителя и регулятора тембра. Регуляторы тембра служат для плавной регулировки частотной характеристики усилителей. Наибольшее распространение получили RC регуляторы мостового типа. Принципиальная схема такого регулятора приведена на рис.79. Расчет регуляторов тембра по методике Л. Ривкина (Р-1/69) можно проводить по номограммам на рис.80 и рис.81, а также с помощью таблицы дополнительных параметров. Ниже приводится пример расчета.

Пусть требуется рассчитать регулятор тембра, имеющий следующие характеристики:

Подъем частотной характеристики на низких частотах m_н = +17 дБ;

Подъем частотной характеристики на высоких частотах m_в = +17дБ;

Нижняя частота регулировки тембра НЧ f_н = 30 Гц;

Верхняя частота регулировки тембра ВЧ f_в = 18 кГц;

R_н = R_в = 47 кОм.

1. Из таблицы для полного диапазона регулировки тембра m_н  полн = 34 дБ находим значение В>70. Принимаем В = 100, тогда R₂ = R_н/B = 470 0м.

2. Из номограммы № 1 для m_н = 17 дБ и В =100 находим m_в =17,8 дБ.

3. Из таблицы для m_в =17,8 дБ находим А = R₁/R₂ = 10; A₀ = A/(A+1) = B₀ = 0,91; К₀ = 0,09.

Из номограммы № 2 для сопротивления эквивалентной схемы при А=10 на НЧ г_н = R₂ = 470 Ом; m_н = 17 дБ;   f_н = 30 Гц находим С_н = 10 мкФ, С_н/А = 0,1 мкФ.

4.  Приняв Г = R_в/R₃ = 10, найдем  R₃ = 4,7 кОм.  Из номограммы №  3 для эквивалентного сопротивления схемы на ВЧ r_в = R₃ = 4,7 кОм; m_в = 17 дБ и f_в = 18 кГц находим С_в = 0,02 мкФ; C_в/A = 2000 пФ.

Рассчитанный регулятор тембра имеет коэффициент передачи в некорректированной части диапазона (на средних частотах) K₀=0,09.   Частотный баланс схемы наступает при A₀ = B₀ = 0,91, поэтому для плавной регулировки тембра необходимы переменные резисторы с обратной логарифмической зависимостью (кривая В). Для обеспечения расчетной глубины регулировки тембра необходимо, чтобы нагрузочное сопротивление регулятора тембра было намного больше его выходного сопротивления, а внутреннее сопротивление источника сигнала намного меньше входного сопротивления регулятора.

ВЫХОДНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ НЧ: МЕТОДИКА РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ

Приведенная методика была представлена в Радио № 3 за 1967 г. Чтобы выходной каскад усилителя НЧ отдавал в нагрузку наибольшую мощность при ограниченном уровне нелинейных искажений, сопротивление нагрузки должно иметь определенную величину, зависящую от внутреннего сопротивления ламп или транзисторов и режима их работы. Для ламповых каскадов сопротивление нагрузки должно быть порядка тысяч Ом, для транзисторных - десятков или сотен Ом. Сопротивление же звуковой катушки динамического громкоговорителя обычно не превышает 10 Ом. Поэтому нагрузку подключают к усилителю через выходной трансформатор (понижающий).

Если к вторичной обмотке выходного трансформатора, имеющего коэффициент трансформации (отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки) п, подключен громкоговоритель с сопротивлением звуковой катушки R_н , то первичная обмотка будет представлять собой для переменного тока сопротивление R_а = R_н/(n² к.п.д.). Это сопротивление называется сопротивлением нагрузки, приведенным к цепи первичной обмотки, или просто приведенным сопротивлением нагрузки. Оптимальная величина сопротивления нагрузки для ламп, работающих в определенном режиме, приводится в справочниках по лампам. Если же величина сопротивления нагрузки неизвестна, например при работе лампы в режиме, отличающемся от рекомендованного, то ее можно определить ориентировочно в зависимости от внутреннего сопротивления лампы при этом режиме.

Сердечники выходных трансформаторов имеют ту же конструкцию и обозначаются так же, как, сердечники силовых трансформаторов.

Принятые обозначения

R_н - сопротивление нагрузки (звуковой катушки громкоговорителя), Ом.

R_a - приведенное сопротивление нагрузки в цепи анода, кОм.

R_aa - приведенное сопротивление нагрузки между анодами двухтактного каскада, кОм.

R_j - внутреннее сопротивление лампы в данном режиме, кОм.

Р_н - мощность, отдаваемая в нагрузку, Вт.

I₀ - ток покоя лампы, мА.

Q_c - площадь сечения керна сердечника, см²

Q_o - площадь сечения окна сердечника, см²

I_с - длина магнитной линии сердечника, см.

w₁ - число витков первичной обмотки.

w₂- число витков вторичной обмотки.

п - коэффициент трансформации.

к.п.д - коэффициент полезного действия трансформатора.

L₁ -индуктивность первичной обмотки, Гн

f_н - нижняя граничная частота, Гц.

М_н - коэффициент частотных искажений на этой частоте.

Расчет выходного трансформатора

При   расчете  должны   быть  заданы   мощность,   отдаваемая   выходным   каскадом нагрузке Р_н, сопротивление нагрузки (громкоговорителя) R_н, оптимальное приведенное сопротивление для каскада R_a или R_aa или внутреннее сопротивление лампы R_j в данном режиме, нижняя граничная частота f_н, коэффициент частотных искажений на этой частоте М_н и величина тока покоя ламп I₀

Трансформатор для однотактного лампового каскада

Однотактные выходные каскады УНЧ работают исключительно в режиме А, при этом через первичную обмотку трансформатора протекает ток покоя лампы, вызывающий постоянное подмагничивание сердечника, в результате магнитная проницаемость материала сердечника и индуктивность обмотки уменьшаются.

Оптимальное сопротивление нагрузки лампы можно определить по формуле: R_a = aR_j, кОм, для триодов а=2...2, для лучевых тетродов и пентодов а = 0,07...0,15.

Коэффициент трансформации: n = w₂/w₁ = 0,032 (R_н/( R_a к.п.д.))^0,5

К.п.д. трансформатора малой мощности может быть принят в пределах 0,55...0,8. Чем меньше мощность трансформатора, тем его к.п.д. ниже.

Минимально возможное значение индуктивности первичной обмотки трансформатора, при котором коэффициент частотных искажений М_н на нижней граничной частоте f_н не превышает заданного, определяется по формуле: L₁ = 159 R_a/ (f_н (М_н² -1)^0,5), Гн, если коэффициент усиления на частоте f_н падает до 0,707 от коэффициента усиления на средних частотах, то L₁ = 159 R_a/ f_н , Гн.

Сердечник трансформатора выбирается в зависимости от мощности. Размеры его определяют исходя из условия: Q_сQ_о = А Р_н , см⁴. А = 10 - для триода; А =20 - для пентода и лучевого тетрода. Если в выходном каскаде применена отрицательная обратная связь, значение А уменьшается. При глубокой отрицательной обратной связи значение А берется в два раза меньше указанного.

С целью уменьшения габаритов трансформатора и экономии материалов рекомендуется принимать Q_с = Q_о, тогда _Qс = (А Р_н)^0,5 см²

Число витков первичной обмотки трансформатора из условия получения необходимой индуктивности обмотки: w₁ = D (L₁I_с/Q_c)^0,5, значения коэффициента D даны в таблице.

Амплитуда переменного напряжения на первичной обмотке: U_m1 = (2 Р_н R_a)^0,5 , В. Максимальная индукция в сердечнике: В_m = 2,25 10⁷ U_m1/(f_н Q_c w₁), Гн. Если В_m больше 7000 Гн, число витков первичной обмотки определяется по формуле: w₁ = 3,2 10^З U_m1/(f_н Q_c).

Диаметр провода первичной обмотки: d₁ = 0,025 (I₀)^0,5 , мм.

Число витков вторичной обмотки: w₂ = nw₁

Диаметр провода вторичной обмотки: d₂ = 0,8 d₁/(n)^0,5 , мм.

Чтобы уменьшить влияние постоянного подмагничивания, сердечник трансформатора собирают с зазором, толщина прокладки зазора: d₃ = 0,62 10^-6 w₁ I₀, mm - для стали; d₃ = 1,16 10^-6 w₁ I₀, mm - для пермаллоя.

Трансформатор для двухтактного лампового каскада

Двухтактные выходные каскады работают или в режиме А, или в режиме АВ. Режим В ввиду больших нелинейных искажений применяется только в мощных усилителях (50 Вт и выше).

При режиме А оптимальное приведенное сопротивление нагрузки между анодами ламп равно R_aa = 2 R_a (R_a определяется как для однотактного каскада). При режиме АВ величину Raa находят в справочниках или определяют по характеристикам ламп.

Мощность в нагрузке равна удвоенной мощности, отдаваемой одной лампой.

Число витков первичной обмотки равно:

w₁ = 450 D (L₁ I_с/Q_c)^0,5 - для сердечника из трансформаторной стали;

w₁ = 200 D (L₁ I_с/Q_c)^0,5 - для сердечника из пермаллоя.

Отвод делается от середины обмотки. Остальной расчет выполняется по формулам, приведенным для однотактного каскада, R_a заменяется на R_aa. Пластины сердечника двухтактного трансформатора собирают вперекрышку без зазора.

Трансформатор для ультралинейного (сверхлинейного) каскада

Расчет трансформатора выполняется по формулам, приведенным для соответствующего однотактного или двухтактного каскада.

Коэффициент р = w_э/w_a, показывающий отношение числа витков обмотки экранной сетки к числу витков анодной обмотки, выбирается в пределах 0,22...0,23 для ламп типа 6П1П и 6П6С и 0,42...0,45 для ламп типа 6П14П и 6ПЗС.

В заключение приводим таблицу замены ламп иностранного производства на лампы отечественной номенклатуры.

Примечание: 1. Для прямой замены используется один триод;

2. Напряжения накала не совпадают.

Радиолюбительский High-End. К.: "Радiоаматор", 1999, 112 с. с ил.

Часть [1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8]  [9]  [10]  [11]  [12]  [13]  [14]  [15]  [16]  [17]  [18]  

Статьи

Ламповый звук Тайны лампового звука Волшебство лампового звука [1] [2] Когда лампа лучше, чем транзистор [1] [2] Почему вакуумный триод звучит музыкально Схемотехника ламповых усилителей Лампы или транзисторы? Лампы! Однотактный ламповый усилитель для начинающих Двухтактные ламповые усилители Оконечный пушпульный усилитель - схема Уильямсона-Хафлера-Кероеса Рекомендации по повторению реплики схемы Уильямсона-Хафлера-Кероеса Однотактный усилитель с непосредственной связью. Схема Loftin-White [1] [2] Трехламповый усилитель Губина Однотактник на 300В Усилители низкой частоты Расчет каскада с нагрузкой в аноде Однотактный усилитель на лампе 807 [1] [2] Циклотрон. Мощный усилитель с выходными лампами ГУ-50 SE на RB300 Однотактный усилитель мощности на 300В. Модель WE91 для 90-х годов [1] [2] Как улучшить звучание HI-FI системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] Лампы и звук: назад, в будущее [1] [2] [3] [4] [5] Однотактный ламповый ... [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Апгрейд усилителя XD845MKIII [1] [2] "Усилитель" для наушников на SRPP [1] [2] [3] [4] [5] [6] Ламповый High-End [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [...] Обзор журнала Glass Audio за 1998 год [1] [2] Обзор журнала Glass Audio за 1999 год Корректор для винила Компенсированные регуляторы громкости Усилитель НЧ Даешь ONGAKU! Tubesaurus Rex Усилитель НЧ с комбинированной обратной связью Прибор для измерения напряжения накала высоковольтных кенотронов George Ohm живет в Харькове Ревизия однотактного усилителя с межкаскадным трансформатором Усилитель мощности НЧ с высоким КПД Двухканальный усилитель НЧ Усилитель НЧ с клавишным переключателем Радиотрансляционные установки ТУ-50 и ТУ-100 Портативный проигрыватель Усилитель НЧ Усилитель без выходного трансформатора Усилители без выходного трансформатора Лампово-полупроводниковый УМЗЧ Акустика Бытовые акустические системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Там, где живут басы [1] [2] [3] [4] [5] [6] The Onken Enclosure Категории слухового восприятия [1] [2] Три взгляда на акустику помещений [1] [2] Акустика в которой мы живем [1] [2] Акустика офисов Мифы звукоизоляции Акустика отделочных материалов Акустический агрегат с объемным звучанием Акустические свойства домашней мебели Акустические линзы для громкоговорителей Акустические измерения в практике радиолюбителя Акустический фазоинвертор Акустика студий [1] [2] Полезные советы разработчиков Hi-End Триод против пентода. Что выбрать? [1] [2] SINGLE-ENDED VS PUSH-PULL [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Одноламповые усилители низкой частоты Как пользоваться характеристиками электронных ламп Многоламповые усилители НЧ на импортных лампах Контактно-резисторный коммутатор входов Как проверять аппаратуру в салоне Что лучше: 4 или 8 Ом акустика? Выходной трансформатор для однотактника. Быть или не быть линейным Простая и быстрая проверка трансформаторов Десять способов усовершенствовать вашу аудиокомнату Испытатель ламп Понижение уровня фона в усилителях Evolution Пять правил рационального питания Трансформаторы в однотактных усилителях Выходные трансформаторы Измерение характеристик выходного трансформатора [1] [2] Однотактный «Magnum» Какая лампа нам нужна Какая лампа нам нужна и будет ли она? Улучшенная конфигурация листов трансформаторной стали Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? [1] [2] Звук: интересные наблюдения Вся правда об акустике ProAc Немного теории лампового звука О заметности искажений История лампы 300B Краткая история возникновения Hi-Fi Возможен ли "виниловый ренессанс?" [1] [2] [3] Hi-End: Мифы и реальность [1] [2] Как не заблудиться в кабельных джунглях? Побалуйте свои уши! [1] [2] Ограничение сигнала усилителем – можно ли работать в клиппинге? "Хай-Энд" умер, да здравствует "Хай-Энд"! [1] [2] Блестящие звукозаписи [1] [2] [3] Семь слов об ошибках аудиоэкспертизы Частотные, нелинейные и фазовые искажения Внешние факторы, влияющие на восприятие звука Многоканальный окружающий звук [1] [2] [3] [4] Магнитная запись: мифы и реальность Теория схемотехники и звукотехники Для начинающих. Как работает усилитель [1] [2] Принципы схемотехники электронных ламп [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Хрестоматия радиолюбителя, 1963г. [1] [2] [3] [4] [5] Конструктивный расчет входных и выходных трансформаторов [1] [2] Как работают звуковые трансформаторы Элементарная теория схем с обратной связью [1] [2] [3] Теория звукотехники Двухтактно-параллельный усилитель НЧ Особенности стандартов, описывающих мощность в звукотехнике Отрицательная обратная связь в усилителях Классы усилителей мощности Элементарная теория триода [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Как работает лучевой тетрод О мощности, ваттах, децибелах... [1] [2] Теория звука [1] [2] [3] [4] Звук и цифровые технологии [1] [2] [3] [4] [5] [6] Проектирование абсолютно устойчивых усилителей [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Звуковые форматы Описание стандарта MP3 Правильная мощность Начинающим. Радиолампа Высококачественный усилитель низкой частоты Объемный звук [1] [2] [3] Парадоксы электрона Вибратор к гитаре Ламповый авометр Старая и популярная 12АХ7/ЕСС83 Принцип устройства и работы электро-вакуумных приборов Двухэлектродные лампы Трехэлектродные лампы Рабочий режим триода Многоэлектродные и специальные лампы Электронно-лучевые трубки Газоразрядные и индикаторные приборы Фотоэлектронные приборы Собственные шумы электронных ламп Особенности работы электронных ламп на СВЧ Специальные электронные приборы для СВЧ Надежность и испытание электровакуумных приборов Основы схемотехники ламповых усилителей Искажения в усилителях, их измерение, меры по снижению искажений Основные сведения о радиокомпонентах Источники питания Каскады усиления мощности Каскады предварительного усиления Широкополосные усилители Усилительный каскад с катодной нагрузкой [1] [2] Life in Vacuum. EL34 Life in Vacuum. 6H8C, 6H9C Life in Vacuum. SV572 SV6550 6C5C 6C3П/6C4П Двойной триод 6Н3П Пентод 6Ж5П 6П42С / 6П45С Лучевой тетрод 6П1П Пентод 6П14П в оконечном каскаде Двойной триод 6Н14П Кенотрон 1Ц11П Демпферный диод 6Ц10П Что и как мы слышим

Это интересно

Хорошо известно, что частотный диапазон слуха простирается от 16 до 20000 Гц. Слуховая память позволяет удерживать до нескольких сотен градаций частоты. Их число уменьшается с понижением интенсивности звука. Поэтому среднее число градаций не более 150. Устройство органа слуха часто уподобляют цепочке резонаторов, настроенных на определенные полосы частот. Такая модель показывает хорошее приближение к устройству и результатам действия реальной слуховой улитки, в которой расположена базилярная мембрана, содержащая свыше 20000 осязающих волокон, которые передают возбуждающее воздействие через нервные окончания в слуховой центр мозга, где и происходит обработка полученных сигналов, вследствие чего слушатель воспринимает (субъективно) образовавшийся слуховой образ. Если слуховая память уже содержит предваряющую эмпирическую информацию о подобном или близком слуховом образе, то мозг идентифицирует ее как знакомую, идентичную или тождественную.
    Частотную разрешающую способность слуха обеспечивают полосы пропускания, образованные специфическим устройством органа слуха. Их называют критическими полосками, иногда - частотными группами. Всего таких полосок 24. Поэтому считается, что слух как бы превращает широкополосный звук со сплошным спектром частот в дискретный, т.е. состоящий из конечного числа составляющих, соответствующих включенным в работу числу критических полосок. Ранее было отмечено, что разрешающая способность слуха по амплитуде составляет несколько сот ступеней ощущения.
    Таким образом, совокупная разрешающая способность слуха по амплитуде и частоте в пределах области слышимости, ограниченной снизу порогом слышимости, а сверху - болевым порогом, составляет около 22000 элементарных градаций звуковых ощущений. Своего рода четкость звукового изображения. Заметим для справки, что число градаций зрительных ощущений составляет около 600000...
    Как было отмечено, орган слуха имеет 24 критические полоски, определяющие дискретную избирательность слуха и его разрешающую способность по частоте. Если среднее число ощущаемых градаций по частоте около 150, то максимальное может доходить до 620 при высокой интенсивности звука.
    При уровне звукового давления L_P=70дБ на частотах менее 500 Гц слышны отклонения частоты тона на 1,8 Гц; выше же 500 Гц слышны отклонения порядка 0,35% от частоты тона. Частота тона является параметром раздражения органа слуха...
    Далее...