Это интересно

Очень большое распространение в последние годы получили закрытые АС, которые до недавнего времени были единственна видом АС для высококачественного воспроизведения как в нашей стране, так и за рубежом. И только в последние годы АС с фазоинвертором (АС с ФИ) и АС с пассивным излучателем (АС с ПИ) нарушили монополию закрытых АС. Тем не менее закрытые АС и в настоящее время являются одной из наиболее распространенных конструкций высококачественных АС в Западной Европе и довольно широко выпускаются в США, как это было видно из табл. 2.
    На рис. 37 представлена типичная закрытая АС и ее электрический аналог. Преимущество закрытой АС заключается в том, что задняя поверхность диффузора головки не излучает и, таким образом, полностью отсутствует «акустическое короткое замыкание». Недостатком закрытых АС является то, что диффузоры их головок нагружены дополнительной упругостью объема воздуха внутри оформления. Наличие дополнительной упругости приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы головки в закрытом оформлении ω01 и, как следствие, к сужению снизу воспроизводимого диапазона частот. Значение дополнительной упругости объема воздуха Sв может быть найдено как
    где y — показатель адиабаты; Sэфф — эффективная площадь диффузора головки; V — внутренний объем корпуса оформления.
    Типичная закрытая акустическая система и ее электроакустический аналог
    Эффективной площадью диффузора считают 50—60% его конструктивной площади. Для круглого диффузора диаметром d Sэфф = 0,55S=0,44d2. Это эквивалентно тому, что эффективный диаметр диффузора составляет 0,8 от конструктивного диаметра. Упругость Sв суммируется с собственной упругостью подвеса подвижной системы головки S0 и в результате резонансная частота головки в закрытом оформлении
    где m0 — масса подвижной системы головки.
    Как видно из (34), упругость воздушного объема внутри оформления обратно пропорциональна этому объему. Упругость подвижной системы можно также выразить через упругость некоторого эквивалентного объема воздуха Vэ, имеющего упругость S0. Отсюда резонансная частота головки в закрытом оформлении
    Чтобы резонансная частота все же не была чрезмерно высокой, иногда применяют головки с более тяжелой подвижной системой, что позволяет несколько снизить резонансную частоту головки в закрытом оформлении, как это видно из (35). Однако следует иметь в виду, что увеличение массы подвижной системы снижает чувствительность АС, как это видно из формулы для стандартного звукового давления:
    где А — частотно-независимый множитель; Rr — выходное сопротивление усилителя (генератора); RK — активное сопротивление звуковой катушки; а — эффективный радиус головки.
    Особенно малой эффективностью обладают так называемые малогабаритные акустические системы (MAC), у которых упругость объема внутри оформления существенно больше упругости закрепления подвижной системы головки. Такие системы, у которых упругость подвижной системы определяется упругостью объема воздуха внутри оформления, называются системами «с компрессионным подвесом» головки. Стандартное звуковое давление рст, такой системы на частотах ω> ω 01, где рст частотно-независимо, определяется как
    где Q01—добротность головки в закрытом оформлении.
    Как следует из (37), неравномерность частотной характеристики закрытых АС в области низких частот так же, как и открытых, определяется их добротностью (рис. 38). При Q01<0,707 частотная характеристика АС равномерно понижается с понижением частоты в область низких частот и неравномерность проявляется как спад на резонансной частоте ω01 по сравнению с высшими частотами. При 0,707 Q01 1,0 частотная характеристика имеет небольшой пик на частоте ω1 и далее спад на резонансной частоте ω01. Неравномерность частотной характеристики при этом определяется подъемом на пике ω1 и спадом на резонансной частоте ω01. При Q01> 1 неравномерность частотной характеристики определяется только пиком на частоте ω1 относительно горизонтальной части характеристики.
    Частотная характеристика закрытой системы
    Зависимость неравномерности частотной характеристики закрытой АС от Q01
    Неравномерность частотной характеристики в зависимости от добротности закрытой АС приведена на рис. 39. Как следует из рисунка, минимальная неравномерность частотной характеристики закрытых АС имеет место при добротности Q01 = l и составляет 1,3 дБ. Желательная же добротность самой головки находится из условия
    Исследования авторов показали, что добротность головок, предназначенных для закрытых АС, не должна превышать 0,8— 1,0. В противном случае головка получается «раздемпфированной». Это означает, что при ее возбуждении, т. е. при подаче на нее напряжения музыкальной или речевой программы, головка помимо колебаний в такт с поданным напряжением будет колебаться и с частотой собственных колебаний, близкой к резонансной частоте. Для слушателей это будет проявляться в том, что к звучанию программы будет примешиваться звучание этой частоты как своего рода «гудение», «нечистота» низких тонов. Отметим также, что если головка помещена в закрытом ящике, ухудшается равномерность частотной характеристики в области средних и высоких частот из-за резонансных явлений в оформлении. Для их устранения внутренние поверхности (особенно заднюю стенку) покрывают звукопоглощающим материалом и заполняют им часть объема. Кроме того, заполнением внутреннего объема рыхлым звукопоглощающим материалом преследуют и другую цель — изменить термодинамический процесс сжатия — расширения воздуха в оформлении.
    Без заполнения процесс сжатия — расширения воздуха внутри оформления адиабатический. Заполняя оформление рыхлым звукопоглощающим материалом можно сделать так, чтобы адиабатический процесс сменился на изотермический. В этом случае внутренний объем оформления как бы увеличивается в 1,4 раза, так как коэффициент γ в (34), составляющий 1,4 для адиабаты, заменяется значением, равным единице для изотермы. Соответственно снижается и резонансная частота закрытой АС. Это_ снижение в пределе (для компрессионной АС) достигает √1,4 , так как для нее можно пренебречь упругостью подвеса головки. В противном случае резонансная частота головки ω'01 может быть найдена как
    Как практически определить, что изотермический процесс сжатия— расширения воздуха внутри оформления достигнут? Процесс будет достигнут, если при добавлении внутрь оформления новой порции рыхлого звукопоглощающего материала резонансная частота закрытой АС уже не понижается. Исследования авторов показали, что заполнять внутренний объем оформления более чем на 60%, нецелесообразно. Вместе с тем количество рыхлого звукопоглощающего материала не должно быть чрезмерным, чтобы активные акустические потери в оформлении и заполнении не были значительны. Следует отметить, что степень влияния активных акустических потерь в оформлении (и заполнении) на ход частотной характеристики зависит, строго говоря, не от их абсолютных значений, а от соотношения активных акустических потерь в оформлении и полных потерь в головке. Потери в головке — это собственные акустико-механические активные потери (r0) на внутреннее трение в материале головки, трение о воздух при работе, потери в виде активной составляющей сопротивления излучения и т. д., а также «вносимые» в головку потери (rвн). Авторы рекомендуют следующий критерий допустимости активных потерь в оформлении и заполнении:
    где rоф, rзап — активные акустические потери в оформлении и в заполнении соответственно. При меньшем соотношении потерь АС должна быть переделана.
    Нахождение значений активных потерь в оформлении и заполнении, а также способы уменьшения их описаны далее.
    Чрезмерные активные акустические потери могут быть в АС при некачественном (с акустической точки зрения) выполнении корпуса оформления, креплении головки, при чрезмерном заполнении оформления звукопоглощающим материалом, а также при чрезмерно малых внутренних объемов оформления (Vэ/V > 8).
    В заключение для быстрого расчета закрытых АС предлагается графический метод. По графикам на рис. 40— 45 можно для заданной головки с присущими ей параметрами подобрать рациональное оформление, и наоборот, по заданному оформлению выбрать подходящую головку. Для конкретного расчета используется пара графиков из представленных на рис. 40—45. Рисунок 40, на котором представлена зависимость ω01/ ω0 от Vэ/V—общий при расчете. Из рис. 41—45 выбирается один — в зависимости от добротности применяемой головки (от 0,4 до 0,8). На этих рисунках представлены семейства кривых зависимости Vэ/V от ωгр/ω0, где ωгр — нижняя граничная частота воспроизводимого диапазона. Параметром системы является значение спада частотной характеристики (дБ) на частоте ωгр. Кроме того, на каждом графике справа нанесена дополнительная ось, по которой отложено значение √(1-V/Vэ), с помощью которого можно определить стандартное звуковое давление закрытой АС на горизонтальной части характеристики [исходя из (38)] в виде рст=А√(1-V/Vэ), А = 2,65·10-3√f30V/Q легко вычисляется для заданной головки, так как ω0, Vэ и Q — параметры головки.
    Пример расчета. Пусть, например, используется головка с параметрами: Q = 0,4; f0=30 Гц; Vэ = 100 л. Находим предварительно А: А = 2,65·10-3√(303·100·10-3/0,4) = 0,218.
    Зависимость Vэ/V от ωгр/ω0 при Q=0,4
    Зависимость Vэ/V от ωгр/ω0 при Q=0,5
    Зависимость Vэ/V от ωгр/ω0 при Q=0,6
    Зависимость Vэ/V от ωгр/ω0 при Q=0,7
    Пусть требуется подобрать для этой головки объем оформления V, при котором спад частотной характеристики должен составлять 6 дБ на граничной частоте АС fгр=40 Гц.
    Выбор оформления проводим следующим образом.
    По рис. 41 из точки ωгр/ω0 =40/30 =1,33 на горизонтальной оси восстанавливаем ординату до пересечения с кривой с отметкой 6 дБ и из этой точки проводим прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с осью V/Vэ. Получаем V/Vэ = 0,95. Отсюда V=0,95 Vэ=0,95·100 = 95 л. Этому значению V/Vэ соответствует по правой вертикальной оси значение √(1+V/Vэ)=1,4. Следовательно, рст = 2,18·1,4 = 0,305 Па. По графику на рис. 40 находим отношение ω01/ω0 = f01/f0=l,4. Отсюда f01 = 1,4 f0= 1,4·30=42 Гц.
    С помощью указанных графиков могут быть решены и другие задачи. Перечислим их, не объясняя подробно, поскольку метод рассуждения примерно тот же. Например, может быть найден спад частотной характеристики на граничной частоте fгр для заданных головок и объема оформления, может также решаться задача подбора головки из числа имеющихся в распоряжении и т.д.
    Далее...

Бытовые акустические системы

АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ФАЗОИНВЕРТОРОМ

Закрытые АС требуют большого объема оформления для достаточно хорошего воспроизведения низших частот, поэтому получаются громоздкими и тяжелыми. Существующие малогабаритные закрытые АС малочувствительны. Если же требуется иметь закрытую АС меньших габаритных размеров, приходится мириться с тем, что «басов» у нее при этом будет значительно меньше. В значительной степени этого недостатка можно избежать в АС с ФИ. Как видно из табл. 2, в США и Западной Европе число таких систем составляет одну треть типов от общего выпуска, а в Японии — две трети.

Рис. 49. Акустическая система с ФИ:
1 — головка; 2 — канал (труба) фазоинвертора; 3 — звукопоглощающая обивка

Устройство АС с ФИ показано на рис. 49. Эта АС отличается от закрытой тем, что в корпусе АС с ФИ имеется либо отверстие, либо отверстие с трубой круглого или прямоугольного сечения. Упрощенная схема акустического аналога этой системы представлена на рис. 50. Здесь т — акустическая масса воздуха в отверстии или трубе фазоинвертора; r — активное акустическое сопротивление в отверстии или трубе фазоинвертора и активная составляющая сопротивления излучения отверстия.

Рис. 50. Упрощенная схема акустического аналога АС с ФИ

Рис. 51. Зависимость модуля полного электрического
сопротивления от частоты для АС с ФИ

Как видно из рис. 50, АС с ФИ — сложная колебательная система. Благодаря этому и частотная характеристика модуля ее полного электрического сопротивления также сложнее, чем у закрытой АС и имеет вид, представленный на рис. 51.

Принцип действия АС с ФИ заключается в том, что благодаря наличию контура ms (правая ветвь на схеме аналога) звуковое давление в отверстии или выходном отверстии трубы уже не противоположно по фазе звуковому давлению от передней поверхности диффузора низкочастотной головки, а сдвинуто на угол, во всяком случае меньший 180°. Вследствие этого не происходит нейтрализации звуковых давлений от передней и задней поверхностей диффузора, как это имело место в открытых системах. При соответствующем подборе параметров головки, оформления и выборе отверстия (трубы) фазоинвертора можно получить от АС с ФИ значительное улучшение воспроизведения низких частот по сравнению с закрытой АС. Для этого контур фазоинвертора настраивают обычно на частоту, близкую к резонансной частоте применяемой головки. Исследования авторов показали, что расстройка частоты резонанса фазоинвертора относительно частоты резонанса головки практически не должна превышать ±2/3 октавы, а часто и совпадать с ней.

Следует также иметь в виду, что для АС с ФИ подходят головки только с низкой добротностью (Q<0,6). Кроме того, хорошо рассчитанную АС с ФИ не всегда можно конструктивно выполнить, например, если расчетная длина трубы превысит конструктивно-допустимую. Однако в любом случае длина трубы должка быть меньше λ_н/12, где λ_н — длина волны на резонансной частоте контура ms. Резонансная же частота f_ф контура находится из следующего выражения:

Рассчитывая звуковое давление АС с ФИ, целесообразно определять не его абсолютную величину p_ф, а сравнительную со звуковым давлением соответствующей закрытой системы р_э, т. е. такой, которая имеет равный внутренний объем и одинаковую по всем параметрам головку. Это позволяет определить, какой выигрыш по звуковому давлению обеспечивает АС с ФИ по сравнению с закрытой АС.

Исходя из (15) и (18), можно записать, что

(40)

где r_эф= r_s1 +r_s2

Здесь введены следующие обозначения: х₀ — средняя объемная скорость поверхности диффузора головки в соответствующем закрытом оформлении; х_ф —суммарная скорость АС (диффузора и ФИ); r_s0 — активное акустическое сопротивление излучения головки в соответствующем закрытом оформлении; r_s1 — полное активное акустическое сопротивление излучения диффузора головки с учетом влияния сопротивления излучения отверстия фазоинвертора; r_s2 — полное активное акустическое сопротивление излучения отверстия фазоинвертора с учетом влияния сопротивления излучения диффузора головки; r_эф — суммарное активное акустическое сопротивление излучения АС с ФИ.

Несколько слов об активном акустическом сопротивлении излучения АС с ФИ. Эта АС рассматривается как совокупность двух излучателей, один из которых — собственно головка, а другой — отверстие фазоинвертора. Если рассматривать работу этих излучателей независимо друг от друга, то все сравнительно просто, так как активное сопротивление излучения головки в закрытом оформлении, малом по сравнению с длиной волны, известие [см. выражение r_s2 в (22)]. Однако при их совместной работе, как это имеет место в АС с ФИ, излучатели оказывают влияние друг на друга. Полные сопротивления излучения в этом случае

(41)

где z₁,z₂ — соответственно полное сопротивление излучения головки и отверстия, z₁₁,z₂₂— соответственно собственное сопротивление излучения головки и отверстия, z₁₂ — вносимое, учитывающее влияние отверстия на излучение головки, сопротивление излучения, z₂₁ — вносимое, учитывающее влияние головки на излучение отверстия, сопротивление излучения.

Вещественные части этих выражений являются активными сопротивлениями излучения головки и отверстия при их взаимном влиянии.

Отметим, что при сближении отверстия и головки суммарное сопротивление излучения АС с ФИ возрастает и тем самым увеличивается создаваемое системой звуковое давление. Примером такой АС с ФИ служит конструкция (рис. 52), в которой головка расположена внутри отверстия фазоинвертора. При таком расположении головки относительно отверстия вносимое сопротивление излучения будет максимальным.

В основу расчета АС с ФИ по выражению (40) может быть положена схема акустического аналога АС с ФИ, представленная на рис. 52.

Рис. 52. Схематическое изображение оригинальной конструкции АС с ФИ

Выражение для р_э закрытого оформления дано.

Введя в него обозначения: t= ω/ω₀ — относительная частота, n=V_э/V — относительный объем оформления, представим (37) в виде

(42)

где А — частотно-независимый множитель.

Нахождение относительного сопротивления излучения АС с ФИ — √r_эф/r_s0 здесь из-за сложности не приводится. Отметим лишь, что в зависимости от площадей диффузора головки и отверстия, их взаимного расположения, а также амплитуд и фаз колебаний на излучающих поверхностях оно может практически изменяться от 1,5 до 2,0 и быть частотно-малозависимым.

Вывод выражения для k — x_ф/x₀ приведен в приложении 4, Здесь приводится лишь окончательное выражение

(43)

Таким образом, выражение для р_ф из (40) имеет следующий вид:

(44)

При настройке фазоинвертора на резонансную частоту фазоинвертора — колебательной системы, состоящей из гибкости воздуха в объеме оформления и массы воздуха в отверстии или грубее фазоинвертора, что часто имеет место, выражение (44) упрощается и принимает вид

(45)

Поведение АС с ФИ может быть описано с помощью четырех параметров п, l, Q, Q_ф. Исследованиями авторов установлено, что число переменных можно сократить до трех, так как значение Q_ф может быть выбрано фиксированным и в диапазоне Q_ф>10 практически не будет влиять, на результаты вычислений.

Здесь, кроме введенных обозначений: l = ω₀/ ω_ф — относительная настройка фазоинвертора,

— добротность головки, Q_ф = ω_фm/r — добротность фазоинвертора.

Рис. 53. Семейство частотных характеристик АС с ФИ (Q₀=0,1).
Здесь и на рис. 54, 55, 56 нанесены следующие кривые:
1 — частотная характеристика соответствующей закрытой системы;
2 — частотные характеристики при настройке фазоинвертора на резонансную частоту головки;
3 — при настройке фазоинвертора ниже на 1/3 октавы резонансной частоты головки;
4 — при настройке фазоинвертора выше на 1/3 октавы резонансной частоты головки;
5 — при расстройке фазоинвертора ниже на 2/3 октавы резонансной частоты головки;
6 — при расстройке фазоинвертора выше на 2/3 резонансной частоты головки

Следовательно, работа АС с ФИ определяется добротностью применяемой головки, объемом оформления и настройкой фазоинвертора при условии поддержания добротности фазоинвертора Q_ф >10.

Как видно, выражение (44) довольно громоздко. Поэтому для облегчения нахождения результатов на рис. 53—56 приводятся наборы графических зависимостей (семейства частотных характеристик), построенных по выражению (43). Каждый рисунок выполнен для фиксированных значений Q и п для семейства кривых с различной расстройкой фазоинвертора относительно резонансной частоты головки.

Рис. 54. Семейство частотных характеристик АС с ФИ (Q₀=0,3). (Обозначения см. на рис. 53)

Рис. 55. Семейство частотных характеристик АС с ФИ (Q₀=0,5)

С помощью приведенных кривых могут быть решены различные задачи. Можно, например, задаться желаемой формой частотной характеристики АС и подобрать, исходя из нее, параметры головки и объем оформления. Можно по имеющейся головке и ориентировочному объему оформления определить целесообразность и возможность применения именно этого вида оформления. Отметим, что для более точного расчета следует пользоваться выражением (44). По этим же кривым можно определить сравнительную (с соответствующим закрытым оформлением) чувствительность АС с ФИ.

Рис 56. Семейство частотных характеристик АС с ФИ (Q₀=0,707)

Заметим, однако, что для расчета АС с ФИ кроме знания параметров головки и оформления необходимо также уметь рассчитывать параметры трубы фазоинвертора с точки зрения допустимости активных потерь в ней.

Экспериментальные исследования авторов позволили найти эмпирическую зависимость значения активных потерь от параметров трубы (D — диаметр трубы, l — длина трубы), на основе которой получены следующие выражения:

тде f_ф — резонансная частота фазоинвертора (контура ms) определяется по z-кривым для фазоинвертора как частота провала на ω_ф между пиками на частотах ω₁ и ω₂ (см. рис. 51). По этой же кривой можно также контролировать значения (Q_ф. Если Q_ф >10, то пики на этих кривых будут примерно одинаковы по высоте и их уровень по отношению к уровню провала будет большим. Модуль величины Q_ф может быть определен численно с помощью z-кривых по выражению

где α=(f²₂- f²_ф)(f²_ф- f²₁)/( f²₁ f²₂), z=z₀/R (по рис.26), Z_ф = r/R (по рис. 51).

В заключение рассмотрим несколько конструкций АС с ФИ.

На рис. 57 показан внутренний вид АС объемом 90 л (780 × 460 × 250 мм). Диаметр низкочастотной головки 320 мм, диаметр трубы фазоинвертора 70 мм, его длина 100 мм. Резонансная частота 30 Гц.

На рис. 58 показан вид со стороны передней панели со снятой декоративной сеткой АС фирмы Akai (Япония) (внутренний объем 60 л, диаметр отверстия фазоинвертора 75 мм, номинальный диапазон частот 25 Гц—21 кГц).

На рис. 59 показана конструкция АС фирмы Hitachi (Япония). Кроме высокочастотной 1, среднечастотной 2, низкочастотной 3, в корпусе имеется еще одна низкочастотная головка 4, укрепленная на горизонтальной панели, причем головка непосредственно не излучает в окружающее пространство, а излучение происходит через фазоинверторное отверстие 5 на его резонансной частоте.

На рис. 60 показана большая комбинированная АС фирмы Altec Lansing (США) с фазоинверторным отверстием прямоугольной формы в нижней части корпуса. Высокочастотное звено выполнено в виде секционного рупора, низкочастотная головка, кроме того, также нагружена на рупор.

Рис. 57. Конструкция АС с ФИ (вид со снятой задней стенкой)

Рис. 58. Акустические системы с фазоинвертором фирмы Akai (Япония):
а — с головками прямого излучения;
б — с рупорной головкой (высокочастотной);
в — отдельно рупорная и низкочастотная головки

Рис. 59. АС с ФИ фирмы Hitachi (Япония)

Рис. 60. АС с ФИ фирмы Altec Lansing (США)

Пример расчета. Пусть имеется головка 50ГД-4 (f₀=25 Гц, Q = 0,3, V_э=150 л, d_э._ф=25 см) и Q _ф = 20.

Необходимо найти .параметры АС с ФИ для максимально ровной частотной характеристики в области низких частот.

Рассмотрим рис. 53 для случая Q₀ = 0,3. Как видно, при п = 0,5 получаем частотные характеристики с большой неравномерностью и, кроме того, объем оформления при этом значителен (V=300 л). При n=1,0, т. е. когда внутренний объем оформления равен 150 л, кривые наиболее приемлемые, но необходимо еще сделать выбор относительно настройки ФИ. Можно выбрать кривую, соответствующую настройке ФИ на частоту на 1/3 октавы ниже резонансной частоты головки, т. е. на 20 Гц. Частотная характеристика АС в этом случае равномерно понижается в область низких частот со спадом 3—4 дБ до частоты 0,8f₀. При необходимости расширить частотную характеристику в область более низких частот следует выбрать кривую, соответствующую настройке ФИ на частоту на 2/3 ниже резонансной частоты головки, т. е. на частоту 16 Гц. В этом случае частотная характеристика равномерно понижается со спадом 7—8 дБ до частоты 0,65f₀. Эти две кривые наиболее приемлемы. Можно рассмотреть кривые при п = 2, т. е. когда внутренний объем равен 75 л, но полученные результаты будут значительно скромнее.

Итак, выбираем кривую, которая соответствует АС с ФИ со следующими параметрами: f_ф = 20 Гц, V=150 л.

Далее определим параметры трубы фазоинвертора:

Проверим, не превышает ли длина трубы фазоинвертора конструктивно допустимого значения.

Если принять внутренние размеры оформления равными 0,8 × 0,5 × 0,37 м³, то видно, что длина трубы не превышает конструктивно-допустимого значения. По критерию l<λ_н/12 длина трубы также допустима, так как в рассмотренном случае λ_н/12 = 1,42 м.

В.К. Иофе, М.В. Лизунков     

Часть [1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [5]  [7]  [8]  [9]  [10]  [11]  [12]  [13]

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

Найти на сайте

Информация

Карты wmz в Израиле

Торговое оборудование

Заказать проект электрики

Полиграфия в Украине

Это интересно

Одна из разновидностей фазоинверсной АС — АС с ПИ. Она отличается от закрытой АС наличием дополнительной подвижной системы (в простейшем случае — подвижной системы низкочастотной головки без катушки и магнитной цепи) (рис. 61). Эта система пассивная и возбуждается колебаниями воздуха в закрытом корпусе при работе головки, излучая звуковые волны в области низких частот. В результате суммарное звуковое давление, развиваемое АС с ПИ на низких частотах, может быть значительно больше, чем закрытой АС равного объема и с той же низкочастотной головкой. Конструкция АС с ПИ -приведена на рис. 62.
    Головка прямого излечения (а) и пассивный излучатель (б)
    Конструкция АС с ПИ: 1 — пассивный излучатель; 2 — низкочастотная головка- 3—высокочастотная головка
    По принципу действия АС с ПИ сходна с АС с ФИ. Единственное различие состоит в том, что масса воздуха в трубе фазоинвертора заменена массой подвижной системы пассивного излучателя. Изменяя массу подвижной системы пассивного излучателя, можно значительно проще изменять его резонансную частоту по сравнению с фазоинвертором, где для этого приходилось менять размеры отверстия, диаметр или длину трубы.
    Ранее отмечалось, что АС с ФИ имеет ряд конструктивных ограничений. Так, при настройке фазоинвертора на низкую резонансную частоту (30—50 Гц) масса воздуха в трубе должна быть достаточна большой, что обычно обеспечивается либо увеличением ее длины, либо уменьшением диаметра (при неизменном внутреннем объеме). В первом случае может получиться, что труба конструктивно не поместится в оформление, либо ее длина превысит критическое значение λн/12. Во втором случае могут резко возрасти акустические потери на трение в трубе, что снизит эффективность АС с ФИ в области низких частот.
    Акустические системы с ПИ свободны от этих недостатков. Действительно, как на площадь пассивного излучателя, которая обычно выбирается равной площади диффузора головки и даже больше, так и на его массу не накладывается никаких ограничений. Поэтому при расчете этих систем можно не опасаться тех трудностей, которые возникают при применении АС с ФИ. Настройка пассивного излучателя практически на любую частоту резонанса fп его массой т и гибкостью объема воздуха Sв не вызывает затруднений. Это видно из следующего выражения:
    Следует, однако, отметить, что собственно пассивный излучатель характеризуется не только массой, но также и гибкостью подвеса s, так что АС с ПИ является более сложной колебательной системой, чем АС с ФИ, что, естественно, усложняет ее расчет.
    Принцип использования пассивных излучателей для повышения уровня звукового давления известен давно, однако практические конструкции АС с ПИ стали появляться лишь в 70-х годах. Можно отметить конструкции АС с ПИ, выпускаемые фирмами Kenwood (Япония), Selection (Англия), Ohm (США). Как следует из табл. 1, в настоящее время выпуск этих систем приближается к 10% в развитых странах. В нашей стране также начали выпускать такие АС.
    При расчете АС с ПИ так же как в АС с ФИ целесообразно находить не абсолютное значение звукового давления, а его значение по сравнению со звуковым давлением соответствующей закрытой системы. Это позволяет определить тот выигрыш, который обеспечивает АС с ПИ по сравнению с закрытой системой.
    Тогда по аналогии с (40) имеем
    где rsп= rs1 +rs2.
    Здесь введены обозначения, аналогичные примененным при рассмотрении АС с ФИ.
    В основу расчета АС с ПИ по выражению (46) может быть положена схема акустического аналога АС с ПИ, изображенная на рис. 63. Здесь r0 — активные потери в головке, r — активные потери в пассивном излучателе.
    Рис. 63. Упрощенная схема акустического аналога АС с ПИ
    Поскольку АС с ПИ так же, как и АС с ФИ может быть рассмотрена как система из двух излучателей, один из которых — собственно низкочастотная головка, а другой — пассивный излучатель, то расчет выражения √rsп/rs0 для пассивного излучателя ничем не отличается от его расчета для фазоинвертора. Единственное отличие состоит в том, что площадь пассивного излучателя может быть выбрана значительно большей, чем площадь отверстия фазоинвертора. Расчеты авторов показали, что для АС с ПИ значение √rsп/rs0 может составлять от 2,0 до 2,35 и оно частотно-малозависимо.
    Выражение для р0 закрытого оформления подставляем в (47) в виде (42).
    Вывод выражения для k = xп/x0 приведен в приложении 5. Здесь приводится лишь окончательное выражение:
    Выражение для звукового давления АС с ПИ (рп) с учетом (47), (42) и (48) может быть записано как
    где А — частотно-независимый множитель.
    Как видно из (49), поведение АС с ПИ может быть описано пятью параметрами: п, l, р, Q, Qп. Здесь кроме параметров, описывающих АС с ФИ, появился параметр p=sв/s, характеризующий относительную упругость (подвеса) пассивного излучателя, т. е. отношение упругости воздуха внутри оформления к упругости подвеса пассивного излучателя. Добротность фазоинвертора Qп заменяется здесь добротностью пассивного излучателя, равной Qп = ωпm/rп.
    Исследования авторов показали, что число переменных можно сократить до четырех, так как значение Qп может быть выбрано фиксированным и в диапазоне Qп>5 практически не влияет на полученные результаты.
    Таким образом, характеристики АС с ПИ зависят от добротности головки, объема оформления, настройки пассивного излучателя и упругости его подвеса, при условии поддержания добротности пассивного излучателя Qп>5.
    Выражение (49) довольно громоздко. Поэтому на рис. 64—66 приводятся наборы графических зависимостей (семейства частотных характеристик), построенных по выражению (48). Каждый рисунок выполнен для фиксированных значений Q, Qп, n для семейства кривых с различными значениями настройки пассивного излучателя и относительными упругостями его подвеса.
    Семейство частотных характеристик АС с ПИ для Qв=0,2, n=0,5 (а) и Qв=0,2, n=1,0 (б)
    Здесь и на рис. 65, 66 нанесены следующие кривые: - - - - - закрытое оформление; - · - · - p=1, l=2; —×××—×××— p=1, l=1; —×××—××× p=1, l=0,5; —×—×— p=1, l=3; ————— р=2, l=2; О—О—О— р=3, l=3; ОО—ОО—ОО— р=3 l=2
    Семейство частотных характеристик АС с ПИ для Q0 = 0,4, n=0,5 (а) и Q0=0,4, n=l,0 (б)
    Семейство частотных характеристик АС с ПИ для Q0 = 0,6, n=0,5 (а) и Q0=O,6, n=1,0 (б)
    Как видно из приведенных кривых, обычно пассивный излучатель настраивается на частоту в 2—3 раза ниже резонансной частоты головки в отличие от настройки фазоинвертора, резонансная частота которого может лишь незначительно отличаться от резонансной частоты головки. Что касается добротности используемых головок, то их значение составляет 0,2—0,8 и связано с объемом оформления. Чем меньше объем оформлений, тем меньшую добротность головки необходимо выбирать.
    С помощью приведенных кривых могут быть решены различные задачи. Например, задавшись желательной формой частотной характеристики, типом головки и предположительным объемом оформления, выбирают параметры пассивного излучателя (его массу и гибкость). Если желаемая форма частотной характеристики не получается, наиболее просто увеличивать объем оформления. Однако могут возникнуть такие сочетания добротности головки и объема оформления, при которых получить желательную форму частотной характеристики затруднительно.
    В качестве примера рассмотрим двухполосную систему 10АС-10 с пассивным излучателем, изображенную на рис. 62. В ней в качестве низкочастотного звена 2 использована головка 10ГД-34 Ø=105 мм, а в качестве высокочастотного 3 — головка ЗГД-31. Передняя панель квадратная (315×315 мм). Корпус имеет малую глубину (125 мм). Конструкция пассивного излучателя 1 представляет собой диффузор конусной головки (Ø 140 мм) с добавочной массой. Резонансная частота головки 54 Гц, резонансная частота пассивного излучателя — 15 Гц.
    Заметим, что делают попытки повысить эффективность работы АС с ПИ. На рис. 67 изображена такая АС с ПИ. В этой системе имеется два закрытых объема V1 и V2. Головка 1 возбуждает объем V1, а пассивный излучатель частью 2 возбуждает объем V1, а частью 3 — объем V2, который полностью заполнен звукопоглощающим материалом. Благодаря наличию объема V2 и связи с ним пассивного излучателя снижается резонансная частота АС с ПИ и улучшается форма ее частотной характеристики.
    Пример расчета. Пусть имеется головка 30ГД-1 с параметрами: f0 = 25 Гц, Q = 0,2, Vэ=160 л. Необходимо найти параметры АС с ПИ для случая максимально ровной частотной характеристики системы в области низких частот.
    Рассмотрим рис. 64,а, 65,а и 66,а, справедливые для Q=0,2. Как видно, наилучшие результаты могут быть получены при п =2 (рис. 65,а). При этом внутренний объем оформления будет равен 80 л. Теперь выбираем частоту настройки и гибкость подвеса пассивного излучателя. Предпочтение следует отдавать кривым с параметрами l = 2, р = 2 и l = 2, р = 3. Характеристика при р = 2 получается наиболее протяженной в область низких частот, спад плавный, но достигающий ~ 9 дБ на частоте 23 Гц. Выигрыш по звуковому давлению составляет 6 дБ. Спад характеристики при l = 2, р = 3 также плавный, но составляет ~ 7 дБ до частоты 25 Гц. Выигрыш по звуковому давлению 7 дБ.
    Каковы же параметры АС с ПИ? Пассивный излучатель в обеих случаях настраивается на частоту в 2 раза ниже резонансной частоты головки (l = 2), т. е. на 22,5 Гц. Относительная упругость подвеса ПИ равна соответственно р = 2 и р = 3, т. е. s = sв/2 и s = sв/3.
    Далее...