Limita inferioară a intervalului de frecvență reprodus de difuzor este determinată de frecvența de rezonanță principală a capului. Din păcate, sunt foarte rar la vânzare capete care au o frecvență de rezonanță principală sub 60-80 Hz. Prin urmare, pentru a extinde gama de frecvențe de operare a sistemelor acustice, pare foarte relevant să se reducă frecvența de rezonanță principală a capetelor utilizate în acestea. După cum se știe, sistemul cu cap mobil (difuzor cu bobină vocală) în regiunea de rezonanță principală este un sistem oscilator simplu format din masa și flexibilitatea suspensiei. Frecvența de rezonanță a unui astfel de sistem este determinată de formula:

Unde m este masa difuzorului, a bobinei și a masei de aer atașat, g, C este flexibilitatea suspensiei, cm/din.

Astfel, pentru a reduce frecvența de rezonanță principală a capului, este necesară creșterea fie a masei difuzorului și a bobinei, fie a flexibilității suspensiei acestora, fie a ambelor. Cel mai simplu mod este de a crește masa difuzorului prin atașarea unei greutăți suplimentare. Cu toate acestea, creșterea masei sistemului de cap mobil este neprofitabilă, deoarece aceasta va reduce nu numai frecvența de rezonanță, ci și presiunea sonoră creată de cap. Cert este că forța F creată de curentul I în bobina de voce a capului dinamic este egală cu

Unde B este inducția magnetică în decalaj, l este lungimea conductorului bobinei vocale.

Pe de altă parte, conform legilor mecanicii, această forță este egală cu F=m*a, unde este masa sistemului în mișcare, a este accelerația oscilatoare.

Întrucât forța aplicată bobinei depinde pentru un cap dat doar de valoarea curentului, prin creșterea masei, vom reduce accelerația oscilatoare a bobinei și difuzorului cu aceeași valoare; și întrucât presiunea sonoră generată de cap în această regiune de frecvență este proporțională cu accelerația conului, o scădere a accelerației este echivalentă cu o scădere a presiunii sonore. Dacă am încerca să înjumătățim frecvența de rezonanță principală a capului, aceasta ar necesita creșterea masei sistemului în mișcare de patru ori, iar presiunea sonoră creată de cap ar scădea cu aceeași cantitate la un curent constant în bobină. În plus, o creștere a masei ar crește factorul de calitate al sistemului în mișcare și ar crește vârful de rezonanță și, odată cu aceasta, neuniformitatea răspunsului în frecvență, care, la rândul său, ar înrăutăți caracteristicile tranzitorii ale difuzorului.

Prin urmare, pentru a reduce frecvența de rezonanță a capului, este mai oportun să creșteți flexibilitatea suspensiei difuzorului și a discului de centrare, adică pentru a reduce rigiditatea sistemului de mișcare. Acest lucru se face după cum urmează. Mai întâi de toate, dezlipiți sau tăiați gulerul difuzorului cu un bisturiu sau o lamă ascuțită (de-a lungul inelului suport pentru difuzor). Apoi, cablurile flexibile ale bobinei sunt dezlipite, inelul discului de centrare și „păianjenul” getinax (dacă există) sunt deșurubate sau discul de centrare este dezlipit de pe suportul difuzorului.

Flexibilitatea discului de centrare cu ondulații este mărită prin tăierea a trei sau patru găuri în formă de con în acesta uniform în jurul circumferinței (vezi Fig. 1). Suprafața totală a acestor găuri ar trebui să fie de 0,4-0,5 ori suprafața ondulațiilor discului de centrare. Pentru a proteja golul magnetic de praf, tifonul este lipit de decupaje sau de întregul disc folosind lipici de cauciuc obișnuit sau adeziv BF-6. Dacă bobina vocală este centrată cu un „păianjen” getinax (textolit), atunci flexibilitatea este mărită prin reducerea lățimii brațelor sale (prin pilirea lor cu o pila sau mușcându-le cu grijă cu tăietoare de sârmă). După aceasta, o parte a ondulației marginii de la difuzor este tăiată astfel încât să existe un spațiu de aproximativ 200 mm între marginea difuzorului și inelul de suport al difuzorului. Dacă în același timp există o ondulare pe marginea difuzorului, atunci aceasta este îndreptată la o lungime de aproximativ 10 mm și o suspensie sub formă de brațe din pavinol sau material textil moale este lipită de ea. Pentru a crește flexibilitatea, suportul textil sau tricotat trebuie îndepărtat dacă este posibil.

Bratele foarte flexibile si elastice pot fi realizate folosind lipici siliconic - sigilant "Elastosil" din ciorapi subtiri de nailon. Partea superioară a ciorapului este tăiată pe lungime și se fac marcaje pe materialul rezultat de 24-28 cm lățime (vezi fig. 2). La marcare, arcadele ar trebui să fie amplasate peste ciorap (vezi Fig. 2), deoarece elasticitatea ciorapului este mai mare în direcția longitudinală. Apoi, așezați o bucată de folie de plastic netedă pe o placă sau un carton gros, puneți țesătură pe ea și fixați-o de-a lungul marginilor cu nasturi sau cuie. După aceasta, „Elastosil” se aplică pe tricotaje cu o spatulă sau capătul unei rigle metalice, astfel încât firele tricotajelor să nu fie vizibile. După o zi (timpul de polimerizare a „elastosil”), tricotajele sunt răsturnate și „elastosilul” se aplică pe cealaltă parte.

Pentru a decupa brațele, faceți un șablon de carton. Este recomandabil să atârnați difuzorul pe cel mult trei sau patru brațe, astfel încât fiecare braț să ocupe o treime sau, respectiv, un sfert din circumferința difuzorului. Pe brațe și pe marginea difuzorului, suprafețele cu care trebuie lipite sunt marcate cu un creion, lățimea acestor suprafețe trebuie să fie de 7-10 mm. Brațele finite sunt unse unul câte unul cu adeziv și lipite de marginea marcată a difuzorului cu „elastosil” sau adeziv siliconic KT-30 sau MSN-7. Arcadele din pavinol sau material textil sunt lipite de suprafața pe care a fost amplasat materialul textil folosind lipici BF-2, 88 sau AB-4. Este recomandat să verificați mai întâi adecvarea (conformitatea) adezivului cu materialul prin lipirea unei bucăți de material pe hârtie groasă.

Articulațiile dintre brațe trebuie, de asemenea, lipite astfel încât să nu existe goluri. Cel mai bine este să faceți acest lucru cu „elastosil” pentru templele de pavinol sau vinil text, se recomandă fixarea marginilor cu fire și umplerea lor în mai multe etape cu lipici de cauciuc obișnuit.

După ce ați terminat de agățat difuzorul, acesta este instalat în suportul difuzorului, astfel încât bobina vocală să se potrivească în spațiu. Apoi inelul discului de centrare este întărit și bobina mobilă este pre-centrată (înainte de lipirea suspensiei). În continuare, brațele de suspensie a difuzorului sunt lipite unul câte unul de inelul suportului difuzorului. Pentru a îndoi brațele, atunci când aplicați adeziv pe inelul suportului difuzorului, este convenabil să folosiți cleme crocodiș cu mufe unipolare introduse în ele (pentru greutate). După lipirea suspensiei, se realizează alinierea finală a bobinei și se asigură inelele discului de centrare sau „păianjenul” getinaks. Dacă discul de centrare nu are un inel metalic și este dezlipit, atunci lipiți mai întâi suspensia difuzorului și apoi discul de centrare, concentrând simultan bobina vocală în spațiu. În cele din urmă, cablurile bobinei sunt lipite și brațele suport din carton, cauciuc burete sau pâslă sunt lipite de suportul difuzorului.

Dacă difuzorul are o fisură (ruptură), atunci cel mai bine este să-l sigilați cu lipici elastosil sau să-l umpleți în mai multe etape cu lipici de cauciuc.

Folosind metoda descrisă, este posibilă reducerea frecvenței rezonanței principale a capului de 1,5-2 ori. De exemplu în Fig. Figura 3 prezintă caracteristicile de frecvență ale impedanței capului 4A-18 înainte (linia punctată) și după modificare.

Acest cap a fost fabricat de uzina de echipamente de film din Leningrad „Kinap” în 1954; alterarea acestuia a constat în tăierea a trei ferestre în discul de centrare și înlocuirea ondulației marginii cu arcade de pavinol, iar suportul textil nu a fost îndepărtat. Frecvența de rezonanță a scăzut de la 105 Hz la 70 Hz, adică de 1,5 ori. Este interesant de observat că aceeași scădere a frecvenței de rezonanță dă o greutate suplimentară de 25 g.

Rezonanța sistemului în mișcare. Frecvența rezonanței principale (naturale). Fs​

Este indicată rezonanța unui sistem în mișcare sau frecvența rezonanței principale (naturale) fără design acustic Fs.

Aceste videoclipuri arată rezonanța sistemului de difuzoare în mișcare.

​

Semnificația fizică este extrem de simplă: deoarece difuzorul este un sistem oscilant, înseamnă că trebuie să existe o frecvență la care difuzorul va oscila atunci când este lăsat la dispoziție. Ca un clopot după ce a fost lovit sau o sfoară după ce a fost smuls. Aceasta înseamnă că difuzorul este absolut „gol”, nu este instalat în nicio carcasă, ca și cum ar fi agățat în spațiu. Acest lucru este important pentru că ne interesează parametrii difuzorului în sine, și nu ceea ce îl înconjoară.

Gama de frecvențe în jurul celei de rezonanță, două octave în sus, două octave în jos - aceasta este zona în care funcționează parametrii Thiel-Small. Pentru capetele de subwoofer care nu au fost încă instalate în carcasă, F-urile pot varia de la 20 la 50 Hz, pentru difuzoarele medii de la 50 (bass „șase”) la 100 - 120 („fours”). Pentru difuzoarele midrange - 100 - 200 Hz, pentru cele cu dom - 400 - 800, pentru tweetere - 1000 - 2000 Hz (sunt exceptii, foarte rare).

Cum se determină frecvența de rezonanță naturală a unui difuzor? Nu, așa cum este definit cel mai adesea - în mod clar, citiți în documentația însoțitoare sau în raportul de testare. Ei bine, cum a fost recunoscută inițial? Ar fi mai ușor cu un clopoțel: lovește-l cu ceva și măsoară frecvența zgomotului produs. Difuzorul nu va fredonat explicit la nicio frecvență. Adică vrea, dar amortizarea vibrațiilor difuzorului inerente designului său nu îi permite să facă acest lucru. În acest sens, difuzorul este foarte asemănător cu o suspensie auto. Ce se întâmplă dacă trântiți o mașină cu amortizoare goale? Se va balansa de cel puțin câteva ori la propria frecvență de rezonanță (unde există un arc, va exista o frecvență). Amortizoarele care sunt doar parțial moarte vor opri oscilațiile după una sau două perioade, în timp ce cele care sunt în stare bună de funcționare se vor opri după prima balansare. În dinamică, amortizorul este mai important decât arcul, iar aici sunt chiar două.

Primul, mai slab, funcționează datorită faptului că se pierde energie în suspensie. Nu este o coincidență că ondularea este realizată din tipuri speciale de cauciuc; Aceasta este ca o frână mecanică a vibrațiilor difuzorului. Al doilea, mult mai puternic, este electric.

Iată cum funcționează. Bobina difuzorului este motorul acestuia. Un curent alternativ curge în el de la amplificator, iar bobina, situată într-un câmp magnetic, începe să se miște cu frecvența semnalului furnizat, mișcând, desigur, întregul sistem în mișcare, atunci este aici. Dar o bobină care se mișcă într-un câmp magnetic este un generator. Care va genera mai multă electricitate cu cât bobina se mișcă mai mult. Și când frecvența începe să se apropie de cea rezonantă, la care difuzorul „dorește” să oscileze, amplitudinea oscilațiilor va crește, iar tensiunea produsă de bobina vocală va crește. Atingerea maximului exact la frecvența de rezonanță. Ce legătură are asta cu frânarea? Nici unul încă. Dar imaginați-vă că cablurile bobinei sunt conectate între ele. Acum va curge un curent prin ea și va apărea o forță care, conform regulii școlare a lui Lenz, va împiedica mișcarea care a generat-o. Dar, în viața reală, bobina vocală este închisă la impedanța de ieșire a amplificatorului, care este aproape de zero. Se dovedește ca o frână electrică care se adaptează situației: cu cât difuzorul încearcă să se miște mai mult înainte și înapoi, cu atât contracurent din bobină împiedică acest lucru.

Pentru a măsura FS, difuzorul este conectat la un amplificator cu cea mai mare impedanță de ieșire posibilă în viața reală, aceasta înseamnă: un rezistor cu o valoare de mult, o sută, cel puțin, de rezistența nominală a difuzorului este conectat în serie; cu difuzorul. Să zicem 1000 ohmi.

Acum, când difuzorul funcționează, bobina vocală va genera un back-EMF, un fel ca în cazul acționării unei frâne electrice, dar frânarea nu va avea loc: cablurile bobinei sunt închise între ele printr-o rezistență foarte mare, curentul este neglijabil, frâna este inutilă. Dar tensiunea, conform regulii lui Lenz, este opusă ca polaritate celei furnizate („mișcare generatoare”), va fi în antifază cu ea, iar dacă în acest moment măsurați rezistența aparentă a bobinei, se va părea că este foarte mare. De fapt, în acest caz, back-EMF nu permite curentului din amplificator să curgă liber prin bobină, dispozitivul interpretează acest lucru ca rezistență crescută.

Fs este determinat prin măsurarea impedanței. Curba de impedanță a oricărui difuzor cu con arată, în principiu, la fel. Cocoașa la frecvențe joase indică frecvența rezonanței sale fundamentale. Acolo unde există un maxim, există râvnitele Fs.

Preluat de pe site-ul revistei „Avtozvuk”

Context

În partea anterioară a conversației noastre, a devenit clar ce este bun și ce este rău în diferitele tipuri de design acustic. S-ar părea că acum „obiecțiile sunt clare, să trecem la treabă, tovarăși..” Dar nu a fost cazul. În primul rând, designul acustic, în care difuzorul în sine nu este instalat - doar o cutie asamblată cu diferite grade de grijă. Și adesea este imposibil să-l asamblați până când nu se stabilește ce difuzor va fi instalat în el. În al doilea rând, și aceasta este principala distracție în proiectarea și fabricarea subwooferelor auto - caracteristicile unui subwoofer valorează puțin în afara contextului caracteristicilor, cel puțin cele mai elementare, ale mașinii în care va funcționa. Există și un al treilea lucru. Un sistem de difuzoare mobile care este la fel de potrivit pentru orice muzică este un ideal rar atins. Un instalator competent poate fi recunoscut de obicei prin faptul că, atunci când „face citiri” de la un client care comandă o instalație audio, el cere să aducă mostre din ceea ce clientul va asculta pe sistemul pe care l-a comandat după finalizarea acesteia.

După cum puteți vedea, există o mulțime de factori care influențează decizia și nu există nicio modalitate de a reduce totul la rețete simple și lipsite de ambiguitate, ceea ce transformă crearea de instalații audio mobile într-o activitate foarte asemănătoare cu arta. Dar este încă posibil să se sublinieze câteva linii directoare generale.

Tsifir

Mă grăbesc să-i avertizez pe timizi, leneși și educați umanitari - practic nu vor exista formule. Pe cât posibil, vom încerca să ne descurcăm chiar și fără un calculator - o metodă uitată de calcul mental.

Subwooferele sunt singura parte a acusticii auto în care măsurarea armoniei cu algebra nu este o sarcină fără speranță. Pentru a spune clar, este pur și simplu de neconceput să proiectezi un subwoofer fără calcule. Datele inițiale pentru acest calcul sunt parametrii difuzorului. Care? Da, nu cei cu care te hipnotizează în magazin, fii sigur! Pentru a calcula, chiar și cele mai aproximative, caracteristicile unui difuzor de joasă frecvență, trebuie să cunoașteți parametrii electromecanici ai acestuia, dintre care există o tonă. Aceasta este frecvența de rezonanță și masa sistemului în mișcare și inducția în golul sistemului magnetic și cel puțin două duzini de indicatori, unii de înțeles și alții nu atât de clari. Supărat? Nu e de mirare. Doi australieni, Richard Small și Neville Thiel, au fost la fel de supărați acum aproximativ douăzeci de ani. Ei au sugerat folosirea unui set de caracteristici universale și destul de compacte în locul munților Tsifiri, care le-au imortalizat, destul de meritat, numele. Acum, când vezi un tabel în descrierea difuzorului intitulat Thiel/Small parameters (sau pur și simplu T/S) - știi despre ce vorbim. Și dacă nu găsiți un astfel de tabel, treceți la următoarea opțiune - aceasta este fără speranță.

Setul minim de caracteristici pe care va trebui să le aflați este:

Frecvența de rezonanță naturală a difuzorului Fs

Factorul de calitate Qts complet

Volum echivalent Vas.

În principiu, există și alte caracteristici care ar fi util de cunoscut, dar acest lucru, în general, este suficient. (diametrul difuzorului nu este inclus aici, deoarece este deja vizibil fără documentare.) Dacă lipsește cel puțin un parametru din „trei extraordinari”, problema este la fel. Ei bine, acum ce înseamnă toate astea?

Frecvența naturală- aceasta este frecvența de rezonanță a difuzorului fără nici un design acustic. Așa se măsoară - difuzorul este suspendat în aer la cea mai mare distanță posibilă de obiectele din jur, astfel încât acum rezonanța sa va depinde doar de propriile caracteristici - masa sistemului în mișcare și rigiditatea suspensiei. Există o părere că, cu cât frecvența de rezonanță este mai mică, cu atât subwooferul va fi mai bun. Acest lucru este doar parțial adevărat pentru unele modele, o frecvență de rezonanță excesiv de scăzută este un obstacol. Pentru referință: scăzut este 20 - 25 Hz. Sub 20 Hz este rar. Peste 40 Hz este considerată ridicată pentru un subwoofer.

Calitate completă. Factorul de calitate în acest caz nu este calitatea produsului, ci raportul dintre forțele elastice și vâscoase existente în sistemul de difuzoare în mișcare în apropierea frecvenței de rezonanță. Sistemul de difuzoare în mișcare seamănă mult cu o suspensie de mașină, unde există un arc și un amortizor. Un arc creează forțe elastice, adică acumulează și eliberează energie în timpul oscilațiilor, iar un amortizor de șoc este o sursă de rezistență vâscoasă nu acumulează nimic, ci absoarbe și disipează sub formă de căldură; Același lucru se întâmplă atunci când difuzorul și tot ce este atașat de acesta vibrează. Un factor de înaltă calitate înseamnă că predomină forțele elastice. E ca o mașină fără amortizoare. Este suficient să alergi peste o pietricică și roata va începe să sară, nereținută de nimic. Sari la frecventa foarte rezonanta care este inerenta acestui sistem oscilator.

În raport cu un difuzor, aceasta înseamnă o depășire a răspunsului în frecvență la frecvența de rezonanță, cu atât mai mare cu atât factorul de calitate total al sistemului este mai mare. Cel mai mare factor de calitate, măsurat în mii, este cel al unui clopoțel, care, drept urmare, nu vrea să sune la nicio frecvență în afară de cea de rezonanță, din fericire nimeni nu-i cere asta.

O metodă populară de diagnosticare a suspensiei unei mașini prin balansare nu este altceva decât măsurarea factorului de calitate al suspensiei folosind o metodă de casă. Dacă puneți acum suspensia în ordine, adică atașați un amortizor paralel cu arcul, energia acumulată în timpul comprimării arcului nu va reveni toată, dar va fi parțial distrusă de amortizor. Aceasta este o scădere a factorului de calitate al sistemului. Acum să revenim la dinamică. Este în regulă să mergem înainte și înapoi? Acest lucru, spun ei, este util... Totul pare să fie clar cu arcul de pe difuzor. Aceasta este o suspensie difuzor. Dar amortizorul? Există două amortizoare, care lucrează în paralel. Factorul total de calitate al unui difuzor constă din două lucruri: mecanic și electric. Factorul de calitate mecanică este determinat în principal de alegerea materialului de suspensie, în principal de șaiba de centrare, și nu de ondularea exterioară, așa cum se crede uneori. De obicei nu există pierderi mari aici și contribuția factorului de calitate mecanică la total nu depășește 10 - 15%. Contribuția principală vine din factorul de calitate electrică. Cel mai rigid amortizor care funcționează în sistemul oscilant al unui difuzor este un ansamblu format dintr-o bobină și un magnet. Fiind un motor electric prin natura sa, acesta, așa cum se cuvine unui motor, poate funcționa ca generator și exact asta face în apropierea frecvenței de rezonanță, când viteza și amplitudinea de mișcare a bobinei sunt maxime. Mișcându-se într-un câmp magnetic, bobina generează curent, iar sarcina pentru un astfel de generator este impedanța de ieșire a amplificatorului, adică practic zero. Se dovedește a fi aceeași frână electrică cu care sunt echipate toate trenurile electrice. Și acolo, la frânare, motoarele de tracțiune sunt forțate să funcționeze ca generatoare, iar sarcina lor este o baterie de rezistențe de frânare pe acoperiș.

Cantitatea de curent generată va fi în mod natural mai mare, cu cât câmpul magnetic în care se mișcă bobina vocală va fi mai puternic. Se dovedește că, cu cât magnetul difuzorului este mai puternic, cu atât factorul de calitate este mai mic, celelalte lucruri fiind egale. Dar, desigur, deoarece atât lungimea firului de înfășurare, cât și lățimea golului din sistemul magnetic sunt implicate în formarea acestei valori, ar fi prematur să se tragă o concluzie finală bazată doar pe dimensiunea magnetului. Și cea preliminară - de ce nu?...

Concepte de bază - factorul de calitate total al difuzorului este considerat scăzut dacă este mai mic de 0,3 - 0,35; ridicat - mai mult de 0,5 - 0,6.

Volum echivalent. Majoritatea difuzoarelor moderne se bazează pe principiul „suspensiei acustice”.

Uneori le numim „compresie”, ceea ce este incorect. Capetele de compresie sunt o poveste complet diferită, asociată cu utilizarea claxelor ca design acustic.

Conceptul unei suspensii acustice este de a instala un difuzor într-un volum de aer a cărui elasticitate este comparabilă cu elasticitatea suspensiei difuzoarelor. În acest caz, se dovedește că un alt arc a fost instalat în paralel cu arcul deja existent în suspensie. Volumul echivalent va fi cel la care arcul nou aparut este egal ca elasticitate cu cel deja existent. Cantitatea de volum echivalent este determinată de rigiditatea suspensiei și de diametrul difuzorului. Cu cât suspensia este mai moale, cu atât perna de aer va fi mai mare, a cărei prezență va începe să deranjeze difuzorul. Același lucru se întâmplă cu o modificare a diametrului difuzorului. Un difuzor mare la aceeași deplasare va comprima aerul din interiorul cutiei mai puternic, experimentând astfel o forță de răspuns mai mare a elasticității volumului de aer.

Această circumstanță determină adesea alegerea dimensiunii difuzorului, pe baza volumului disponibil pentru a se adapta designului său acustic. Difuzoarele mari creează premisele pentru o putere mare de la subwoofer, dar necesită și volume mari. Argumentul din repertoriul sălii de la capătul coridorului școlii „Am mai multe” trebuie folosit aici cu atenție.

Volumul echivalent are relații interesante cu frecvența de rezonanță, fără conștientizarea căreia este ușor de ratat. Frecvența de rezonanță este determinată de rigiditatea suspensiei și de masa sistemului în mișcare, iar volumul echivalent este determinat de diametrul difuzorului și aceeași rigiditate.

Ca urmare, o astfel de situație este posibilă. Să presupunem că există două difuzoare de aceeași dimensiune și cu aceeași frecvență de rezonanță. Dar doar unul dintre ei a atins această valoare a frecvenței datorită unui difuzor greu și a unei suspensii rigide, în timp ce celălalt, dimpotrivă, avea un difuzor ușor cu o suspensie moale. Volumul echivalent al unei astfel de perechi, în ciuda tuturor asemănărilor externe, poate diferi foarte semnificativ, iar atunci când este instalat în aceeași cutie, rezultatele vor fi dramatic diferite.

Deci, după ce am stabilit ce înseamnă parametrii vitali, să începem în sfârșit să alegem un logodnic. Modelul va fi așa - credem că ați decis, pe baza, să zicem, materialele articolului anterior din această serie, tipul de design acustic și acum trebuie să alegeți un difuzor pentru acesta din sute de alternative. După ce stăpâniți acest proces, procesul invers, adică alegerea unui design potrivit pentru difuzorul selectat, vă va fi ușor. Adică, aproape fără dificultate.

Cutie închisă

După cum s-a spus în articolul de mai sus, o cutie închisă este cel mai simplu design acustic, dar departe de a fi primitiv, dimpotrivă, are, mai ales într-o mașină, o serie de avantaje importante față de altele; Popularitatea sa în aplicațiile mobile nu dispare deloc, așa că vom începe cu ea.

Ce se întâmplă cu performanța difuzorului când este instalat într-o cutie închisă? Depinde de o singură cantitate - volumul cutiei. Dacă volumul este atât de mare încât difuzorul practic nu îl observă, ajungem la opțiunea unui ecran infinit. În practică, această situație se realizează atunci când volumul cutiei (sau alt volum închis situat în spatele difuzorului, sau mai simplu spus, ce este de ascuns - portbagajul unei mașini) depășește de trei ori volumul echivalent al difuzorului. sau mai multe. Dacă această relație este satisfăcută, frecvența de rezonanță și factorul de calitate general al sistemului vor rămâne aproape aceleași ca și pentru difuzor. Aceasta înseamnă că acestea trebuie alese în consecință. Se știe că sistemul acustic va avea cel mai fin răspuns în frecvență, cu un factor de calitate total de 0,7. La valori mai mici, caracteristicile impulsului se îmbunătățesc, dar scăderea frecvenței începe destul de mare în frecvență. La valori mari, răspunsul în frecvență devine mai mare în apropierea rezonanței, iar caracteristicile tranzitorii se deteriorează oarecum. Dacă ești concentrat pe muzică clasică, jazz sau genuri acustice, alegerea optimă ar fi un sistem ușor supraatenuat cu un factor de calitate de 0,5 - 0,7. Pentru genurile mai energice, accentuarea minimelor, care se realizează cu un factor de calitate de 0,8 - 0,9, nu va strica. Și, în sfârșit, fanii rap se vor distra de minune dacă sistemul are un factor de calitate egal cu unul sau chiar mai mare. Valoarea de 1,2 ar trebui, probabil, să fie recunoscută ca limită pentru orice gen care pretinde a fi muzical.

De asemenea, trebuie să avem în vedere că la instalarea unui subwoofer în interiorul mașinii, frecvențele joase cresc, pornind de la o anumită frecvență, determinată de dimensiunea cabinei. Valorile tipice pentru începutul creșterii răspunsului în frecvență sunt 40 Hz pentru o mașină mare, cum ar fi un jeep sau un minivan; 50 - 60 pentru mediu, cum ar fi un opt sau o lombară; 70 - 75 pentru unul mic, din Tavria.

Acum e clar - pentru a instala în modul ecran infinit (sau Freeair, dacă nu te deranjează că ultimul nume este patentat de Stillwater Designs), ai nevoie de o boxă cu un factor de calitate total de cel puțin 0,5, sau chiar mai mare. , și o frecvență de rezonanță nu mai mică de 40 hertzi - 60, în funcție de ceea ce pariați. Astfel de parametri înseamnă de obicei o suspensie destul de rigidă, care este singurul lucru care salvează difuzorul de suprasarcină în absența „suportului acustic” de la volumul închis. Iată un exemplu - Infinity produce în seriile de referință și Kappa versiuni ale acelorași capete cu indici br (reflex de bas) și ib (deflector infinit), de exemplu, pentru Referința de zece inci diferă după cum urmează :

Parametru T/S 1000w.br 1000w.ib

Fs 26 Hz 40 Hz

Vas 83 l 50 l

Se poate observa că versiunea ib, în ​​ceea ce privește frecvența de rezonanță și factorul de calitate, este gata să funcționeze „ca atare” și, judecând atât după frecvența de rezonanță, cât și după volumul echivalent, această modificare este mult mai dură decât cealaltă, optimizat pentru funcționarea într-un reflex bas și, prin urmare, are mai multe șanse să supraviețuiască în condiții dificile Freeair.

Dar ce se întâmplă dacă, fără să fii atent la literele mici, conduci în aceste condiții un difuzor cu indicele br care arată ca două mazăre într-o păstaie? Dar iată ce: din cauza factorului de calitate scăzută, răspunsul în frecvență va începe să scadă la frecvențe de aproximativ 70 - 80 Hz, iar capul „moale” nereținut se va simți foarte inconfortabil la marginea inferioară a intervalului și îl va supraîncărca. există la fel de ușor ca decojirea perelor.

Deci, am convenit:

Pentru utilizarea în modul „ecran infinit”, trebuie să selectați un difuzor cu un factor de calitate total ridicat (nu mai puțin de 0,5) și o frecvență de rezonanță (nu mai puțin de 45 Hz), specificând aceste cerințe în funcție de tipul de material muzical predominant. și dimensiunea interiorului.

Acum despre volumul „non-infinit”. Dacă plasați un difuzor într-un volum comparabil cu volumul echivalent al acestuia, sistemul va dobândi caracteristici care sunt semnificativ diferite de cele cu care difuzorul a intrat în acest sistem. În primul rând, atunci când este instalat într-un volum închis, frecvența de rezonanță va crește. Rigiditatea a crescut, dar masa a rămas aceeași. Va crește și factorul de calitate. Judecăți singuri - adăugând rigiditatea unui volum de aer mic, adică neclintit, pentru a ajuta la rigidizarea suspensiei, am instalat așadar un al doilea arc și am lăsat vechiul amortizor.

Pe măsură ce volumul scade, factorul de calitate al sistemului și frecvența lui de rezonanță cresc în mod egal. Aceasta înseamnă că dacă am văzut un difuzor cu un factor de calitate de, să zicem, 0,25 și dorim să avem un sistem cu un factor de calitate de, să zicem, 0,75, atunci și frecvența de rezonanță se va tripla. Cum este pe difuzor? 35 Hz? Asta înseamnă că la volumul corect, în ceea ce privește forma răspunsului în frecvență, acesta va fi de 105 Hz, iar acesta, știi, nu mai este un subwoofer. Deci nu se potrivește. Vezi tu, nici nu ai nevoie de un calculator. Să ne uităm la celălalt. Frecvența de rezonanță 25 Hz, factor de calitate 0,4. Rezultatul este un sistem cu un factor de calitate de 0,75 și o frecvență de rezonanță undeva în jur de 47 Hz. Destul de demn. Să încercăm chiar acolo, fără a părăsi tejgheaua, să estimăm cât de mare va fi nevoie de cutie. Este scris că Vas = 160 l (sau 6 cu.ft, ceea ce este mai probabil).

(Aș vrea să pot scrie formula aici - este simplu, dar nu pot - am promis). Prin urmare, pentru calcule la ghișeu, vă voi oferi o foaie de înșelăciune: copiați și puneți-l în portofel dacă cumpărarea unui difuzor bas face parte din planurile dvs. de cumpărături:

Frecvența de rezonanță și factorul de calitate vor crește în Dacă volumul cutiei este de la Vas

de 1,4 ori 1

de 1,7 ori 1/2

de 2 ori 1/3

de 3 ori 1/8

Pentru noi este cam dublu, așa că se dovedește a fi o cutie cu un volum de 50 - 60 de litri Va fi puțin... Să mergem cu următoarea. Și așa mai departe.

Se pare că, pentru ca un design acustic imaginabil să apară, parametrii difuzorului nu numai că trebuie să se afle într-un anumit interval de valori, ci și să fie legați între ei.

Oamenii cu experiență au combinat această relație în indicatorul Fs/Qts.

Dacă valoarea Fs/Qts este 50 sau mai mică, difuzorul este născut pentru o cutie închisă. Volumul necesar al cutiei va fi mai mic, Fs mai mic sau Vas mai mic.

După date externe, „recluzii naturale” pot fi recunoscuți prin difuzoare grele și suspensii moi (care conferă o frecvență de rezonanță scăzută), magneți nu foarte mari (pentru ca factorul de calitate să nu fie prea scăzut), bobine lungi (din moment ce cursa conului). a unui difuzor care funcționează într-o cutie închisă, poate atinge valori destul de mari).

Bass reflex

Un alt tip de design acustic popular este un bass reflex, care, cu toată dorința arzătoare, nu poate fi numărat la tejghea, nici măcar aproximativ. Dar puteți estima adecvarea difuzorului pentru aceasta. Și, în general, vom vorbi despre calcul separat.

Frecvența de rezonanță a unui sistem de acest tip este determinată nu numai de frecvența de rezonanță a difuzorului, ci și de setarea bass reflex. Același lucru este valabil și pentru factorul de calitate al sistemului, care se poate modifica semnificativ odată cu modificările lungimii tunelului, chiar și cu un volum constant al carcasei. Deoarece bass reflex poate fi, spre deosebire de o cutie închisă, reglat la o frecvență apropiată sau chiar mai mică decât cea a difuzorului, frecvența de auto-rezonanță a capului este „permisă” să fie mai mare decât în ​​cazul precedent. Aceasta înseamnă, cu o alegere reușită, un difuzor mai ușor și, ca urmare, caracteristici de impuls îmbunătățite, de care are nevoie bass reflex, deoarece caracteristicile sale tranzitorii „înnăscute” nu sunt cele mai bune, cel puțin mai proaste decât cele ale unei cutii închise. Dar este indicat să aveți factorul de calitate cât mai scăzut, nu mai mult de 0,35. Reducând acest lucru la același indicator Fs/Qts, formula pentru alegerea unui difuzor pentru un reflex de bas pare simplă:

Difuzoarele cu o valoare Fs/Qts de 90 sau mai mult sunt potrivite pentru utilizarea într-un reflex bas.

Semne externe ale rocii cu fază inversată: difuzoare de lumină și magneți puternici.

Bandpass-uri (foarte scurt)

Difuzoarele bandpass, cu toate avantajele lor puternice (aceasta este în sensul celei mai mari eficiențe în comparație cu alte tipuri), sunt cele mai dificil de calculat și fabricat, iar potrivirea caracteristicilor lor cu acustica internă a unei mașini cu experiență insuficientă se poate transforma în iad absolut, așa că cu acest tip Când vine vorba de design acustic, este mai bine să mergi pe stânci și să folosești recomandările producătorilor de difuzoare, deși asta te leagă de mână. Cu toate acestea, dacă mâinile tale sunt încă în stare liberă și mâncărime să încerce: pentru trecerile de bandă simple, aproape aceleași difuzoare sunt potrivite ca pentru reflexele de bas, iar pentru trecerile duble sau cvasi-bandă, acestea sunt aceleași sau, mai preferabil, capete cu un indice Fs/Qts de 100 și mai mare.

Subiecte utile:

19.01.2006 15:47 # 0+

Dacă este prima dată pe forumul nostru:

1. Vă rugăm să rețineți lista de subiecte utile din primul mesaj.
2. Termenii și cele mai populare modele din mesaje sunt evidențiate cu sfaturi rapide și link-uri către articole relevante din MagWikipedia și Catalog.
3. Nu trebuie să vă înregistrați pentru a explora forumul - aproape tot conținutul relevant, inclusiv fișiere, imagini și videoclipuri, este deschis pentru oaspeți.

Cele mai bune urări,
Administrarea Forumului Car Audio

Parametri Thiele & Small

Acesta este un grup de parametri introduși de A.N. Thiele și mai târziu R.H. Mic, cu ajutorul căruia este posibilă descrierea completă a caracteristicilor electrice și mecanice ale capetelor de difuzoare de frecvență medie și joasă care funcționează în regiunea de compresie, de exemplu. când în difuzor nu apar vibrații longitudinale și poate fi asemănat cu un piston.

Fs (Hz) este frecvența de rezonanță naturală a capului difuzorului în spațiu deschis. În acest moment, impedanța sa este maximă.

Fc (Hz) - frecvența de rezonanță a sistemului acustic pentru o incintă închisă.

Fb (Hz) - frecvența de rezonanță bass reflex.

F3 (Hz) - frecvența de tăiere la care ieșirea capului este redusă cu 3 dB.

Vas (mc) - volum echivalent. Acesta este un volum închis de aer excitat de cap, care are o flexibilitate egală cu flexibilitatea Cms a sistemului mobil al capului.

D (m) este diametrul efectiv al difuzorului.

Sd (mp) - suprafața efectivă a difuzorului (aproximativ 50-60% din suprafața proiectată).

Xmax (m) - deplasarea maximă a difuzorului.

Vd (m cubi) - volumul excitat (produs Sd de Xmax).

Re (Ohm) - rezistența înfășurării capului la curentul continuu.

Rg (Ohm) - impedanța de ieșire a amplificatorului, ținând cont de influența firelor de conectare și a filtrelor.

Qms (cantitate adimensională) - factorul de calitate mecanic al capului difuzorului la frecvența de rezonanță (Fs), ia în considerare pierderile mecanice.

Qes (cantitate adimensională) - factorul de calitate electrică al capului difuzorului la frecvența de rezonanță (Fs), ia în considerare pierderile electrice.

Qts (cantitate adimensională) - factorul de calitate total al capului difuzorului la frecvența de rezonanță (Fs), ia în considerare toate pierderile.

Qmc (cantitate adimensională) - factorul de calitate mecanică al sistemului acustic la frecvența de rezonanță (Fs), ia în considerare pierderile mecanice.

Qec (cantitate adimensională) - factorul de calitate electrică al sistemului acustic la frecvența de rezonanță (Fs), ia în considerare pierderile electrice.

Qtc (cantitate adimensională) - factorul de calitate total al sistemului acustic la frecvența de rezonanță (Fs), ia în considerare toate pierderile.

Ql (cantitatea adimensională) este factorul de calitate al sistemului acustic la frecvență (Fb), ținând cont de pierderile de scurgere.

Qa (cantitatea adimensională) este factorul de calitate al sistemului acustic la frecvență (Fb), ținând cont de pierderile de absorbție.

Qp (cantitatea adimensională) este factorul de calitate al sistemului acustic la frecvență (Fb), ținând cont de alte pierderi.

N0 (cantitate adimensională, uneori %) - eficiența (eficiența) relativă a sistemului.

Cms (m/N) - flexibilitatea sistemului de mișcare al capului difuzorului (deplasare sub influența sarcinii mecanice).

Mms (kg) - masa efectivă a sistemului în mișcare (include masa difuzorului și aerul care oscilează cu acesta).

Rms (kg/s) - rezistența mecanică activă a capului.

B (T) - inducție în gol.

L (m) - lungimea conductorului bobinei.

Bl (m/N) - coeficient de inducție magnetică.

Pa - puterea acustică.

Pe - putere electrică.

C=342 m/s - viteza sunetului in aer in conditii normale.

P=1,18 kg/m^3 - densitatea aerului în condiții normale.

Le este inductanța bobinei.

BL este valoarea densității fluxului magnetic înmulțită cu lungimea bobinei.

Spl – nivelul presiunii sonore în dB.

Re: Thiel-Parametrii mici și designul acustic al difuzorului.

Program misto BassBox 6.0 PRO pentru calcularea designului acustic al unui difuzor de 12 MB, număr de serie în interiorul fișierului *.txt:

Programul are o bază de date uriașă de parametri din de la un număr mare de producători și poate calcula volumul ținând cont de grosimea peretelui. În general, foarte confortabil.

Parametrii Small-Thiele

Parametrii Small-Thiele

Până în 1970, nu existau metode convenabile, accesibile, standard în industrie pentru obținerea de date comparative privind performanța difuzoarelor. Testele individuale efectuate de laboratoare au fost prea costisitoare și consumatoare de timp. În același timp, au fost necesare metode de obținere a datelor comparative despre difuzoare atât de către cumpărători pentru a selecta modelul dorit, cât și de către producătorii de echipamente pentru a-și descrie mai precis produsele și compararea argumentată a diferitelor dispozitive.
Design de difuzoare La începutul anilor șaptezeci, la conferința AES a fost prezentată o lucrare, scrisă de Neville Thiele și Richard Small. Thiele a fost inginer șef de inginerie și dezvoltare la Australian Broadcasting Commission. În acel moment, era responsabil de Laboratorul Federal de Inginerie și analiza funcționarea echipamentelor și sistemelor de transmitere a semnalelor audio și video. Small a fost student postuniversitar la Școala de Inginerie de la Universitatea din Sydney.
Scopul lui Thiele și Small a fost să arate cum parametrii derivați de ei ar putea ajuta la potrivirea unui dulap cu un anumit difuzor. Cu toate acestea, rezultatul este că aceste măsurători oferă mult mai multe informații: pot trage concluzii mult mai profunde despre modul în care funcționează un difuzor decât pe baza datelor obișnuite privind dimensiunea, puterea maximă de ieșire sau sensibilitate.
Lista parametrilor numiți „Parametrii micilor Thiele”: Fs, Re, Le, Qms, Qes, Qts, Vas, Cms, Vd, BL, Mms, Rms, EBP, Xmax/Xmech, Sd, Zmax, interval de frecvență de funcționare (utilizabil Interval de frecvență), putere nominală (Manipulare a puterii), sensibilitate (Sensibilitate).

Fs

Re

Acest parametru descrie rezistența DC a difuzorului măsurată folosind un ohmmetru. Este adesea numit DCR. Valoarea acestei rezistențe este aproape întotdeauna mai mică decât rezistența nominală a difuzorului, ceea ce îngrijorează mulți cumpărători pentru că se tem că amplificatorul va fi supraîncărcat. Cu toate acestea, deoarece inductanța difuzorului crește odată cu frecvența, este puțin probabil ca impedanța constantă să afecteze sarcina.

Le

Acest parametru corespunde inductanței bobinei, măsurată în mH (milihenry). Conform standardului stabilit, măsurătorile inductanței sunt efectuate la o frecvență de 1 kHz. Pe măsură ce frecvența crește, impedanța va crește peste valoarea Re, deoarece bobina vocală acționează ca un inductor. Ca urmare, impedanța difuzorului nu este constantă. Poate fi reprezentat ca o curbă care se modifică odată cu frecvența semnalului de intrare. Valoarea maximă a impedanței (Zmax) apare la frecvența de rezonanță (Fs).

Parametrii Q

Vas/Cms

Parametrul Vas vă spune care ar trebui să fie volumul de aer, care, comprimat la un volum de un metru cub, ar avea aceeași rezistență ca și sistemul de suspensie (volum echivalent). Factorul de flexibilitate al sistemului de suspensie pentru un anumit difuzor este notat cu Cms. Vas este unul dintre cei mai dificili parametri de măsurat pe măsură ce presiunea aerului se modifică în funcție de umiditate și temperatură și, prin urmare, necesită un laborator de înaltă tehnologie pentru măsurare. Cms se măsoară în metri pe newton (m/N) și reprezintă forța cu care sistemul de suspensie mecanică rezistă mișcării difuzorului. Cu alte cuvinte, Cms corespunde unei măsurători a rigidității suspensiei mecanice a difuzorului. Relația dintre parametrii Cms și Q poate fi comparată cu alegerea făcută de producătorii de automobile între confort sporit și performanță de condus îmbunătățită. Dacă ne gândim la vârfurile și jgheaburile unui semnal audio ca la denivelările unui drum, atunci sistemul de suspensie a difuzoarelor este similar cu arcurile unei mașini - în mod ideal ar trebui să reziste la conducerea foarte rapidă pe un drum presărat cu bolovani mari.

Vd

Acest parametru indică volumul maxim de aer care poate fi împins afară de difuzor (Peak Diaphragm Displacement Volume). Se calculează prin înmulțirea Xmax (lungimea maximă a părții bobinei care se extinde dincolo de spațiul magnetic) cu Sd (aria suprafeței de lucru a difuzorului). Vd se măsoară în centimetri cubi. Subwooferele au de obicei cele mai mari valori Vd.

B.L.

Exprimat în tesla pe metru, acest parametru caracterizează forța motrice a difuzorului. Cu alte cuvinte, BL indică cât de multă masă poate „ridică” un difuzor. Acest parametru se măsoară după cum urmează: se aplică o anumită forță pe con, îndreptată în interiorul difuzorului, și se măsoară curentul necesar pentru a contracara forța aplicată - masa în grame este împărțită la curentul în amperi. O valoare mare BL indică un difuzor foarte puternic.

mms

Acest parametru este o combinație a greutății ansamblului conului și a masei fluxului de aer deplasat de conul difuzorului în timpul funcționării. Greutatea ansamblului difuzorului este egală cu suma greutății difuzorului însuși, a șaibei de centrare și a bobinei. La calcularea masei debitului de aer deplasat de difuzor se utilizează volumul de aer corespunzător parametrului Vd.

Rms

Acest parametru descrie pierderile de rezistență mecanică ale sistemului de suspensie a difuzoarelor. Este o măsurare a calităților de absorbție ale unui surround difuzor și se măsoară în N i s/m.

EBP

Acest parametru este egal cu Fs împărțit la Qes. Este folosit în multe formule legate de proiectarea dulapurilor de difuzoare și, în special, pentru a determina care dulap este mai bine să alegeți pentru un anumit difuzor - un design cu spate închis sau un design reflex de fază. Când valoarea EBP se apropie de 100, înseamnă că difuzorul este cel mai potrivit pentru utilizarea într-o carcasă bass reflex. Dacă EBP este aproape de 50, este mai bine să instalați acest difuzor într-o carcasă închisă. Cu toate acestea, această regulă este doar un punct de plecare atunci când se creează un sistem acustic și permite excepții.

Xmax/Xmech

Parametrul definește abaterea liniară maximă. Ieșirea difuzorului devine neliniară atunci când bobina vocală începe să se miște din spațiul magnetic. Deși sistemul de suspensie poate crea neliniaritate în semnalul de ieșire, distorsiunea începe să crească semnificativ în momentul în care numărul de spire ale bobinei în golul magnetic începe să scadă. Pentru a determina Xmax, trebuie să calculați lungimea părții bobinei care se extinde dincolo de tăietura superioară a magnetului și să o împărțiți în jumătate. Acest parametru este utilizat pentru a determina nivelul maxim de presiune a sunetului (SPL) pe care un difuzor îl poate furniza în același timp menținând liniaritatea semnalului, adică valoarea THD normalizată.
La determinarea Xmech-ului, lungimea cursei bobinei este măsurată până când apare una dintre următoarele situații: fie şaiba de centrare se rupe, fie bobina se sprijină pe capacul din spate de siguranță, fie bobina se mișcă din spațiul magnetic, sau alte elemente fizice. limitările conului încep să joace un rol. Cea mai mică dintre lungimile cursei bobinei obținute este împărțită la jumătate, iar valoarea rezultată este luată ca deplasare mecanică maximă a difuzorului.

SD

Acest parametru corespunde zonei suprafeței de lucru a difuzorului. Măsurată în cm2.

Zmax

Acest parametru corespunde impedanței difuzorului la frecvența de rezonanță.

Gama de frecvență utilizabilă

Producătorii folosesc diferite metode pentru a măsura intervalul de frecvență de funcționare. Multe metode sunt considerate acceptabile, dar duc la rezultate diferite. Pe măsură ce frecvența crește, radiația în afara axei de la un difuzor scade proporțional cu diametrul. La un moment dat devine direct îndreptat. Tabelul arată dependența frecvenței la care apare acest efect de dimensiunea difuzorului.

File:///C:/Documents%20and%20Settings/artemk01klg/Desktop/1.jpg

Putere nominală (Manipularea puterii)

Acesta este un parametru foarte important atunci când alegeți un difuzor. Este necesar să știți cu siguranță că emițătorul va rezista la puterea semnalului furnizat acestuia. Prin urmare, trebuie să alegeți un difuzor care poate rezista la puterea furnizată acestuia cu o rezervă. Criteriul determinant pentru cât de multă putere va avea un difuzor este capacitatea sa de a disipa căldura. Principalele caracteristici de design care influențează disiparea eficientă a căldurii sunt dimensiunea bobinei mobile, dimensiunea magnetului, ventilația de design și materialele avansate de înaltă tehnologie utilizate în designul bobinei mobile. Bobina și magnetul mai mari asigură o disipare mai eficientă a căldurii, iar ventilația menține designul rece.
Atunci când se calculează puterea unui difuzor, pe lângă capacitatea sa de a rezista la căldură, sunt importante și proprietățile mecanice ale difuzorului. La urma urmei, dispozitivul poate rezista la încălzirea care apare atunci când este furnizată o putere de 1 kW, dar chiar înainte de a atinge această valoare va eșua din cauza deteriorării structurale: bobina se va sprijini de peretele din spate sau bobina va ieși. a intervalului magnetic, difuzorul va fi deformat etc. d. Cel mai adesea, astfel de defecțiuni apar atunci când se redă un semnal de frecvență prea puternic la volum mare. Pentru a evita defecțiunile, trebuie să cunoașteți gama reală de frecvențe reproduse, parametrul Xmech, precum și puterea nominală.

Sensibilitate

Acest parametru este unul dintre cei mai importanți din întreaga specificație a difuzorului. Vă permite să înțelegeți cât de eficient și la ce volum va reproduce dispozitivul sunetul atunci când este furnizat un semnal de una sau alta putere. Din păcate, producătorii de difuzoare folosesc diferite metode pentru a calcula acest parametru - nu există unul singur stabilit. La determinarea sensibilității, nivelul presiunii sonore este măsurat la o distanță de un metru atunci când difuzorului este aplicată o putere de 1 W. Problema este că uneori distanța de 1 m este calculată din capacul de praf, iar uneori din suportul difuzorului. Din acest motiv, determinarea sensibilității difuzoarelor poate fi destul de dificilă.

Luat din

Anul acesta, în Journal of the Acoustical Society of America, oamenii de știință Jiajun Zhao, Likun Zhang și Ying Wu au publicat articolul „Enhancing monochromatic multipole emission by a subwavelength enclosure of degenerate Mie resonances” despre invenția lor, care crește puterea sonoră a joasă. -unde de frecventa datorate rezonantelor. Judecând după raportul cercetătorilor, o carcasă din plastic cu diametrul de 10 cm, inventată de ei și fabricată pe o imprimantă 3D, poate crește puterea sonoră a unui woofer de 200 de ori.

În mod tradițional, pentru a crește volumul (presiunea sonoră), se folosește o creștere a puterii semnalului, iar în cazul frecvențelor joase, o zonă de radiație mai mare. Aceste metode clasice au dezavantaje evidente - dimensiuni mari de gabarit si consum mare de energie. În acest sens, creșterea presiunii sonore datorită designului acustic a devenit o problemă practică populară. Dezvoltatorii sunt conduși de dorința de a maximiza puterea și de a menține un volum mic. Cu difuzoarele tradiționale, acest efect a fost obținut datorită reflexului de bas. Acum este rândul audio portabil. Sub tăietură, câteva cuvinte despre inovație și perspectivele probabile pentru dezvoltarea acesteia, precum și despre musca în unguent în butoiul perspectivelor strălucitoare.

Un aspect proaspăt sau unul vechi bine uitat

Implementarea unei idei destul de îndrăznețe este dictată de necesitate. Abundența echipamentelor portabile necesită soluții în care este imposibil să se utilizeze un design acustic cu un volum mare, în timp ce consumatorul își dorește „mult fund”. Astfel, soluția propusă de oamenii de știință va fi probabil solicitată pentru smartphone-uri, difuzoare portabile portabile și stații de andocare.

Se știe că dezvoltări de acest gen au fost realizate de la sfârșitul secolului al XIX-lea (experimentele lui Helmholtz) până în anii 20 ai secolului trecut, adică până în momentul în care mijloacele pasive de creștere a presiunii sonore puteau concura cu cele electroacustice. Așa a apărut designul acustic al claxonului.

Autorii articolului „Emission Enhancement of Sound Emiters using an Acoustic Metamaterial Cavity”, care formează baza invenției descrise, au scris despre continuitatea istorică. Se poate argumenta că, trecându-se într-o situație în care dispozitivele electrice și-au epuizat resursele de eficiență, dezvoltatorii și-au amintit de vremea în care difuzoarele în formă de corn erau tendința principală.

Idee și rezultat

Ideea a fost de a crește semnificativ amplitudinea undelor sonore emise de woofer, renunțând în același timp la creșterea tradițională a puterii amplificatorului și mărind dimensiunea driverului. Un obiectiv suplimentar a fost menținerea modelului de radiații, deoarece cornul clasic îl schimbă. Pentru a implementa ideea, oamenii de știință au folosit moduri rezonante care au fost formate folosind un design acustic în formă de libirint.

Pentru a spune simplu, dezvoltatorii au aplicat un principiu care poate fi observat prin plasarea unei surse de sunet (de exemplu, un smartphone) într-o cană. Sunetul se intensifică pe măsură ce cana devine o cameră de rezonanță.

Aici principiul este similar, dar în loc de o singură cavitate, sunt folosite labirinturi special concepute, care fac posibilă îmbunătățirea selectivă a gamei de frecvență joasă.

Dezvoltatorul Ying Wu într-unul dintre interviurile sale a descris principiul de funcționare după cum urmează:

„Prin rezonanța aerului din interiorul canalelor, mult mai mult din puterea electrică a sursei este convertită în putere sonoră decât ar fi altfel.”

„Rezonanța aerului în canale face posibilă obținerea unei puteri de sunet mai mare decât fără ele (canale - nota autorului) cu un consum egal de energie”

O structură realistă pentru îmbunătățirea emisiilor

A) Structura este realizată din materiale rigide (partea gri), în care canalele spiralate umplute cu aer prelungesc traseul sunetului (linia roșie) pentru a-și reduce viteza echivalentă în direcția radială de-a lungul pereților rigizi ai canalelor (anizotropie azimutală ρθ→ ∞ ρθ→∞).
b) Distribuția de fază a câmpurilor sonore emise de o sursă de monopol, simulând la trei frecvențe de rezonanță (vezi Fig. 2(c)).
c) La fel ca b), dar pentru o sursă dipol. (d, e) Comparația directivității câmpului îndepărtat cu și fără coajă simulată pentru cea mai mică rezonanță în b) și, respectiv, c).

După cum se poate observa în figură, pasajele labirintice se extind din centrul corpului rotund al dispozitivului de zece centimetri, unde se află difuzorul, care asigură apariția unor moduri de rezonanță și, în consecință, măresc pasiv puterea sonoră a anumitor frecvențe. . Este important să rețineți că scala dB este logaritmică, o creștere de două sute de ori a puterii va duce la o creștere a presiunii sonore de aproximativ 20 dB. Unul dintre autorii care a scris pe acest subiect a comparat 20 dB cu opt puncte pe scara volumului iPhone.

Ca urmare a măsurătorilor comparative și de control, s-a dovedit că utilizarea designului face de fapt posibilă creșterea puterii sunetului în intervalul de frecvență joasă de 200 de ori. Designul face posibilă, de asemenea, să nu se schimbe semnificativ modelul de radiații, ceea ce ar fi imposibil atunci când se utilizează sisteme clasice de corn. Puteți afla mai multe despre rezultatele experimentului în articolul, care a fost publicat în domeniul public.

Evident, rezultatul obținut (dacă evenimentele se dezvoltă cu succes pentru această inovație, despre care se discută în secțiunea următoare) poate fi folosit pentru a crea difuzoare wireless portabile, gadget-uri mobile și căști.

Articolul demonstrează teoretic posibilitatea unei creșteri rezonante a puterii de 200 de ori, oferă formule și măsurători comparative, dar, ca în vechea glumă, există o nuanță...

Rezonanța ca un dușman de sân

Amplificarea LF datorită rezonanțelor are o serie de caracteristici care fac dificilă utilizarea acestei metode la crearea echipamentelor de înaltă fidelitate. Mulți oameni sunt conștienți de efectul dăunător al acestei metode asupra calității sunetului a designului acustic bass-reflex al difuzoarelor. Când se folosește un bass reflex, amplificarea frecvențelor joase se realizează și datorită rezonanței, singura diferență este că cu acest factor de formă bass reflex este mai puțin eficient decât un labirint.

Ambiguitatea folosirii rezonanțelor pentru a crește puterea basului este descrisă în detaliu în articolul „The Great Low Frequency Deception” publicat de revista Show Master, tradus cu amabilitate de www.sound-consulting.net.

După cum au scris în articolul menționat mai sus, un sistem rezonant nu poate porni și opri instantaneu și, în consecință, apar întârzieri. Având în vedere numărul de reflexii din sistemul rezonant labirint prezentat, se poate presupune că aceste întârzieri vor fi mai mari decât într-unul similar cu bass reflex sau cu casetă închisă clasică.

Astfel, folosind amplificarea rezonantă, putem obține mult mai mult low end, în timp ce caracteristicile impulsului se deteriorează. În plus, nu se știe dacă un astfel de sistem introduce distorsiuni, zgomot etc. (studiul nu conține o comparație a distorsiunilor înainte și după utilizarea noului design acustic).

Perspective de aplicare

Dacă sunt excluse toate problemele ipotetic probabile, inovația se poate schimba foarte mult. Menținerea proprietăților în timp ce reducerea dimensiunilor va permite utilizarea unui astfel de design acustic în smartphone-uri, ceea ce va crește semnificativ volumul. Utilizarea cu difuzoare wireless portabile va reduce consumul de energie, ceea ce înseamnă creșterea timpului de funcționare al dispozitivelor portabile.

Concluzie

Sper din tot sufletul la o discuție vie și productivă cu privire la perspectivele labirintului. Nu am suficiente informații pentru a-mi trage propriile concluzii despre soarta invenției. Ca de obicei, vă invit să participați la un sondaj și să vă exprimați părerea cu privire la invenție.

Blugi

M-au forțat să iau stiloul. Permiteți-mi să fac imediat o rezervare că nu mi-am propus să fiu judecătorul de ultimă instanță, ci pur și simplu am decis să adun într-un singur loc diverse opțiuni pentru îmbunătățirea (și nu chiar îmbunătățirea) difuzoarelor HF. În acest caz, vor fi luate în considerare numai opțiunile asociate cu scăderea frecvenței rezonanței principale. Egalizarea răspunsului în frecvență și alte îmbunătățiri nu sunt luate în considerare.

Să definim singuri câteva criterii de evaluare a perspectivelor de îmbunătățire:

1. Îmbunătățirea nu trebuie să modifice aspectul difuzorului.
2. În cazul unui rezultat nereușit, ar trebui să fie posibilă revenirea la pozițiile inițiale.
3. Modificările efectuate nu încalcă autenticitatea vorbitorului.
4. Repetabilitate bună a îmbunătățirii fără costuri semnificative de material și necesitatea unor măsurători suplimentare. Schimbările trebuie gândite din punct de vedere ingineresc - făcute și uitate.
5. Modernizarea nu trebuie să se încheie cu pierderea vorbitorului.

În acest moment, cunosc 5 opțiuni pentru rezolvarea problemei rezonanței:

1. Metoda de subțiere a discului de suspensie.
2. Metoda de perforare conform .
3. Metoda de perforare folosind un ac.
4. Creșterea diametrului interior al inelelor.
5. Folosind un filtru reglat la frecvența de rezonanță.

Fiecare dintre ele este discutată mai jos într-o măsură mai mare sau mai mică.

Pentru o percepție mai completă, imaginea arată (începând de la mijloc):

1. Câmpul albastru este domul difuzorului.
2. Linia albastră continuă este marginea exterioară a ondulației
3. Cercurile verzi sunt inele de sprijin
4. Metoda de subțiere a discului de suspensie

1. Metoda de subțiere a discului de suspensie

Esența metodei este că o anumită cantitate de substanță este îndepărtată cu grijă din suspensie. Ca urmare, flexibilitatea suspensiei crește și, ca urmare, frecvența de rezonanță scade. Recomandat pentru membrane „de mătase”. Pentru produsele din plastic, subțierea este mai dificilă. Lățimea subțierii poate fi luată de la inelul verde interior (diametrul interior al inelelor de susținere) până la marginea exterioară a ondulației (linia solidă albastră) - aceasta este o opțiune ideală. În practică, este imposibil să faci o astfel de procedură cu mijloace improvizate. Prin urmare, ar fi mai avansat din punct de vedere tehnologic să se facă o subțiere de la marginea suspensiei la o anumită linie convențională (linie albastră punctată în diagramă)

Pentru. Efectul se realizează fără ca capul să-și piardă aspectul.

Împotriva. Dacă îndepărtați materialul neuniform, echilibrarea dinamică a bobinei în spațiul magnetic poate fi perturbată și pot apărea distorsiuni. Repetabilitate este sub medie. Personal, neavand membrana in stoc, nu mi-as asuma riscul.

Metoda de reducere a frecvenței folosind perforarea nu este în mod inerent nouă. Există difuzoare importate din fabrică care folosesc această metodă. Aplicabil membranelor de orice tip. Principala problemă a acestei metode este ce să faceți cu găurile rezultate și cum să minimizați posibilul lor impact asupra imaginii sonore. Și al doilea punct, etanșeitatea MS este ruptă. Am recomandat să facem perforații fără a depăși cu mai mult de 1,5 mm diametrul interior al inelului. Și este mai bine să rămâneți în lățimea inelelor, ceea ce va asigura etanșarea completă a difuzorului, obținând în același timp o reducere a rigidității suspensiei. Dacă faceți perforații de o lățime mare, atunci cred că puteți sigila găurile rezultate cu un inel de bandă adezivă, lipindu-l de-a lungul suprafeței exterioare.

Pentru. Efectul este realizat, capul nu își pierde aspectul, cu excepția perforației.

Împotriva: Procesul este ireversibil. Perforarea trebuie efectuată cu atenție, în limitele dimensiunilor conturate și păstrând simetria. (dacă greșesc, autorul ideii mă va corecta) Repetabilitate este sub medie. Personal, neavand membrana in stoc, nu mi-as asuma riscul.

3. Perforare cu un ac

Această metodă nu este nouă, am citit-o în depărtații anilor 80 într-o revistă. Acolo au discutat despre o metodă de a face un difuzor de casă pentru un receptor radio.

Esența metodei este că în jurul circumferinței, începând de aproape de inelele de fixare, se fac găuri în suspensie cu un ac pentru coasere la o anumită distanță (în figură, aceste perforații sunt descrise în mod convențional ca puncte galben-portocalii). Apoi, retrăgându-se cu aproximativ 1 mm, se face un al doilea cerc de găuri, dar cu o schimbare. Puteți face 3-5 astfel de cercuri.

Această metodă este bună pentru membranele „de mătase” - micropărositatea firelor acoperă găurile și, de fapt, difuzorul își păstrează etanșeitatea.

Pentru. Numărul mare de perforații compensează erorile în încălcarea simetriei perforațiilor, iar etanșeitatea difuzorului nu este compromisă. Repetabilitate este peste medie. Nu sunt necesare calificări înalte, doar viziune ascuțită și mâini drepte.

Împotriva. Procesul este ireversibil. Pentru membranele din plastic, va fi necesară arderea.

4. Cresterea diametrului interior al inelelor de prindere

În discuția articolului de mai sus, am sugerat, ca opțiune, să facem inelele mai înguste, ceea ce ar trebui să reducă rezonanța prin creșterea flexibilității suspensiei. Adevărat, îndoieli vagi în această chestiune m-au roade. Totuși, după ce am căutat pe internet, am descoperit pe unul dintre forumuri că ideea cu inele fusese deja folosită! Oamenii au discutat despre asta în 2010. Și ceea ce este cel mai uimitor, după cum subliniază experimentatorul care a condus acest experiment, este suficient pentru a crește diametrul intern al inelelor cu aproximativ 1 mm, astfel încât frecvența de rezonanță să scadă cu 1,5 kHz! Astfel, dacă lățimea inițială a inelului (două cercuri verzi) este redusă prin creșterea diametrului intern (linia întreruptă), atunci problema frecvenței de rezonanță este rezolvată într-un interval acceptabil.

Ieftin și vesel!

Cred că aici s-ar putea experimenta cu materialul pentru inele: piele, cauciuc, țesătură și alte materiale elastice.

PentruŞi împotriva