Projekty głośników wysokotonowych (HF) są najbardziej zróżnicowane. Mogą być zwykłe, rogowe lub kopułkowe. Głównym problemem w ich tworzeniu jest rozszerzenie kierunkowości emitowanych oscylacji. Pod tym względem głośniki kopułkowe mają pewne zalety. Średnica dyfuzora lub membrany promieniującej głośników wysokotonowych HF mieści się w zakresie od 10 do 50 mm. Często głośniki wysokotonowe są szczelnie zamknięte z tyłu, co wyklucza możliwość modulacji ich promieniowania przez promieniowanie emiterów LF i MF.

Typowy miniaturowy tweeter stożkowy dobrze oddaje dźwięki o wysokiej częstotliwości, ale ma bardzo wąską charakterystykę promieniowania – zwykle w zakresie od 15 do 30 stopni (w stosunku do osi centralnej). Ten kąt jest ustawiany, gdy moc głośnika jest zmniejszona zazwyczaj o -2 dB. Określa kąt odchylenia od osi poziomej i pionowej. Za granicą kąt ten nazywany jest kątem rozproszenia lub rozproszenia (rozproszenia) dźwięku.

Aby zwiększyć kąt rozpraszania, wykonuje się dla nich dyfuzory lub dysze o różnych kształtach (kuliste, w kształcie rogu itp.). Wiele zależy od materiału dyfuzora. Jednak konwencjonalne tweetery nie są w stanie emitować dźwięków o częstotliwościach znacznie wyższych niż 20 kHz. Umieszczenie specjalnych odbłyśników przed głośnikiem wysokotonowym (najczęściej w postaci plastikowej kratki) pozwala na znaczne poszerzenie wzoru kierunkowości. Taka siatka to często elementarne obramowanie akustyczne głośnika wysokotonowego lub innego emitera.

Odwiecznym tematem kontrowersji jest pytanie, czy w ogóle konieczne jest promieniowanie częstotliwości powyżej 20 kHz, skoro nasze ucho ich nie słyszy, a nawet sprzęt studyjny często ogranicza efektywny zasięg sygnałów audio na poziomie od 10 do 15-18 kHz. Jednak fakt, że nie słyszymy takich sinusoidalnych sygnałów, nie oznacza, że ​​nie istnieją i nie wpływają na kształt zależności czasowych rzeczywistych i raczej złożonych sygnałów audio o znacznie niższych częstotliwościach powtarzania.

Istnieje wiele przekonujących dowodów na to, że ten kształt jest mocno zniekształcony, gdy zakres częstotliwości jest sztucznie ograniczany. Jedną z przyczyn tego są przesunięcia fazowe różnych komponentów złożony sygnał. Ciekawe, że nasze ucho samo nie dostrzega przesunięć fazowych, ale jest w stanie rozróżnić sygnały o innej postaci zależności czasowej, nawet jeśli zawierają ten sam zestaw harmonicznych o tych samych amplitudach (ale różnych fazach). Bardzo ważne ma charakter zanikania odpowiedzi częstotliwościowej i liniowości odpowiedzi fazowej, nawet poza skutecznie odtwarzalnym zakresem częstotliwości.

Ogólnie rzecz biorąc, jeśli chcemy mieć jednorodną charakterystykę częstotliwościową i fazową w całym zakresie dźwięku, to zakres częstotliwości faktycznie emitowany przez akustykę powinien być zauważalnie szerszy niż dźwiękowy. Wszystko to w pełni uzasadnia rozwój promienników szerokopasmowych przez wiele wiodących firm w dziedzinie elektroakustyki.

Umieszczenie promienników HF Jest problem – wynik w dużej mierze zależy od tego, gdzie głowice są umieszczone i jak są zorientowane. Porozmawiajmy o głowicy HF, czyli tweeterze.

Cechy głowic RF Z teorii propagacji fali dźwiękowej wiadomo, że wraz ze wzrostem częstotliwości charakterystyka promieniowania emitera zwęża się, a to prowadzi do zawężenia optymalnej strefy odsłuchowej. Oznacza to, że można uzyskać jednolity balans tonalny i odpowiednią scenę tylko na niewielkim obszarze przestrzeni. Dlatego rozszerzenie charakterystyki promieniowania RF jest głównym zadaniem wszystkich projektantów głośników. Najsłabszą zależność charakterystyki promieniowania od częstotliwości obserwuje się w głośnikach wysokotonowych kopułkowych. To właśnie ten typ emiterów RF jest najczęściej spotykany w głośnikach samochodowych i domowych. Kolejnymi zaletami promienników kopułkowych są ich niewielkie rozmiary i brak konieczności tworzenia głośności akustycznej, a wadami jest niska dolna częstotliwość odcięcia, która mieści się w zakresie 2,5-7 kHz. Wszystkie te cechy są brane pod uwagę podczas instalacji głośnika wysokotonowego, wszystko wpływa na miejsce instalacji: zakres pracy głośnika wysokotonowego, jego charakterystykę kierunkowości, liczbę zainstalowanych komponentów (systemy 2- lub 3-komponentowe), a nawet osobisty gust. Zróbmy rezerwację od razu, że nie ma uniwersalnych zaleceń w tej sprawie, więc nie możemy wskazać na ciebie palcem - mówią, umieść to tutaj i wszystko będzie OK! Jednak dzisiaj jest ich wiele standardowe rozwiązania które warto wiedzieć. Wszystkie poniższe informacje dotyczą obwodów nieprocesorowych, ale dotyczy to również korzystania z procesora, po prostu jego obecność zapewnia znacznie więcej możliwości zrekompensowania negatywnego wpływu nieoptymalnej lokalizacji.

względy praktyczne. Przypomnijmy najpierw kilka kanonów. Idealnie odległość do lewego i prawego głośnika wysokotonowego powinna być taka sama, a głośnik wysokotonowy powinien być zainstalowany na wysokości oczu (lub uszu) słuchacza. W szczególności zawsze najlepiej jest wypchnąć głośniki wysokotonowe jak najdalej do przodu, ponieważ im dalej od uszu, tym mniejsza jest różnica odległości między lewym a prawym głośnikiem. Drugi aspekt: ​​głośnik wysokotonowy nie powinien znajdować się daleko od głowicy średniotonowej lub nisko-średniotonowej, w przeciwnym razie nie uzyskasz dobrego balansu tonalnego i dopasowania fazowego (zazwyczaj kierując się długością lub szerokością dłoni). Jeśli jednak głośnik wysokotonowy jest ustawiony nisko, to scena opada w dół, a ty jesteś niejako nad dźwiękiem. Jeśli jest ustawiony zbyt wysoko, z powodu długi dystans między głośnikami wysokotonowymi i średniotonowymi tracona jest integralność balansu tonalnego i dopasowania fazowego. Na przykład, podczas słuchania utworu z nagraniem utworu fortepianowego, przy niskich dźwiękach ten sam instrument zabrzmi na dole, a przy wysokich dźwiękach będzie ostro wzlatywał w górę.

Kierunkowość głowicy RF. Kiedy ustaliliśmy miejsce instalacji głowicy RF, powinniśmy zdecydować o jej kierunku. Jak pokazuje praktyka, w celu uzyskania właściwego balansu barwowego lepiej skierować głośnik wysokotonowy na słuchacza, a dla uzyskania dobrej głębi sceny dźwiękowej zastosować odbicie. Wybór zależy od osobistych odczuć muzyki, której słuchasz. Najważniejsze jest, aby pamiętać, że optymalna pozycja odsłuchowa może być tylko jedna.
Pożądane jest zorientowanie głośnika wysokotonowego w przestrzeni tak, aby jego oś środkowa skierowana była do podbródka słuchacza, czyli ustawienie innego kąta obrotu lewego i prawego głośnika wysokotonowego. Podczas ustawiania głośnika wysokotonowego z odbiciem należy pamiętać o dwóch rzeczach. Po pierwsze, kąt padania fala dźwiękowa jest równy kątowi odbicia, a po drugie, wydłużając ścieżkę dźwiękową, przenosimy scenę dźwiękową dalej, a jeśli damy się ponieść emocjom, możemy uzyskać tzw. efekt tunelowy, gdy scena dźwiękowa jest daleko od słuchacza , jakby na końcu wąskiego korytarza.

metoda ustawiania. Po nakreśleniu, zgodnie z powyższymi zaleceniami, lokalizacji głowic RF, warto rozpocząć eksperymenty. Faktem jest, że nikt nigdy z góry nie powie dokładnie, gdzie zostanie zapewnione 100% „uderzenie” z twoimi komponentami. Najbardziej optymalne miejsce pozwoli określić eksperyment, który jest dość prosty w przygotowaniu. Weź dowolny lepki materiał, taki jak plastelina, taśma dwustronna, rzep lub klej modelarski, włóż ulubioną muzykę lub płytę testową i zacznij eksperymentować. Wypróbuj różne opcje miejsc i orientacji w każdym z nich. Zanim w końcu zainstalujesz głośnik wysokotonowy, lepiej posłuchać trochę więcej i poprawić go na plastelinie, donikąd.

Kreatywność. Ustawienie i wybór lokalizacji głośnika wysokotonowego ma swoje własne niuanse dla systemów 2- i 3-elementowych. Szczególnie w pierwszym przypadku trudno jest zapewnić bliskie sąsiedztwo głośnika wysokotonowego i emitera LF/MF. Ale w każdym razie nie bój się eksperymentować - widzieliśmy instalacje, w których głowice HF trafiały w najbardziej nieoczekiwane miejsca. Czy ma sens dodatkowa para głośników wysokotonowych? Na przykład amerykańska firma „Boston Acoustics” produkuje zestawy głośników komponentowych, w których zwrotnica ma już miejsce na podłączenie drugiej pary głowic HF. Jak tłumaczą sami twórcy, druga para jest niezbędna do podniesienia poziomu sceny dźwiękowej.W warunkach testowych odsłuchaliśmy je jako dodatek do głównej pary głośników wysokotonowych i byliśmy zaskoczeni, jak bardzo rozszerza się przestrzeń sceny dźwiękowej i niuanse są poprawione.

Teoria harmonicznych

Kompresja amplitudy

Co robić?

Przeciążanie (obcinanie) wzmacniaczy mocy jest częstym zjawiskiem. Artykuł dotyczy przeciążenia spowodowanego zwiększonym poziomem sygnału wejściowego, w wyniku którego dochodzi do przesterowania sygnału wyjściowego.

Po przeanalizowaniu „zjawiska” tego rodzaju przesterowania, które rzekomo powoduje uszkodzenie głośników, postaramy się udowodnić, że prawdziwym winowajcą jest kompresja (kompresja) amplitudy sygnału.

DLACZEGO MÓWCY POTRZEBUJĄ OCHRONY?

Wszystkie głowice głośnikowe mają maksymalną moc roboczą. Przekroczenie tej mocy spowoduje uszkodzenie głośników (SH). Uszkodzenia te można podzielić na kilka rodzajów. Przyjrzyjmy się bliżej dwóm z nich.

Pierwszy typ to nadmierne przemieszczenie dyfuzora GG. Dyfuzor GG to powierzchnia promieniująca, która porusza się w wyniku przyłożonego sygnału elektrycznego. Ta powierzchnia może być stożkowa, wypukła lub płaska. Drgania dyfuzora wzbudzają drgania w powietrzu i emitują dźwięk. Zgodnie z prawami fizyki, aby uzyskać głośniejszy dźwięk lub więcej niskie częstotliwości dyfuzor musi oscylować z większą amplitudą przemieszczenia, zbliżając się do swoich granic mechanicznych. Jeśli zostanie zmuszony do dalszego ruchu, doprowadzi to do nadmiernego ugięcia. Zdarza się to najczęściej przy niskich częstotliwościach, chociaż może się zdarzyć przy średnich, a nawet wysokich częstotliwościach (jeśli niskie częstotliwości nie są wystarczająco ograniczone). Tak więc nadmierne przemieszczenie dyfuzora najczęściej prowadzi do: uszkodzenie mechaniczne głowy.

Drugim wrogiem GG jest energia cieplna wynikająca ze strat cieplnych w cewkach głosowych. Żadne urządzenie nie jest w 100% sprawne. W przypadku GG 1 W mocy wejściowej nie jest przeliczany na 1 W mocy akustycznej. W praktyce większość GG ma sprawność mniejszą niż 10%. Straty spowodowane niską sprawnością zamieniają się na nagrzewanie się cewek drgających, powodując ich mechaniczne odkształcenie i utratę kształtu. Przegrzanie ramy cewki drgającej powoduje osłabienie jej struktury, a nawet całkowite zniszczenie. Ponadto przegrzanie może spowodować spienienie kleju i przedostanie się do szczeliny powietrznej, przez co cewka drgająca nie będzie się już swobodnie poruszać. W końcu uzwojenie cewki drgającej może po prostu przepalić się jak bezpiecznik w bezpieczniku. Oczywiste jest, że nie można na to pozwolić.

Dla użytkowników i programistów zawsze głównym problemem było określenie możliwości obsługi mocy przez głośniki wielopasmowe. Użytkownicy, którzy wymieniają uszkodzone głośniki wysokotonowe, najchętniej

przekonani, że to, co się wydarzyło, nie było ich winą. Wydawałoby się, że moc wyjściowa wzmacniacza to 50 W, a moc głośników to 200 W, a mimo to głośnik wysokotonowy po chwili zawodzi. Ten problem zmusił inżynierów do ustalenia, dlaczego tak się dzieje. Przedstawiono wiele teorii. Niektóre z nich zostały potwierdzone naukowo, inne pozostały w formie teorii.

Przyjrzyjmy się kilku perspektywom sytuacji.

TEORIA HARMONII

Badania rozkładu energii w widmie sygnału wykazały, że niezależnie od rodzaju muzyki, poziom energii o wysokiej częstotliwości w sygnał dźwiękowy znacznie poniżej poziomu energii niskiej częstotliwości. Fakt ten sprawia, że ​​jeszcze trudniej jest zorientować się, dlaczego głośniki wysokotonowe są uszkodzone. Wydawałoby się, że jeśli amplituda wysokich częstotliwości jest mniejsza, to w pierwszej kolejności powinny zostać uszkodzone głośniki niskotonowe, a nie wysokotonowe.

Producenci głośników również wykorzystują te informacje podczas opracowywania swoich produktów. Zrozumienie spektrum energetycznego muzyki pozwala znacznie poprawić brzmienie głośników wysokotonowych dzięki lżejszym ruchomym systemom, a także cieńszym drutom w cewkach głosowych. W głośnikach moc głośników wysokotonowych zwykle nie przekracza 1/10 całkowitej mocy samego głośnika.

Lecz odkąd w zakresie niskich częstotliwości (LF) jest więcej energii muzycznej niż w zakresie wysokich częstotliwości (HF), co oznacza, że ​​ze względu na niską moc, energia wysokich częstotliwości nie może uszkodzić głośników wysokotonowych. Dlatego źródło wysokich częstotliwości wystarczająco silnych, by uszkodzić głośniki wysokotonowe, znajduje się gdzie indziej. Więc gdzie on się właściwie znajduje?

Sugerowano, że jeśli w sygnale audio jest wystarczająco dużo komponentów o niskiej częstotliwości, aby przeciążyć wzmacniacz, prawdopodobne jest, że obcinanie sygnału wyjściowego spowoduje zniekształcenie o wysokiej częstotliwości, które jest wystarczająco silne, aby uszkodzić głośnik wysokotonowy.

Tabela 1. Amplitudy harmoniczne Fala prostokątna 100 Hz, 0 dB = 100 W

Teoria ta stała się dość powszechna na początku lat 70. i stopniowo zaczęła być postrzegana jako „dogmat”. Jednak w wyniku badań nad niezawodnością i ochroną wzmacniaczy mocy w typowych warunkach, a także praktyki obsługi wzmacniaczy i głośników przez typowych użytkowników, okazało się, że przeciążenia są powszechne i nie są tak odczuwalne dla ucha jak większość ludzi myśli. Działanie wskaźników przeciążenia wzmacniaczy jest zwykle opóźnione i nie zawsze dokładnie wskazuje rzeczywiste przeciążenie. Ponadto wielu producentów wzmacniaczy celowo spowalnia swoją reakcję w oparciu o własne wyobrażenia o tym, ile zniekształceń musi zostać wygenerowanych, aby wskaźnik zaświecił się.

Bardziej zaawansowane i lepiej brzmiące wzmacniacze, m.in. wzmacniacze z miękkim przesterowaniem uszkadzają również głośniki wysokotonowe. Jednak więcej potężne wzmacniacze mniej uszkadza głośniki wysokotonowe. Te fakty dodatkowo wzmocniły teorię, że źródłem uszkodzeń głośników wysokotonowych jest nadal przeciążenie wzmacniacza (przesterowanie). Wydawałoby się, że wniosek jest tylko jeden – przesterowanie to główna przyczyna uszkodzeń głośników wysokotonowych.

Ale kontynuujmy badanie tego zjawiska.

KOMPRESJA AMPLITUDOWA

Dzięki ograniczeniu amplitudy sygnału sinusoidalnego, wzmacniacz wprowadza do sygnału pierwotnego duże zniekształcenia, a kształt odbieranego sygnału przypomina kształt prostokąta. W tym przypadku idealny prostokąt (meander) ma najwyższy poziom wyższych harmonicznych. (patrz rys. 1). Mniej przycięta fala sinusoidalna ma harmoniczne o tej samej częstotliwości, ale na niższym poziomie.

Spójrz na zawartość widmową fali prostokątnej o częstotliwości 100 Hz i mocy 100 W pokazaną w Tabeli 1.

Jak widać, moc dostarczana do głośnika wysokotonowego po przejściu tego sygnału przez idealną zwrotnicę 1 kHz wynosi mniej niż 2 waty (0,83 + 0,589 = 1,419 watów). To niewiele. I nie zapominaj, że w tym przypadku symulowane jest twarde, idealne przeciążenie 100-watowego wzmacniacza, zdolnego zamienić sinus w falę prostokątną. Dalszy wzrost przeciążenia nie będzie już zwiększał harmonicznych.

Ryż. jeden. Składowe harmoniczne fali prostokątnej 100 Hz vs. sinusoida 100 Hz

Wyniki tej analizy wskazują, że nawet jeśli w głośniku 100W zostanie zastosowany słaby głośnik wysokotonowy o mocy 5-10 W, to harmoniczne nie mogą go uszkodzić, nawet jeśli sygnał przybiera postać meandra. Jednak głośniki nadal są uszkodzone.

Musisz więc znaleźć coś innego, co mogłoby spowodować takie awarie. Więc o co chodzi?

Powodem jest kompresja amplitudy sygnału.

W porównaniu ze starszymi wzmacniaczami, dzisiejsze high-endowe wzmacniacze mają większy zakres dynamiki i lepszy dźwięk, gdy są przesterowane. Dlatego użytkownicy są bardziej skłonni do przesterowania i przesterowania wzmacniaczy przy szczytach dynamicznych niskich częstotliwości, ponieważ nie występują żadne większe słyszalne zniekształcenia. Powoduje to kompresję dynamicznych cech muzyki. Głośność wysokich częstotliwości wzrasta, ale bas nie. Dla ucha jest to odbierane jako poprawa jasności dźwięku. Niektórzy mogą to zinterpretować jako zwiększenie głośności bez zmiany balansu dźwięku.

Na przykład - zwiększymy poziom sygnału na wejściu 100-watowego wzmacniacza. Komponenty o niskiej częstotliwości zostaną ograniczone do 100 W w wyniku przeciążenia. W miarę dalszego wzrostu poziomu wejściowego składowe wysokiej częstotliwości będą rosły, aż osiągną również punkt odcięcia 100 W.

Spójrz na rys. 2, 3 i 4. Wykresy są wyskalowane w woltach. Przy obciążeniu 8 omów 100 W odpowiada napięciu 40 V. Przed ograniczeniem elementy o niskiej częstotliwości mają moc 100 W (40 V), a elementy o wysokiej częstotliwości - tylko 5-10 W (9 -13V).

Załóżmy, że sygnał muzyczny o niskich i wysokich częstotliwościach podawany jest do 100-watowego wzmacniacza (8 omów). Używamy mieszanki sygnału sinusoidalnego RF o niskim poziomie z sygnałem LF o wysokim poziomie (patrz rysunek 2). Poziom składowych wysokotonowych dostarczanych do głośnika wysokotonowego jest o co najmniej 10 dB niższy niż poziom składowych niskotonowych. Teraz zwiększ głośność, aż sygnał zostanie przesterowany (+3dB overdrive, patrz Rysunek 3).

Ryż. 2. Fala sinusoidalna o niskim poziomie i wysokiej częstotliwości zmieszana z falą sinusoidalną o wysokim poziomie i niskiej częstotliwości

Ryż. 3. 100 watowe wyjście wzmacniacza z przesterowaniem 3 dB

Ryż. cztery. Wyjście ze 100-watowego wzmacniacza z 10 dB przesterowania

Zwróć uwagę, że sądząc po kształcie fali, tylko składowe o niskiej częstotliwości były ograniczone, a poziom składowych o wysokiej częstotliwości po prostu wzrósł. Oczywiście przesterowanie generuje harmoniczne, ale ich poziom jest znacznie niższy niż w przypadku meandra, który rozważaliśmy wcześniej. Amplituda składowych wysokoczęstotliwościowych wzrosła o 3 dB w stosunku do niskich częstotliwości (odpowiada to kompresji amplitudy sygnału o 3 dB).

Gdy wzmacniacz jest przeciążony o 10 dB, amplituda komponentów RF wzrośnie o 10 dB. Zatem każdy wzrost głośności o 1 dB powoduje wzrost amplitudy składowych wysokoczęstotliwościowych o 1 dB. Wzrost będzie trwał do momentu, gdy moc komponentów RF osiągnie 100W. Tymczasem szczytowy poziom składowych niskoczęstotliwościowych nie może przekroczyć 100 W (patrz rys. 4). Ten wykres odpowiada prawie 100% kompresji, ponieważ nie ma prawie żadnej różnicy między wysokimi i niskimi częstotliwościami.

Teraz łatwo zobaczyć, jak moc sygnału RF przewyższa moc 5-10-watowego głośnika wysokotonowego. Rzeczywiście, przeciążenie generuje dodatkowe harmoniczne, ale nigdy nie osiągną one poziomu wzmocnionych oryginalnych sygnałów o wysokiej częstotliwości.

Pewnie myślisz, że zniekształcenia sygnału byłyby nie do zniesienia. Nie oszukuj się. Zdziwisz się, gdy dowiesz się, jak wysoki jest limit przeciążenia, powyżej którego nie będzie można już czegokolwiek słuchać. Po prostu wyłącz wskaźnik przeciążenia na wzmacniaczu i zobacz, jak daleko obrócisz regulator głośności wzmacniacza. Jeśli zmierzysz poziom wyjściowy wzmacniacza oscyloskopem, poziom przeciążenia Cię zaskoczy. 10dB zniekształceń basu jest powszechne.

CO ROBIĆ?

Jeśli możemy chronić wzmacniacze przed przesterowaniem, możemy lepiej wykorzystać głośniki. Aby zapobiec przeciążeniu i wynikającej z tego kompresji amplitudy w każdym nowoczesnym wzmacniaczu, tzw. ograniczniki klipsów. Zapobiegają wspomnianej wcześniej kompresji amplitudy, ponieważ gdy wartość progowa zostanie osiągnięta na dowolnej częstotliwości, poziom wszystkich częstotliwości zostaje zmniejszony o tę samą wartość.

W ogranicznikach zewnętrznych próg odpowiedzi (próg) jest ustalany przez użytkownika. dostroić

ten próg na poziomie obcinania wzmacniaczy jest dość trudny. Ponadto poziom obcinania wzmacniaczy nie jest wartością stałą. Różni się w zależności od napięcia sieciowego, impedancji AC, a nawet charakteru sygnału. Próg limitera powinien stale śledzić te czynniki. Najbardziej poprawnym rozwiązaniem byłoby powiązanie progu z sygnałem przeciążenia wzmacniacza.

Wbudowanie limitera wewnątrz wzmacniacza jest całkiem logiczne. W nowoczesnych wzmacniaczach łatwo jest z dużą dokładnością określić moment wystąpienia przeciążenia. To na niego reagują tak zwane wzmacniacze wbudowane. ograniczniki klipsów. Gdy tylko sygnał wyjściowy wzmacniacza osiągnie poziom przeciążenia, obwód sterujący załącza element regulacyjny ogranicznika.

Drugim parametrem, po progu, nieodłącznym od każdego ogranicznika, są czasy zadziałania i zwolnienia. Ważniejszy jest czas regeneracji po przeciążeniu (czas zwolnienia).

Istnieją dwie opcje wzmacniaczy operacyjnych:

• pracować w ramach wielopasmowego kompleksu wzmacniającego,

• pracować na głośnikach szerokopasmowych.

W pierwszym przypadku do wzmacniacza można doprowadzać albo tylko pasmo niskich częstotliwości, albo pasma średniego i wysokiego pasma. Przy ustawianiu długiego czasu wyzwolenia i operowaniu wzmacniaczem w pasmach średnio-wysokich, „ogony” powrotu limitera mogą być zauważalne słuchowo. I odwrotnie – przy krótkim czasie wyzwalania i pracy w dolnym paśmie mogą wystąpić zniekształcenia kształtu sygnału.

Używając wzmacniacza na głośniku szerokopasmowym, trzeba szukać kompromisowej wartości czasu regeneracji.

Pod tym względem producenci wzmacniaczy idą na dwa sposoby – albo wybiera się kompromisowy czas zwolnienia, albo wprowadza się przełącznik czasu zwolnienia (SLOW-FAST).

WNIOSKI:

Jeśli zapytasz mnie, dlaczego jest to konieczne, nie odpowiem ci - to ten artykuł nie jest dla ciebie. Jeśli wszystko jest w porządku z twoją motywacją, to proponuję przegląd niektórych wyników uzyskanych przeze mnie przy użyciu skromnych środków i wiedzy, którą mam do dyspozycji.

Na początek - świnka morska, kim on jest?

Nasz pacjent to głośnik wysokotonowy z membraną stożkową 3GD-31. Głównym zarzutem jest znaczna nierówność i nierównomierność pasma przenoszenia. Tych. oprócz nierówności ok. 10dB pomiędzy maksymalnym szczytem a upadkiem, występuje wiele mniejszych nieprawidłowości, w wyniku których pasmo przenoszenia jest zbliżone do lasu. Postanowiłem nie podawać zmierzonych cech na początku artykułu, ponieważ. bardziej wizualne będzie umieszczenie ich obok ostatecznych otrzymanych po wszystkich zmianach projektowych.
Główną ideą moich działań, a raczej dwoma głównymi pomysłami, jest po pierwsze dodanie elementów dźwiękochłonnych wewnątrz objętości głośnika w celu tłumienia rezonansów powstających w zamkniętej objętości z solidnymi ścianami, które łatwo odbijają dźwięk bez zauważalnego pochłaniania jego energii, co ma miejsce w przypadku określonego głośnika. Drugim pomysłem jest obróbka samego materiału dyfuzora (nie, nie płynem A. Vorobyova ;-)), ale lakierem, w wyniku czego materiał kompozytowy jest lepszy od oryginału (papieru) pod względem sztywności, ale nie gorszy od tłumi własne rezonanse, co zmniejsza odkształcenia zginające dyfuzora podczas jego pracy, a tym samym pomaga zredukować piki rezonansowe w odpowiedzi częstotliwościowej.

Co wstąpiło mi do głowy?

Faktem jest, że od dawna prowadzę podobne eksperymenty i otrzymałem sporo potwierdzeń poprawności i użyteczności mojego podejścia, ale wszystkie wyniki były raczej rozproszone. Częściowo wynikało to z braku doświadczenia w pomiarach akustycznych (a tym bardziej w interpretacji uzyskanych wyników), a częściowo z niepełnego sformułowania samej idei, ogólnego planu działania. A kiedy cała ta mozaika uformowała się w mojej głowie w mniej więcej cały obraz, postanowiłem przeprowadzić eksperyment od początku do końca, jednocześnie dokonując wszystkich pomiarów.

Więc co zostało zrobione?

Na początek głośnik został zdemontowany. W tym celu odlutowano wyprowadzenia cewki głośnikowej od zacisków na obudowie, następnie po nasączeniu acetonem oddzielono tekturowy pierścień uszczelniający i w ten sam sposób oderwano sam dyfuzor od metalowego „lejka” obudowy . Następnie dyfuzor został wyjęty z obudowy i na razie odstawiony.
Najpierw obrobiono obudowę głośnika. Sektory zostały wycięte z materiału o grubości około 3 mm, dokładnie pokrywającego wewnętrzną powierzchnię ciała, która jest ściętym stożkiem. W dolnej części (mniejsza podstawa ściętego stożka) z tego samego materiału wycięto okrąg z otworem pośrodku na cewkę. Następnie wewnętrzną powierzchnię korpusu i powierzchnię półfabrykatów tkaniny posmarowano jedną warstwą kleju Moment i prawie natychmiast (ponieważ bardzo szybko wysycha i gdy skończyłem rozprowadzać wzory z tkaniny, warstwa na korpusie była już sucha ) dociśnięte do siebie. Oto zdjęcie powstałego półproduktu.

W tym momencie przyszedł mi do głowy pomysł, że nie tylko rezonanse w głośności obudowy, ale także w samych ścianach mogą być winne za zepsute pasmo przenoszenia. obudowa jest rodzajem dzwonka wykonanego z tłoczonej blachy. Do pomiaru jego rezonansów zastosowałem następującą technikę. Po umieszczeniu obudowy na miękkim podłożu, z magnesem w dół, zainstalowałem mikrofon bezpośrednio nad nim, włączyłem nagrywanie dźwięku i uderzyłem kilkakrotnie plastikową rączką śrubokręta na zewnątrz obudowy. Następnie wybrałem najbardziej udany (pod względem poziomu) sygnał z rekordu i zaimportowałem go do LspLab do analizy. Wyniki trochę później. Następnie, aby wytłumić karoserię, został on na zewnątrz przyklejony gumą ze starożytnej dętki rowerowej, przy użyciu tej samej technologii, co poprzednie filcowanie. Następnie, po całkowitym wyschnięciu - w ciągu jednego dnia, ponownie przeprowadzono testy, według tej samej metody, co powyżej. Dźwięk z uderzenia był jednak znacznie słabszy, więc automatycznie uderzyłem trochę mocniej niż podczas pierwszego pomiaru - przez to poziom sygnału podczas drugiego pomiaru okazał się moim zdaniem nieco zawyżony, ale to nie nie odgrywają w tym przypadku znaczącej roli. Oto więc pierwsze wyniki porównawcze – odpowiedź transjentu kolumny (w postaci sonogramu). Poniżej znajduje się wersja oryginalna.

Widać wyraźnie, że po rewizji wszystkie rezonanse powyżej 3 kHz zostały stłumione przez wartość poziomu ponad 20 dB! Z tego obrazu wynika, że ​​główny rezonans przy 1200 Hz (swoją drogą, co ciekawe, główny rezonans stożka głośnika znajduje się dokładnie na tej samej częstotliwości) stał się znacznie silniejszy. To nieprawda, ponieważ program normalizuje poziomy na sonogramie tak, że najbardziej „silne” sygnały stają się czerwone, ale ta skala obowiązuje tylko w obrębie jednego wykresu, a na obrazie są dwa, więc czerwień na górnym wykresie jest o 20 dB słabsza niż czerwony na dolnym wykresie! Oto kolejny – już bardziej znajomy wykres – charakterystyka częstotliwościowa obu pomiarów.

Widać, że skuteczność tłumienia wzrasta wraz z częstotliwością, a tłumienie przy częstotliwościach 3 kHz i powyżej przekracza 30 dB! I to pomimo tego, że tak jak mówiłem, w drugim wymiarze uderzam mocniej w ciało! Wy, miłośnicy „uspokojenia” skrzynek AC, dla jasności – daję!

Dyfuzor został pokryty (nie impregnowany, czyli powlekany) lakierem nitro (ze wszystkich testowanych w tym celu materiałów najlepiej wpłynął na właściwości głośników). W środku tylko jedna warstwa, na zewnątrz trzy. Ale oczywiście nie były to warstwy, które malują ściany! Po nałożeniu miękkim pędzlem pierwszej warstwy powierzchnia jest tylko zwilżona i niewiele. Druga i trzecia warstwa są nieco grubsze, ale w sumie trzy warstwy są tak cienkie, że spod nich nadal widać włóknistą strukturę papieru.

Przed montażem do wnęki między korpusem a dyfuzorem włożono dodatkowy „pączek” z waty w celu uzyskania jak największej absorpcji dźwięku w objętości. Na poniższym rysunku obudowa przygotowana do montażu.

Wprowadzono kolejną zmianę w przewodach cewek. Początkowo cienkie druciki samego uzwojenia cewki zostały przylutowane do miedzianych nitów na dyfuzorze (i przylutowano spore krople lutu!), co powinno stworzyć nowy układ rezonansowy z masy całego tego metalu i sztywności części dyfuzor, na którym wszystko jest przyklejone. W ogóle nie podobał mi się ten stan rzeczy, więc postanowiłem wszystko przerobić. Odlutowałem przewody cewki od nitów, wywierciłem je i przylutowałem smycze łączące cewkę z zaciskami zewnętrznymi bezpośrednio z przewodami cewki drgającej. Na kolejnym zdjęciu, choć niezbyt dobra jakość, pokazany jest nowy stan rzeczy. Pozostałe otwory są zapieczętowane papierowymi kółkami.

Teraz podam wynik podsumowujący.

Na początek, oto pasmo przenoszenia oryginalnego głośnika i jego przeróbki. Pogrubione linie pokazują charakterystykę częstotliwościową i fazową po przeróbce.

Na pierwszy rzut oka nie odniosłem dużego sukcesu. Cóż, spadek przy 4 kHz zmniejszył się o około 3 dB, szczyt przy 9 kHz zmniejszył się o kilka dB, a pasmo przenoszenia wyrównało się od 12 do 20 kHz. Można to całkowicie przypisać przypadkowym zjawiskom - rezonanse w dyfuzorze zostały z powodzeniem rozłożone. Trzeba jednak powiedzieć, że ten głośnik nie był zbyt udany na potrzeby mojego eksperymentu – początkowo miał prawie graniczną jakość swojej konstrukcji. Dla porównania podam podobną parę pasm przenoszenia dla innej próbki – gorszej.

Oto cały cudowny efekt wyrafinowania na twarzy! Nie biorę jednak tego głośnika za podstawę artykułu, ponieważ w tym przypadku są to wszystkie dane, które otrzymałem, ale zebrałem więcej informacji na temat opisanego wyżej głośnika.

Teraz chcę podać charakterystykę transjentów głośnika. Są takie same jak w przypadku ciała – w postaci sonogramów, moim zdaniem, jest to wyraźniejsze.

Widać wyraźnie, że oryginalny głośnik ma opóźnione rezonanse w zakresie 5 i 10 kHz, osiągając czas trwania do 1,3 ms. Po dopracowaniu po pierwsze są one skrócone 1,5 raza, a po drugie rozpadają się na wiele mniejszych zarówno pod względem intensywności, jak i czasu trwania. Powyżej 10 kHz w ogóle nie istnieją – zniknęły. Ogólnie odpowiedź impulsowa poprawiła się znacznie bardziej niż odpowiedź częstotliwościowa.
Na podstawie tego eksperymentu, jak i kilku poprzednich doszedłem do wniosku, że powłoka lakiernicza wpływa głównie na pracę głośnika w najwyższym zakresie częstotliwości, a różne materiały dźwiękochłonne pracują w zakresie średnicy.
Wydaje się, że tłumienie kadłuba nie miało znaczącego wpływu na wynik.

Podsumowując, chcę powiedzieć, że ten artykuł został napisany głównie z myślą o zaznajomieniu osób, które nie mają środków do instrumentalnej oceny obiektywnych parametrów głośników, z wpływem, jaki konkretne działania wywierają na konkretną próbkę głośników.
W wyniku tych eksperymentów powstał kolejny pomysł na dalszą poprawę parametrów. Będzie to podstawa do dalszych eksperymentów i, jeśli się powiedzie, temat kolejnego takiego artykułu.

http://www. /shikhman/sztuka/xe. htm

POWIEDZ SŁOWO O SŁABYM SYGNAŁE

Tradycyjnie podział pasm MF i HF (lub midbass-HF) dokonywany jest przez pasywne zwrotnice ( filtry separacyjne). Jest to szczególnie wygodne w przypadku korzystania z gotowych zestawów komponentów. Jednak chociaż wydajność zwrotnic jest zoptymalizowana dla tego zestawu, nie zawsze są one w stanie sprostać zadaniu.
Wzrost indukcyjności cewki drgającej wraz z częstotliwością powoduje wzrost impedancji głowy. Co więcej, ta indukcyjność w „przeciętnym” średnim basie wynosi 0,3-0,5 mH, a już przy częstotliwościach 2-3 kHz impedancja prawie się podwaja. Dlatego przy obliczaniu zwrotnic pasywnych stosuje się dwa podejścia: wykorzystują w obliczeniach rzeczywistą wartość impedancji przy częstotliwości podziału lub wprowadzają układy stabilizacji impedancji (kompensatory Zobela). Wiele już o tym napisano, więc nie będziemy się powtarzać.
W głośnikach wysokotonowych zwykle brakuje łańcuchów stabilizujących. W tym przypadku zakłada się, że pasmo częstotliwości pracy jest małe (dwie lub trzy oktawy), a indukcyjność jest nieznaczna (zwykle mniej niż 0,1 mH). W rezultacie wzrost impedancji jest niewielki. W skrajnych przypadkach wzrost impedancji jest kompensowany przez rezystor 5-10 omów podłączony równolegle do głośnika wysokotonowego.
Jednak wszystko nie jest tak proste, jak się wydaje na pierwszy rzut oka, a nawet tak skromna indukcyjność prowadzi do ciekawych konsekwencji. Problem polega na tym, że głośniki wysokotonowe współpracują z filtrem górnoprzepustowym. Niezależnie od kolejności ma pojemność połączoną szeregowo z głośnikiem wysokotonowym, a tworzy się z indukcyjnością cewki drgającej obwód oscylacyjny. Częstotliwość rezonansowa obwodu znajduje się w paśmie częstotliwości roboczej głośnika wysokotonowego, a w odpowiedzi częstotliwościowej pojawia się „garb”, którego wielkość zależy od współczynnika jakości tego obwodu. W efekcie podbarwienia dźwięku są nieuniknione. Ostatnio pojawiło się wiele modeli głośników wysokotonowych o wysokiej czułości (92 dB i więcej), których indukcyjność sięga 0,25 mH. Dlatego szczególnie dotkliwa staje się kwestia dopasowania głośnika wysokotonowego do pasywnej zwrotnicy.
Do analizy wykorzystano środowisko symulacyjne Micro-Cap 6.0, ale te same wyniki można uzyskać za pomocą innych programów (np. Electronic WorkBench). Tylko najbardziej charakterystyczne przypadki podano jako ilustracje, pozostałe zalecenia podano na końcu artykułu w formie wniosków. W obliczeniach zastosowano uproszczony model głośnika wysokotonowego, uwzględniający jedynie jego indukcyjność i rezystancję czynną. To uproszczenie jest całkiem do przyjęcia, ponieważ szczytowa impedancja rezonansowa większości nowoczesnych głośników wysokotonowych jest niewielka, a częstotliwość rezonansu mechanicznego ruchomego systemu znajduje się poza zakresem częstotliwości pracy. Bierzemy również pod uwagę, że pasmo przenoszenia dla ciśnienia akustycznego i pasmo przenoszenia dla napięcie elektryczne- dwie duże różnice, jak mówią w Odessie.
Interakcja głośnika wysokotonowego ze zwrotnicą jest szczególnie zauważalna w przypadku filtrów pierwszego rzędu, które są typowe dla niedrogich modeli (rysunek 1):

„kolor kryształu”. Wzrost indukcyjności przesuwa szczyt rezonansowy na niższe częstotliwości i zwiększa jego współczynnik jakości, co prowadzi do zauważalnego „kliknięcia”. Efektem ubocznym wzrostu współczynnika jakości, który można zmienić na dobry, jest wzrost nachylenie charakterystyki częstotliwościowej.W zakresie częstotliwości rozgraniczającej jest blisko filtrów 2 rzędy wielkości, chociaż w dużej odległości wraca do pierwotnej wartości dla 1 rzędu (6 dB / oktawę).
Wprowadzenie rezystora bocznikowego pozwala „okiełznać” garb w paśmie przenoszenia, dzięki czemu niektóre funkcje korektora można również przypisać do zwrotnicy. Jeśli bocznik jest wykonany na podstawie zmienny rezystor(lub zestaw rezystorów z przełącznikiem), wtedy można nawet przeprowadzić operacyjną regulację pasma przenoszenia w zakresie 6-10 dB. (zdjęcie 2):

DIV_ADBLOCK703">

https://pandia.ru/text/78/430/images/image004_61.jpg" width="598" height="337 src=">
rysunek 4

Trzeci sposób to wprowadzenie rezystora szeregowo z głośnikiem wysokotonowym. Ta metoda jest szczególnie wygodna dla głośników wysokotonowych o indukcyjności powyżej 100 mH. W tym przypadku całkowita impedancja obwodu „rezystor-tweeter” zmienia się nieznacznie podczas regulacji, więc poziom sygnału praktycznie się nie zmienia (rysunek 5):

disc "> Układy stabilizujące nie są konieczne tylko w przypadku głośników wysokotonowych o niskiej indukcyjności (poniżej 0,05 mH). W przypadku głośników wysokotonowych z indukcyjnością cewki głosowej 0,05-0,1 mH najkorzystniejsze są równoległe układy stabilizujące (boczniki). Dla głośników wysokotonowych z cewką głosową indukcyjność większa niż 0,1 mH można stosować zarówno równoległe, jak i szeregowe układy stabilizujące. Zmiana rezystancji układu stabilizującego pozwala wpływać na pasmo przenoszenia. W przypadku filtrów pierwszego rzędu zmiana parametrów układu stabilizującego ma zauważalny wpływ na odcięcie parametry częstotliwości i garbu. Dla filtrów II rzędu częstotliwość graniczna jest określona przez parametry jego elementów i w mniejszym stopniu zależy od indukcyjności głowicy oraz parametrów układu stabilizującego. Wartość wywołanego „garbu” rezonansowego o indukcyjność głośnika wysokotonowego jest bezpośrednio zależna od rezystancji bocznika i odwrotnie zależna od rezystancji rezystora szeregowego częstotliwość odcięcia jest bezpośrednio zależna współczynnik jakości filtra. Współczynnik jakości filtra jest proporcjonalny do wynikowej rezystancji obciążenia (głowice HF z uwzględnieniem rezystancji obwodu stabilizującego). Filtr o podwyższonym współczynniku jakości można obliczyć metodą standardową, ale przy 2-3 krotnie niższym w stosunku do nominalnej rezystancji obciążenia.

Zaproponowane metody sterowania odpowiedzią częstotliwościową mają również zastosowanie do filtrów wyższych rzędów, ale ponieważ rośnie tam liczba „stopni swobody”, trudno w tym przypadku podać konkretne zalecenia. Przykład zmiany odpowiedzi częstotliwościowej filtru trzeciego rzędu z powodu rezystora bocznikowego pokazano na rysunku 6:

home” trzy-czterodrożne głośniki miały przełączane pasmo przenoszenia „normal/kryształ/chirp” („smooth-crystal-chirping”). Udało się to osiągnąć poprzez zmianę poziomu pasma średnich i wysokich tonów.
Tłumiki przełączane stosowane są w wielu zwrotnicach, a w stosunku do głośnika wysokotonowego można je traktować jako połączenie szeregowych i równoległych układów stabilizujących. Ich wpływ na uzyskaną odpowiedź częstotliwościową jest trudny do przewidzenia, w tym przypadku wygodniej jest skorzystać z modelowania.

DIV_ADBLOCK705">

Po krótkim słuchaniu muzyki doszedłem do wniosku, że przy podwyższonym poziomie głośności poziom ciśnienia akustycznego HF przeważał nad resztą częstotliwości do tego stopnia, że ​​powstał dyskomfort. Musiałem albo użyć kontroli tonów, albo po prostu wyłączyć muzykę. Z natury nie chciałem ani jednego, ani drugiego, więc włączyłem się w walkę o „komfortowy” dźwięk.

Przede wszystkim w zwrotnicy, połączonej szeregowo z głośnikiem, pojawił się opór (rys. 2). Kondensator musiał zostać ponownie wybrany, ponieważ zmieniła się rezystancja obciążenia, a wraz z nią częstotliwość odcięcia. Zmniejszono ciśnienie akustyczne.

Ale „komfort” nie został osiągnięty. Efekt był odwrotny. Przy wyższych poziomach głośności komponenty HF były z umiarem, ale wraz ze spadkiem głośności sama ręka sięgnęła po regulatory tonów.

Musiałem wypróbować inną opcję regulacji ciśnienia akustycznego - manewrowanie głowicą z oporem 10-30 omów (ryc. 3). Ta metoda jest czasami używana. Im mniejsza wartość rezystancji bocznikowej, tym większe tłumienie.

Ale obraz okazał się nieco inny, niż był zamierzony. Zasadniczo rezonansowy „garb” jest stłumiony, a ogólna zmiana poziomu jest znikoma. Wpływ na pasmo przenoszenia również nie jest zły, ale główne zadanie nie zostało rozwiązane. Nic nie działało bez kontroli tonów.

Rezystory lub obwody szeregowe i równoległe w tym przypadku nazywane są rozpraszaczami. (rozproszyć znaczy rozproszyć). Nie tylko rozpraszają moc, ale także pochłaniają produkty zniekształceń intermodulacyjnych w dynamice. Dlatego ich wpływ na charakter brzmienia powinien być szczególnie zauważalny w niedrogich głośnikach wysokotonowych (red.)

Regulacja tonów to zasadniczo wzrost lub spadek ciśnienia akustycznego w określonym paśmie częstotliwości, w zależności od konkretny model jednostka główna. Każdy ma inne możliwości regulacji: na niektórych urządzeniach wystarczy, na innych nie. Istnieje również opinia, że ​​zastosowanie wbudowanych regulatorów tonów pogarsza dźwięk systemu ze względu na korektę charakterystyki częstotliwościowej jednostki głównej i dodatkowe zniekształcenia fazowe.
Ponadto istnieją ograniczenia dotyczące zastosowanego schematu instalacji akustycznej. W przypadku korzystania z dwupasmowego przodu, gdy pasek regulacyjny prawie całkowicie pokrywa się z obszarem głowicy tonów wysokich, regulacja ciśnienia akustycznego za pomocą regulacji tonu nie jest tak krytyczna. Ale w systemach z trzema pasmami taka regulacja nie może dać pożądanego efektu, ponieważ gdy jest używana, charakterystyka częstotliwościowa głowicy średniotonowej zostanie zniekształcona, której część pasma roboczego koniecznie wpada w strefę regulacji tonów wysokich.
Jako wyjście w takich przypadkach uzasadnione jest użycie korektora z wystarczającą liczbą pasm kontrolnych. Używanie prostego 7-9-pasmowego korektora może nie dać pożądanego efektu. Bardziej zaawansowane korektory kosztują już sporo pieniędzy, co dramatycznie, można nawet powiedzieć – całkowicie wyklucza ich zastosowanie w większości instalacji amatorskich. Chociaż, jeśli weźmiemy pod uwagę system jako całość, użycie korektora wielopasmowego skróci czas, gdy pełna personalizacja cały system. Ale nie o tym teraz mówimy.

Pojawił się pomysł - aby użyć żarówek, aby ograniczyć poziom komponentów o wysokiej częstotliwości przy dużej głośności. Po podgrzaniu opór cewki wzrośnie, a moc będzie ograniczona. Baretery są czasami używane w zwrotnicach w celu ochrony przed przeciążeniem - te same lampy, ale wypełnione wodorem. Promuje wodór szybka rekonwalescencja niska rezystancja gwintu. W takim przypadku, z powodu gwałtownej zmiany oporu, dynamika odtwarzania wysokiej częstotliwości zostanie zakłócona. Jeśli jednak użyjesz zwykła lampa- nastąpi płynna kompresja zakresu wysokich częstotliwości. Filament ma bezwładność cieplną zależną od jego masy. Im mocniejsza lampa, tym większa bezwładność cieplna.

Użycie żarówki jako rozpraszacza było początkowo symulowane na komputerze przy użyciu programu MicroCap. Obwód zwrotnicy przybrał następującą postać (ryc. 4):

Zasymulowano układ zwrotnicy, głowicę zastąpiono układem równoważnym (ze względu na efekt indukcyjności samej głowicy). Następnie uzyskano wykresy odpowiedzi częstotliwościowej dla wszystkich rozważanych powyżej opcji.

Wyniki modelowania odpowiedzi częstotliwościowej przedstawiono na wykresie (rys. 8): Przy małej głośności rezystancja żarówki wynosi około 0,5 Ohm. Pasmo przenoszenia zwrotnicy w tej sekcji jest prawie takie samo jak pasmo przenoszenia zwrotnicy bez rezystancji.

Z wykresów odpowiedzi częstotliwościowej widać, że spadek ciśnienia o -3 dB dla wszystkich krzywych występuje przy mniej więcej tej samej częstotliwości. W przypadku opcji z rezystancją bocznikową zmieniono wartość kondensatora, ponieważ wzrosła częstotliwość odcięcia przy rozważanej wartości.

Krzywa 1 - pasmo przenoszenia zwrotnicy bez rezystancji. Krzywa 2 - Pasmo przenoszenia zwrotnicy o rezystancji szeregowej 1,2 oma. Krzywa 3 - charakterystyka częstotliwościowa zwrotnicy z rezystancją bocznikową 16 omów i kondensatorem 3,5 uF. Krzywa 4 - pasmo przenoszenia zwrotnicy z żarówką. Rezystancja lampy w wyniku nagrzania spirali wynosi 4 omy. Krzywa 5 - pasmo przenoszenia zwrotnicy z żarówką. Rezystancja lampy w wyniku nagrzania spirali wynosi 6 omów.

Po „części teoretycznej” przeszedłem do praktyki. Konieczne było zmierzenie rezystancji lamp przy różnych napięciach. Ustawiając inny prąd za pomocą reostatu, zmierzył napięcie na lampie, natężenie prądu i obliczył rezystancję zgodnie z prawem Ohma. Dla trzech typów lamp uzyskano następujące wyniki (rys. 9-11):

Wykresy pokazują wartość napięcia, przy której zaczyna się słabe nagrzewanie środka spirali.

wyniki

Po wprowadzeniu zmian w schemacie swojego crossovera zaczął słuchać. Przypomnę, że o „komforcie” dźwięku decydowało ucho. Zastosowanie analizatora RTA nie miało być prowadzone ze względu na jego brak nawet w skali miasta. Tylko ze słuchu. Jeśli przy dłuższym odsłuchu nie ma ochoty na używanie regulatorów barwy, czy wyłączanie źródła „irytacji”, to uważam, że cel został osiągnięty.
W moim systemie montaż żarówek od oświetlenia wnętrza, jak mi się wydaje, dał oczekiwany efekt. Efekt „gwizdania” zniknął i nie ma potrzeby używania regulatorów tonów do zwiększania lub zmniejszania głośności.

BLIŹNIĘTA SYJAMSKIE

Wiele nowoczesnych instalacji wykorzystuje podwójny zestaw głośników wysokotonowych. Powodem są zwiększone wymagania dotyczące jakości dźwięku. Rozszerzenie wzoru podwójnego radiatora ułatwia ustawienie sceny dźwiękowej, a możliwość przeciążenia głośników wysokotonowych przy wysokich poziomach głośności jest zmniejszona. Ważną rolę odgrywa również atrakcyjność zewnętrzna, zwłaszcza w pracach wystawienniczych.
Kolejny argument przemawiający za takim rozwiązaniem pojawia się przy wzmacnianiu kanał po kanale. Dobrze znana sprzeczność między nierównomiernym rozkładem energii sygnału muzycznego w całym widmie a równą mocą kanałów wzmacniacza jest elegancko rozwiązana, gdy głośniki wysokotonowe są włączane szeregowo. W tym przypadku maksymalna moc wyjściowa kanałów „beep” wzmacniacza jest zmniejszona o połowę w porównaniu z normalnym obciążeniem, co pozwala na pełniejsze wykorzystanie jego zakresu dynamicznego i zmniejsza zniekształcenia.
Jednak wszystko to implikuje użycie dokładnie tych samych głośników wysokotonowych. Możliwa jest również inna opcja - z różnymi głośnikami wysokotonowymi odtwarzającymi oddzielne zakresy częstotliwości. Początków tej decyzji należy szukać w domowych systemach akustycznych już ćwierć wieku temu. Wystarczyło wtedy odtworzenie całego zakresu częstotliwości powyżej 3-5 kHz za pomocą jednego głośnika wysokotonowego wymagające zadanie więc został podzielony. Pasmo od 3-5 do 10-12 kHz było odtwarzane przez niewielki głośnik wysokotonowy ze stożkiem, typowy dla tamtych lat, a wszystko powyżej przez supertweeter z kopułką lub tubą wstęgową. Wraz z rozwojem technologii rozwiązanie to zniknęło z masowego sprzętu domowego, ale ma wszelkie szanse na powrót do motoryzacyjnego.
Problem odtworzenia całego zakresu wysokich częstotliwości za pomocą jednego głośnika wysokotonowego został rozwiązany dawno temu, ale dobry szerokopasmowy głośnik wysokotonowy jest produktem delikatnym i drogim. Przynajmniej w dolnym i średnim przedziale cenowym żaden projekt i materiał kopuły nie może jednocześnie spełnić wszystkich wymagań, w większości sprzecznych. Wymaga dużej sztywności, niewielkiej wagi, dobrego tłumienia wewnętrznego. Dlatego w przypadku produktów masowych wyniki są rozczarowujące:

Kopułka tekstylna zapewnia doskonałe dopracowanie wyższych średnich tonów i szczegółów dźwięku, ale w górnej części zakresu dźwięk jest zwykle stłumiony (blokada częstotliwości). Metalowa kopułka zapewnia doskonałe odwzorowanie części zakresu wysokich częstotliwości. Jednak część pasma o niskich częstotliwościach nie zawsze jest odpowiednio odtwarzana, dźwięk jest często podbarwiony rezonansami samej kopuły (efekt kamertonu). Kopułka polimerowa lub metalizowana zapewnia dość szeroki zakres częstotliwości, ale z reguły charakteryzuje się znaczną nierównomierną charakterystyką częstotliwościową i charakterystyką promieniowania. W efekcie dźwięk może przybrać inny kolor.

Wniosek: zalety różne materiały muszą być zjednoczone, a niedociągnięcia muszą zostać wyrównane. Przedmiotem badań były głośniki wysokotonowe:

Prology RX-20s (kopuł jedwabny, indukcyjność 0,22 mH) Prology CX-25 (kopułka z metalizowanego mylaru, indukcyjność 0,03 mH)

Odsłuch pokazał, że jedwabnemu tweeterowi, z wszystkimi szczegółami brzmienia, brakuje „powietrza”, a tweeter Mylar pięknie „klika”, ale przy pracy z filtrem pierwszego rzędu ma przeszywający „głos”. Oczywiście przy odpowiednim doborze częstotliwości podziału stanowiłyby doskonałą parę.
W celu uproszczenia konstrukcji i ułatwienia pracy wzmacniacza najkorzystniejsze jest zastosowanie filtrów pierwszego rzędu. Tworzą minimalne zniekształcenia fazowe, co korzystnie wypada w porównaniu z innymi konstrukcjami. Jednak filtry pierwszego rzędu zapewniają zbyt małe tłumienie poza pasmem roboczym, więc nadają się tylko do małej mocy wejściowej lub wystarczająco wysokiej częstotliwości podziału (7-10 kHz). Dlatego w najpoważniejszych projektach stosuje się filtry wyższych rzędów, od drugiego do czwartego.
W tym przypadku zdecydowano się na zastosowanie filtra quasi-drugiego rzędu wykorzystującego indukcyjność cewki drgającej. Czułość głośników wysokotonowych okazała się prawie taka sama, a indukcyjność różniła się prawie o rząd wielkości. To znacznie uprościło konstrukcję pasywnej zwrotnicy, ponieważ indukcyjność cewki głosowej wchodziła do obwodu.
Pomysł został zainspirowany artykułem „Powiedz słowo o biednym piszczałce” („Master 12volt” nr 47). Uwzględniono interakcję zwrotnicy i głośnika wysokotonowego, a także sposoby wpływania na wynikową charakterystykę częstotliwościową. Podczas pracy z pasywnym filtrem wysokich częstotliwości indukcyjność cewki drgającej tworzy obwód oscylacyjny z pojemnością filtra, jej częstotliwość rezonansowa znajduje się w paśmie częstotliwości roboczej głośnika wysokotonowego. W rezultacie na odpowiedzi częstotliwościowej pojawia się „garb”, którego wielkość zależy od współczynnika jakości tego obwodu. Może to spowodować zabarwienie dźwięku i inne artefakty. Jednak w niektórych przypadkach zjawiska te można wykorzystać.

https://pandia.ru/text/78/430/images/image020_18.gif" width="420" height="320 src=">
Rysunek 2

Kondensator C1 określa dolną granicę odtwarzalnego zakresu częstotliwości całego systemu. Indukcyjność cewki drgającej BA1 bierze udział w tworzeniu odpowiedzi częstotliwościowej. W zakresie częstotliwości podziału nachylenie charakterystyki częstotliwościowej jest zbliżone do filtrów drugiego rzędu, chociaż w dużej odległości powraca do pierwotnej wartości dla pierwszego rzędu (6 dB / oktawę). Górna granica zakresu dla BA1 jest tworzona akustycznie. Ponieważ powrót jedwabnego głośnika wysokotonowego przy częstotliwościach powyżej 11 kHz jest zauważalnie zmniejszony, nie ma sensu wprowadzać dodatkowego tłumienia sygnału. Jednocześnie indukcyjność cewki głosowej i kondensatora C2 tworzą filtr wycinający dla częstotliwości około 5 kHz. Tłumienie tego zakresu częstotliwości wyeliminowało „przenikliwy” dźwięk głośnika wysokotonowego Mylar, pozostawiając go do odtwarzania tylko części zakresu o wysokiej częstotliwości.
Charakterystyka częstotliwościowa zwrotnicy napięcia jest pokazana na rysunku 3.

DIV_ADBLOCK711">

POPRAWIĆ DŹWIĘK GŁOŚNIKÓW WSPÓŁOSIOWYCH

Składnik systemy akustyczne otrzymały szeroką dystrybucję w car audio, a wraz z pojawieniem się budżetowych zestawów ich zakres znacznie się rozszerzył. Wygoda układu, łatwość ustawienia sceny dźwiękowej przyniosły im zasłużoną popularność. Jednak w niektórych przypadkach wygodniej jest użyć głośników współosiowych. Powodów może być wiele: złożoność kosmetycznej integracji systemów podzespołów lub dodatkowych głośników wysokotonowych, chęć zachowania oryginalnego wyglądu kabiny, niestandardowy rozmiar itp. W niektórych przypadkach z reguły nie ma możliwości zastąpienia standardowych kabli koncentrycznych z innymi głośnikami bez radykalnych zmian siedzeń ze względu na specyficzne wymiary lub cechy konstrukcyjne. Co zrobić w takim przypadku? Staraj się wycisnąć maksimum z dostępnych „surowców”.
Najczęściej głośniki współosiowe są montowane w desce rozdzielczej i działają w projekt akustyczny"otwierać pudełko". Z powodu zwarcia akustycznego reprodukcja częstotliwości poniżej 200-300 Hz jest znacznie osłabiona, niezależnie od wielkości stożka i pasma przenoszenia samego promiennika. Wszelkie próby odtworzenia choćby pozoru basu bez dopracowania regularnego miejsca są bez znaczenia. Dlatego rozważymy kabel koncentryczny w desce rozdzielczej wyłącznie jako emiter średniotonowo-wysokiej częstotliwości i zbadamy, jak można poprawić jego charakterystykę w tej roli.

Trzy źródła i trzy komponenty
(oczywiście nie marksizm, ale współosiowy):

Grzejnik główny Grzejnik dodatkowy Zwrotnica

Grzejnik główny konstrukcji masowych wyposażony jest w dyfuzor wykonany z polipropylenu o różnych modyfikacjach, a w standardowych koncentrykach często jest wykonany z papieru. Pod względem jakości dźwięku ostatnia opcja preferowane. Dlaczego jest jasne: płynne przejście od trybu tłokowego do trybu strefowego, brak alikwotów, niska waga, dość wysoka górna granica zakresu częstotliwości (7-10 kHz).
Jeśli przejdziemy do statystyk, to większość kaliberów „torpedowych” (10-13 cm) jest wyposażona w jeden dodatkowy emiter. Najczęściej jest to głośnik wysokotonowy z kopułką tekstylną lub plastikową o średnicy 13-18 mm, czasem metalizowana. Naturalna częstotliwość rezonansowa takich emiterów wynosi 1,5-3 kHz, zapamiętamy to na przyszłość.
Zwrotnica większości coaxów współpracuje tylko z głośnikiem wysokotonowym i jest tworzona przez pojedynczy kondensator o pojemności 3,3-4,7 mikrofaradów, najczęściej elektrolityczny. Jest to więc najprostszy filtr pierwszego rzędu o częstotliwości odcięcia 6-9 kHz, więc tłumienie sygnałów pozapasmowych jest niewystarczające, a głośnik wysokotonowy może być przeciążony. Rezultatem jest „świński pisk” i zauważalne rezonansowe podteksty.

Gdzie zacząć

Tak więc pierwszym i najbardziej oczywistym sposobem na poprawę jakości dźwięku jest wymiana kondensatora tlenkowego w zwrotnicy na bardziej przyzwoity, a jednocześnie ponowne rozważenie jego wartości. Jeśli głównym emiterem jest papier, to z pewnością odzyskuje on zakres średnich częstotliwości, a pomoc głośnika wysokotonowego jest wymagana tylko w zakresie wysokich częstotliwości. W takim przypadku pojemność kondensatora można zmniejszyć do 2 μF, co przesunie maksymalny powrót do zakresu częstotliwości powyżej 10 kHz. Jak zauważono kiedyś („Powiedz słowo o słabym głośniku wysokotonowym” – „Master 12volt” nr 47), rezonans elektryczny pojemności filtra z indukcyjnością cewki drgającej głośnika wysokotonowego tworzy niewielki garb na paśmie przenoszenia , więc „podciągniemy” go, aby poprawić zwrot w tym zakresie częstotliwości. Zwiększenie częstotliwości sekcji zwiększy również przeciążalność głośnika wysokotonowego, co pozwoli na dostarczenie większej mocy do głośników bez ryzyka.
Zajmijmy się teraz głównym emiterem. Ponieważ współosiowe nie wykorzystują „twardych” dyfuzorów podatnych na rezonanse wewnętrzne, przejście od pracy tłoka do strefy odbywa się płynnie. Nie ma więc potrzeby dodatkowego ograniczania pasma częstotliwości od góry.
Wzrost indukcyjności cewki drgającej wraz z częstotliwością powoduje wzrost impedancji głowy. Co więcej, ta indukcyjność „przeciętnego” współosiowego wynosi 0,2-0,4 mH, a już przy częstotliwościach 2-3 kHz impedancja prawie się podwaja. Okoliczność jest nieprzyjemna, ale w naszym przypadku można ją zmienić na dobrą.
W przypadku akustyki komponentowej zwrotnica zwykle ma stabilizator impedancji w postaci obwodu RC połączonego równolegle z głośnikiem. Szereg prac wykazało, że dla głowic średniotonowych wygodniej jest włączyć rezystor szeregowy (dyssypator). Dzięki takiemu połączeniu głowica nie jest już zasilana ze źródła napięciowego, a ze źródła prądowego, dzięki czemu nie tylko stabilizowana jest impedancja w szerokim zakresie częstotliwości, ale także znaczne zmniejszenie zniekształceń intermodulacyjnych, co jest szczególnie zauważalne przy zastosowaniu niedrogie głowice szerokopasmowe i średniotonowe.
Praktyka pokazuje, że wystarczy zainstalować rezystor o rezystancji w przybliżeniu równej 0,5-1 nominalnej impedancji głowicy. Dla częstotliwości podziału powyżej 300 Hz rozpraszanie mocy rezystora powinno być równe 15-20% mocy znamionowej głowicy. Należy również wziąć pod uwagę zmniejszenie odrzutu i degradację tłumienia, ale uzgodniliśmy, że nie będziemy brać pod uwagę obszaru niskich częstotliwości.
Zobaczmy teraz, do czego doprowadzi włączenie rezystora szeregowo z głowicą koncentryczną. Do modelowania jak zwykle używamy środowiska MicroCap oraz prostego modelu głowicy dynamicznej ze średnimi wartościami Re i Le dla coaxów.

mruczenie” w obszarze częstotliwości rezonansowej głównego głośnika (100-150 Hz). Ale ponieważ czułość spadła o około 6 dB, najprawdopodobniej będziesz musiał zapomnieć o podłączeniu zmodyfikowanego koncentrycznego do wbudowanego wzmacniacza jednostka główna. wzmacniacz zewnętrzny istnieje aktywna zwrotnica ograniczająca pasmo częstotliwości pracy od dołu.
W ramach eksperymentu udoskonalono kilka głośników współosiowych różne marki:

AUDAX (standard Renault) Prology PX-1022 JBL P-452

We wszystkich przypadkach zauważono „oświecony” dźwięk w zakresie średnich częstotliwości, „chrypka” głośnika wysokotonowego zniknęła przy dużej mocy wejściowej, a ogólny balans tonalny poprawił się. Nawet surowy AUDAX z ciężkimi tekturowymi stożkami i obrzydliwymi głośnikami wysokotonowymi – i znalazł drugi wiatr.