Dizajn vysokofrekvenčných (HF) reproduktorov je najrozmanitejší. Môžu byť obyčajné, rohové alebo kupolové. Hlavným problémom pri ich tvorbe je rozšírenie smerovosti emitovaných kmitov. V tomto smere majú kupolové reproduktory určité výhody. Priemer difúzora alebo vyžarovacej membrány vysokofrekvenčných výškových reproduktorov leží v rozmedzí od 10 do 50 mm. Často sú výškové reproduktory vzadu tesne uzavreté, čo vylučuje možnosť modulácie ich žiarenia vyžarovaním LF a MF žiaričov.

Typický miniatúrny výškový reproduktor s kužeľovým difúzorom dobre vyžaruje vysoké frekvencie, ale má veľmi úzky vyžarovací diagram – zvyčajne v uhle 15 až 30 stupňov (vzhľadom na stredovú os). Tento uhol sa nastaví, keď sa výstup reproduktora zníži zvyčajne o -2 dB. Určuje uhol pri odchýlke od horizontálnej aj vertikálnej osi. V zahraničí sa tento uhol nazýva uhol rozptylu alebo rozptylu (rozptyľovania) zvuku.

Na zvýšenie uhla rozptylu sa vyrábajú difúzory alebo dýzy rôznych tvarov (guľaté, vo forme rohu atď.). Veľa závisí od materiálu difúzora. Bežné výškové reproduktory však nedokážu vyžarovať zvuky na frekvenciách oveľa vyšších ako 20 kHz. Umiestnenie špeciálnych reflektorov pred výškový reproduktor (najčastejšie vo forme plastovej mriežky) umožňuje výrazne rozšíriť smerový vzor. Takáto mriežka je často základným akustickým rámom výškového reproduktora alebo iného vysielača.

Večnou témou polemík je otázka, či je vôbec potrebné vyžarovať frekvencie nad 20 kHz, keďže naše ucho ich nepočuje a aj štúdiová technika často obmedzuje efektívny rozsah audio signálov na úrovni 10 až 15-18 kHz. To, že takéto sínusové signály nepočujeme, však neznamená, že neexistujú a neovplyvňujú tvar časových závislostí skutočných a pomerne zložitých zvukových signálov s oveľa nižšími opakovacími frekvenciami.

Existuje veľa presvedčivých dôkazov, že tento tvar je silne skreslený, keď je frekvenčný rozsah umelo obmedzený. Jedným z dôvodov sú fázové posuny rôznych komponentov komplexný signál. Je zvláštne, že naše ucho nevníma fázové posuny samo o sebe, ale je schopné rozlíšiť signály s inou formou časovej závislosti, aj keď obsahujú rovnakú sadu harmonických s rovnakými amplitúdami (ale rôznymi fázami). Veľký význam má charakter poklesu frekvenčnej odozvy a linearity fázovej odozvy aj mimo efektívne reprodukovateľného frekvenčného rozsahu.

Všeobecne povedané, ak chceme mať jednotnú frekvenčnú odozvu a fázovú odozvu v celom zvukovom rozsahu, potom frekvenčný rozsah skutočne vyžarovaný akustikou by mal byť výrazne širší ako zvukový. To všetko plne ospravedlňuje vývoj širokopásmových žiaričov mnohými poprednými spoločnosťami v oblasti elektroakustiky.

Umiestnenie VF radiátorov Je tu problém - výsledok do značnej miery závisí od toho, kde sú hlavy umiestnené a ako sú orientované. Povedzme si niečo o HF hlave, alebo tweeteri.

Vlastnosti RF hláv Z teórie šírenia zvukových vĺn je známe, že so zvyšujúcou sa frekvenciou sa vyžarovací diagram žiariča zužuje a to vedie k zúženiu optimálnej zóny počúvania. To znamená, že môžete získať jednotnú tónovú rovnováhu a správnu scénu iba na malom priestore. Preto je rozšírenie vzoru RF žiarenia hlavnou úlohou všetkých konštruktérov reproduktorov. Najslabšiu závislosť vyžarovacieho diagramu od frekvencie pozorujeme pri kupolových výškových reproduktoroch. Práve tento typ RF žiaričov je najrozšírenejší v automobilových a domácich reproduktoroch. Ďalšími výhodami kupolových radiátorov sú ich malé rozmery a absencia potreby vytvárania akustického objemu a medzi nevýhody patrí nízka nižšia medzná frekvencia, ktorá leží v rozsahu 2,5-7 kHz. Všetky tieto vlastnosti sa berú do úvahy pri inštalácii výškového reproduktora Všetko ovplyvňuje miesto inštalácie: prevádzkový dosah výškového reproduktora, jeho smerové charakteristiky, počet inštalovaných komponentov (2- alebo 3-komponentné systémy), dokonca aj váš osobný vkus. Okamžite si urobme výhradu, že v tejto otázke neexistujú žiadne univerzálne odporúčania, takže na vás nemôžeme ukázať prstom - hovoria, vložte to sem a všetko bude v poriadku! Dnes je ich však veľa štandardné riešenia ktoré je užitočné vedieť. Všetko nasledovné platí pre neprocesorové obvody, ale to platí aj pri použití procesora, len jeho prítomnosť poskytuje oveľa viac možností na kompenzáciu negatívneho vplyvu neoptimálneho umiestnenia.

praktické úvahy. Najprv si pripomeňme niektoré kánony. V ideálnom prípade by vzdialenosť medzi ľavým a pravým výškovým reproduktorom mala byť rovnaká a výškové reproduktory by mali byť inštalované vo výške očí (alebo uší) poslucháča. Najmä je vždy najlepšie tlačiť výškové reproduktory čo najviac dopredu, pretože čím ďalej sú od uší, tým menší je rozdiel vo vzdialenosti medzi ľavým a pravým ovládačom. Druhý aspekt: ​​výškový reproduktor by nemal byť ďaleko od stredotónovej alebo basovej / stredotónovej hlavy, inak nezískate dobré tónové vyváženie a fázovú zhodu (zvyčajne sa riadi dĺžkou alebo šírkou dlane). Ak je však výškový reproduktor nastavený nízko, zvuková kulisa sa zrúti smerom nadol a vy ste akoby nad zvukom. Ak je nastavená príliš vysoko, kvôli veľká vzdialenosť medzi výškovými reproduktormi a stredotónovými reproduktormi sa stráca integrita tónovej rovnováhy a fázového prispôsobenia. Napríklad pri počúvaní skladby s nahrávkou klavírnej skladby bude pri nízkych tónoch znieť ten istý nástroj v spodnej časti a pri vysokých tónoch prudko vyletí nahor.

Smerovosť RF hlavy. Keď sme zistili miesto inštalácie RF hlavy, mali by sme sa rozhodnúť pre jej smer. Ako ukazuje prax, na dosiahnutie správnej vyváženosti zafarbenia je lepšie nasmerovať výškový reproduktor na poslucháča a na získanie dobrej hĺbky zvukovej scény použiť odraz. Výber je určený osobnými pocitmi z hudby, ktorú počúvate. Hlavná vec je mať na pamäti, že môže existovať iba jedna optimálna poloha počúvania.
Je žiaduce orientovať výškový reproduktor v priestore tak, aby jeho stredová os smerovala k brade poslucháča, teda nastaviť iný uhol natočenia ľavého a pravého výškového reproduktora. Pri orientácii odrazového výškového reproduktora je potrebné pamätať na dve veci. Po prvé, uhol dopadu zvuková vlna sa rovná uhlu odrazu a za druhé, predĺžením zvukovej dráhy posunieme zvukovú scénu ďalej a ak sa necháme uniesť, môžeme získať takzvaný tunelový efekt, kedy je zvuková scéna ďaleko od poslucháča. , akoby na konci úzkej chodby.

spôsob nastavenia. Po načrtnutí, v súlade s vyššie uvedenými odporúčaniami, umiestnenia RF hláv, stojí za to začať experimenty. Faktom je, že nikto nikdy vopred nepovie, kde presne bude zabezpečený 100% "zásah" vašich komponentov. Najoptimálnejšie miesto vám umožní určiť experiment, ktorý je pomerne jednoduchý na nastavenie. Vezmite akýkoľvek lepkavý materiál, ako je plastelína, obojstranná páska, suchý zips alebo modelárske horúce lepidlo, nasaďte si obľúbenú hudbu alebo testovací disk a so všetkým vyššie uvedeným začnite experimentovať. Vyskúšajte rôzne možnosti miest a orientácií v každom z nich. Než konečne nainštalujete výškový reproduktor, je lepšie trochu viac počúvať a opraviť ho na plastelíne.

Kreativita. Nastavenie a výber umiestnenia výškového reproduktora má svoje vlastné nuansy pre 2- a 3-dielne systémy. Najmä v prvom prípade je ťažké zabezpečiť tesnú blízkosť výškového reproduktora a LF/MF žiariča. Ale v každom prípade sa nebojte experimentovať – videli sme inštalácie, kde HF hlavy skončili na tých najneočakávanejších miestach. Má zmysel dodatočný pár výškových reproduktorov? Napríklad americká spoločnosť „Boston Acoustics“ vyrába sady komponentných reproduktorov, kde už má crossover miesto na pripojenie druhého páru HF hláv. Ako vysvetľujú samotní vývojári, druhá dvojica je nevyhnutná na zvýšenie úrovne zvukovej scény.V testovacích podmienkach sme ich počúvali ako prídavok k hlavnej dvojici výškových reproduktorov a boli prekvapení, ako veľmi sa priestor zvukovej scény rozširuje a nuansy sú vylepšené.

Teória harmonických

Amplitúdová kompresia

Čo robiť?

Preťažujúce (orezové) výkonové zosilňovače je bežný jav. Tento článok sa zaoberá preťažením spôsobeným zvýšenou úrovňou vstupného signálu, v dôsledku čoho dochádza k orezaniu výstupného signálu.

Po analýze „javu“ tohto druhu preťaženia, ktoré údajne spôsobuje poškodenie reproduktorov, sa pokúsime dokázať, že skutočným vinníkom je amplitúdová kompresia (kompresia) signálu.

PREČO REPRODUKTORY POTREBUJÚ OCHRANU?

Všetky reproduktorové hlavy majú maximálny prevádzkový výkon. Prekročenie tohto výkonu poškodí reproduktory (SH). Tieto poškodenia možno rozdeliť do niekoľkých typov. Pozrime sa bližšie na dva z nich.

Prvým typom je nadmerný posun difúzora GG. GG difúzor je vyžarujúci povrch, ktorý sa pohybuje v dôsledku aplikovaného elektrického signálu. Tento povrch môže byť kužeľovitý, klenutý alebo plochý. Vibrácie difúzora vzbudzujú vibrácie vo vzduchovom médiu a vydávajú zvuk. Podľa fyzikálnych zákonov pre hlasnejší zvuk alebo viac nízke frekvencie difúzor musí oscilovať s väčšou amplitúdou posunu, pričom sa približuje k svojim mechanickým hraniciam. Ak je nútený posunúť sa ešte ďalej, povedie to k nadmernému vychýleniu. Stáva sa to najčastejšie pri nízkych frekvenciách, hoci sa to môže stať pri stredných a dokonca aj vysokofrekvenčných pásmach (ak nízke frekvencie nie sú dostatočne obmedzené). Nadmerné posunutie difúzora teda najčastejšie vedie k mechanickému poškodeniu hlavy.

Druhým nepriateľom GG je tepelná energia vznikajúca v dôsledku tepelných strát v kmitacích cievkach. Žiadne zariadenie nie je 100% účinné. Pokiaľ ide o GG, 1 W príkonu sa nepremieňa na 1 W akustického výkonu. V praxi má väčšina GG účinnosť nižšiu ako 10 %. Straty v dôsledku nízkej účinnosti sa premieňajú na zahrievanie kmitacích cievok, čo spôsobuje ich mechanickú deformáciu a stratu tvaru. Prehriatie rámu kmitacej cievky spôsobuje oslabenie jej štruktúry až úplné zničenie. Okrem toho môže prehriatie spôsobiť, že lepidlo spení a dostane sa do vzduchovej medzery, čo spôsobí, že kmitacia cievka sa už nebude voľne pohybovať. Nakoniec môže vinutie kmitacej cievky jednoducho vyhorieť ako poistka v poistke. Je jasné, že to nemožno dovoliť.

Pre používateľov a vývojárov bolo vždy veľkým problémom určiť schopnosť manipulácie s výkonom viacpásmových reproduktorov. Používatelia, ktorí vymieňajú poškodené výškové reproduktory, sú s najväčšou pravdepodobnosťou

presvedčení, že to, čo sa stalo, nebola ich chyba. Zdá sa, že výstupný výkon zosilňovača je 50 W a výkon reproduktorov je 200 W a napriek tomu po chvíli zlyhá výškový reproduktor. Tento problém prinútili inžinierov zistiť, prečo sa to deje. Bolo predložených veľa teórií. Niektoré z nich boli vedecky potvrdené, iné zostali vo forme teórie.

Pozrime sa na niekoľko pohľadov na situáciu.

HARMONICKÁ TEÓRIA

Štúdie distribúcie energie v spektre signálu ukázali, že bez ohľadu na typ hudby sa úroveň vysokofrekvenčnej energie v zvukový signál hlboko pod úrovňou nízkofrekvenčnej energie. Tento fakt ešte viac sťažuje zistenie, prečo sú výškové reproduktory poškodené. Zdá sa, že ak je amplitúda vysokých frekvencií nižšia, mali by sa poškodiť predovšetkým nízkofrekvenčné reproduktory a nie vysokofrekvenčné reproduktory.

Výrobcovia reproduktorov využívajú tieto informácie aj pri vývoji svojich produktov. Myšlienka energetického spektra hudby im umožňuje výrazne zlepšiť zvuk výškových reproduktorov použitím ľahších pohyblivých systémov, ako aj použitím tenšieho drôtu v kmitacích cievkach. V reproduktoroch výkon výškových reproduktorov zvyčajne nepresahuje 1/10 celkového výkonu samotného reproduktora.

Ale odvtedy v nízkofrekvenčnom (LF) rozsahu je viac hudobnej energie ako vo vysokofrekvenčnom (HF), čo znamená, že vďaka svojmu nízkemu výkonu nemôže vysokofrekvenčná energia spôsobiť poškodenie vysokofrekvenčných reproduktorov. Preto je zdroj vysokých frekvencií dostatočne silný na to, aby poškodil výškové reproduktory, niekde inde. Takže, kde sa vôbec nachádza?

Bolo navrhnuté, že ak je v audio signáli dostatok nízkofrekvenčných komponentov na preťaženie zosilňovača, je pravdepodobné, že výstupné orezanie vytvorí vysokofrekvenčné skreslenie, ktoré je dostatočne silné na poškodenie výškového reproduktora.

Stôl 1. Harmonické amplitúdy 100 Hz štvorcová vlna, 0 dB = 100 W

Táto teória sa začiatkom 70. rokov značne rozšírila a postupne začala byť vnímaná ako „dogma“. Ako výsledok výskumu spoľahlivosti a ochrany výkonových zosilňovačov v typických podmienkach, ako aj praxou používania zosilňovačov a reproduktorov typickými používateľmi sa však ukázalo, že preťaženie je bežné a nie je tak nápadné uchom ako u väčšiny ľudia si myslia. Činnosť indikátorov preťaženia zosilňovačov je zvyčajne oneskorená a nie vždy presne indikuje skutočné preťaženie. Navyše mnohí výrobcovia zosilňovačov zámerne spomaľujú svoju odozvu na základe vlastných predstáv o tom, aké veľké skreslenie musí vzniknúť, aby sa indikátor rozsvietil.

Pokročilejšie a lepšie znejúce zosilňovače, vrát. zosilňovače s mäkkým orezávaním poškodzujú aj výškové reproduktory. Avšak, viac výkonné zosilňovače menej poškodzujú výškové reproduktory. Tieto fakty ešte viac posilnili teóriu, že zdrojom poškodenia výškových reproduktorov je stále preťaženie zosilňovača (orezanie). Zdalo by sa, že existuje len jeden záver - orezávanie je hlavnou príčinou poškodenia vysokofrekvenčných reproduktorov.

Ale pokračujme v štúdiu tohto fenoménu.

AMPLITUDNÁ KOMPRESIA

Pri obmedzení amplitúdy sínusového signálu zosilňovač vnáša do pôvodného signálu veľké skreslenia a tvar prijímaného signálu pripomína tvar obdĺžnika. V tomto prípade má ideálny obdĺžnik (meander) najvyššiu úroveň vyšších harmonických. (pozri obr. 1). Menej orezaná sínusová vlna má harmonické s rovnakou frekvenciou, ale na nižšej úrovni.

Pozrite sa na spektrálny obsah 100 Hz, 100 W štvorcovej vlny uvedený v tabuľke 1.

Ako vidíte, výkon dodávaný do výškového reproduktora po prechode tohto signálu cez dokonalú 1 kHz výhybku je menej ako 2 watty (0,83 + 0,589 = 1,419 wattov). To nie je veľa. A nezabudnite, že v tomto prípade je simulované tvrdé, ideálne preťaženie 100-wattového zosilňovača, schopného premeniť sínus na štvorcový. Ďalšie zvýšenie preťaženia už nebude zvyšovať harmonické.

Ryža. jeden. Harmonické zložky štvorcovej vlny 100 Hz oproti sínusovej vlne 100 Hz

Výsledky tejto analýzy naznačujú, že aj keď je v 100W reproduktore použitý slabý 5-10 W výškový reproduktor, nie je možné ho poškodiť harmonickými, aj keď má signál podobu meandru. Reproduktory sú však stále poškodené.

Takže musíte nájsť niečo iné, čo by mohlo spôsobiť takéto zlyhania. Tak aká je dohoda?

Dôvodom je amplitúdová kompresia signálu.

V porovnaní so staršími zosilňovačmi majú dnešné špičkové zosilňovače väčší dynamický rozsah a lepší zvuk pri prebuzení. Používatelia sú preto viac v pokušení prebujovať a klipovať zosilňovače pri nízkofrekvenčných dynamických špičkách, napr nedochádza k veľkému počuteľnému skresleniu. Výsledkom je kompresia dynamických charakteristík hudby. Hlasitosť vysokých frekvencií sa zvyšuje, ale basy nie. Pre ucho je to vnímané ako zlepšenie jasu zvuku. Niektorí to môžu interpretovať ako zvýšenie hlasitosti bez zmeny vyváženia zvuku.

Napríklad – zvýšime úroveň signálu na vstupe 100-wattového zosilňovača. Nízkofrekvenčné komponenty budú v dôsledku preťaženia obmedzené na 100 W. Ako sa vstupná úroveň ďalej zvyšuje, vysokofrekvenčné zložky budú stúpať, kým tiež nedosiahnu medzný bod 100 W.

Pozrite sa na obr. 2, 3 a 4. Grafy sú odstupňované vo voltoch. Pri 8-ohmovom zaťažení zodpovedá 100 W napätiu 40 V. Nízkofrekvenčné súčiastky majú pred limitovaním výkon 100 W (40 V) a vysokofrekvenčné len 5-10 W (9 -13 V).

Predpokladajme, že hudobný signál s nízkymi a vysokými frekvenciami sa privádza do 100-wattového zosilňovača (8 ohmov). Používame zmes nízkoúrovňového RF sínusového signálu s vysokoúrovňovým nízkofrekvenčným signálom (pozri obrázok 2). Úroveň vysokofrekvenčných komponentov dodávaných do výškového reproduktora je minimálne o 10 dB nižšia ako úroveň nízkofrekvenčných komponentov. Teraz zvýšte hlasitosť, až kým sa signál neskráti (+3dB overdrive, pozri obrázok 3).

Ryža. 2. Nízka úroveň, vysokofrekvenčná sínusová vlna zmiešaná so zhlukom vysokoúrovňovej, nízkofrekvenčnej sínusovej vlny

Ryža. 3. 100 wattový výstup zosilňovača s 3 dB overdrive

Ryža. štyri. Výstup zo 100-wattového zosilňovača s 10 dB overdrive

Všimnite si, že podľa tvaru vlny boli obmedzené iba nízkofrekvenčné zložky a úroveň vysokofrekvenčných zložiek sa jednoducho zvýšila. Samozrejme, orezávanie generuje harmonické, ale ich úroveň je výrazne nižšia ako úroveň meandru, ktorý sme zvažovali skôr. Amplitúda vysokofrekvenčných zložiek vzrástla o 3 dB v porovnaní s nízkymi frekvenciami (to je ekvivalentné amplitúdovej kompresii signálu o 3 dB).

Pri preťažení zosilňovača o 10 dB sa amplitúda RF komponentov zvýši o 10 dB. Každé zvýšenie hlasitosti o 1 dB teda spôsobí zvýšenie amplitúdy vysokofrekvenčných zložiek o 1 dB. Rast bude pokračovať, kým výkon RF komponentov nedosiahne 100W. Medzitým maximálna úroveň nízkofrekvenčných komponentov nemôže presiahnuť 100 W (pozri obr. 4). Tento graf zodpovedá takmer 100% kompresii, od r nie je takmer žiadny rozdiel medzi vysokými a nízkymi frekvenciami.

Teraz je ľahké vidieť, ako výkon RF signálu prevyšuje výkon 5-10-wattového výškového reproduktora. Preťaženie skutočne generuje ďalšie harmonické, ktoré však nikdy nedosiahnu úroveň zosilnených pôvodných vysokofrekvenčných signálov.

Pravdepodobne si myslíte, že skreslenie signálu by bolo neznesiteľné. Neklamte sa. S úžasom sa dozviete, aká vysoká je hranica preťaženia, nad ktorou už nebude možné nič počúvať. Stačí vypnúť indikátor preťaženia na zosilňovači a uvidíte, ako ďaleko otočíte ovládač hlasitosti zosilňovača. Ak zmeriate výstupnú úroveň zosilňovača osciloskopom, úroveň preťaženia vás prekvapí. Bežné je 10dB skreslenie basov.

ČO ROBIŤ?

Ak dokážeme ochrániť zosilňovače pred orezaním, môžeme lepšie využiť reproduktory. Aby sa predišlo preťaženiu a z toho vyplývajúcej kompresii amplitúdy v každom modernom zosilňovači, tzv. klipové obmedzovače. Zabraňujú spomínanej amplitúdovej kompresii, as pri dosiahnutí prahovej hodnoty pri akejkoľvek frekvencii sa úroveň všetkých frekvencií zníži o rovnakú hodnotu.

V externých obmedzovačoch je prah odozvy (prah) nastavený užívateľom. doladiť

tento prah na úrovni orezania zosilňovačov je dosť ťažký. Navyše, úroveň orezania zosilňovačov nie je konštantná hodnota. Mení sa v závislosti od sieťového napätia, impedancie striedavého prúdu a dokonca od charakteru signálu. Prahová hodnota obmedzovača by mala tieto faktory neustále sledovať. Najsprávnejším riešením by bolo spojiť prahovú hodnotu so signálom preťaženia zosilňovača.

Je celkom logické postaviť obmedzovač vo vnútri zosilňovača. V moderných zosilňovačoch je ľahké určiť okamih výskytu preťaženia s veľkou presnosťou. Práve naň reagujú takzvané vstavané zosilňovače. klipové obmedzovače. Akonáhle výstupný signál zosilňovača dosiahne úroveň preťaženia, riadiaci obvod zapne regulačný prvok obmedzovača.

Druhým parametrom, po prahovej hodnote, ktorý je súčasťou každého obmedzovača, sú časy aktivácie a uvoľnenia. Dôležitejšia je doba zotavenia po preťažení (čas uvoľnenia).

Existujú dve možnosti pre operačné zosilňovače:

• pracovať ako súčasť viacpásmového zosilňovacieho komplexu,

• práca na širokopásmových reproduktoroch.

V prvom prípade môže byť do zosilňovača napájané buď len nízkofrekvenčné pásmo, alebo stredné a vysokofrekvenčné pásma. Pri nastavení dlhého času uvoľnenia a prevádzke zosilňovača v stredných vysokých pásmach môžu byť „chvosty“ obnovenia obmedzovača zreteľné sluchovo. A naopak – pri krátkom čase uvoľnenia a prevádzke v nízkom pásme môže dôjsť k skresleniu tvaru signálu.

Pri prevádzke zosilňovača na širokopásmovom reproduktore musíte hľadať nejakú kompromisnú hodnotu doby zotavenia.

V tomto smere idú výrobcovia zosilňovačov dvoma spôsobmi – buď sa zvolí kompromisný čas uvoľnenia, alebo sa zavedie časový spínač uvoľnenia (SLOW-FAST).

ZÁVERY:

Ak sa ma pýtate, prečo je to potrebné, tak vám neodpoviem – potom tento článok nie je pre vás. Ak je všetko v poriadku s vašou motiváciou, potom ponúkam na preskúmanie niektoré mnou získané výsledky so skromnými prostriedkami a vedomosťami, ktoré mám k dispozícii.

Pre začiatok - pokusné prasiatko, kto to je?

Náš pacient je výškový reproduktor s kužeľovou membránou 3GD-31. Hlavným nárokom naň je výrazná nerovnomernosť a nerovnomernosť frekvenčnej odozvy. Tie. okrem nerovnomernosti cca 10dB medzi maximom peak a dip je tu mnoho menších nepravidelností, v dôsledku čoho je frekvenčná odozva podobná lesu. Namerané charakteristiky som sa rozhodol na začiatku článku neuvádzať, pretože. bude vizuálnejšie umiestniť ich vedľa konečných získaných po všetkých zmenách dizajnu.
Hlavnou myšlienkou môjho konania, alebo skôr dvoma hlavnými myšlienkami, je po prvé pridať do hlasitosti reproduktora prvky pohlcujúce zvuk, aby sa potlačili rezonancie, ktoré vznikajú v uzavretom objeme s pevnými stenami, ktoré ľahko odrážajú zvuk. bez citeľnej absorpcie jeho energie, čo je prípad špecifikovaného reproduktora. Druhým nápadom je spracovanie samotného materiálu difúzora (nie, nie kvapalinou A. Vorobyova ;-)), ale lakom, výsledkom čoho je kompozitný materiál, ktorý je tuhosťou prednejší ako originál (papier), no nie je horší ako tlmí svoje vlastné rezonancie, čo znižuje ohybovú deformáciu difúzora počas jeho prevádzky a tým pomáha znižovať rezonančné špičky-poklesy vo frekvenčnej odozve.

Čo sa mi to dostalo do hlavy?

Faktom je, že podobné experimenty som vykonával už dlho a získal som pomerne veľa potvrdení o správnosti a užitočnosti môjho prístupu, ale všetky výsledky boli dosť rozptýlené. Čiastočne to bolo spôsobené nedostatkom skúseností s akustickými meraniami (a ešte viac s interpretáciou výsledkov), čiastočne kvôli neúplnej formulácii samotnej myšlienky, všeobecného plánu činnosti. A keď sa celá táto mozaika v mojej hlave vytvorila do viac-menej celého obrazu, rozhodol som sa vykonať experiment od začiatku do konca a súčasne vykonať všetky merania.

Čo sa teda urobilo?

Pre začiatok bol reproduktor rozobratý. Za týmto účelom boli vodiče cievky reproduktora prispájkované zo svoriek na puzdre, potom sa po nasiaknutí acetónom oddelil tesniaci kartónový krúžok a samotný kužeľ sa odlepil rovnakým spôsobom z kovového „lievika“ puzdra. . Ďalej bol difúzor odstránený z krytu a zatiaľ odložený.
Najprv bolo spracované puzdro reproduktora. Sektory boli vystrihnuté z látky, hrubé asi 3 mm, presne pokrývajúce vnútorný povrch tela, čo je zrezaný kužeľ. V spodnej časti (menšia základňa zrezaného kužeľa) bol z rovnakého materiálu vyrezaný kruh s otvorom v strede pre cievku. Potom bol vnútorný povrch korpusu a povrch plátenných prírezov pretretý jednou vrstvou lepidla Moment a takmer okamžite (pretože veľmi rýchlo schne a keď som dokončil rozotieranie plátenných vzorov, vrstva na korpuse už bola suchá ) pritlačené k sebe. Tu je fotka výsledného polotovaru.

V tej chvíli mi skrsla myšlienka, že za rozbitú frekvenčnú charakteristiku môžu nielen rezonancie v objeme skrine, ale aj v samotných stenách. puzdro je akýsi zvon vyrobený z lisovaného plechu. Na meranie jeho rezonancií som použil nasledujúcu techniku. Po umiestnení puzdra na mäkkú základňu s magnetom dole som mikrofón nainštaloval priamo nad neho, zapol nahrávanie zvuku a niekoľkokrát som udrel vonkajšok puzdra plastovou rukoväťou skrutkovača. Potom som zo záznamu vybral najúspešnejší (z hľadiska úrovne) signál a importoval som ho do LspLab na analýzu. Výsledky o niečo neskôr. Potom, aby sa karoséria tlmila, bola z vonkajšej strany polepená gumou zo starodávnej bicyklovej duše, rovnakou technológiou ako predchádzajúce plstenie. Potom, po úplnom vysušení - za deň, sa znova vykonali testy podľa rovnakej metódy ako vyššie. Zvuk z nárazu bol však oveľa slabší, takže som automaticky udrel o niečo silnejšie ako pri prvom meraní - z tohto dôvodu sa úroveň signálu pri druhom meraní podľa môjho názoru ukázala byť trochu nadhodnotená, ale je to tak nehrá v tomto prípade významnú úlohu. Takže tu sú prvé porovnávacie výsledky - prechodová odozva reproduktorovej skrine (vo forme sonogramu). Nižšie je uvedená pôvodná verzia.

Je jasne vidieť, že po revízii boli všetky rezonancie nad 3 kHz potlačené o hodnotu úrovne viac ako 20 dB! Z tohto obrázku sa zdá, že hlavná rezonancia pri 1200 Hz (mimochodom, zaujímavé je, že hlavná rezonancia kužeľa reproduktora sa nachádza presne na rovnakej frekvencii) sa stala oveľa silnejšou. Nie je to pravda, pretože program normalizuje úrovne na sonograme tak, aby „najsilnejšie“ signály boli červené, táto stupnica však platí len v rámci jedného grafu a na obrázku sú dva, takže červená na hornom grafe je 20 dB slabšie ako červená na spodnom grafe! Tu je ďalší - už známejší graf - frekvenčná odozva oboch meraní.

Je vidieť, že účinnosť tlmenia stúpa s frekvenciou a potlačenie pri frekvenciách 3 kHz a vyšších presahuje 30 dB! A to aj napriek tomu, že, ako som už povedal, v druhej dimenzii som narazil do tela silnejšie! Vy, milovníci AC boxov "upokojte sa", pre poriadok - dávam!

Difúzor bol potiahnutý (nie impregnovaný, resp. potiahnutý) nitrolakom (zo všetkých na tento účel testovaných materiálov mal najlepší vplyv na vlastnosti reproduktorov). Zvnútra len jedna vrstva, zvonka tri. Ale, samozrejme, to neboli vrstvy, ktoré nenatierajú steny! Pri nanášaní mäkkou kefou prvej vrstvy sa povrch iba navlhčí, a nie veľa. Druhá a tretia vrstva sú o niečo hrubšie, ale celkovo sú tri vrstvy také tenké, že je spod nich stále viditeľná vláknitá štruktúra papiera.

Pred montážou bola do dutiny medzi telom a difúzorom vložená dodatočná „šiška“ z vaty, aby sa dosiahlo maximálne pohltenie zvuku v objeme. Na nasledujúcom obrázku je puzdro pripravené na montáž.

Ďalšia zmena bola vykonaná na vedeniach cievky. Spočiatku boli tenké drôty samotného vinutia cievky prispájkované k medeným nitom na difúzore (a boli prispájkované mohutné kvapky spájky!), čo malo z hmoty všetkého tohto kovu a tuhosti časti vytvoriť nový rezonančný systém. difuzér, na ktorom je to celé nalepené. Tento stav sa mi vôbec nepáčil, a tak som sa rozhodol všetko prerobiť. Drôty cievky som odspájkoval z nitov, vyvŕtal ich a prispájkoval vodítka spájajúce cievku s vonkajšími svorkami priamo na vodiče kmitacej cievky. Na ďalšom obrázku, aj keď nie veľmi dobrá kvalita, ukazuje sa nový stav vecí. Zvyšné otvory sú zapečatené papierovými kruhmi.

Teraz uvediem súhrnný výsledok.

Pre začiatok uvádzame frekvenčnú odozvu pôvodného reproduktora a jeho po prepracovaní. Hrubé čiary zobrazujú frekvenčnú odozvu a fázovú odozvu po prepracovaní.

Na prvý pohľad som nedosiahol veľký úspech. Pokles pri 4 kHz sa znížil asi o 3 dB, vrchol pri 9 kHz sa znížil o pár dB a frekvenčná odozva sa vyrovnala z 12 na 20 kHz. Dá sa to úplne pripísať náhodným javom – rezonancie v difúzore sa podarilo prerozdeliť. Treba však povedať, že tento reproduktor sa pre účely môjho experimentu príliš nevydaril – spočiatku mal takmer obmedzujúcu kvalitu pre svoj dizajn. Pre porovnanie uvediem podobnú dvojicu frekvenčnej odozvy pre inú vzorku - horšiu.

Tu je celý zázračný efekt zdokonaľovania na tvári! Tento reproduktor však neberiem ako základ článku, pretože v tomto prípade ide o všetky údaje, ktoré som dostal, ale viac informácií som zozbieral o vyššie popísanom reproduktore.

Teraz chcem uviesť prechodové charakteristiky reproduktora. Sú rovnaké ako na telo - vo forme sonogramov je to podľa mňa jasnejšie.

Je jasne vidieť, že pôvodný reproduktor má oneskorené rezonancie v oblasti 5 a 10 kHz, ktoré dosahujú trvanie až 1,3 ms. Po zjemnení sa po prvé skrátia 1,5-krát a po druhé sa rozpadnú na mnoho menších, čo do intenzity aj trvania. Nad 10 kHz neexistujú vôbec - zmizli. Vo všeobecnosti sa impulzná odozva zlepšila oveľa výraznejšie ako frekvenčná.
Na základe tohto experimentu, ale aj niekoľkých predchádzajúcich som dospel k záveru, že lakovanie ovplyvňuje hlavne chod reproduktora v najvyššom frekvenčnom rozsahu a v strednom pásme fungujú rôzne materiály pohlcujúce zvuk.
Zdá sa, že tlmenie trupu nemalo zásadný vplyv na výsledok.

Na záver chcem povedať, že tento článok bol napísaný najmä s cieľom oboznámiť ľudí, ktorí nemajú prostriedky na inštrumentálne posúdenie objektívnych parametrov rečníkov, s efektom, aký majú konkrétne akcie na konkrétnu vzorku rečníkov.
V dôsledku týchto experimentov vznikol ďalší nápad na ďalšie zlepšenie parametrov. Bude základom pre ďalšie experimenty a v prípade úspechu aj témou ďalšieho takéhoto článku.

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

POVEDZ SLOVO O CHUDÁKOM PÍPÁKU

Tradične sa delenie pásiem MF a HF (alebo stredobasových KV) uskutočňuje pasívnymi výhybkami ( separačné filtre). To je obzvlášť výhodné pri použití hotových súprav komponentov. Aj keď je výkon crossoverov optimalizovaný pre túto súpravu, nie vždy spĺňajú túto úlohu.
Zvýšenie indukčnosti kmitacej cievky s frekvenciou má za následok zvýšenie impedancie hlavy. Navyše táto indukčnosť v "priemerných" stredobasoch je 0,3-0,5 mH a už pri frekvenciách 2-3 kHz sa impedancia takmer zdvojnásobí. Preto sa pri výpočte pasívnych výhybiek používajú dva prístupy: pri výpočtoch využívajú skutočnú hodnotu impedancie na deliacej frekvencii alebo zavádzajú obvody na stabilizáciu impedancie (Zobelove kompenzátory). O tom sa už popísalo veľa, takže sa nebudeme opakovať.
Vo výškových reproduktoroch väčšinou chýbajú stabilizačné reťaze. V tomto prípade sa predpokladá, že prevádzkové frekvenčné pásmo je malé (dve alebo tri oktávy) a indukčnosť je zanedbateľná (zvyčajne menej ako 0,1 mH). V dôsledku toho je nárast impedancie malý. V extrémnych prípadoch je nárast impedancie kompenzovaný 5-10 ohmovým odporom zapojeným paralelne s výškovým reproduktorom.
Všetko však nie je také jednoduché, ako sa na prvý pohľad zdá, a aj taká skromná indukčnosť vedie ku kurióznym následkom. Problém spočíva v tom, že výškové reproduktory pracujú v spojení s hornopriepustným filtrom. Bez ohľadu na poradie má kapacitu zapojenú do série s výškovým reproduktorom a tvorí ju s indukčnosťou kmitacej cievky oscilačný obvod. Rezonančná frekvencia obvodu je v pracovnom frekvenčnom pásme výškového reproduktora a na frekvenčnej odozve sa objavuje "hrb", ktorého veľkosť závisí od kvalitatívneho faktora tohto obvodu. V dôsledku toho je zafarbenie zvuku nevyhnutné. Nedávno sa objavilo mnoho modelov vysoko citlivých výškových reproduktorov (92 dB a viac), ktorých indukčnosť dosahuje 0,25 mH. Preto sa otázka zladenia výškového reproduktora s pasívnou výhybkou stáva obzvlášť akútnou.
Na analýzu bolo použité simulačné prostredie Micro-Cap 6.0, ale rovnaké výsledky je možné získať aj pomocou iných programov (napríklad Electronic WorkBench). Ako ilustrácia sú uvedené len najcharakteristickejšie prípady, ostatné odporúčania sú uvedené na konci článku vo forme záverov. Pri výpočtoch bol použitý zjednodušený model výškového reproduktora zohľadňujúci len jeho indukčnosť a aktívny odpor. Toto zjednodušenie je celkom prijateľné, pretože vrchol rezonančnej impedancie väčšiny moderných výškových reproduktorov je malý a frekvencia mechanickej rezonancie pohyblivého systému je mimo prevádzkového frekvenčného pásma. Berieme do úvahy aj to, že frekvenčná odozva pre akustický tlak a frekvenčná odozva pre elektrické napätie- dva veľké rozdiely, ako sa hovorí v Odese.
Interakcia výškového reproduktora s výhybkou je zrejmá najmä pri filtroch prvého rádu, ktoré sú typické pre lacné modely (obrázok 1):

kryštálovej "farby. Zvýšenie indukčnosti posúva rezonančný vrchol k nižším frekvenciám a zvyšuje jeho kvalitatívny faktor, čo vedie k citeľnému "kliknutiu". Vedľajším efektom zvýšenia kvalitatívneho faktora, ktorý sa dá zmeniť na dobrý, je zvýšenie strmosť frekvenčnej odozvy.V oblasti deliacej frekvencie sa blíži k filtrom 2 rádov, aj keď pri veľkej vzdialenosti sa vracia na pôvodnú hodnotu o 1 rád (6 dB / oktáva).
Zavedenie bočníkového odporu umožňuje "skrotiť" hrb na frekvenčnej odozve, takže niektoré funkcie EQ je možné priradiť aj výhybke. Ak je bočník vyrobený na zákl premenlivý odpor(alebo sadu rezistorov s prepínačom), potom môžete dokonca vykonať prevádzkové nastavenie frekvenčnej odozvy v rozmedzí 6-10 dB. (obrázok 2):

DIV_ADBLOCK703">

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

Tretím spôsobom je zaviesť odpor v sérii s výškovým reproduktorom. Táto metóda je vhodná najmä pre výškové reproduktory s indukčnosťou nad 100 mH. V tomto prípade sa celková impedancia obvodu „rezistor-výškový reproduktor“ počas regulácie mení bezvýznamne, takže úroveň signálu sa prakticky nemení (obrázok 5):

kotúč "> Stabilizačné obvody nie sú potrebné len pre výškové reproduktory s nízkou indukčnosťou (menej ako 0,05 mH). Pre výškové reproduktory s indukčnosťou kmitacej cievky 0,05-0,1 mH sú najvýhodnejšie paralelné stabilizačné obvody (bočníky). Pre výškové reproduktory s kmitacou cievkou indukčnosť viac 0,1 mH, možno použiť paralelné aj sériové stabilizačné obvody.Zmena odporu stabilizačného obvodu umožňuje ovplyvniť frekvenčnú odozvu.Pri filtroch 1. rádu má zmena parametrov stabilizačného obvodu citeľný vplyv na cutoff frekvenčné a hrbové parametre.Pri filtroch 2. rádu je medzná frekvencia určená parametrami jeho prvkov a v menšej miere závisí od indukčnosti hlavy a parametrov stabilizačného obvodu.Hodnota rezonančného "hrbu" spôsobovala indukčnosťou výškového reproduktora je priamo závislá od odporu bočníka a nepriamo závislá od odporu sériového rezistora.medzná frekvencia je v priamej závislosti faktor kvality filtra. Faktor kvality filtra je úmerný výslednému zaťažovaciemu odporu (HF hlavy, berúc do úvahy odpor stabilizačného obvodu). Filter zvýšeného faktora kvality možno vypočítať podľa štandardnej metódy, ale znížiť ho 2-3 krát v porovnaní s nominálnym zaťažovacím odporom.

Navrhované metódy riadenia frekvenčnej odozvy sú aplikovateľné aj na filtre vyšších rádov, ale keďže sa tam zvyšuje počet „stupňov voľnosti“, je v tomto prípade ťažké dať konkrétne odporúčania. Príklad zmeny frekvenčnej odozvy filtra tretieho rádu v dôsledku bočného odporu je znázornený na obrázku 6:

home" troj-štvorpásmové reproduktory mali prepínateľnú frekvenčnú odozvu „normal / crystal / chirp" ("hladké-kryštálové-cvrlikanie"). Dosiahlo sa to zmenou úrovne stredového a výškového pásma.
Spínané tlmiče sa používajú v mnohých výhybkách a vo vzťahu k výškovému reproduktoru ich možno považovať za kombináciu sériových a paralelných stabilizačných obvodov. Ich vplyv na výslednú frekvenčnú charakteristiku je ťažké predpovedať, v tomto prípade je vhodnejšie uchýliť sa k modelovaniu.

DIV_ADBLOCK705">

Po krátkom počúvaní hudby som dospel k záveru, že pri zvýšenej úrovni hlasitosti prevládala hladina KV akustického tlaku nad zvyškom frekvencií do takej miery, že nastali nepohodlie. Musel som použiť ovládače tónov alebo jednoducho vypnúť hudbu. Zo svojej podstaty som nechcel ani jedno, ani druhé, a tak som sa zapojil do boja o „pohodlný“ zvuk.

V prvom rade sa objavil odpor vo výhybke, zapojenej do série s reproduktorom (obr. 2). Kondenzátor sa musel znovu vybrať, pretože sa zmenil odpor záťaže a s ním aj medzná frekvencia. Akustický tlak bol znížený.

Ale "komfort" sa nedosiahol. Došlo k opačnému efektu. Pri vyšších úrovniach hlasitosti boli HF zložky striedmo, no s poklesom hlasitosti siahala po ovládačoch tónov aj samotná ruka.

Musel som vyskúšať inú možnosť regulácie akustického tlaku - shunting hlavice s odporom 10-30 ohmov (obr. 3). Táto metóda sa niekedy používa. Čím menšia je hodnota odporu skratu, tým väčšie je potlačenie.

Ale obraz sa ukázal trochu inak, ako bol zamýšľaný. V podstate je potlačený rezonančný „hrb“ a celková zmena hladiny je zanedbateľná. Vplyv na frekvenčnú odozvu tiež nie je zlý, no hlavná úloha nie je vyriešená. Bez ovládačov tónov nič nefungovalo.

Sériové a paralelné odpory alebo obvody sa v tomto prípade nazývajú disipátory. (rozptýliť znamená rozptýliť). Nielenže rozptyľujú výkon, ale aj absorbujú produkty intermodulačného skreslenia v dynamike. Takže ich vplyv na charakter zvuku by mal byť obzvlášť viditeľný v lacných výškových reproduktoroch (Ed.)

Ovládanie tónu je v podstate zvýšenie alebo zníženie akustického tlaku v určitom frekvenčnom pásme v závislosti od konkrétny model hlavná jednotka. Každý má iné možnosti nastavenia: na niektorých zariadeniach by stačili, na iných nie. Existuje tiež názor, že použitie vstavaných ovládačov tónov zhoršuje zvuk systému v dôsledku korekcie frekvenčnej odozvy hlavnej jednotky a dodatočných fázových skreslení.
Okrem toho existujú obmedzenia týkajúce sa použitej schémy akustickej inštalácie. Pri použití dvojpásmovej prednej časti, keď sa pásmo nastavenia takmer úplne zhoduje s pracovnou oblasťou výškového reproduktora, nie je nastavenie akustického tlaku pomocou ovládača tónu také kritické. V systémoch s tromi pásmami však takéto nastavenie nemôže poskytnúť požadovaný účinok, pretože pri jeho použití bude frekvenčná odozva stredopásmovej hlavy skreslená, pričom časť pracovného pásma nevyhnutne spadá do zóny ovládania výšok.
Ako východisko je v týchto prípadoch opodstatnené použitie ekvalizéra s dostatočným počtom kontrolných pásiem. Použitie jednoduchého 7-9 pásmového EQ nemusí priniesť požadovaný efekt. Pokročilejšie ekvalizéry už stoja veľa peňazí, čo dramaticky, možno dokonca povedať - úplne vylučuje ich použitie vo väčšine amatérskych inštalácií. Aj keď, ak vezmeme do úvahy systém ako celok, použitie viacpásmového ekvalizéra skráti čas, kedy úplné prispôsobenie celý systém. Ale o tom teraz nehovoríme.

Vznikol nápad - použiť žiarovky na obmedzenie úrovne vysokofrekvenčných zložiek pri vysokej hlasitosti. Pri zahrievaní sa odpor cievky zvýši a výkon bude obmedzený. Barretery sa niekedy používajú v crossoveroch na ochranu pred preťažením - rovnaké lampy, ale naplnené vodíkom. Vodík podporuje rýchle uzdravenie nízky odpor závitu. V tomto prípade v dôsledku prudkej zmeny odporu dôjde k narušeniu dynamiky vysokofrekvenčnej reprodukcie. Ak však použijete obyčajná lampa- dôjde k hladkej kompresii vysokofrekvenčného rozsahu. Vlákno má tepelnú zotrvačnosť, ktorá závisí od jeho hmotnosti. Čím výkonnejšia je lampa, tým väčšia je tepelná zotrvačnosť.

Použitie žiarovky ako disipátora bolo spočiatku simulované na počítači pomocou programu MicroCap. Krížový obvod mal nasledujúcu podobu (obr. 4):

Bol simulovaný krížový obvod, hlava bola nahradená ekvivalentným obvodom (aby sa zohľadnil vplyv indukčnosti samotnej hlavy). Potom sa získali grafy frekvenčnej odozvy pre všetky vyššie uvažované možnosti.

Výsledky modelovania frekvenčnej odozvy sú uvedené v grafe (obr. 8): Pri nízkej hlasitosti je odpor žiarovky cca 0,5 Ohm. Frekvenčná charakteristika výhybky v tejto sekcii je takmer rovnaká ako frekvenčná charakteristika výhybky bez odporu.

Z grafov frekvenčnej odozvy je vidieť, že pokles tlaku o -3 dB pre všetky krivky nastáva pri približne rovnakej frekvencii. Pre možnosť s bočníkovým odporom bola zmenená hodnota kondenzátora, pretože medzná frekvencia pri uvažovanej hodnote vzrástla.

Krivka 1 - prechodová frekvenčná odozva bez odporu. Krivka 2 - Frekvenčná odozva výhybky so sériovým odporom 1,2 ohmu. Krivka 3 - frekvenčná odozva výhybky s bočníkovým odporom 16 ohmov a kondenzátorom 3,5 uF. Krivka 4 - frekvenčná charakteristika výhybky so žiarovkou. Odpor lampy v dôsledku zahrievania špirály je 4 ohmy. Krivka 5 - frekvenčná charakteristika výhybky so žiarovkou. Odpor lampy v dôsledku zahrievania špirály je 6 ohmov.

Po „teoretickej časti“ som prešiel na prax. Bolo potrebné merať odpor svietidiel pri rôznych napätiach. Nastavením iného prúdu pomocou reostatu zmeral napätie na lampe, silu prúdu a vypočítal odpor podľa Ohmovho zákona. Pre tri typy svietidiel boli získané nasledujúce výsledky (obr. 9-11):

Grafy ukazujú hodnotu napätia, pri ktorej začína slabé zahrievanie stredu špirály.

výsledky

Po vykonaní zmien v schéme svojho crossoveru začal počúvať. Pripomínam, že „komfort“ zvuku určoval sluch. Použitie RTA analyzátora sa pre jeho nedostatok neuskutočnilo ani v celomestskom meradle. Iba podľa ucha. Ak pri dlhšom počúvaní nie je chuť použiť tónové ovládače, prípadne vypnúť zdroj „podráždenia“, tak verím, že cieľ bol dosiahnutý.
Zdá sa mi, že v mojom systéme inštalácia žiaroviek z interiérových svetiel priniesla očakávaný efekt. Efekt „pískania“ je preč a nie je potrebné používať ovládače tónov na zvýšenie alebo zníženie hlasitosti.

SIAMSKÉ DVOJIČA

Mnoho moderných inštalácií používa dvojitú sadu výškových reproduktorov. Dôvodom sú zvýšené požiadavky na kvalitu zvuku. Rozšírenie dvojžiaričového vzoru uľahčuje nastavenie zvukovej scény a znižuje sa možnosť preťaženia výškových reproduktorov pri vysokej hlasitosti. Dôležitú úlohu zohráva aj vonkajšia atraktivita, najmä pri výstavných dielach.
Ďalší argument v prospech takéhoto riešenia vzniká pri zosilňovaní kanál po kanáli. Známy rozpor medzi nerovnomerným rozložením energie hudobného signálu v spektre a rovnakým výkonom kanálov zosilňovača je elegantne vyriešený, keď sú výškové reproduktory zapnuté v sérii. V tomto prípade je maximálny výstupný výkon "pípacích" kanálov zosilňovača polovičný v porovnaní s bežnou záťažou, čo umožňuje plne využiť jeho dynamický rozsah a znížiť skreslenie.
Všetko vyššie uvedené však znamená použitie presne rovnakých výškových reproduktorov. Je možná aj iná možnosť - s rôznymi výškovými reproduktormi reprodukujúcimi samostatné frekvenčné rozsahy. Pôvod tohto rozhodnutia treba hľadať v domácich akustických systémoch pred štvrťstoročím. Stačila vtedy reprodukcia celého frekvenčného rozsahu nad 3-5 kHz jedným výškovým reproduktorom náročná úloha tak to bolo rozdelené. Pásmo od 3-5 do 10-12 kHz bolo reprodukované malým kužeľovým výškovým reproduktorom, bežným pre tie roky, a všetko vyššie bolo reprodukované kupolovým alebo páskovým super výškovým reproduktorom. S rozvojom technológie toto riešenie prešlo z masového vybavenia domácností, ale má všetky šance na návrat k tomu automobilovému.
Problém reprodukovania celého vysokofrekvenčného rozsahu jedným výškovým reproduktorom bol vyriešený už dávno, ale dobrý širokopásmový výškový reproduktor je chúlostivý a drahý produkt. Minimálne v nižšom a strednom cenovom rozpätí zatiaľ žiadny dizajn a materiál kupoly nedokáže súčasne splniť všetky požiadavky, ktoré sú väčšinou protichodné. Vyžaduje vysokú tuhosť, nízku hmotnosť, dobré vnútorné tlmenie. V prípade masových produktov sú preto výsledky sklamaním:

Textilná kupola poskytuje vynikajúce prepracovanie horných stredov a detailov zvuku, no na hornom konci rozsahu je zvuk zvyčajne tlmený (blokovanie frekvenčnej odozvy). Kovová kupola poskytuje vynikajúcu reprodukciu vysokofrekvenčnej časti rozsahu. Nie vždy je však nízkofrekvenčná časť rozsahu reprodukovaná adekvátne, zvuk je často zafarbený rezonanciami samotnej kupoly (efekt ladičky). Polymérna alebo metalizovaná kupola poskytuje pomerne široký frekvenčný rozsah, ale spravidla s výrazne nerovnomernou frekvenčnou odozvou a vzorom žiarenia. V dôsledku toho môže zvuk získať inú farbu.

Záver: výhody rôzne materiály treba zjednotiť a nedostatky kompenzovať. Predmetom štúdie boli výškové reproduktory:

Prology RX-20s (hodvábna kupola, indukčnosť 0,22 mH) Prology CX-25 (kupola z metalizovaného mylaru, indukčnosť 0,03 mH)

Pri počúvaní sa ukázalo, že hodvábnemu výškovému reproduktoru pri všetkých detailoch zvuku chýba „vzduch“ a výškový reproduktor Mylar krásne „cvaká“, no pri práci s filtrom prvého rádu má prenikavý „hlas“. Je zrejmé, že s vhodnou voľbou medznej frekvencie by tvorili vynikajúci pár.
Pre zjednodušenie konštrukcie a uľahčenie prevádzky zosilňovača je najvýhodnejšie použiť filtre prvého rádu. Vytvárajú minimálne fázové skreslenie, ktoré sa priaznivo porovnáva s inými dizajnmi. Filtre prvého rádu však poskytujú príliš malý útlm mimo prevádzkového pásma, takže sú vhodné len pre nízky príkon alebo dostatočne vysokú deliacu frekvenciu (7-10 kHz). Preto sa vo väčšine serióznych návrhov používajú filtre vyšších rádov, od druhého po štvrtý.
V tomto prípade bolo rozhodnuté použiť filter kvázi druhého rádu využívajúci indukčnosť kmitacej cievky. Citlivosť výškových reproduktorov sa ukázala byť takmer rovnaká a indukčnosť sa líšila takmer o jeden rád. To značne zjednodušilo konštrukciu pasívnej výhybky, pretože do obvodu vstúpila indukčnosť kmitacej cievky.
Nápad bol inšpirovaný článkom „Povedz slovo o úbohom piskorovi“ („Majster 12volt“ č. 47). Zvažovala interakciu výhybky a výškového reproduktora, ako aj spôsoby ovplyvňovania výslednej frekvenčnej odozvy. Pri práci s pasívnym vysokofrekvenčným filtrom tvorí indukčnosť kmitacej cievky s kapacitou filtra oscilačný obvod, jej rezonančná frekvencia je v pracovnom frekvenčnom pásme výškového reproduktora. V dôsledku toho sa na frekvenčnej odozve objaví "hrb", ktorého veľkosť závisí od faktora kvality tohto obvodu. To môže mať za následok zafarbenie zvuku a iné artefakty. V niektorých prípadoch sa však tieto javy dajú využiť.

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

Kondenzátor C1 definuje spodnú hranicu reprodukovateľného frekvenčného rozsahu celého systému. Indukčnosť kmitacej cievky BA1 sa podieľa na tvorbe frekvenčnej odozvy. V oblasti deliacej frekvencie je strmosť frekvenčnej odozvy blízka filtrom 2. rádu, aj keď pri veľkej vzdialenosti sa vracia k pôvodnej hodnote pre 1. rád (6 dB / oktáva). Horná hranica rozsahu pre BA1 je vytvorená akusticky. Keďže návrat hodvábneho výškového reproduktora pri frekvenciách nad 11 kHz je citeľne znížený, nemá zmysel zavádzať ďalší útlm signálu. Súčasne indukčnosť kmitacej cievky a kondenzátor C2 tvoria zárezový filter pre frekvenciu asi 5 kHz. Potlačenie tohto frekvenčného rozsahu eliminovalo "prenikavý" zvuk Mylar tweetera, takže reprodukoval iba vysokofrekvenčnú časť rozsahu.
Frekvenčná odozva napäťového prechodu je znázornená na obrázku 3.

DIV_ADBLOCK711">

ZLEPŠITE ZVUK KOAXIÁLNYCH REPRODUKTOROV

Komponent akustické systémy dostali širokú distribúciu v automobilovom audi o a s príchodom rozpočtových súprav sa ich rozsah výrazne rozšíril. Pohodlie rozloženia, jednoduchosť nastavenia zvukovej scény im priniesli zaslúženú popularitu. V niektorých prípadoch je však vhodnejšie použiť koaxiálne reproduktory. Dôvodov môže byť veľa: zložitosť kozmetickej integrácie komponentov systémov alebo prídavných výškových reproduktorov, túžba zachovať pôvodný vzhľad kabíny, neštandardná veľkosť atď. V niektorých prípadoch je vo všeobecnosti nemožné nahradiť štandardné koaxiálne káble iné reproduktory bez radikálnej zmeny sedadiel v dôsledku špecifických rozmerov alebo konštrukčných prvkov. Čo robiť v tomto prípade? Skúste z dostupných „surovín“ vyžmýkať maximum.
Najčastejšie sú koaxiálne reproduktory inštalované v prístrojovej doske a fungujú akustický dizajn"otvorená krabica". Vplyvom akustického skratu je výrazne oslabená reprodukcia frekvencií pod 200-300 Hz bez ohľadu na veľkosť kužeľa a frekvenčnú odozvu samotného žiariča. Všetky pokusy reprodukovať aspoň nejaké zdanie basov bez dolaďovania bežného miesta sú nezmyselné. Preto budeme koaxiál v prístrojovej doske považovať výlučne za stredno-vysokofrekvenčný žiarič a budeme skúmať, ako možno v tejto úlohe zlepšiť jeho vlastnosti.

Tri zdroje a tri zložky
(nie marxizmus, samozrejme, ale koaxiálny):

Hlavný chladič Sekundárny chladič Crossover

Hlavný radiátor hromadných konštrukcií je vybavený difúzorom vyrobeným z polypropylénu rôznych modifikácií a v štandardných koaxoch je často vyrobený z papiera. Čo sa týka kvality zvuku posledná možnosť preferovaný. Prečo je jasné: hladký prechod z piestového režimu prevádzky do zónového režimu, žiadne podtóny, nízka hmotnosť, skôr vysoká horná hranica frekvenčného rozsahu (7-10 kHz).
Ak sa obrátime na štatistiku, tak väčšina koaxov "torpédových" kalibrov (10-13 cm) je vybavená jedným prídavným žiaričom. Najčastejšie ide o výškový reproduktor s textilnou alebo plastovou kupolou s priemerom 13-18 mm, niekedy pokovovaný. Prirodzená rezonančná frekvencia takýchto žiaričov je 1,5-3 kHz, budeme si to pamätať do budúcnosti.
Výhybka väčšiny koaxov funguje len s výškovým reproduktorom a je tvorená jediným kondenzátorom s kapacitou 3,3-4,7 mikrofarad, najčastejšie elektrolytickým. Ide teda o najjednoduchší filter prvého rádu s medznou frekvenciou 6-9 kHz, takže potlačenie signálov mimo pásma je nedostatočné a výškový reproduktor môže byť preťažený. Výsledkom je „prasiatko vŕzganie“ a citeľné rezonančné podtóny.

Kde začať

Prvým a najzrejmejším spôsobom, ako zlepšiť kvalitu zvuku, je teda výmena oxidového kondenzátora vo výhybke za slušnejší a zároveň prehodnotenie jeho hodnoty. Ak je hlavným vysielačom papier, potom s istotou získa späť stredofrekvenčný rozsah a pomoc výškového reproduktora je potrebná iba vo vysokofrekvenčnej časti rozsahu. V tomto prípade môže byť kapacita kondenzátora znížená až na 2 μF, čím sa posunie maximálny návrat do frekvenčného rozsahu nad 10 kHz. Ako už bolo raz poznamenané ("Povedz slovo o slabom výškovom reproduktore" - "Master 12volt" č. 47), elektrická rezonancia filtračnej kapacity s indukčnosťou kmitacej cievky výškového reproduktora vytvára malý hrb na frekvenčnej odozve. , tak to "potlačíme" hore, aby sme zlepšili návratnosť v tomto frekvenčnom rozsahu. Zvýšenie frekvencie sekcie tiež zvýši preťaženie výškového reproduktora, čo umožní bez rizika dodávať viac výkonu do reproduktorov.
Teraz sa poďme zaoberať hlavným žiaričom. Keďže koaxiálne zariadenia nepoužívajú „tvrdé“ difúzory náchylné na vnútorné rezonancie, prechod z piestovej do zónovej prevádzky prebieha hladko. Preto nie je potrebné dodatočne obmedzovať frekvenčné pásmo zhora.
Zvýšenie indukčnosti kmitacej cievky s frekvenciou má za následok zvýšenie impedancie hlavy. Navyše táto indukčnosť "priemerného" koaxiálneho je 0,2-0,4 mH a už pri frekvenciách 2-3 kHz sa impedancia takmer zdvojnásobí. Okolnosť je to nepríjemná, ale v našom prípade sa dá obrátiť na dobré.
V prípade komponentovej akustiky má výhybka väčšinou stabilizátor impedancie v podobe RC obvodu zapojeného paralelne s reproduktorom. Množstvo prác ukázalo, že pre stredofrekvenčné hlavy je vhodnejšie zapnúť sériový rezistor (disipátor). Pri tomto zapojení už nie je hlava napájaná z napäťového zdroja, ale zo zdroja prúdu, preto je stabilizovaná nielen impedancia v širokom frekvenčnom rozsahu, ale aj výrazné zníženie intermodulačného skreslenia, ktoré je citeľné najmä pri použití lacné širokopásmové a stredofrekvenčné hlavy.
Prax ukazuje, že stačí nainštalovať odpor s odporom približne rovným 0,5-1 nominálnej impedancie hlavy. Pri deliacej frekvencii nad 300 Hz by sa strata výkonu rezistora mala rovnať 15-20% menovitého výkonu hlavy. Malo by sa vziať do úvahy aj zníženie spätného rázu a degradácia tlmenia, ale dohodli sme sa, že nebudeme brať do úvahy oblasť nízkych frekvencií.
Teraz sa pozrime, k čomu povedie zaradenie rezistora do série s koaxiálnou hlavou. Na modelovanie ako obvykle používame prostredie MicroCap a jednoduchý model dynamickej hlavy s priemernými hodnotami Re a Le pre koaxy.

mumlanie" v rezonančnej frekvenčnej oblasti hlavného reproduktora (100-150 Hz). Ale keďže sa citlivosť znížila asi o 6 dB, s najväčšou pravdepodobnosťou budete musieť zabudnúť na pripojenie upraveného koaxiálneho kábla k vstavanému zosilňovaču hlavná jednotka. externý zosilňovač existuje aktívna výhybka na obmedzenie pracovného frekvenčného pásma zdola.
Ako experiment bolo niekoľko koaxiálnych reproduktorov podrobených vylepšeniu rôzne značky:

AUDAX (štandardný Renault) Proology PX-1022 JBL P-452

Vo všetkých prípadoch bol zaznamenaný „osvietený“ zvuk stredofrekvenčného rozsahu, „chrapľavosť“ výškového reproduktora zmizla s veľkým vstupným výkonom a zlepšilo sa celkové vyváženie tónov. Aj drsný AUDAX s ťažkými kartónovými kužeľmi a hnusnými výškovými reproduktormi – a našli druhý dych.