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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 원형 방사 패턴을 갖는 음향 시스템(공간 스피커). 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
전기음향 사운드 재생(가장 이상적인 버전)의 주요 임무는 청취 위치의 XNUMX차 음장이 동작 자체가 발생하는 장소의 XNUMX차 음장과 일치하는지 확인하는 것입니다. 거리, 숲, 들판 또는 기타 장소에서 들으면서 우리는 모든 측면에서 이러한 소리의 소스를 완전히 자유롭게 위치화할 수 있습니다. 우리 주변의 대부분의 음원은 점음원에 가깝습니다(소리 진동의 파장과 비교). 이러한 소스는 동적으로 변화하는 주파수 스펙트럼을 방출하며, 바닥이나 지면 위의 음원 위치에 따라 반구형 또는 구형파가 형성됩니다. 아마도 누군가는 진동하는 현의 예를 들어서 나에게 반대할 것입니다. 그러나 픽업이 현의 끝 부분에 더 가깝게 위치한 일렉트릭 기타를 예로 들어 보겠습니다. 고주파수만 있어야 할 것 같지만 픽업은 넓은 범위의 주파수를 전송합니다. 진동 주파수의 거의 전체 스펙트럼이 현의 각 부분에서 제거될 수 있습니다. 다음 실험을 정신적으로 상상해 봅시다. 창문이 없는 방의 벽에서, 예를 들어 2m 거리에 거리를 향한 두 개의 구멍이 확성기 디퓨저와 동일한 직경으로 잘립니다. 따라서 우리는 서로 다른 주파수에 대해 서로 다른 방사 패턴을 갖는 스피커 시스템과 동등한 것을 얻게 될 것이며, 고주파수에 대해서는 패턴이 더 좁아질 것입니다. 우리는 방에 앉아 거리에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하려고 노력합니다. 이제 밖으로 나가자. 소리가 우리를 둘러쌀 것이다. 공간장 음향 시스템(SFA) 개발자의 노력은 공간 음장을 재현하는 것입니다. 대부분의 기존 시스템은 벡터, 즉 적어도 오디오 주파수 대역의 일부에서 방향성 방사입니다. 방에 소리를 내는 작업은 최고점과 최저점 없이 모든 지점에서 균일한 음장(압력)으로 공간을 채우는 것입니다. 그러한 실험, 즉 거울실을 상상해 봅시다. 그리고 그것은 고르게 조명되어야 합니다. 방향성 조명 랜턴(벡터 이미터)을 사용하면 거울 벽에서 반사된 개별 광선을 얻을 수 있으며 최고점과 최저점이 있습니다. 무방향성 무광택 램프(또는 두 개의 간격을 둔 램프)를 사용하면 방이 빛으로 더 고르게 채워질 것입니다. 이 실험을 통해 우리는 결론을 얻었습니다. 스피커에서 방사되는 지향성 사운드가 적을수록 음장이 더욱 균일해집니다. 음원으로 사용되는 다이나믹 헤드는 눈에 띄는 왜곡 없이 전체 가청 주파수 범위를 재생할 수 없습니다. 이 문제를 해결하기 위해 주파수 대역에 최적화된 스트라이프 헤드가 생산됩니다. 따라서 스피커는 스피커의 전면 패널에 간격을 두고 배치된 여러 개의 헤드로 구성되며 오디오 신호 스펙트럼의 일부만이 각 스트립 헤드에 공급되며 이러한 헤드 각각은 고유한 지향성 패턴을 갖습니다. 서로 떨어져 있는 다이나믹 헤드가 있는 멀티웨이 스피커에는 크로스오버 필터의 지연으로 인해 대역 내 신호의 지연 시간이 다르고, 사운드 스펙트럼이 부정확하게 방출되어 방사 패턴이 바뀌는 등 몇 가지 문제가 있습니다. 밴드 분리 영역. 청취자의 위치에 따라 대역통과 방사체의 다양한 방향 패턴이 악기 사운드의 음색 색상을 결정합니다. 결론: 1차 음장은 기본적으로 XNUMX차 음장과 일치할 수 없습니다. XNUMX. 피할 수 없는 질문이 생깁니다. 무엇을 해야 할까요?
첫째, 약간의 역사입니다. 1898년 올리버 로지(Oliver Lodge)는 다이나믹 스피커를 발명했는데, 그 디자인은 오늘날까지 대부분 남아있습니다. 1948년 Tannoy의 첫 번째 DualConcentric 라우드 스피커는 포인트 소스와 동등한 최초의 양방향 동축 드라이버인 London Radio Show에서 소개되었습니다. 이것은 참으로 획기적인 일이었으며 오늘날까지도 그 장점을 유지하고 있습니다. 그러나 혼 고주파 이미터가 있는 동축 라우드스피커는 신호 주파수가 증가함에 따라 지향성이 선명해지기 때문에 편안한 청취 영역이 매우 작습니다. 동축 설계에서 고주파 이미터는 저주파 이미터의 원뿔 상단에 위치하며 움직이는(!) 경적 역할을 하며 청취자의 위치에 따라 음색 색상에 영향을 미칩니다. 자동 변속기 시스템 생성을 향한 다음 단계는 엔지니어 V.I. Shorov에 의해 이루어졌습니다. 그가 개발한 음향 시스템 30AS103P는 Yantar 공장에서 생산되었으며 [1]에 설명되어 있습니다. 이것은 두 개의 동적 헤드가 수평면에 설치되고 각각 자체 산란 원뿔을 향하여 벡터 방사선을 스칼라(무방향)로 변환하는 양방향 스피커입니다. 고주파 이미터(헤드)가 저주파 이미터 위에 설치되어 있으므로 절대적인 점 광원을 얻지 못하지만 수평면에서는 원형 방사 패턴의 소스를 얻습니다. 전방향성(보다 정확하게는 방사 패턴이 있는) 음원 생성을 향한 또 다른 단계는 Yu. Gribanov와 A. Klyachin이 제안한 디자인(그림 2)이었습니다.
스피커 하우징의 XNUMX개 측면에 XNUMX쌍의 헤드가 설치되어 있습니다. 이 AS는 방사선의 벡터 구성요소가 있기 때문에 ASPP라고 부를 수 없습니다. 하지만 전방향 음원이 포인트입니다. 또 다른 단점이 있습니다. 동일한 신호가 여러 헤드에서 방출되므로 동기식 작동과 동일한 매개변수를 보장하는 것이 불가능합니다. 이로 인해 음반 사운드의 미묘한 뉘앙스가 손실될 수 있습니다. A. Vinogradov와 A. Gaidarov가 제안한 소위 카운터 조리개 AS(그림 3)는 ASPP의 이데올로기와 더 완벽하게 일치합니다.
전체 AF 대역에서 가상 지점 전방향 음압 소스가 생성됩니다. 음파의 수직 성분은 다소 억제됩니다. 그러나 우리는 다시 이전 사례와 동일한 문제로 돌아갑니다. 절대적으로 대칭적인 구조를 얻을 수 없습니다. 고주파수에서는 두 헤드에서 방출되는 음파의 위상이 다를 수 있으며 결과적인 간섭으로 인해 원래 음색이 왜곡됩니다. 물론 왜곡은 이전 방법보다 적지만(헤드 수가 적음) 문제는 남아 있습니다. 이 디자인과 관련된 또 다른 문제가 있습니다. 두 개의 광대역 헤드를 사용한다고 해서 동축(양방향) 헤드를 사용하더라도 항상 필요한 주파수 범위를 재현할 수 있는 것은 아닙니다. 이러한 구조에서는 요구되는 XNUMX차선 구조를 구현하는 것이 불가능합니다. 세 번째 유형의 자동변속기 시스템의 작동 원리는 도 4에 도시된 종래의 설계로부터 쉽게 이해될 수 있다. XNUMX. 카운터 조리개 스피커용 스피커 세트의 절반을 제거하면 고유한 단점을 피할 수 있습니다. 원형 방사 패턴의 음파도 여기에서 전체 주파수 범위에 걸쳐 방출됩니다.
현재 유사한 스피커에 대한 다수의 특허를 보유하고 있는 당사에서는 두 가지 구조의 자동변속기 시스템을 생산하고 있습니다. 양방향, 그림에 따라 제작됨. 5는 가정용 거실용으로 5, 10, 40리터의 세 가지 볼륨으로 제공됩니다. 소규모 영화관의 경우 특수 1000W 자동 전송 시스템이 생산되어 높은 음압을 제공합니다. ASPP의 구조는 그림 6에 나와 있습니다. 70은 스펙트럼 분할의 XNUMX대역 원리를 구현하여 헤드 선택 문제를 크게 단순화합니다. 회사 제품 중에는 케이스 용량이 XNUMX리터에 달하는 자동 변속기 시스템도 있는데, 이는 입체 음향 음반의 고품질 재생을 위해 설계되었습니다.
ASPP의 기능에 대해 이야기하면 직접 방사 스피커와 비교할 때 사운드가 청취자를 향하지 않고 모든 방향으로 방출되기 때문에 악기 사운드의 공격이 약간 약화된다고 가정할 수 있습니다. 하지만 실제 방에서 이러한 스피커를 사용하면 어떤 이점이 있습니까? 균일한 공간적 음장이 생성됩니다. 어디에 있든 사운드의 음색은 동일합니다. 스피커 앞에 서 있든 옆에 서 있든 사운드는 변하지 않고 균일한 음장에 둘러싸여 있습니다. 그 결과 넓은 공간에서 매우 편안한 사운드가 구현됩니다. 특별한 편안함과 감정적 몰입이 기존 스피커로는 달성할 수 없는 환경을 조성합니다. 여기에 표시된 세 가지 유형의 ASPP에는 다양한 옵션이 모두 포함되어 있지 않습니다. 특정 품질 임계값 이상으로 한 사운드가 다른 사운드보다 좋거나 나쁘다고 분명히 말하는 것은 대체로 의미가 없습니다. 인식은 감정의 영역이며 서로 다르기 때문에 많은 앰프와 스피커 시스템이 있습니다. 하지만 분명한 것은 이 소리가 우리 주변의 자연음에 더 가깝다는 점이다. 예를 들어, 우리 회사에서 생산하는 AC200 음향 시스템을 생각해 보십시오. 이 시스템은 ASA Laboratory LLC[2]에서 생산한 동적 헤드를 사용하여 데스크탑 및 펜던트 버전으로 제조되었습니다. 우리는 모델 B1602.8을 저주파 헤드로 사용하고 T252.4를 고주파 헤드로 사용합니다. 그림에서. 그림 7은 AC의 단순화된 도면을 보여줍니다.
스피커의 이러한 수직 디자인으로 인해 파이프를 본체로 사용할 수 있어 표준 입방체 본체와 구별됩니다. 특히 하수 시스템에 사용되는 PVC 플라스틱 파이프 11x8x200이 본체 4,9로 선택되었습니다(그림 2000). 2m 길이의 파이프 1개로 스피커 2개에 충분합니다. 링 6, 10, 16, 9은 2mm 두께의 MDF로 만들어집니다. 그림에서. 그림 6는 부품 3, 19의 도면을 보여줍니다. 부품은 접시머리 나사 3x4mm(XNUMX-XNUMX개)를 사용하여 본체에 부착됩니다. 필터 2는 부품 9에 부착되어 하우징 하단에 설치되며 신호선이 빠져 나갈 수 있는 구멍이 있습니다. 다이나믹 헤드가 장착되는 파트 6은 링의 상부면이 하우징(11)의 창 하단 모서리와 같은 높이로 설치된 상태로 하우징(11)에 장착된다. -주파수 헤드 4를 저주파 헤드 5의 장착 구멍 중 하나에 삽입하고 셀프 태핑 나사를 설치하지 말고 어떤 방식으로든 고정된 HF 헤드에 와이어를 통과시킵니다(봉크, 납땜된 구조) 직경 1...1,5 mm의 구리선으로) LF 헤드를 고정하는 셀프 태핑 나사로 고정됩니다. 주요 요구 사항은 HF 헤드 디퓨저와 분산 콘 3 사이에 필요한 간격을 확보하는 것입니다. 그림에 표시된 콘은 10, MDF 또는 두꺼운 플라스틱으로 만들 수 있습니다. 강성을 더하기 위해 플라스틱 콘에 발포를 가할 수 있습니다.
고주파수에서의 손실을 줄이려면 광택이 있고 광택 처리된 원뿔 표면이 바람직합니다. 콘은 접착제를 사용하여 파트 2에 고정됩니다. 얇은 합성 패딩을 흡음재로 사용하여 촘촘하게 채워져 있습니다. 패킹 밀도의 기준은 저주파 레지스터에 중얼거림이 없는 것입니다. 5~10cm 두께의 미세 활성탄 층을 붓고 그 위에 패딩 폴리에스테르로 덮어야 합니다. 부품 1과 10은 외관을 정의하며 페인트칠하거나 베니어링할 수 있습니다. 부품 1은 다웰 또는 작은 셀프 태핑 나사를 사용하여 부품 2에 부착되고, 연결 케이블을 풀어 부품 10을 셀프 태핑 나사로 부착합니다. 스피커에 시장성 있는 외관을 부여하려면 얇은 합성 천으로 "스타킹"을 꿰매어 상단과 하단 부분에 스테이플로 고정할 수 있습니다 2. 크로스오버 필터 회로는 그림 11에 나와 있습니다. 열하나.
인덕터 L1은 직경 0,5mm의 플라스틱 파이프에 직경 0,8...25mm의 에나멜 와이어로 감겨 있으며 권선 폭은 20mm입니다. 120m 길이의 와이어를 10,2회 감으면 0,3mH의 인덕턴스가 생성됩니다. 커패시터 C1 - K73-17 또는 K78-2(더 좋음). 1Ω 저항의 저항 R0,2은 고저항 와이어로 만들어집니다. 수 미터 길이의 조각을 가져와 저항을 측정하고 원하는 저항에 해당하는 부분을 물립니다. 와이어 직경은 0,2mm 이상이어야 합니다. 헤드를 켜는 단계(극성)는 실험적으로 결정됩니다. 다음 다이어그램은 "핑크" 노이즈를 측정할 때 최적화된 극성을 보여줍니다. 문학
저자: V. 코스틴
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