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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 미로가 있는 양방향 스피커. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
이 기사에서는 수입된 Tonsil 및 SEAS 드라이버를 갖춘 스피커 디자인을 제안합니다. 음향 디자인 - 패딩 폴리에스테르로 채워진 미로가 있는 닫힌 상자입니다. 수십 년 동안 스피커 디자인의 주요 질문은 스피커 크기를 과도하게 늘리거나 매우 값비싼 드라이버를 사용하지 않고 어떻게 하면 우수한 저음 재생을 얻을 수 있는가 하는 것이었습니다. 좋은 재생이란 낮은 차단 주파수, 높은 출력 및 "겸손"(즉, 주 공명의 낮은 품질 요소)이 없음을 의미합니다. 이 기사에서는 이 문제에 대한 해결책을 설명합니다. 근본적으로 새로운 것은 아무것도 발명되지 않았지만 강조점은 단순히 새로운 방식으로 배치되었습니다. 사용된 기술 솔루션은 I. A. Aldoshina 및 A. G. Voishvillo의 "고품질 음향 시스템 및 방출기"(M.: Radio and Communications, 1985)의 저서에 설명되어 있습니다. 여기에 언급된 스피커의 주요 공명에 필요한 낮은 품질 요소는 베이스 반사 및 기타 음향 공명기 옵션과 같은 유형의 음향 설계를 즉시 제외합니다. 예측 가능성이 낮고 계산이 복잡하며 크기가 크기 때문에 경적 및 전송선과 같은 유형의 설계는 고려하지 않습니다. 닫힌 상자라는 간단한 해결책이 남아 있습니다. 닫힌 상자의 주요 저주파 공진의 최적 품질 계수는 0,707이라는 것이 일반적으로 받아들여지고 있지만, 일부에서는 고품질 사운드 재생을 위해 품질 계수가 0,5를 초과해서는 안 된다는 의견이 표명되었습니다. 실제로 품질 계수가 0,5 미만인 RLC 링크의 전달 특성은 비주기적으로 변한다는 것이 물리학 과정에서 알려져 있습니다. 그림에서. 그림 1은 폐쇄형 박스 설계에서 피스톤 모드로 작동하는 동적 헤드의 주파수에 대한 음압의 이론적 의존성을 보여줍니다.
주파수 응답 곡선 1은 품질 계수 0,5에 해당합니다. 곡선 2 - 0,707; 곡선 3 - 1. 스피커의 주파수 응답(곡선 1)은 그림 2에 표시된 것처럼 간단한 1차 RC 회로를 사용하여 증폭기에서 교정할 수 있습니다. 0,5: 곡선 2 - 품질 계수가 3인 스피커의 특성, 곡선 XNUMX - 증폭기의 교정 섹션의 주파수 응답, 곡선 XNUMX - 음압 측면에서 결과적인 주파수 응답입니다.
그림은 이러한 방식으로 주파수 응답을 직선화할 수 있을 뿐만 아니라 차단 주파수를 낮추는 것도 가능하다는 것을 보여줍니다. 예를 들어 그림 2의 곡선 1와 비교하면 다음과 같습니다. 1 차단 주파수는 거의 2/2 옥타브만큼 감소합니다. 위상-주파수 특성도 왼쪽으로 이동합니다. 이에 반해, 그림 3의 특성 1와 XNUMX은 다음과 같다. XNUMX은 공진 회로를 사용하지 않으면 개선될 수 없습니다. 이러한 스피커는 특정 앰프에만 사용할 수 있기 때문에 제안된 경로가 항상 허용되는 것은 아니지만 베이스 음역에서 음악 신호를 재생하는 품질 측면에서 이 방법의 부인할 수 없는 이점이 이미 실습을 통해 입증되었습니다. 일반적으로 폐쇄형 음향 설계용 저주파 드라이버는 품질 계수(Qts>0,5)가 높습니다. 0,5 이하의 스피커의 주요 공진 품질 계수를 얻으려면 이러한 헤드를 거의 적용할 수 없습니다. 이 경우 일반적으로 저음 반사용으로 설계된 Qts = 0,3...0,37인 헤드를 사용하는 것이 적절합니다. 음향 설계도 독특해야 합니다. 주요 저주파 공진과 고주파 공진을 모두 잘 완화해야 합니다. "낮은 품질"의 닫힌 상자의 실제 디자인이 그림 3에 나와 있습니다. 10. 칸막이는 직사각형 본체 내부에 설치되어 내부 볼륨이 단면적이 기하급수적으로 감소하는 접힌 "미로" 채널이 되도록 합니다. 또한 칸막이는 벽의 진동을 줄여줍니다. 전체 내부 부피는 밀도가 11~3g/dm6인 패딩 폴리에스테르로 채워져 있습니다. 증폭기의 보정 깊이는 10~XNUMXdB를 넘지 않아야 합니다.
이제 크로스오버 필터(크로스오버)와 라우드스피커의 대역 수 선택에 대해 조금 설명합니다. 현대적인 다이나믹 헤드를 사용하면 두 개의 밴드를 사용할 수 있습니다. 탄성 계수가 높은 섬유를 기반으로 한 복합 디퓨저가 장착된 LF-MF 헤드는 최대 2.5~3kHz의 주파수까지 부드러운 주파수 응답을 제공합니다. 그리고 좋은 HF 헤드는 1~1,5kHz의 주파수에서 작동할 수 있습니다. 따라서 2kHz의 크로스오버 주파수가 적용 가능합니다. 때때로 중역과 고주파 사이의 교차 주파수가 1kHz인 스피커가 있습니다(예: AC "Chario Constellation Pegasus"). 결국, 크로스오버 주파수가 낮을수록 수직면의 방사 패턴이 더 좋아집니다. 격리 필터의 설계는 앞서 언급한 책과 같은 현대 문헌에 매우 자세히 설명되어 있습니다. 필터가 활성 및 주파수 독립적 부하가 로드될 때만 올바르게 작동한다는 설명에 주의를 기울이는 사람은 거의 없습니다. 따라서 보상 회로를 헤드에 병렬로 연결하는 것이 절대적으로 필요하며 이에 대한 계산은 동일한 문헌에서 찾을 수 있습니다. 크로스오버 주파수가 2kHz 정도인 양방향 스피커의 경우 고주파 헤드에는 풀 보상 회로가 필요하고, 저주파 헤드에는 고주파에서 코일의 인덕턴스만 보상하는 회로가 필요하다.
그림의 예로서 그림 4는 스피커용 보상 회로가 있는 절연 필터의 다이어그램을 보여 주며 그 그림은 그림 3에 나와 있습니다. 사용된 헤드의 유형과 특성도 여기에 표시됩니다. LF-MF 헤드 - 편도선 GTS-20/60 Nomex 기반 XNUMX층 디퓨저 사용:
RF 헤드 - SEAS H831:
XNUMX차 필터가 적용된다는 사실에도 불구하고 헤드는 위상적으로 켜집니다. 헤드의 실제 주파수 응답을 고려하면 대역 내 방사의 주파수 특성은 XNUMX차 또는 XNUMX차에 해당합니다. 결과적으로 확성기의 다음과 같은 특성이 얻어집니다.
증폭기에 설치된 보정 회로를 고려하면 더 낮은 재생 주파수는 32...35Hz입니다(주파수 응답 감소 - 4,5dB, 위상 변이 - 90°). 두 개의 라우드스피커로 구성된 스피커 시스템이 설치된 15m2의 공간에서는 25Hz부터 시작하는 주파수의 음조 신호를 잘 들을 수 있으며 베이스 레지스터의 사운드가 "연장"되지 않습니다. 이 라우드스피커의 전기 임피던스 모듈의 주파수 응답은 주요 저주파 공진을 제외하고 비교적 안정적이며 8Ω의 저항 편차는 ±10%를 초과하지 않습니다. 저자: A.Ivanov, Ivanovo
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