Hệ thống loa tự lắp

Giới thiệu

Gần đây, rất nhiều câu hỏi đã được nghe về loa và loa siêu trầm. Phần lớn các câu trả lời có thể được tìm thấy trên ba trang đầu tiên của bất kỳ cuốn sách nào được viết bởi các chuyên gia. Tài liệu được đề cập chủ yếu cho người mới bắt đầu, lười biếng và tự chế ở nông thôn, được chuẩn bị trên cơ sở sách của I.A. Aldoshchina, V.K. Ioffe, một phần Efrussi, các ấn phẩm tạp chí trong Wireless Worrld, AM và (một chút) kinh nghiệm cá nhân. Thông tin từ Internet và FIDOnet KHÔNG được sử dụng. Các tài liệu không có cách nào tuyên bố là một phạm vi bảo hiểm đầy đủ của vấn đề, nhưng là một nỗ lực để giải thích những điều cơ bản của âm học trên ngón tay.

Thông thường, câu hỏi nghe có vẻ như thế này: "tìm thấy một người nói, phải làm gì với nó?", Hoặc "Đồng chí, nhưng họ nói những loa siêu trầm như vậy là Mạnh". Ở đây chúng tôi sẽ chỉ xem xét một giải pháp cho vấn đề này: Theo các động lực hiện có, tạo một hộp có các tham số tối ưu cho tần số thấp, càng nhiều càng tốt. Tùy chọn này rất khác với nhiệm vụ của nhà thiết kế nhà máy - để kéo tần số thấp hơn của hệ thống đến giá trị cần thiết cho thông số kỹ thuật.

Hỏi và đáp

Q: Nhân dịp này, tôi tìm thấy một chiếc loa lớn không có dấu hiệu nhận dạng. Làm thế nào để tôi biết nếu một loa siêu trầm có thể được làm từ nó?
A: Cần đo các tham số T / S của nó. Dựa trên những dữ liệu này, quyết định loại thiết kế HF.

Q: các thông số T / S là gì?
A: Bộ tham số tối thiểu để tính toán thiết kế HF được đề xuất bởi Till và Small:

Fs - tần số cộng hưởng của loa mà không cần đăng ký
Qts- yếu tố chất lượng đầy đủ của loa
Âm lượng loa tương đương.

Q: Làm thế nào để đo các tham số T / S?
Trả lời: Để làm điều này, bạn cần lắp ráp một mạch từ máy phát điện (bạn có thể sử dụng thẻ âm thanh máy tính), vôn kế, điện trở và loa đang nghiên cứu. Loa được kết nối với đầu ra của máy phát với điện áp đầu ra vài volt thông qua một điện trở có điện trở theo thứ tự 1 kΩ.
1. Loại bỏ V (F) = đáp ứng tần số của điện trở loa trong vùng cộng hưởng. Loa phải ở trong không gian trống trong quá trình đo này (cách xa bề mặt phản chiếu). Chúng tôi tìm thấy điện trở của loa ở dòng điện không đổi (hữu ích), ghi lại tần số cộng hưởng trong không khí Fs (đây là tần số mà số đọc của vôn kế là tối đa :), vôn kế đọc Uo ở tần số tối thiểu (ví dụ 10 Hz) và Um ở tần số cộng hưởng Fs.
2. Chúng tôi tìm thấy tần số F1 và F2, trong đó đường cong V (F) giao với mức V = SQRT (Vo * Vm) .
3. Chúng tôi thấy Qts = SQRT (F1 * F2) * SQRT (Uo / Um) / (F2-F1) là yếu tố chất lượng đầy đủ của loa, chúng tôi có thể nói giá trị quan trọng nhất.
4. Để tìm Vas, bạn cần lấy một hộp nhỏ có thể tích Vc, có lỗ mở nhỏ hơn một chút so với đường kính của bộ khuếch tán. Nghiêng loa chắc chắn vào lỗ và lặp lại phép đo. Từ các phép đo này, bạn sẽ cần tần số cộng hưởng của loa trong vỏ Fc. Chúng tôi tìm thấy Vas = Vc * ((Fc / Fs) ^ 2-1) .

Kỹ thuật này được viết trong Audio Store số 4 trong 99 năm. Có những người khác khi đo các thông số cơ học của đầu, khối lượng, tính linh hoạt, vv

Q: Bây giờ tôi có các thông số loa, tôi nên làm gì với chúng?
A: Mỗi loa trong quá trình thiết kế được làm sắc nét cho một loại thiết kế âm thanh nhất định. Để tìm ra chính xác những gì chính xác, nhìn vào yếu tố chất lượng.

Qts> 1.2 là các đầu cho ngăn kéo mở, tối ưu 2.4
Qts <0,8-1,0 - đầu cho hộp kín, tối ưu 0,7
Qts <0,6 - cho phản xạ âm trầm, tối ưu - 0,39
Qts <0,4 - đối với sừng
Sẽ đúng hơn khi sắp xếp các đầu không theo yếu tố chất lượng, mà theo giá trị của Fs / Qts. Hãy để tôi nhớ lại, sự miễn cưỡng để tính công thức.
Fs / Qts> 30 (?) Màn hình và vỏ mở
Fs / Qts> 50 trường hợp đóng
Fs / Qts> 85 phản xạ âm trầm
Fs / Qts> 105 Bandpasses (bộ cộng hưởng vượt qua băng tần)

Độ đàn hồi, độ thịt, độ khô và các đặc tính tương tự khác của âm thanh do loa bass tạo ra phần lớn được xác định bởi đặc tính chuyển tiếp của hệ thống được hình thành bởi loa, thiết kế âm trầm và môi trường. Để hệ thống này không có ngoại lệ về đáp ứng xung, hệ số chất lượng của nó phải nhỏ hơn 0,7 đối với các hệ thống có bức xạ ở một bên loa (bộ biến tần đóng và pha) và 1,93 cho hệ thống hai mặt (thiết kế kiểu màn hình và hộp mở)

Q: Nơi để đọc về thiết kế mở?
A: Hộp mở và màn hình là loại thiết kế đơn giản nhất. Ưu điểm: tính toán đơn giản, không có sự gia tăng tần số cộng hưởng (chỉ loại đáp ứng tần số phụ thuộc vào kích thước của màn hình) và yếu tố chất lượng gần như không thay đổi. Nhược điểm: kích thước lớn của bảng điều khiển phía trước. Các tính toán đơn giản và có thẩm quyền của loại thiết kế này có thể được tìm thấy trong V.K. Ioffe, M.V Lizunkov. Loa hộ gia đình, M., Đài phát thanh và truyền thông. 1984. Có, và trong Radio cũ chắc chắn có những tính toán vô tuyến nghiệp dư nguyên thủy.

Q: Làm thế nào để tính toán một hộp kín?
A:Thiết kế của "hộp kín" có hai loại, màn hình vô tận và hệ thống treo nén. Rơi vào một hoặc một loại khác phụ thuộc vào tỷ lệ linh hoạt của hệ thống treo loa và không khí trong hộp, alpha được chỉ định (bằng cách này, thứ nhất có thể được đo, và thứ hai có thể được tính và thay đổi bằng cách sử dụng chất làm đầy). Đối với màn hình vô tận, tỷ lệ linh hoạt nhỏ hơn 3, đối với hệ thống treo nén hơn 3-4. Trong một xấp xỉ đầu tiên, chúng ta có thể giả sử rằng các đầu có hệ số chất lượng cao hơn được làm sắc nét cho một màn hình vô tận, với một đầu nhỏ hơn cho hệ thống treo nén. Đối với loa được chụp trước đó, hộp kín như màn hình vô tận có âm lượng lớn hơn hộp nén. (Nói chung, khi có loa, trường hợp tối ưu cho loa có âm lượng được xác định duy nhất. Lỗi phát sinh trong quá trình đo các tham số và tính toán, có thể được sửa chữa trong giới hạn nhỏ bằng cách điền vào). Loa cho hộp kín có nam châm mạnh mẽ và hệ thống treo mềm, không giống như đầu cho ngăn kéo mở. Công thức cho tần số cộng hưởng của loa trong âm lượng thiết kế VFc = Fs * SQRT (1 + Vas / V) và công thức gần đúng liên quan đến tần số cộng hưởng và các yếu tố Q của đầu trong vỏ (chỉ số "c") và trong không gian mở (chỉ mục "s") Fc / Qtc = Fs / Qts

Nói cách khác, có thể nhận ra yếu tố chất lượng cần thiết của hệ thống loa theo một cách riêng, cụ thể là bằng cách chọn âm lượng của hộp kín. Lựa chọn chất lượng nào? Những người chưa nghe thấy âm thanh của các nhạc cụ tự nhiên thường chọn loa có hệ số chất lượng lớn hơn 1.0. Các loa có hệ số chất lượng như vậy (= 1.0) có độ không đồng đều của đáp ứng tần số ở vùng tần số thấp (và âm thanh phải làm gì với nó?), Đạt được chi phí phát xạ nhỏ trên đáp ứng nhất thời. Đáp ứng tần số mịn tối đa thu được ở Q = 0,7 và đáp ứng xung hoàn toàn theo chu kỳ tại Q = 0,5. Homograms để tính toán có thể được thực hiện trong cuốn sách trên.

H: Trong các bài viết về các cột, người ta thường tìm thấy các từ như xấp xỉ của Ch Quashev, Butterworth, Shaw, v.v. Điều này có liên quan gì đến các cột?
A: Hệ thống loa là bộ lọc thông cao. Bộ lọc có thể được mô tả bởi một đặc tính chuyển. Đặc tính truyền luôn có thể được điều chỉnh theo chức năng đã biết. Trong lý thuyết về các bộ lọc, một số loại hàm năng lượng được sử dụng, được đặt theo tên của các nhà toán học, người đầu tiên hút vào một chức năng cụ thể. Hàm được xác định theo thứ tự (số mũ tối đa, tức là, H (s) = a * S ^ 2 / (b2 * S ^ 2 + b1 * S + b0)có một thứ tự thứ hai) và một tập hợp các hệ số a và b (sau đó bạn có thể chuyển từ các hệ số này sang các giá trị của các phần tử thực của bộ lọc điện, hoặc các tham số điện cơ.) Tiếp theo, khi nói đến việc xấp xỉ đặc tính truyền của đa thức Butterworth hoặc Chithershev điều này nên được hiểu sao cho sự kết hợp giữa các tính chất của loa và vỏ (hoặc công suất và độ tự cảm trong bộ lọc điện) sao cho có độ chính xác cao nhất có thể điều chỉnh các đặc tính tần số và pha hoặc đa thức khác. Đáp ứng tần số mượt mà nhất thu được nếu nó có thể được xấp xỉ bằng đa thức Butterworth. Giá trị gần đúng của Ch Quashev được đặc trưng bởi đáp ứng tần số giống như sóng và độ dài của phần làm việc dài hơn (theo Gost đến -14 dB) cho vùng tần số thấp.

Q: Loại xấp xỉ nào để chọn cho một phản xạ âm trầm?
A:Vì vậy, trước khi xây dựng một phản xạ âm trầm đơn giản, bạn cần biết âm lượng của hộp và tần số điều chỉnh phản xạ âm trầm (ống, lỗ, bộ tản nhiệt thụ động). Nếu chúng ta chọn đáp ứng tần số mịn nhất làm tiêu chí (và đây không phải là tiêu chí duy nhất có thể), thì chúng ta sẽ nhận được tấm sau A) Qts <0,3 - đường cong bậc ba sẽ mượt hơn B) Qts = 0,4 - được mô tả tốt hơn bởi các đường cong Butterworth C) Qts > 0,5- sẽ phải cho phép sóng ở tần số đáp ứng, theo Ch Quashev. Trong trường hợp A), biến tần pha được điều chỉnh cao hơn 40-80% so với tần số cộng hưởng; Trong trường hợp B), tần số cộng hưởng; Trong trường hợp C), nó thấp hơn tần số cộng hưởng. Ngoài ra, trong những trường hợp này sẽ có một âm lượng khác nhau của vỏ máy .. Để tìm tần số điều chỉnh chính xác, bạn cần thực hiện các công thức gốc, đủ cồng kềnh để đưa chúng đến đây. Do đó, tôi đang gửi những người quan tâm đến Audio Store cho năm 1999, sau chương trình giáo dục này, sẽ có thể sắp xếp nó ra, hoặc vào sách của Aldoshina. Và thậm chí các bài viết của Efrussi trên Radio trong 69 năm sẽ phù hợp.

Kết luận

Nếu, sau khi đọc tất cả những điều này, bạn vẫn có mong muốn tự mình tìm hiểu một cái gì đó, thì bạn có thể lấy một loại chương trình nào đó (chẳng hạn như WinspeakerZ) trên Internet và tự mình tính toán, nhớ rằng bạn có thể tạo ra kẹo từ G. Bạn không nên mang đi bằng cách hạ thấp tần số cắt, trong mọi trường hợp, bạn không nên cố gắng bù cho việc giảm đáp ứng tần số với bộ khuếch đại. Đáp ứng tần số có thể được cân bằng một chút, nhưng âm thanh sẽ được làm phong phú với một khối lượng hài âm và âm trầm. Ngược lại, kết quả tốt nhất, theo nghĩa làm hài lòng người nghe, có thể đạt được bằng cách buộc phải giết các tần số thấp nhất ở đầu vào của PA, tức là tần số dưới tần số cắt của loa HF. Một lưu ý khác liên quan đến bộ biến tần pha, lỗi trong việc đặt tần số cộng hưởng của biến tần pha thành 20% dẫn đến tăng hoặc giảm tần số đáp ứng 3 dB.

Vâng, tôi gần như quên nói về loa siêu trầm, thực sự là bộ cộng hưởng ban nhạc. Yếu tố chất lượng của loa đối với họ thậm chí còn thấp hơn. Băng thông đơn giản nhất cũng có thể được tính, nhưng đó là nơi phép lịch sự của tôi kết thúc.