Thiết kế âm thanh cho đầu băng thông rộng

Thiết kế âm thanh của các đầu động bao gồm một hộp hoặc màn hình được thiết kế để căn chỉnh các đặc tính tần số biên độ của các đầu trong vùng tần số thấp của dải âm thanh. Đầu động không có thiết kế âm thanh hoạt động kém ở tần số thấp hơn. Lý do chính cho điều này là các bề mặt phía trước và phía sau của bộ khuếch tán đầu kích thích các rung động âm thanh có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha nhau. Ở tần số thấp hơn, trong đó bức xạ là không định hướng, các dao động antiphase cộng lại và triệt tiêu lẫn nhau, do đó, sự trở lại âm thanh của đầu giảm mạnh.

Để loại bỏ ảnh hưởng lẫn nhau của các rung động được kích thích bởi các bề mặt trước và sau của bộ khuếch tán, đầu động có thể được đặt trong trường hợp đơn giản nhất ở giữa màn hình vuông làm bằng ván ép hoặc ván dăm dày có kích thước LхL tính bằng mét, trong đó L = 0,06 / Fmin. Ở đây Fmin là tần số tối thiểu của tín hiệu được sao chép, kHz.

Ví dụ, với tần số tín hiệu tối thiểu là 50 Hz, công thức này xác định cạnh của hình vuông bằng 1,2 m. Rõ ràng, sử dụng đầu băng thông rộng trong thiết kế âm thanh cồng kềnh như vậy là bất tiện. Do đó, màn hình âm thanh trong thiết kế nghiệp dư là rất hiếm. Thay vào đó, các hộp và hộp nhiều mặt khác nhau có và không có tường phía sau được sử dụng rộng rãi. Cần lưu ý rằng thiết kế của thiết kế âm thanh của đầu động đòi hỏi các tính toán phức tạp và thông tin chính xác về các đặc tính của đầu. Việc xem xét các vấn đề này nằm ngoài phạm vi của cuốn sách này. Dưới đây chúng tôi sẽ xem xét các ví dụ về cách các ham nước ngoài thực hiện thiết kế âm thanh của các đầu băng thông rộng.

Phản xạ bass siêu phẳng.

Biến tần pha là các hộp làm bằng gỗ dán dày hoặc vật liệu gỗ tương tự khác (ván thông, ván dăm), trong đó có hai lỗ. Một là để cài đặt một đầu động, hai là để giao tiếp âm thanh của âm lượng bên trong của hộp với môi trường bên ngoài. Khi chọn các tỷ lệ nhất định giữa các kích thước của bộ khuếch tán đầu, lỗ thứ hai và chính hộp, có tính đến các đặc tính tần số của đầu, có thể đạt được rằng ở tần số thấp hơn, các rung động được kích thích bởi bề mặt phía sau của bộ khuếch tán đầu sẽ cùng pha với dao động được kích thích bởi mặt trước của đầu ra pha thứ hai. máy khuếch tán. Đặc tính đáng chú ý này của phản xạ âm trầm từ lâu đã được sử dụng rộng rãi trong các cài đặt nghiệp dư và chuyên nghiệp.

Biến tần pha có một nhược điểm, độ lớn của hộp, có hình dạng gần với khối lập phương. Về vấn đề này, thiết kế của một biến tần pha siêu phẳng đáng được chú ý. Một bản vẽ thiết kế được thể hiện trong hình 1.

Hình 1

Như sau mô tả của bản gốc, trường hợp hộp phản xạ âm trầm được lắp ráp từ các tấm gỗ thông khô hoặc các mảnh ván dăm có độ dày khoảng 20 mm. Kích thước tổng thể của vỏ là 150x1580x630 mm. Vỏ được thiết kế để cài đặt một đầu động băng thông rộng trong đó, tương tự như loại đầu trong nước 4GD-35 hoặc 4GD-36. Cửa mở pha biến tần có kích thước 50361 mm và nằm dưới lỗ đầu. Bộ khuếch tán của đầu được cố định ở bên ngoài, xả nước, giúp giảm tổn thất ở mọi tần số. Để loại bỏ các rung động không mong muốn của mặt trước và mặt sau của vỏ máy, có năm miếng đệm, được chỉ định trong bản vẽ trong Hình 1 bằng các vòi hoa sen nối liền các bức tường phía trước và phía sau. Miếng đệm có kích thước 20X109X200 mm được làm từ chất liệu tương tự thân hộp. Kết nối các bộ phận cơ thể với ốc vít và keo nitro.

Lớp hoàn thiện bên ngoài của vỏ máy có thể làm khô tấm panel phía trước bằng vải radio, tốt nhất là lỏng lẻo và dán các bức tường bằng màng trang trí hoặc dán chúng. Biến tần pha phù hợp với nội thất của một căn phòng hiện đại và có thể được đặt trực tiếp vào tường. Để cài đặt âm thanh nổi, cần có hai loa. Khi lặp lại thiết kế, cần làm rõ kích thước của các lỗ lắp cho một loại đầu động cụ thể. Ngoài các cách trên, có thể sử dụng các đầu như 4GD-4, 4GD-7, 4GD-28.

Loa - ống đàn organ.

Các yêu cầu cao đối với chất lượng vận hành của việc lắp đặt âm thanh, một mặt và khu vực hạn chế của phòng khách nơi đặt loa, mặt khác, buộc các nhà thiết kế phải tìm giải pháp đáp ứng các yêu cầu này hoặc tìm một sự thỏa hiệp chấp nhận được. Về vấn đề này, mối quan tâm đặc biệt là thiết kế của một loa đơn băng tần với hai đầu động băng rộng được kết nối cùng pha. Loa được mô tả trong văn học phát thanh nghiệp dư Mỹ. Phác thảo của mặt trước và mặt cắt ngang của nó được thể hiện trong Hình 2.

Ảnh 2

Loa được mô tả có vỏ hình cột với tiết diện 200x200 mm, chiều cao 800 mm với hai khe ở đế, được hình thành giữa sàn và tường bên được rút ngắn 26 mm, như hình 2. Ở phần trên của vỏ có hai lỗ để lắp đầu động trên tường trước và sau của vỏ. Kích thước của phần bị cắt và đặc điểm của các đầu giúp sử dụng các đầu động trong nước của loại ZGD-38 trong thiết kế này. Các bức tường của vỏ được làm bằng ván ép hoặc ván dăm với độ dày khoảng 15 mm.

Hình dạng kéo dài của vỏ loa, diện tích sàn nhỏ chiếm chỗ của nó, cho phép sử dụng các loa như vậy trong cài đặt âm thanh nổi và bốn âm. Ngoài ra, loa của công trình được mô tả được đặc trưng bởi đáp ứng tần số thấp được cải thiện và mô hình bức xạ mở rộng trong mặt phẳng ngang.

Ưu điểm đầu tiên là do hiện tượng sóng đứng, được quan sát bên trong thân loa, hoạt động giống như một ống đàn organ được điều chỉnh với tần số khoảng 100 Hz. Chính ở tần số này, một phần tư sóng phù hợp với thân loa, góp phần làm tăng tần số thấp. Ở tần số cao gấp đôi 200 Hz, ngược lại, chính xác một nửa bước sóng phù hợp với chiều dài cơ thể. Trong trường hợp này, sự ức chế bức xạ từ phần dưới của vỏ được quan sát, giúp loại bỏ đặc tính âm thanh sủi bọt khó chịu khi lắp đặt âm thanh với kích thước tuyến tính lớn.

Ưu điểm thứ hai có liên quan đến việc sử dụng hai đầu tỏa ra hai hướng ngược nhau. Bằng cách thay đổi hướng phát xạ của cột bằng cách xoay chúng so với trục dọc, bạn có thể đạt được sự tái tạo âm thanh tốt nhất trong một phòng cụ thể. Không nên hối tiếc rằng một nửa công suất bức xạ được hướng theo hướng ngược lại so với người nghe. Tần số thấp và trung bình, được phản xạ từ các bức tường và đồ nội thất, tạo ra nhiều lần phát lại âm thanh, như thể làm mờ các kích thước nhỏ của chính các nguồn âm thanh và tạo ra ấn tượng của âm thanh không gian.

Loa - nhóm phát.

Bộ phát nhóm là một tập hợp cùng loại đầu động được đặt trong cùng một mặt phẳng ở một khoảng cách nhất định với nhau và được liên kết với nhau theo pha, nối tiếp hoặc song song hoặc song song. Để đảm bảo hoạt động tốt của loa loại nhóm, cần phải có tất cả các đầu cùng loại và cùng một công suất được cung cấp cho mỗi đầu. Việc không tuân thủ các yêu cầu này hoặc vi phạm hoạt động chế độ chung của các đầu làm giảm hiệu quả của bộ phát nhóm.

Sự phân phối rộng rãi của loại loa này ở nước ngoài là do một số lý do. Đầu tiên là với sự trợ giúp của một vài đầu có công suất nhỏ, bạn có thể tạo ra một chiếc loa có công suất cao. Vì vậy, trong một tạp chí radio nghiệp dư Thụy Điển đã công bố các mô tả về những người nói nghiệp dư có chứa tới 6-8 loại đầu băng thông rộng cùng loại 20 watt mỗi cái. Những loa như vậy có thể hoạt động với các bộ khuếch đại có công suất đầu ra lên tới 100-200 watt.

Một lý do khác cho sự lây lan của các trình phát nhóm là sự cải thiện vốn có của chúng về lợi nhuận ở mức trung bình và đặc biệt là tần số thấp nhất. Sự cải thiện này là do sự gia tăng diện tích mở của bộ khuếch tán, tỷ lệ thuận với số lượng đầu. Ở tần số thấp nhất, mức tăng này là 6 dB cho bốn đầu, 8 dB cho sáu và 9 dB cho tám. Do đó, dải tần số được tái tạo hiệu quả mở rộng đến vùng tần số thấp hơn khoảng một phần ba hoặc một nửa quãng tám so với dải tần của một đầu trong cùng một thiết kế.

Lý do thứ ba là độ sâu của vỏ hộp của loa như vậy có thể nhỏ hơn 1,5-2 lần so với loa một đầu, tức là bộ tản nhiệt nhóm có thể khá bằng phẳng và có thể được đặt trên sàn dựa vào tường hoặc thậm chí được treo trên sàn bức tường

Chúng ta hãy tập trung vào hai tùy chọn thiết kế của loa loại nhóm, trong đó có bốn đầu động 6 loa mỗi đầu. Trong các loa này, thuận tiện nhất là sử dụng các đầu tần số thấp như 6GD-2. Khi giảm đường kính của các lỗ, việc sử dụng các đầu loại 4GD-4 hoặc 4GD-7, 4GD-av là có thể. 4GD-35, 4GD-36. Nên ưu tiên cho hai đầu đầu tiên và cuối cùng.

Hình 3

Thiết kế của các trường hợp của cả hai tùy chọn được hiển thị trong Hình. 3, a, b. Vỏ được làm bằng ván dăm. Dày 20 mm. Các bộ phận được lắp ráp trên ốc vít và keo. Sự khác biệt giữa các tùy chọn là trong hình dạng của bức tường phía trước: trong hình. 3, và nó là phẳng, trong hình. 3.6 - hơi gấp ở giữa. Cả hai thiết kế đều có các đặc điểm gần giống nhau ở vùng tần số thấp. Kết quả tính toán được thực hiện bởi tác giả được thể hiện trong hình 4, cho thấy sự gia tăng đáng chú ý của độ giật của các đầu ở khoảng cách giữa các tâm khuếch tán 260 mm của chúng được quan sát bắt đầu từ tần số tín hiệu dưới 600 Hz.

Ảnh 4

Ưu điểm chính của loa có mặt trước bị hỏng (Hình 3, b) là độ đồng đều của bức xạ tốt hơn một chút ở tần số trung bình và cao ở cả hai mặt phẳng. Đối với loa có mặt trước phẳng (Hình 3, a), ngược lại, mẫu bức xạ ở các tần số này thu hẹp.

Gần đây, các bộ phát nhóm đã được sử dụng rộng rãi gần đây, chúng thường được sử dụng làm bộ phát tần số thấp của các hệ thống có một số dải phân tách tần số tín hiệu. Các hệ thống như vậy, được thiết kế cho công suất đầu vào lên tới 50 - 100 W trở lên, được sử dụng rộng rãi để phát ra âm thanh pop, vũ trường và vũ trường.