Thiết kế âm thanh của loa multiband

Phổ biến nhất trong số những người nghiệp dư vô tuyến nước ngoài là hệ thống loa hai và ba chiều. Thông thường, để cải thiện hơn nữa sự trở lại ở tần số thấp, vỏ loa được cung cấp một phản xạ âm trầm. Tôi sử dụng các kỹ thuật khác để cải thiện hiệu suất của loa với hai và ba dải phân tách tần số của tín hiệu.

Loa hai chiều với biến tần có rãnh.

Thông thường, phần mở của biến tần là hình chữ nhật và nằm hơi bên dưới phần mở của đầu tần số thấp. Vì phản xạ âm trầm chỉ cải thiện âm thanh ở tần số thấp hơn, trong đó tính trực tiếp của bức xạ thực tế không có, đối với hoạt động bình thường của phản xạ âm trầm, vị trí của lỗ, cũng như hình dạng của nó, không đáng kể. Điều chính là diện tích của nó bằng khoảng một nửa diện tích của bộ khuếch tán. Dựa trên những điều đã nói ở trên, thiết kế ban đầu của loa hai chiều với lỗ khe của biến tần pha nằm ở thành phía sau đã được đề xuất. Thiết kế của loa này có thể được hiểu từ bản phác thảo được hiển thị trong Hình. 1.

Hình 1

Đặc điểm thiết kế đầu tiên của loa là một lỗ có rãnh với chiều rộng 26 mm và chiều dài 860 mm, tức là, toàn bộ chiều dài của bức tường phía sau. Đặc điểm thứ hai là hình dạng lăng trụ của vỏ máy: chiều rộng của mặt trước là 610 mm, mặt sau - 190 mm. Các bức tường dưới và trên có hình chữ nhật kích thước 285x650 mm với hai góc cắt ngắn. Điều này được thực hiện để thuận tiện cho việc đặt loa trên sàn nhà, ở góc phòng. Do đó, hai mục tiêu đạt được cùng một lúc. Đầu tiên, loa được đặt ở vị trí của căn phòng nơi nó không can thiệp. Thứ hai, một sự gia tăng tần số thấp bổ sung của một vài decibel được tạo ra do sự phản xạ tín hiệu từ hai bức tường bên và sàn của căn phòng.

Vỏ loa được làm bằng ván ép hoặc ván dăm với độ dày khoảng 20 mm. Máy tiện cho các thanh chống bên của thiết kế trang trí bằng vải có tiết diện 90x50 mm - từ gỗ thông. Đường giao nhau của các bức tường bên với các bức tường trên và dưới được gia cố bằng các lớp phủ hình chữ nhật với tiết diện 40x40 mm, cũng được làm bằng gỗ thông. Để loại bỏ ảnh hưởng của sự phản xạ tín hiệu ở tần số trung bình và cao, một lớp bông tự nhiên hoặc bông khoáng có độ dày ít nhất 50 mm được đặt bên trong vỏ. Một lớp phủ như vậy nên được thực hiện trên toàn bộ bề mặt bên trong của vỏ.

Khi lặp lại thiết kế, bạn có thể sử dụng loại đầu tần số thấp 6GD-2 và loại đầu tần số cao 3GD-31, điều chỉnh kích thước của các lỗ trên bảng mặt trước, có tính đến kích thước của bộ khuếch tán của đầu trong nước. Với sự kết hợp của các đầu này, loa có thể tái tạo hiệu quả các tín hiệu trong dải tần từ 40 Hz đến 16 kHz. Công suất đầu vào của tín hiệu băng thông rộng có thể đạt 6-8 watt. Bộ lọc tách phải có tần số tách khoảng 3 kHz.

Trong hình 2, sơ đồ nguyên lý của bộ lọc tách để làm việc với đầu tần số thấp có điện trở 8 Ohms và đầu tần số cao có điện trở 6,5 Ohms được hiển thị. Trong trường hợp này, điện trở R1 là cần thiết để cân bằng điện trở tải của đầu ra tần số cao và tần số thấp của bộ lọc. Nếu bạn sử dụng đầu tần số cao trong nước ở mức 8 ohms, phải loại trừ điện trở R1.

Ảnh 2

Trong sản xuất cuộn dây, khung bìa cứng có thể được sử dụng với kích thước được chỉ ra trong hình. 41.6. Trong trường hợp này, cuộn L1 nên chứa 100 vòng, L2 - 120 vòng dây PEV-3 có đường kính 0,9-1,1 mm. Các điện dung cần thiết của tụ điện C1 và C2 có thể thu được bằng cách kết nối song song một số tụ điện loại MBM ở 160 V với các tụ điện 1,0, 0,5 và 0,1 F.

Loa có sừng theo cấp số nhân.

Hiện nay, trong số những người nghiệp dư và chuyên nghiệp, cái gọi là hệ thống loa cỡ nhỏ, viết tắt là MAC, rất phổ biến. Kích thước nhỏ, dễ điều khiển, với dải tần số được tái tạo rộng, chúng ngày càng lan rộng. Đúng, họ có một số nhược điểm. Đáng kể nhất là lợi nhuận tương đối nhỏ trong toàn bộ dải tần. Đối với hoạt động bình thường của các loa như vậy, cần có đầu vào công suất khoảng 10 W trở lên, trong khi đối với các loại loa thông thường, nó ít hơn 2-3 lần. Nhược điểm này được bù đắp ở một mức độ nào đó bởi công suất tăng của các bộ khuếch đại tần số thấp hiện đại.

Loa MAC có một nhược điểm khác do các biến dạng phi tuyến tính cụ thể được tạo bởi bộ khuếch tán. Thực tế là trong các loa như vậy, chúng sử dụng các đầu tần số thấp đặc biệt với hệ thống khuếch tán rất nhẹ của bộ khuếch tán. Do đó, tần số cộng hưởng nội tại của các đầu rất thấp và đạt 10-16 Hz. Khi lắp đặt đầu vào vỏ có độ kín tốt, tần số cộng hưởng của nó tăng gấp 2 lần 3 lần, đạt giá trị 20 Tắt45 Hz cần thiết để tái tạo âm thanh chất lượng cao. Sự giảm xóc của bộ khuếch tán của các đầu như vậy xảy ra do tính đàn hồi của không khí được bao bọc trong âm lượng bên trong của thân loa. Trong trường hợp này, bộ khuếch tán hoạt động giống như một piston máy nén, luân phiên nén và mở rộng không khí bên trong vỏ.

Lý do cho sự biến dạng phi tuyến tính bổ sung được tạo ra bởi các đầu MAC tần số thấp là do mặt trước và mặt sau của bộ khuếch tán của các đầu này có trở kháng âm khác nhau. Bề mặt phía trước tiếp xúc với không gian mở và bề mặt phía sau tiếp xúc với không khí được bao bọc trong thùng loa kín. Rõ ràng, để loại bỏ các biến dạng phi tuyến cụ thể bổ sung của các đầu tần số thấp, cần phải cân bằng hoặc ít nhất là kết hợp các trở kháng âm của cả hai bề mặt của bộ khuếch tán.

Một mô tả ngắn về loa cỡ nhỏ hai chiều đã được xuất bản trên một trong những tạp chí, trong đó các biến dạng phi tuyến của loại này bị suy giảm đáng kể. Với kích thước bên ngoài là 196x236x300 mm và trọng lượng 4,9 kg, loa cung cấp khả năng tái tạo âm thanh hiệu quả trong dải tần từ 60 Hz đến 16 kHz với công suất đầu vào định mức là 10 W.

Bản chất của sự cải tiến nằm ở việc sử dụng còi theo cấp số mũ như một tải âm bổ sung cho đầu tần số thấp. Sừng được thực hiện trong thân của bảng mặt trước của loa với độ dày 20 mm, như trong Hình 3, a. Khung nhìn mặt trước từ phía trước được hiển thị trong Hình 3, b. Bề mặt bên trong của hộp loa được lót bằng một lớp bông dày khoảng 50 mm, và hệ thống từ tính của đầu được ép thêm bằng một giá đỡ bằng gỗ chèn giữa bức tường phía sau và hệ thống từ tính. Thân loa được niêm phong bằng keo nitro, trong đó tất cả các khớp và khớp được bôi nhọ từ bên trong. Mặt trước ở mặt trước được phủ một lớp vải radio mỏng, vỏ máy được dán bằng một bộ phim mô phỏng hoặc được trang trí bằng các loại gỗ có giá trị.

Hình 3

Khi lặp lại thiết kế, bạn có thể sử dụng loại đầu tần số thấp nén 6GD-5 và đầu tần số cao ZGD-31. Trong thiết kế này, nên sử dụng bộ lọc tách với tần số tách khoảng 3 kHz.

Đúng như vậy, đầu loại 3GD-31 có kích thước lớn hơn một chút so với đầu tần số cao được sử dụng bởi tác giả của thiết kế. Điều này sẽ yêu cầu một số làm lại của bảng điều khiển phía trước. Nhưng bạn có thể làm mà không cần thay đổi nếu bạn sử dụng loại đầu tần số cao 2GD-36.

Việc sử dụng loại đầu 2GD-36 cho phép bạn mở rộng băng tần được tái tạo hiệu quả lên đến 18-20 kHz. Đúng, có một tính năng. Một số mẫu đầu loại này có tần số tái tạo tương đối cao với tần số thấp - khoảng b-6 kHz. Về vấn đề này, có thể cần phải thay đổi tần số chéo từ 3 đến 6 kHz. Để làm điều này, đủ để giảm số vòng quay của cuộn lọc L1 và L2 theo mạch của Hình 2 đến 70 và 90, tương ứng, trong khi giảm một nửa công suất của C1 và C2

Loa với mẫu bức xạ tiên tiến.

Các quan sát đã chỉ ra rằng các loa băng rộng và đa băng tần, trong đó các lỗ của bộ khuếch tán được đặt trong cùng một mặt phẳng, thường là mặt trước, có một nhược điểm do mô hình bức xạ hẹp. Đặc biệt đáng chú ý là chỉ thị trong mặt phẳng ngang. Bởi vì điều này, vùng biểu hiện hiệu ứng âm thanh bị thu hẹp và việc tái tạo tần số cao hơn của tín hiệu bị suy yếu.

Các phương tiện khác nhau được sử dụng để chống lại nhược điểm này, bao gồm cả việc bổ sung các loa được đặt theo một cách nhất định so với các loa chính, tách các đầu tần số trung và cao, trộn các tín hiệu tần số thấp của hệ thống âm thanh nổi thành một tín hiệu đơn âm, v.v. rằng sự gia tăng số lượng loa phát ra từ phòng khách dẫn đến sự gia tăng số lượng dây dẫn kết nối. Do đó, sẽ phù hợp hơn khi tạo ra các loa có kiểu bức xạ rộng trong mặt phẳng ngang và sẽ không chiếm nhiều không gian.

Trong hình 4a cho thấy bản phác thảo của vỏ loa và Hình. 4b là sơ đồ của bộ lọc tách của nó. Có thể thấy từ hình vẽ, loa có một cặp đầu tần số thấp và cao được kết nối song song. Đầu tần số cao được kết nối thông qua bộ lọc tách đơn giản gồm tụ C1 và điện trở R1 và R2.

Ảnh 4

Theo mô tả thiết kế, các đầu tần số thấp được đánh giá ở mức 15 watt, tần số cao - ở mức 10 watt mỗi đầu. Do đó, loa có thể được sử dụng để cộng tác với ULF lên đến 30 watt. Đầu tần số cao hầu như không ảnh hưởng đến công suất do tần số tách dải tương đối cao khoảng 6 kHz.

Ưu điểm chính của loa là một mẫu bức xạ rộng trong mặt phẳng ngang, là 270 ° ở tần số lên đến 12 kHz. Điều này đạt được, như có thể thấy từ hình. 4a bằng cách đặt các cặp tần số cao và thấp trong các mặt phẳng vuông góc lẫn nhau, và việc đặt bốn đầu như vậy không làm tăng tiết diện của vỏ loa.

Một tính năng của bộ lọc (Hình 4, b) là sự hiện diện của một điện trở R1 bổ sung, được đóng bởi các tiếp điểm B1. Với các tiếp điểm mở, đặc tính biên độ tần số của loa là đồng nhất trong toàn dải tần số được tái tạo (từ 60Hz đến 18kHz). Khi các tiếp điểm được đóng lại, sự gia tăng bổ sung trở lại ở tần số cao hơn (từ 7 đến 18 kHz) xảy ra khoảng 3 dB. Điều chỉnh như vậy có thể được yêu cầu khi có nhiều vật thể mềm trong phòng: rèm cửa, rèm cửa và các vật liệu khác hấp thụ mạnh năng lượng của các rung động âm thanh tần số cao.

Vị trí đặc biệt của các đầu trong loa sẽ mở ra những khả năng mới cho việc phối hợp vị trí và vị trí tương đối của các loa của lắp đặt âm thanh nổi, có tính đến âm thanh của phòng. Hình 5 cho thấy làm thế nào điều này có thể đạt được bằng cách triển khai các loa trong mặt phẳng ngang. Vì vậy, nếu căn phòng có kích thước trung bình và các bức tường không có rèm, thì chúng tôi có thể khuyên bạn nên đặt loa như trong Hình 5, a. Trong trường hợp này, vỏ loa có thể được di chuyển gần các bức tường bên. Trong cùng một phòng có các bức tường mềm (treo), nên đặt loa cách các bức tường bên cạnh không quá 0,7 m (Hình 5, b).

Ảnh 5

Nếu căn phòng hẹp, thì bạn có thể hướng bức xạ chính của loa về phía các bức tường bên. Do sự phản xạ lại và bức xạ lại từ các bức tường, có thể thu được hiệu ứng của một cơ sở âm thanh nổi mở rộng (Hình 5, c, d). Trong một căn phòng lớn, khi các loa được đặt cách xa nhau, bạn có thể tạo hiệu ứng mang chúng lại gần nhau hơn, điều này là cần thiết để hướng bức xạ chính của loa về phía nhau (Hình 5, e, f).

Khi lặp lại thiết kế, nên sử dụng cho mỗi trường hợp loa hai đầu của loại 4GD-4 hoặc 4GD-35 cho đường tần số thấp và hai đầu cho đầu tần số cao. Trong trường hợp này, công suất tín hiệu danh định cung cấp cho loa có thể đạt tới 8 watt. Khi sử dụng các đầu loại 4GD-36, công suất định mức là 8 W, cho phép quá tải ngắn hạn lên đến 16 W. Tất nhiên, đường kính của các phần cắt trong các tấm phải phù hợp với kích thước của bộ giữ khuếch tán của đầu trong nước.

Cần lưu ý rằng trong những năm gần đây, một số lượng lớn loa nghiệp dư và chuyên nghiệp đã xuất hiện, băng thông rộng và đa tần số, trong đó một phần lớn hơn hoặc ít hơn của bức xạ được hướng vào các bức tường của căn phòng. Trong loa được đề cập, trung bình khoảng một nửa công suất đầu vào được phân bổ cho bức xạ bên. Thiết kế đài phát thanh nghiệp dư được biết là nơi chỉ có chín trên chín đầu băng thông rộng cùng loại phát ra phía trước. Tám chiếc còn lại có bức xạ chính hướng vào phía sau, về phía bức tường của căn phòng, nghĩa là, chỉ có 11% năng lượng cung cấp cho loa được dành cho bức xạ đối với người nghe. Đúng như vậy, 89% năng lượng bức xạ còn lại không biến mất nếu không có dấu vết. Bức xạ sang một bên và trở lại, phản xạ từ các bức tường và sàn nhà, một phần đến người nghe dưới dạng tín hiệu phản xạ khuếch tán, nhận thức trong đó tạo ra ảo ảnh khi ở trong một phòng hòa nhạc rộng rãi. Bằng cách thay đổi vị trí của các loa như vậy so với tường và sàn, mở ra một cách nào đó trong mặt phẳng ngang so với người nghe, bạn có thể đạt được âm thanh tốt nhất cho thiết bị điện âm cho một phòng nhất định.

Loa ba chiều.

Loa ba chiều đã được thảo luận rất nhiều. Hình 6 cho thấy một bản phác thảo thiết kế của loa ba chiều. Vỏ loa được làm bằng ván dăm dày khoảng 20 mm. Phần dưới của thân tàu bị thiếu. Một khoảng trống cao khoảng 25 mm và dài 200 mm được để lại giữa sàn và các bức tường bên. Mục đích của nó là tạo ra bức xạ chế độ chung bổ sung ở tần số thấp hơn của tín hiệu được tái tạo.

Hình.6

Không bình thường là vị trí của những người đứng đầu. Vì vậy, đầu tần số trung bình được gắn trên tường phía trên. Đầu tần số thấp và cao được đặt trên một bảng nghiêng. Cả hai tấm, mặt trên và mặt nghiêng, được treo bằng vải dọc theo đường viền được chỉ định bởi đường đứt nét trong Hình 6, tạo ra ảo giác về hình dạng hình chữ nhật cổ điển của vỏ loa. Vị trí của các đầu như vậy cho phép sử dụng các đặc tính phản xạ và tán xạ tốt của trần nhà tương đối thấp của một ngôi nhà hiện đại để có được một không gian thay vì một nguồn âm thanh.

Khi lặp lại thiết kế, có thể sử dụng một loại đầu tần số thấp 4GD-43, loại đầu tần số trung bình 4GD-8E và loại đầu tần số cao ZGD-31. Trong trường hợp này, các tấm trên và nghiêng của hộp nên được thay đổi cho phù hợp. Để điều chỉnh điện trở của đầu tần số cao, điện trở không đổi 10-12 ohms có thể được kết nối song song với các cực của nó. Dựa trên những điều đã nói ở trên, công suất định mức cung cấp cho loa có thể là 5 watt.