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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Amortiguación mecánica de difusores. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Altavoces Los equipos de radio domésticos producidos por la industria nacional (televisores, receptores, grabadoras) suelen utilizar cabezales dinámicos de banda ancha de baja potencia, como 2GD-40, ZGD-38, etc. Además de las ventajas (precio bajo, buen rendimiento, amplia banda de frecuencias reproducibles ), estos cabezales tienen desventajas importantes: desigualdad significativa de la respuesta de frecuencia de la radiación en frecuencias medias; la presencia de sonidos extraños (en algunos altavoces) al reproducir una señal sinusoidal en el rango de 500...2 Hz; variación significativa en los parámetros entre especímenes individuales. Todas las desventajas enumeradas se deben a una razón: la formación de superficies resonantes en pequeñas áreas del difusor, corrugación o collar. Las áreas de estas superficies pueden ser pequeñas, pero debido al alto factor de calidad del proceso resonante resultante, emiten ondas acústicas muy intensas. Las frecuencias de resonancia de las secciones individuales de los difusores son diferentes, lo que conduce a una respuesta de frecuencia desigual de la radiación del cabezal y su patrón direccional. La influencia de tales resonancias locales es tan grande que a menudo la reproducción de una señal sinusoidal por un cabezal, incluso de potencia relativamente baja, va acompañada de sonidos extraños perceptibles para el oído. Cuando la potencia de la señal de entrada aumenta al valor nominal, la probabilidad de armónicos extraños aumenta considerablemente. La sección del difusor "culpable" de la aparición de sonidos extraños se puede detectar mediante un cambio brusco en el color del timbre del sonido (aumento o desaparición del armónico) cuando se toca ligeramente su superficie. En ausencia de armónicos audibles, las áreas resonantes se pueden localizar utilizando una pequeña cápsula de micrófono (por ejemplo, DEMS) conectada a un osciloscopio. La cápsula se coloca sobre diferentes secciones del difusor a una distancia de 1...3 mm y se observa la forma de la señal cuando se aplican ondas cuadradas con una frecuencia de 50...100 Hz al cabezal (Fig. 1, a ). Cuando la cápsula se ubica sobre la superficie resonante, la respuesta observada en la pantalla del osciloscopio resulta estar modulada por una señal sinusoidal que decae lentamente (Fig. 1, b). Si retira la cápsula de la superficie del difusor a una distancia de 20...30 cm, en la pantalla podrá observar la respuesta total de toda la superficie del difusor, que, por regla general, tiene una forma compleja. (Figura 1, c).
Durante las pruebas realizadas por el autor, se encontró que las oscilaciones resonantes de gran amplitud ocurren con mayor frecuencia en segmentos individuales de la corrugación o en pequeñas secciones del collar. Las secciones del difusor resuenan con una amplitud menor, pero dado que el área de las secciones en sí es muy significativa, su contribución a la formación de la respuesta de frecuencia de la radiación del cabezal es bastante grande. Para eliminar estas distorsiones del sonido, se probaron diversos métodos para cambiar las características mecánicas de las secciones resonantes, así como modificar los cabezales según el método dado en [1]. Durante estos trabajos, se encontró que aumentar la rigidez del material de las secciones resonantes no da resultados estables, y la amortiguación mecánica del difusor y la corrugación con líquidos viscosos (glicerina, aceite de ricino) tampoco es efectiva. La aplicación de Guerlain al collar del difusor según el método descrito en [1] elimina las resonancias del collar, pero casi no tiene efecto sobre las resonancias locales de los segmentos corrugados y las secciones del difusor. Las resonancias locales de la corrugación y del difusor se suprimen impregnando las zonas “afectadas” con una solución de guerlain en gasolina. El autor ha desarrollado y ofrece a los lectores el siguiente método para refinar cabezales, que permite obtener resultados buenos y estables. En primer lugar, es necesario preparar soluciones de Guerlain en gasolina de dos consistencias No. 1 y No. 2. Después de bajar el cepillo y la solución No. 1, deben desprenderse gotas espesas. La solución No. 2 es una solución medio diluida No. 1. Luego, a través de las ventanas del soporte del difusor, con un cepillo fino, cubra el espacio entre el collar y el soporte del difusor con la solución No. 1. Cuando la solución se seque, repetir la operación. Luego, se debe aplicar la solución No. 2 en la parte posterior y exterior del difusor y la corrugación para que el difusor quede completamente saturado con él, pero no queden hundimientos en su superficie. Una vez seco, se aplica una fina capa de solución nº 1, de 2...3 cm de ancho, sobre la corrugación y la parte adyacente del difusor por ambos lados (se “estira” una gota de solución sobre la superficie, como al pintar). Los parámetros de la cabeza solo se pueden medir al día siguiente después del repintado. Utilizando el método anterior, se modificaron los cabezales 2GD-40, ZGD-42, ZGD-38, 4GD-53, 4GD-8. Para los primeros tres tipos de cabezales, la desigualdad en la respuesta de frecuencia de la radiación y los patrones de radiación en el rango de 500...6 Hz ha disminuido significativamente y las emisiones parásitas prácticamente han desaparecido en sus características transitorias (Fig. 000, d) . En los dos últimos, el efecto de la modificación es menos pronunciado (debido al mayor espesor y rigidez de la corrugación y las secciones periféricas del difusor), pero también es muy notable. El efecto de la amortiguación mecánica del difusor sobre los parámetros del cabezal se probó utilizando el ejemplo de modificación de 18 cabezales 2GD-40 (ZGDSh-2). Antes de la modificación, seis de ellos emitían sonidos extraños cuando se les aplicaba una señal sinusoidal de 1 W de potencia. El armónico se escuchó en una o dos frecuencias discretas en el rango de 600...1500 Hz. Las fuentes de los matices en cinco casos resultaron ser segmentos de corrugación ubicados a lo largo del eje mayor del difusor, y en un caso fue el collar. En otras cuatro cabezas, aparecieron sobretonos cuando se les aplicó una señal de 3 W (fuente: collar). Todos los cabezales tenían características de frecuencia irregulares de radiación y patrones de radiación, y se observaron emisiones parásitas en sus características transitorias (Fig. 1c). Después de modificar los cabezales, su respuesta de frecuencia se volvió más suave. En la Fig. La Figura 2 muestra la zona de dispersión dentro de la cual encaja la respuesta de frecuencia de la radiación de los 18 cabezales (las características se normalizaron en relación con los valores a una frecuencia de 250 Hz). Cuando se suministró una señal sinusoidal con una potencia de 8 W a los cabezales modificados en el rango de frecuencia superior a 500 Hz, no se detectaron armónicos extraños en ninguno de los cabezales, lo que indica una reducción significativa de las distorsiones no lineales introducidas por el difusor. Debido a la alta repetibilidad de la forma de la respuesta de frecuencia de la radiación de los cabezales modificados, es posible nivelarla aún más en todo el rango de frecuencias reproducidas corrigiendo la respuesta de frecuencia del amplificador. Diagrama esquemático del corrector con la respuesta en frecuencia que se muestra en la Fig. 2 (curva 1), mostrada en la Fig. 3. Al conectar cualquiera de los 18 cabezales modificados a un amplificador corregido, la desigualdad de su respuesta de frecuencia en el rango de 150...12000 Hz no superó ±3 dB, y a una frecuencia de 18 kHz, algunos cabezales mostraron una caída de no más de -6 dB. En la figura 4 se muestra una respuesta de frecuencia típica de la radiación procedente de un cabezal con corrector. 1, y su respuesta transitoria típica se muestra en la Fig. XNUMX, d. La respuesta de frecuencia del corrector aumenta significativamente a frecuencias más altas, pero esto no conduce a una disminución notable en el rango dinámico del UMZF, ya que la amplitud de los componentes de alta frecuencia en el espectro de la señal musical es pequeña. En algunos casos, puede limitarse a corregir la respuesta de frecuencia de la radiación del cabezal a una frecuencia de 14...16 kHz, entonces el aumento en la respuesta de frecuencia del corrector a la frecuencia de funcionamiento más alta será significativamente menor. El mismo corrector también se puede utilizar para corregir la respuesta de frecuencia de los cabezales ZGD-42, ZGD-38 y 4GD-53 (el autor modificó dos cabezales de cada uno de los tipos enumerados, la respuesta de frecuencia de todos los cabezales modificados cayó dentro de la zona de dispersión mostrado en la Fig. 2). La modificación descrita anteriormente también afecta a otros parámetros de los cabezales: la frecuencia de resonancia natural aumenta entre un 5...10%, el factor de calidad acústica disminuye entre un 20...40% (mientras que el factor de calidad total permanece prácticamente sin cambios), debido a con un ligero aumento de la masa del difusor de 1 ... 2 dB se reduce el impacto, la resistencia mecánica del difusor y la corrugación aumentan significativamente. Me gustaría llamar la atención de los radioaficionados sobre el hecho de que una disminución de la sensibilidad del cabezal en 1...2 dB equivale a una disminución de su eficiencia en un 20...37%. Esto impone ciertas restricciones a la aplicabilidad de la modificación anterior: en diseños donde no hay reserva de energía UMZCH, así como donde la eficiencia de la fuente de energía es importante, uno debe limitarse a la modificación recomendada en [1]. También cabe señalar que el corrector mejora el sonido de los parches modificados no solo según este método y según el método [1], sino también los parches sin terminar. En todos los casos, la respuesta de frecuencia de la radiación de las cabezas se nivela notablemente y, durante la escucha comparativa, los expertos notan un sonido más agradable en las cabezas con el corrector (se volvió "suave", "jugoso" y las frecuencias de sonido más altas fueron se reproducen más “suavemente” en comparación con los cabezales de alta frecuencia). El sonido de los cabezales modificados mejora notablemente al reproducir una señal de mayor potencia, por lo que se pueden recomendar para su uso en equipos estacionarios, así como en altavoces de dos vías como emisores de frecuencias medias y altas. El autor comparó el sonido de un altavoz en el que están instalados dos cabezales 2GD-40 con una rotación de 45° en el plano horizontal, y un altavoz de dos vías con cabezales 15GD-11A y 10GD-35. Todos los oyentes notaron que la calidad del sonido de un altavoz unidireccional no era inferior a la de uno bidireccional, y algunos incluso prefirieron el altavoz unidireccional. El método para mejorar los parámetros de los cabezales de banda ancha mediante amortiguación mecánica del material difusor también es muy eficaz cuando se aplica a cabezales de alta frecuencia con difusor de papel (ZGD-31, 2GD-36 y 1GD-3). Además, se recomienda modificar primero las cabezas ZGD-31 y 2GD-36 según el método indicado en [2] (el fieltro se puede sustituir por tiras de guerlain). Después de desmontar el cabezal, se deben aplicar dos capas de solución No. 1 en la superficie interior de la corrugación y la parte adyacente del difusor de 1.5...1 cm de ancho, y después de su montaje, tratar el lado exterior del difusor en de la misma manera. Para cabezales 1 GD-3, se recomienda aplicar la solución en el borde exterior del difusor con un ancho de 3...4 mm. Esta modificación de los cabezales de alta frecuencia suavizó su respuesta frecuencial de radiación y características transitorias manteniendo la misma sensibilidad, y permitió reducir significativamente el factor de calidad acústica y las distorsiones no lineales introducidas por el difusor en la parte inferior del rango de frecuencia. se reproducen (los dos últimos factores permiten reducir las necesidades del filtro separador utilizado en combinación con el cabezal de alta frecuencia). En conclusión, cabe señalar que es posible aprovechar plenamente todas las ventajas que ofrece la amortiguación mecánica del difusor, la corrugación, el collar y la arandela de centrado del cabezal sólo en fábrica. En efecto, gracias a un aumento significativo de la resistencia mecánica de la corrugación y del difusor, es posible hacerlos más delgados, lo que permitiría mantener o incluso aumentar la sensibilidad de los cabezales, reduciendo su frecuencia de resonancia a 50... 80 Hz. y optimizar la impregnación de los difusores para suavizar su respuesta frecuencial de radiación. Pero estas posibilidades sólo pueden realizarse en la etapa de diseño... Literatura:
Autor: V.Zhbanov
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