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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Preguntas frecuentes sobre altavoces y subwoofers. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Altavoces introducción Recientemente, se han escuchado muchas preguntas sobre altavoces y subwoofers. La gran mayoría de las respuestas se pueden encontrar en las primeras tres páginas de cualquier libro escrito por profesionales. El material está dirigido principalmente a principiantes, perezosos ;) y aficionados al bricolaje rural, preparado sobre la base de libros de I.A. Aldoshchina, V.K. Ioffe, en parte Ephrussi, publicaciones de revistas en Wireless World, AM y (un poco) experiencia personal. NO se utilizó información de Internet y FIDOnet. El material de ninguna manera pretende ser una cobertura completa del problema, pero es un intento de explicar los conceptos básicos de la acústica en los dedos. La mayoría de las veces, la pregunta suena así: "Encontré un altavoz, ¿qué debo hacer con él?" o "Camarada, ¿dicen que existen tales subwoofers?" Aquí consideraremos solo una opción para resolver este problema: utilizando el altavoz existente, haga una caja con los parámetros óptimos de baja frecuencia, en la medida de lo posible. Esta opción es muy diferente de la tarea del diseñador de fábrica: ajustar la frecuencia más baja del sistema al valor requerido según las especificaciones. [Q] En alguna ocasión encontré un altavoz grande sin marcas de identificación. ¿Cómo sabes si puedes hacer un subwoofer con él? [A] Es necesario medir sus parámetros T/S. Con base en estos datos, tome una decisión sobre el tipo de diseño de baja frecuencia. [Q] ¿Qué son los parámetros T/S? [A] Conjunto mínimo de parámetros para calcular el diseño de baja frecuencia, propuesto por Till y Small. [Q] ¿Cómo medir los parámetros T/S? [A] Para hacer esto, necesita ensamblar un circuito a partir de un generador, un voltímetro, una resistencia y el altavoz en estudio. El altavoz está conectado a la salida del generador con un voltaje de salida de varios voltios a través de una resistencia de aproximadamente 1 kOhm. 1. Eliminamos V (F) = respuesta de frecuencia de la resistencia del parlante en la región de resonancia. El altavoz debe estar en un espacio libre (lejos de superficies reflectantes) durante esta medición. Encontramos la resistencia del altavoz en corriente continua (será útil), registramos la frecuencia de resonancia en el aire Fs (esta es la frecuencia a la que las lecturas del voltímetro son máximas :), las lecturas del voltímetro Uo a la frecuencia mínima (bueno, por ejemplo 10 Hz) y Um en la frecuencia de resonancia Fs. 2. Encuentre las frecuencias F1 y F2 en las que la curva V(F) se cruza con el nivel V=SQRT(Vo*Vm). 3. Encuentre Qts=SQRT(F1*F2)*SQRT(Uo/Um) / (F2-F1) este es el factor de calidad total del hablante, se podría decir, el valor más importante. 4. Para encontrar Vas, es necesario coger una pequeña caja cerrada de volumen Vc, con un orificio un poco más pequeño que el diámetro del difusor. Coloque el altavoz firmemente contra el orificio y repita las medidas. Estas mediciones requerirán la frecuencia de resonancia del altavoz en el recinto Fc. Encuentre Vas=Vc*((Fc/Fs)^2-1). Esta técnica fue escrita en Audio Store •4 de 99. No lo he probado. Hay otros donde se miden los parámetros mecánicos del cabezal, masa, flexibilidad, etc. [Q] Ahora tengo configuraciones de altavoces, ¿qué debo hacer con ellas? [A] Al diseñar cada altavoz, se adapta a un tipo específico de diseño acústico. Para saber para qué sirve exactamente, veamos el factor calidad. Sería más correcto ordenar las cabezas no por el factor de calidad, sino por el valor de Fs/Qts. Citaré de memoria, la renuencia a calcular las fórmulas. La elasticidad, carnosidad, sequedad y otras características similares del sonido emitido por un parlante de bajos están determinadas en gran medida por la respuesta transitoria del sistema formado por el parlante, el diseño de baja frecuencia y el entorno. Para que este sistema no tenga sobretensión en la respuesta de impulso, su factor de calidad debe ser inferior a 0,7 para sistemas con radiación de un solo lado del altavoz (cerrados e inversores de fase) y de 1,93 para sistemas de dos vías (pantalla y abierto). diseño tipo caja) [Q] ¿Dónde leer sobre diseño abierto? [A] Los cajones abiertos y los biombos son el tipo de diseño más simple. Ventajas: facilidad de cálculo, sin aumento de la frecuencia de resonancia (solo el tipo de respuesta de frecuencia depende del tamaño de la pantalla), factor de calidad casi constante. Desventajas: gran tamaño del panel frontal. Se pueden encontrar cálculos bastante competentes y simples para este tipo de diseño en V.K. Ioffe, MV Lizunkov. Sistemas acústicos domésticos, M., Radio y comunicaciones. 1984. Y en las radios antiguas probablemente haya cálculos primitivos de radioaficionados. [Q] ¿Cómo calcular la caja cerrada? [A] El diseño de caja cerrada viene en dos tipos: pantalla infinita y cardán de compresión. Entrar en una categoría u otra depende de la relación entre la flexibilidad de la suspensión del altavoz y el aire en la caja, denominada alfa (por cierto, la primera se puede medir y la segunda se puede calcular y cambiar mediante el llenado). Para una pantalla infinita, la relación de flexibilidad es inferior a 3, para una suspensión de compresión es superior a 3-4. Como primera aproximación, podemos suponer que las cabezas están afiladas con un factor de calidad superior para una criba infinita, y con un factor de calidad inferior, para una suspensión de compresión. Para un altavoz preinstalado, un recinto cerrado como una pantalla infinita tiene un volumen mayor que una caja de compresión. (En general, cuando hay un altavoz, el recinto óptimo para él tiene un volumen claramente definido. Los errores que surgen durante las mediciones y cálculos de parámetros se pueden corregir dentro de pequeños límites mediante el llenado). Los parlantes de caja cerrada tienen imanes potentes y un entorno suave, a diferencia de los parlantes de caja abierta. La fórmula para la frecuencia de resonancia de un altavoz en un diseño de volumen V es Fс=Fs*SQRT(1+Vas/V), y una fórmula aproximada que relaciona las frecuencias de resonancia y los factores de calidad del cabezal en la carcasa (índice "c" ) y en espacio abierto (índice "s") Fc/Qtc=Fs/Qts En otras palabras, es posible alcanzar el factor de calidad requerido del sistema acústico de la única manera: eligiendo el volumen de una caja cerrada. ¿Qué factor de calidad debo elegir? Las personas que no han escuchado el sonido de instrumentos musicales naturales suelen elegir altavoces con un factor de calidad superior a 1,0. Los altavoces con tal factor de calidad (=1.0) tienen la respuesta de frecuencia menos desigual en la región de baja frecuencia (¿qué tiene que ver el sonido con esto?), lo que se logra a costa de un pequeño exceso en la respuesta transitoria. La respuesta de frecuencia más suave se obtiene con Q=0.7 y una respuesta de impulso completamente aperiódica con Q=0.5. Los nomogramas para los cálculos se pueden tomar del libro anterior. [Q] En los artículos sobre columnas, a menudo se encuentran palabras como “aproximación según Chebyshev, Butterworth”, etc. ¿Qué tiene esto que ver con los parlantes? [A] El sistema de altavoces es un filtro de paso alto. Un filtro puede describirse mediante una característica de transferencia. La característica de transferencia siempre se puede ajustar a una función conocida. En la teoría de filtros se utilizan varios tipos de funciones de potencia, que llevan el nombre de los matemáticos que fueron los primeros en comprender tal o cual función. La función está determinada por el orden (el exponente máximo, es decir, H(s)=a*S^2/(b2*S^2+b1*S+b0) es de segundo orden) y un conjunto de coeficientes a y b (a partir de estos coeficientes se puede pasar a los valores de los elementos reales del filtro eléctrico, o parámetros electromecánicos). Además, cuando hablamos de aproximar la característica de transferencia con un polinomio de Butterworth o Chebyshev o algo más, esto debe entenderse de tal manera que la combinación de las propiedades del altavoz y la carcasa (o condensadores) y las inductancias en el filtro eléctrico) resulte tal que con la mayor precisión las características de frecuencia y fase se puedan ajustar a una o otro polinomio. La respuesta de frecuencia más suave se obtiene si se puede aproximar mediante un polinomio de Butterworth. La aproximación de Chebyshev se caracteriza por una respuesta de frecuencia ondulatoria y una mayor extensión de la sección de trabajo (según GOST hasta -14 dB) en la región de frecuencias más bajas. [Q] ¿Qué tipo de aproximación debo elegir para el bass reflex? [A] Entonces, antes de construir un bass reflex simple, es necesario conocer el volumen de la caja y la frecuencia de sintonización del bass reflex (tubo, orificio, radiador pasivo). Si elegimos la respuesta de frecuencia más suave como criterio (y este no es el único criterio posible), obtendremos la siguiente tabla: A) Qts < 0,3 - la curva de casi tercer orden será la más suave B) Qts = 0,4 - mejor descrito por las curvas de Butterworth C) Qts > 0,5: según Chebyshev, tendrás que permitir ondas en la respuesta de frecuencia. En el caso A) el bass reflex está sintonizado entre un 40% y un 80% por encima de la frecuencia de resonancia. En el caso B) - a la frecuencia de resonancia. En el caso C) por debajo de la frecuencia de resonancia. Además, en estos casos habrá un volumen diferente del caso, para encontrar las frecuencias de sintonización exactas es necesario tomar las fórmulas originales, que son lo suficientemente engorrosas como para presentarlas aquí. Por lo tanto, remito a los interesados a la Tienda de Audio de 1999, después de este programa educativo será posible descubrirlo allí, o a los libros de Aldoshina. E incluso los artículos de Ephrussi en Radio para el 69 servirán. Conclusión Si después de leer todo esto todavía desea remachar algo usted mismo, puede tomar algún programa como WinspeakerZ en Internet: trueaudio.com/downloads/winspkse.exe y calcularlo todo usted mismo, teniendo en cuenta que desde G .. No puedo hacer dulces. No debes dejarte llevar por reducir la frecuencia de corte, en ningún caso debes intentar compensar la disminución de la respuesta en frecuencia con un amplificador. La respuesta de frecuencia puede igualarse un poco, pero el sonido se enriquecerá con una gran cantidad de armónicos y subarmónicos. Por el contrario, los mejores resultados, en términos de agradable al oído, se pueden lograr perdiendo forzosamente las frecuencias más bajas en la entrada PA, es decir, frecuencias por debajo de la frecuencia de corte del woofer. Otra nota sobre los reflejos de graves: un error al configurar la frecuencia de resonancia del reflejo de graves del 20 % provoca un aumento o una caída en la respuesta de frecuencia de 3 dB. Sí, casi me olvido de mencionar los subwoofers, que en realidad son resonadores de paso de banda. El factor de calidad de los altavoces para ellos debería ser aún menor. El paso de banda más simple también es calculable, pero ahí es donde termina mi cortesía. Publicación: cxem.net
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