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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sistema acústico VERNA 100А-10. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Altavoces Al construir el modelo 100A-10, la tarea era fabricar altavoces con equilibrio tonal y sonido envolvente realista. Los altavoces utilizan cabezales dinámicos SEAS y Peerless. El diseño de las carcasas proporciona un bajo nivel de vibración en todas las frecuencias del rango operativo. El autor permite el uso de algunas cabezas de producción nacional. El modelo 100A-10 está hecho estructuralmente en un estilo clásico: una caja rectangular con cabezas ubicadas en el panel frontal. Diseño de baja frecuencia: inversor de fase, que le permite aumentar el rendimiento en las frecuencias más bajas. Los altavoces del sistema tienen plataformas sobre las que descansan con conos de acero integrados en la carcasa. Las plataformas son una construcción de madera contrachapada laminada y aglomerado que minimiza las vibraciones transmitidas por los cerramientos a la superficie del suelo. En el plano superior de la plataforma, se instalan cuatro discos de acero en las esquinas, para colocar el gabinete del altavoz con sus conos, y en el plano inferior, cuatro discos (también en las esquinas) hechos de fieltro denso. La utilidad de tal suspensión corporal está confirmada por numerosos experimentos y análisis del trabajo de productos similares de diferentes fabricantes. El conjunto de cabezales dinámicos para 100A-10 se selecciona teniendo en cuenta las tareas. Georgy Krylov, un especialista de la firma Arkada [1], proporcionó asistencia práctica. Para reproducir el rango de 30 ... 400 Hz, se instalan cabezales de bajo dinámicos bien probados Peerless 850136 (Dinamarca). Tienen conos de polipropileno de cuatro capas, buena respuesta transitoria, sensibilidad de 89 dB y una frecuencia autorresonante baja (alrededor de 28 Hz). Su funcionamiento en una determinada banda de frecuencias se asegura colocando estos dos cabezales en una carcasa con un volumen interno de 60 dm3. En el diseño seleccionado, el desplazamiento máximo del difusor resultó ser de ±4 mm, lo que permitió obtener graves rápidos y muy profundos, a una frecuencia de 30 Hz a un nivel de -4 dB. Un par de woofers hace frente fácilmente a las bajas frecuencias cuando se suministra una potencia de hasta 150 vatios. Se instalan cabezales H522 SEAS (Noruega) para reproducir la banda de rango medio. También cuentan con conos de polipropileno (la masa del sistema móvil es de tan solo 6,5 g) y potentes imanes, una sensibilidad de 91,5 dB/W/m y un desplazamiento máximo de cono de ±3 mm. "Bullet", instalado en el centro del difusor, iguala la característica de frecuencia de fase del cabezal en la banda 1,9...4 kHz. Para reducir el efecto de la propia resonancia del parche en la respuesta transitoria en la región del rango medio, las ventanas del soporte del difusor se cubren con una capa de fieltro sintético, como se hizo en [2]. Un panel de impedancia acústica de este tipo definitivamente supera un rechazo de frecuencia resonante fundamental eléctrica (como un filtro de muesca) ya que la amortiguación de la cabeza no se ve afectada. El cabezal del H522 tiene buenos detalles incluso cuando se reproducen sonidos de alto nivel. Es importante que los cabezales H522 y 850136 formen un par a juego. Los cabezales de rango medio se emparejan con los cabezales de baja frecuencia con un filtro de primer orden (6 dB por octava), lo que "estabiliza" significativamente las valoraciones técnicas y subjetivas. Se ha logrado una buena coordinación de las respuestas dinámicas y de frecuencia en la región MF-HF con el cabezal H1149 SEAS HF. El tweeter tiene una cúpula de tela impregnada, una sensibilidad de 92 dB/W/m y una cámara silenciada en la parte posterior de la cúpula. Se distingue por una respuesta de frecuencia suave, sin picos ni caídas, de hasta 21 kHz y un sonido ligero y detallado. Pasando el parche a través de un filtro de cruce de tercer orden (atenuación de 18 dB por octava) a una frecuencia de resonancia fundamental suficientemente baja (alrededor de 700 Hz), fue posible seleccionar el límite de frecuencia de operación a una frecuencia de 2730 Hz. Esta frecuencia resultó ser la más óptima para emparejar este cabezal con emisores de frecuencia media con suficiente reserva de potencia. Todos los conductores se instalan mediante anillos fabricados con fieltro natural de media densidad de 5 mm de espesor. Está claro que el fieltro aquí juega el papel de amortiguador, reduciendo el nivel de vibración del panel frontal de la caja. El gabinete de doble capa (su propio peso es de aproximadamente 54 kg) con paneles perforados amortiguadores y nervaduras de refuerzo contribuye a la reproducción de programas musicales con una naturalidad asombrosa. Principales características técnicas
Se sabe que para reproducir graves profundos se necesita un cuerpo de alta rigidez y resistencia a las vibraciones, que se propagan principalmente desde los cabezales de graves. El cuerpo del modelo 100A-10 (el dibujo de diseño se muestra en la Fig. 1) está ensamblado con madera contrachapada de 10, 12 mm de espesor y aglomerado de 16 mm. El panel frontal está compuesto por tres capas: contrachapado-aglomerado-contrachapado (12+16+12 mm), el resto son dos capas: contrachapado-aglomerado (12+16 mm). Los espacios en blanco para paneles se pegan con PVA y se mantienen bajo presión durante cuatro días.
Primero, se ensambló el marco: paneles laterales, superior e inferior con un cuarto seleccionado en los puntos de fijación. La estructura está reforzada desde el exterior con tornillos autorroscantes de 70 mm de largo en los extremos de los paneles superior e inferior. Los tornillos se atornillan en los paneles laterales cada 50 mm y se fijan con cola epoxi llena de aserrín de aglomerado fino (tamizado). Los sombreros empotrados a 5...7 mm de la superficie se cubren con masilla nitro al ras del plano del panel. Luego, en base a dimensiones específicas, se hicieron las paredes delantera y trasera de la caja, así como una caja para los cabezales de medios y tweeters. Además, se fabricaron e instalaron paneles perforados y rigidizadores en el interior de las paredes delantera y trasera. Los paneles perforados 5, 6 y 7 tienen cada uno 20 orificios espaciados uniformemente con un diámetro de 20 mm. El panel 8 tiene 24 agujeros con un diámetro de 30 mm. Todos ellos están fabricados en madera contrachapada de 20 mm de espesor. Costillas de refuerzo 4 - de la misma madera contrachapada. El último paso es armar la caja. Aquí hay un método de fijación de este tipo: las juntas adhesivas de los paneles se fijan inmediatamente con tornillos autorroscantes cada 50 mm. Los paneles perforados 5, 6, 7 y 8 también se sujetan con tornillos. El panel encolado 3 sirve para aumentar la rigidez del panel superior. En tres esquinas del cuerpo se instalan tacos de madera de haya, que aumentan algo el área de conexión de los paneles y distribuyen las cargas vibratorias en los puntos de conexión de los paneles. Desde los extremos y a lo largo, estas barras también se fijan con tornillos. Los paneles de madera contrachapada (20 mm de espesor) instalados entre los woofers y la caja MF-HF sirven para reducir las vibraciones de los woofers y reducir la interferencia de las vibraciones acústicas dentro del gabinete. Los paneles 1 y 2 sirven como amortiguador adicional en la parte inferior de la caja y como elemento de diseño externo. En estos paneles se instalan tuberías de un inversor de fase, el cual está sintonizado a una frecuencia de 33 Hz. En el panel trasero, en la parte inferior, en el orificio 9, hay un puerto con abrazaderas de entrada doradas: "Entrada 1" y "Entrada 2". El panel frontal está tapizado en cuero genuino negro mate. Además de las cualidades estéticas, la piel que rodea al tweeter tiene un efecto beneficioso en la reducción de interferencias en la radiación de sonido a frecuencias superiores a 2,5 kHz. El cuerpo está revestido con chapa de haya de 3 mm de espesor con una textura de patrón cuidadosamente combinada. La chapa se tiñe, se cubre con siete capas de barniz semimate y se pule a alto brillo (foto de la Fig. 2). Cuatro conos de acero de 12 mm de alto y 10 mm de diámetro están instalados en el panel inferior de la caja en las esquinas, que forman parte de una brida de 70 mm de diámetro y 6 mm de espesor.
En el plano superior de la plataforma de soporte hay insertos redondos de acero (Fig. 3), que sirven como soporte para los conos del cuerpo. A su vez, en el plano inferior de la plataforma se pegan amortiguadores de fieltro duro natural con un diámetro de 70 y un espesor de 8 mm. La plataforma de soporte está diseñada para minimizar las vibraciones que van al piso y, por lo tanto, "suspender" acústicamente el gabinete del altavoz (después de numerosos experimentos, el autor no encontró las ventajas reales de los soportes de losas de piedra maciza). El soporte está hecho de capas alternas de madera contrachapada y aglomerado con un espesor total de 56 mm. El diseño después de aplicar PVA se mantuvo bajo presión durante cuatro días. Las superficies exteriores están recubiertas y acabadas de la misma manera que las cajas de los altavoces. Las superficies internas del cuerpo y los paneles perforados se rellenan con cola de PVA, el espesor total de la capa seca es de unos 5 mm. Dicho revestimiento, en primer lugar, elimina la inevitable interacción de la madera contrachapada con la humedad presente en el aire y, como resultado, el posible secado de los paneles. En segundo lugar, y no menos importante, una capa de plástico de 5 mm sirve como otra capa amortiguadora de vibraciones. Las superficies libres de la caja del woofer están recubiertas interiormente con fieltro natural de densidad media de 17 mm de espesor. El panel 8 también se pega con él, a excepción de los orificios y el espacio entre los refuerzos 4. El pegado se realiza de forma que forme un radio de unos 3 cm en las esquinas. -Las cajas HF también se pegan con el mismo fieltro. Cabe recordar que el fieltro natural es el absorbente acústico más efectivo en la banda 100...20000 Hz. Adherido al panel bajo presión, tiene buenas propiedades de amortiguación de vibraciones, lo que es especialmente valioso cuando la elección del grosor de los paneles es limitada. Una de las razones del uso extremadamente raro de fieltro en los altavoces es su alto costo. Se pegan rollos de guata de algodón de 80 mm de diámetro y 160 mm de largo en las esquinas verticales entre los paneles trasero y lateral, sobre el fieltro. Al igual que los paneles perforados, los refuerzos también introducen pérdidas acústicas a bajas frecuencias. Junto con el fieltro, los rodillos reducen significativamente el efecto de las ondas reflejadas en las superficies traseras de los conos de baja frecuencia. Esta amortiguación acústica reduce significativamente la irregularidad de la respuesta de frecuencia en el rango de frecuencia más amplio y amplía la estabilidad de reproducción en la región de graves más bajos. Las bajas frecuencias se vuelven más articuladas y profundas. El punto más importante puede llamarse amortiguación acústica del emisor de rango medio, cuyo sonido está determinado principalmente por la evaluación subjetiva (y medidas objetivas en una cámara amortiguada) del sonido del altavoz en su conjunto. Este importante propósito lo cumplen los paneles espaciadores perforados, que dividen el volumen total en tres partes. La forma de la caja MF-HF nivela en gran medida las resonancias residuales reflejadas en la superficie posterior del parche MF. Los volúmenes detrás de los cabezales de medios y agudos están rellenos de algodón peinado con un peso de 70 g cada uno. Junto con el panel de radiación acústica, dicho amortiguamiento permitió eliminar prácticamente las resonancias acústicas internas, uniendo la respuesta de frecuencia de los parches en la caja y en el aire. En el cruce de altavoces (el circuito eléctrico se muestra en la Fig. 4), se utilizan filtros de primer orden (atenuación de 6 dB por octava) para las bandas de rango medio y bajo, que afectan mínimamente las características de frecuencia de fase de los altavoces y mantienen el equilibrio tonal "sin fisuras" en la frecuencia de cruce de 400 Hz. Los circuitos RC de los elementos R1-R4, C1-C5 para los altavoces de graves y R9-R12, C11-C13 para los altavoces de medios estabilizan su impedancia de entrada.
Para el cabezal H1149, se ensambló un filtro cruzado de tercer orden (atenuación de 18 dB por octava), que protege bien de las sobrecargas y se combina de manera óptima con dos cabezales de rango medio. Cabe señalar aquí que el tweeter está ubicado ligeramente alejado del eje de instalación de los cabezales de rango medio, lo que amplía la zona del efecto estéreo de los parlantes. Con esta disposición de cabezales, el filtro de tercer orden es el más óptimo. Los inductores están enrollados en marcos de plástico sin núcleo con alambre PEL-1 1,2 (L1 y L2) y PEL-1 0,8 (L3). Los bastidores de bobina L1 y L2 tienen una altura de 28 y un diámetro de 32 mm y contienen, respectivamente, 260 y 90 vueltas. La bobina L3 está enrollada en un marco con un diámetro de 12 y una altura de 18 mm y contiene 210 vueltas. Las bobinas se enrollan con alambre vuelta a vuelta con aislamiento entre capas. Las capas están impregnadas con barniz de poliuretano. Todos los elementos de los filtros de separación se emparejan en pares y difieren de las clasificaciones en no más del 0,5 %. Los elementos están montados sobre paneles de madera contrachapada y sin cables de conexión. En un panel, se ensambla un filtro de paso bajo, en el otro, filtros de rango medio y paso alto. Las soldaduras se realizaron con soldadura de plata-estaño, la resistencia de cada soldadura fue controlada y no superó los 0,01 Ohm. Los elementos filtrantes se fijan con adhesivo epoxi con relleno de plástico, las bobinas se fijan con tornillos M4 y también se fijan con adhesivo. Para excluir la aparición de procesos de óxido en los lugares de soldadura, todas las juntas de montaje se rellenan con barniz de polipropileno. La salida de la bobina L1, dejada según el esquema, se suelda directamente al terminal de entrada de la entrada 1. La conexión de las cabezas con filtros de separación se realiza mediante pares de cables trenzados plateados con doble aislamiento: interior - vidrio fino tejido de fibra, exterior - fluoroplástico. El diámetro de cada grupo trenzado es de 2,1 mm. Los grupos de resistencias R5-R8 y R13-R16 están separados de la misma forma que los elementos de los filtros de frecuencias medias y altas para evitar influencias mutuas. Las conexiones de los filtros MF y HF se realizan con hilos trenzados plateados. El modelo 100A-10 también tiene "Entrada 2", cuando se conecta a la cual la señal pasa a través de un capacitor con una capacidad de 880 microfaradios. Sirve como filtro de primer orden que corta frecuencias por debajo de 30 Hz. La conexión a través de la "Entrada 2" evita que los altavoces entren en los cabezales de graves de señales de frecuencia infrabaja y voltaje de CC. Al escuchar las mismas piezas musicales con parlantes conectados a cada una de las entradas, no hubo una diferencia notable en la reproducción de graves. Se llevó a cabo una escucha subjetiva completa con la inclusión de composiciones clásicas: jazz, ópera, música rock y pop, composiciones étnicas orientales (ricas en muchas percusiones e instrumentos de cuerda pulsada). La opinión general de los oyentes es un sonido ligero, detallado y profundo, que no cansa incluso con una escucha prolongada a alta potencia. Por separado, los altavoces 100A-10 se probaron como altavoces frontales en un sistema de cine en casa. En la mayoría de los casos, no se requería un subwoofer (menos de $2000). El diseño acústico 100A-10 (de hecho, el cuerpo) es adecuado para instalar algunos cabezales dinámicos rusos: 35GDN-1 -8 - como los de baja frecuencia, 20GDS-4-8 - como los de frecuencia media. Aunque se mantienen las buenas características de 35GDN-1-8 y 20GDS-4-8, se recomienda instalar H1025SEAS o H883SEAS como radiador RF, que puede funcionar a 2700 Hz. Con un conjunto de cabezales de este tipo, será necesario aumentar el volumen útil de la caja MF-HF a 3,5 dm3 y aumentar la cantidad de algodón en un 20 ... 30%. Para corregir la reproducción de las frecuencias más bajas, debe volver a seleccionar la longitud de las tuberías del inversor de fase. También se requerirán cambios en el bloque de filtros de separación. Lo principal que debe conservarse al reemplazar los radiadores es su ubicación relativa entre sí (a las mismas frecuencias de cruce) y la rigidez de la carcasa con una gran disminución de atenuación. Esto le permite mostrar de lo que son capaces cabezas relativamente baratas y si el CD que está escuchando es de alta calidad. Literatura
Autor: A. Demyanov, Moscú
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