|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Diseño de un altavoz con flujos de radiación ortogonales. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Altavoces El artículo propone una variante de un cálculo simplificado del diseño de un altavoz con flujos ortogonales de radiación hacia adelante y hacia atrás. Las características de funcionamiento de este altavoz se describen en el artículo "Cortocircuito acústico en un altavoz y su superación"(Radio, 2003, No. 1). Una de las ventajas de este diseño acústico es que la frecuencia de resonancia del parche del bajo en la caja prácticamente no aumenta. Una de las opciones para superar un cortocircuito acústico en altavoces con cabezales electrodinámicos es el diseño propuesto por el autor [1] con un flujo de radiación inverso ortogonal a la radiación directa (para abreviar, llamaremos a este diseño del tipo "ORTHO" ). Las ondas acústicas de la radiación inversa (trasera) del cabezal, que se propagan en el volumen de la carcasa del altavoz, durante la reflexión cambian su dirección en un ángulo de hasta 270 ° en todas las frecuencias radiadas y adquieren un retraso de tiempo con respecto a las ondas irradiadas frontalmente (vectores A y B en la Fig. 1). Si se excluye la guía de ondas de radiación trasera del cabezal, con un AO abierto se producirá una compensación acústica de las oscilaciones emitidas por las superficies exterior y trasera del difusor del altavoz. En el caso y especialmente en la guía de ondas del altavoz, es recomendable alisar las esquinas con "carenados", como se muestra en la Fig. 1 con líneas discontinuas.
El panel frontal 2 está colocado en la carcasa 1 en un cierto ángulo para suavizar las resonancias acústicas que surgen del reflejo de las vibraciones acústicas en el plano transversal de la carcasa, así como para hacer coincidir el volumen interno con la guía de ondas. La colocación de la tapa armónica de un acordeón de concierto en un ángulo distinto al recto fue utilizada por primera vez por la empresa alemana HOHNER a finales de los años 30 del siglo pasado. Una plataforma tan "rota", que forma el timbre del instrumento, le da al sonido suavidad y aterciopelado. En altavoces con flujos ortogonales de radiación directa desde el cabezal y la guía de ondas, la radiación total puede considerarse como vibraciones sonoras de algún radiador equivalente. Por ejemplo, para señales armónicas en diferentes frecuencias, actúan fases variables del flujo ortogonal de oscilaciones acústicas y, como resultado, aparecen direcciones pronunciadas ("polos") de la radiación total (su análisis matemático es muy complicado). Debido a la ambigüedad de la fase de la radiación de retorno y a la diferente atenuación en la guía de ondas (para una banda de frecuencia amplia), los polos son móviles y, por tanto, no se localizan de oído. Las fórmulas para calcular variantes conocidas de AO [2, 3] resultaron inadecuadas para diseñar los altavoces propuestos en [1]. Al buscar un método visual y conveniente para calcular el diseño, se decidió tomar el diámetro exterior D del cabezal electrodinámico como base para diseñar y expresar todas las dimensiones de la estructura del altavoz a través de este parámetro. Esto resultó ser muy conveniente para la práctica del diseño cuando no existe literatura técnica relevante. Como resultado de una gran cantidad de trabajo experimental, se han establecido dependencias, mediante las cuales es posible determinar cualquier tamaño de la caja del altavoz ORTHO. Las designaciones se dan de acuerdo con la fig. una: H \u2d (2,4 ... 1,2) D - altura de la caja; B \u0,9d 3D - ancho del panel frontal; F = 0,7D - altura de la pantalla de la guía de ondas 5; h = 0,9D - distancia desde el centro de la cabeza 1 hasta el borde inferior del panel frontal; Do - 1,8D - diámetro del orificio de la cabeza; G = B - profundidad del cuerpo 2; C \u0,5d 2D - altura del panel 2; M es la distancia entre el panel frontal y las paredes de la caja; b - espesor del material del cuerpo; S ≥ 3DXNUMX= M(B - XNUMXb) - área permitida de las secciones de paso de la guía de ondas XNUMX. Se pueden instalar dos o más cabezales dinámicos en el panel 2, en cuyo caso las dimensiones de la carcasa deberán ajustarse teniendo en cuenta la relación entre el área del difusor y la sección transversal de la guía de ondas.
A diferencia de una carcasa cerrada, en esta construcción el efecto acústico del flujo sonoro posterior es más débil, porque casi toda la energía acústica de la radiación de retorno del cabezal pasa a través de la guía de ondas hacia el espacio sonoro. En este sentido, como material de altavoz se pueden utilizar tableros de partículas (aglomerado) o madera contrachapada con un espesor de 8 ... 16 mm (se indica un tamaño más grande para un altavoz de 100 W). Esto permite reducir el peso del gabinete del altavoz. Sus elementos se interconectan mediante listones, cola adecuada para pegar madera y tornillos. El diámetro del orificio Do debajo de la cabeza se elige igual al diámetro exterior de la corrugación del difusor. El orificio está situado a lo largo del eje de simetría vertical del panel frontal. La rejilla del altavoz y el acabado del gabinete se pueden hacer para adaptarse al gusto artístico y las capacidades del radioaficionado. Para la rejilla protectora, el autor utilizó una malla fina, cortada en forma de cuadrado y tensada sobre soportes puntuales. La tela protectora se pega a un anillo metálico fijado dentro del orificio del panel. La cubierta trasera 6 debe ser rígida; se fija con tornillos a los rieles 7 montados en las paredes de la carcasa 1. Al mismo tiempo, las superficies de contacto se sellan con una cinta de láminas delgadas de caucho. Debajo del cuerpo 1 hay soportes 4 hechos de barras de caucho duro. Tenga en cuenta que es preferible instalar la carcasa del altavoz en un soporte de hasta 1 m de altura que colocarla directamente en el suelo. El diseño acústico del tipo "ORTHO" es bastante eficaz para su instalación en la pared e incluso en el techo. Los altavoces AU se pueden hacer pasivos o activos (con UMZCH incorporado). Los conectores eléctricos están instalados en la parte inferior de la pared trasera. Se deben hacer comentarios especiales sobre la elección de los cabezales de estos altavoces. El autor recomienda utilizar cabezales dinámicos domésticos, cuyo listado y características técnicas se pueden consultar en [4]. En comparación con los tipos conocidos de AO, el altavoz construido del tipo "ORTHO" desarrolla casi el doble de potencia acústica en el espacio cercano. Gracias a la recepción de dos flujos de radiación ortogonales, este diseño acústico permite obtener un sonido más "envolvente" en la sala de escucha. Si el cabezal 5 (LF-MF) no tiene suficiente banda ancha, se puede instalar un cabezal dinámico de alta frecuencia en la pantalla exterior de la guía de ondas, conectado al UMZCH a través del HPF. También puede instalar allí un indicador de sobrecarga de CA. En un altavoz de este tipo se pueden instalar cabezales electrodinámicos con un diámetro de 100 a 450 mm. El autor recomienda utilizar controladores de banda ancha con un factor de calidad mecánica bajo y un diámetro de cono grande. Si el cabezal tiene un aumento notable en la respuesta de frecuencia a la frecuencia de resonancia electromecánica, entonces el fabricante del altavoz debe comprender que esto crea muchos problemas innecesarios y trabajo por sí mismo. La supresión de resonancias se puede realizar eléctrica y mecánicamente. En el primer caso, se debe conectar un circuito oscilatorio paralelo en serie con la bobina del cabezal, sintonizado a la frecuencia de la resonancia electromecánica. El factor de calidad del circuito debe coincidir con el factor de calidad del cabezal usado. Para realizar las mediciones adecuadas, es necesario tener un generador de audiofrecuencia, un voltímetro, un micrófono de condensador, un frecuencímetro, un medidor de inductancia y capacitancia, utilizando la metodología de acuerdo con GOST 16122-70. Pero hay que tener en cuenta que el factor de calidad de la cabeza no es en modo alguno un valor constante; Depende de la amplitud de las oscilaciones del difusor y de la flexibilidad limitada de la suspensión mecánica. Otro método para suprimir la resonancia electromecánica se lleva a cabo introduciendo pérdidas acústicas en el altavoz, llenando el estuche con algodón, fieltro u otros materiales similares, o resonadores sintonizados a la frecuencia de resonancia electromecánica del altavoz. El cálculo de la frecuencia del resonador Helmgolyd se realiza de acuerdo con la fórmula fr = 0,5/π-Cv√s/(VI), donde V es el volumen de la caja del resonador, m3; s es el área de salida del resonador, m2; l es la longitud del orificio del resonador en metros; Cv es la velocidad de propagación del sonido en el aire, 340 m/s. El diseño del resonador Helmholtz se asemeja a una botella. Por cierto, la caja acústica equipada con un inversor de fase también es un resonador. Esto es lo que provoca distorsiones en la reproducción de los sonidos de baja frecuencia emitidos por los altavoces. En el altavoz de radio Symphony se instaló un resonador incorporado, que reproduce las bajas frecuencias de una forma muy monótona: en forma de golpes, independientemente del tipo de instrumento musical. Esto, aparentemente, llevó al abandono del uso de este diseño de altavoz, que se utilizaba allá por los años 30 del siglo pasado en receptores de radio con carcasa abierta [6]. El altavoz "ORTHO" emite en realidad dos corrientes de sonido: A y B (Fig. 1). En consecuencia, las mediciones acústicas también deberían diferir de la metodología generalmente aceptada definida por el GOST mencionado anteriormente. La presión sonora de cada corriente se mide por separado en una cámara anecoica, una sala anecoica grande o simplemente en el aire en un clima tranquilo utilizando el equipo mencionado anteriormente. La ubicación del micrófono y altavoz de medición se muestra en la fig. 2, y el diagrama de bloques del soporte para medir la sensibilidad característica (eficiencia) del altavoz de medición de respuesta de frecuencia se muestra en la fig. 3.
Como generador de señal que excita el altavoz, puede utilizar un potente generador de ruido, por ejemplo, del tipo G2-12, que tiene una salida de baja impedancia. Si utiliza un generador de ruido de baja potencia, entonces necesitará un UMZCH, preferiblemente uno sin transformador. Hay que tener en cuenta que la forma de la respuesta de frecuencia de los altavoces se suavizará significativamente, lo que es bastante coherente con la situación actual, ya que los espectros del habla y la música son de banda ancha y las señales son similares al ruido. La distancia entre el altavoz y el micrófono de medición se elige dentro de r = (2...4)d, donde d es el tamaño medio del difusor del altavoz. La mayoría de las veces se utiliza r = 1 m [2]. El voltaje suministrado al altavoz se calcula mediante la fórmula U=√0,1PnomRom(3) donde Pnom es la potencia nominal del altavoz; Rhom es la impedancia de entrada nominal del altavoz. Cuando se prueba la potencia nominal, el voltaje sinusoidal se establece igual al voltaje nominal y el voltaje de ruido es 0,707 del voltaje nominal. El medidor de presión sonora es un micrófono de condensador BM1 conectado a la entrada de un milivoltímetro PV2 (por ejemplo, VZ-33). La presión sonora depende de la frecuencia, por lo que las mediciones se realizan al menos en diez puntos de respuesta de frecuencia. Si las mediciones se realizan utilizando señales de ruido, entonces en el banco de medición según el esquema de la Fig. 3, se introduce un filtro de un tercio de octava, en cuya frecuencia media se realizan mediciones de presión sonora. El número de estos filtros está determinado por el ancho de la respuesta de frecuencia. Si hay caídas y picos de 1/8 de octava en la respuesta de frecuencia, no se tienen en cuenta. El valor de la presión acústica medida está determinado por la fórmula p \uXNUMXd Uo / Eoc, donde Uo - voltaje en la salida del micrófono de medición, mV; Eoc: sensibilidad del micrófono de medición a lo largo del eje a la frecuencia medida, mV/Pa. Para aumentar la precisión de las mediciones, es deseable que el diámetro del micrófono sea lo más pequeño posible, ya que esto acerca el método a las mediciones en una onda plana. El uso de micrófonos electrodinámicos, que tienen una gran desigualdad en la respuesta de frecuencia, permite obtener resultados de medición que son solo de carácter cualitativo. Los micrófonos de condensador electret, así como los de cinta, tienen características algo mejores. El micrófono de medición debe tener un pasaporte emitido por la organización metrológica. La presión sonora promedio según la respuesta de frecuencia obtenida está determinada por la fórmula
donde pk es la presión sonora desarrollada por el altavoz a la frecuencia fk o la frecuencia promedio del k-ésimo filtro de tercio de octava; n es el número de frecuencias o bandas de medición (debe haber al menos 10). Cuando la desigualdad de la respuesta de frecuencia es inferior a 12 dB, el valor medio aritmético se determina mediante la fórmula
La sensibilidad característica del altavoz Ex, obtenida a una distancia de 1 m en el eje de trabajo entre el micrófono de medición y el altavoz (con una potencia de entrada de 1 W), está determinada por la fórmula Ex = Media/(l√P), donde pav es la presión sonora promedio, Pa, desarrollada por el altavoz en el rango de frecuencia nominal; l - distancia desde el centro de trabajo de la cabeza hasta el micrófono de medición, m; P - potencia eléctrica, W, suministrada al altavoz. Un rango de frecuencia efectivamente reproducible se encuentra a partir de la respuesta de frecuencia del altavoz determinando las frecuencias correspondientes a los puntos de intersección de una línea recta paralela al eje de frecuencia con la respuesta de frecuencia del altavoz. Se traza una línea recta 10 dB por debajo de la presión sonora media en la banda de frecuencia de octava pav.oct, correspondiente a la sensibilidad máxima del altavoz. Este nivel está determinado por la fórmula.
donde ro = 2-10-5 Pa - umbral de audición a una frecuencia de 1000 Hz. Para una señal sinusoidal, el número de puntos de referencia debe ser al menos 7 (cada 1/6 de octava), para filtros de un tercio de octava, al menos 3. La respuesta de frecuencia desigual se determina en los rangos de frecuencia nominal y operativa. La característica de directividad se obtiene en una cámara humedecida o al aire libre girando el altavoz con respecto a un micrófono de medición fijo a una distancia de 1 m entre 5 y 10° en el rango de 0 a 360°. El ancho de la característica de directividad se determina a partir del gráfico en el nivel de 0,707 (-3 dB). La directividad se determina en una o más frecuencias o en las frecuencias medias de filtros de tercio de octava al realizar mediciones en señales de ruido. Como se desprende de lo anterior, para una evaluación calificada de los parámetros del AS o AO, es necesario realizar una cantidad significativa de trabajo y cálculos metrológicos. Considerando que para evaluar la efectividad del diseño acústico es necesario medir la eficiencia electroacústica Kea=Pa/Pe donde Pa - potencia acústica; Pe es la potencia eléctrica de entrada, entonces el número de mediciones resulta ser bastante grande. La potencia acústica se puede determinar mediante la fórmula Ra \u4d XNUMXπr2r2rsko, dónde p - presión acústica a una distancia r, Pa; p - densidad del aire; c es la velocidad de propagación del sonido, igual a 340 m/s; K, - coeficiente de concentración, que se puede tomar igual a 1 ... 3 según la frecuencia. A la hora de diseñar un altavoz tipo "ORTHO", hay que tener en cuenta que los parámetros electroacústicos enumerados anteriormente dependen en gran medida de los cabezales dinámicos utilizados. Si el cabezal, por ejemplo, no reproduce las bajas frecuencias, ningún diseño de carcasa puede compensar este defecto. Un diseño acústico de este tipo no "estropea" la respuesta de frecuencia del altavoz, y ésta es una de las ventajas decisivas frente a los diseños de altavoces conocidos. En el diseño acústico propuesto, es posible utilizar cabezales con difusores de configuración redonda, rectangular o elíptica. Al instalar dos cabezales en el panel frontal, puede aumentar la potencia nominal, la resistencia a la radiación y reducir la respuesta de frecuencia desigual. Literatura
Autor: V. Nosov, Moscú
Máquina para aclarar flores en jardines.
02.05.2024 Microscopio infrarrojo avanzado
02.05.2024 Trampa de aire para insectos.
01.05.2024
▪ Identificación de usuario por credencial ▪ Ratón inalámbrico Corsair M75 Air ▪ Las biocerámicas absorben metales ▪ Bicicleta eléctrica con piloto automático
▪ sección del sitio Trabajos eléctricos. Selección de artículos ▪ artículo ¡Qué encargo, creador, ser padre de una hija adulta! expresión popular ▪ artículo ¿Qué comportamiento agresivo no cazador se conoce en los delfines? Respuesta detallada ▪ artículo Contador para la contabilidad de los fondos prestados. Descripción del trabajo ▪ artículo Cargador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página