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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un altavoz sencillo con un laberinto acústico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Altavoces La variedad de opciones de diseño acústico para altavoces permite aprovechar las capacidades del camino eléctrico en diversos grados. Los diseños más populares entre los radioaficionados son la "caja cerrada" y el "bass reflex": son bastante sencillos de fabricar. Con cierta menor frecuencia se utiliza el diseño acústico con radiadores pasivos, paneles de resistencia acústica (ARP) y, muy raramente, un laberinto acústico. Aquí es donde entran en juego ciertas dificultades en su diseño. Este artículo ofrece una descripción de un altavoz con laberinto acústico, que combina con éxito facilidad de fabricación y, según el autor, buenos parámetros técnicos de sonido. El laberinto es una serie de particiones internas instaladas en la carcasa del altavoz, formando canales en zigzag a través de los cuales pasan las vibraciones del sonido desde la parte posterior del difusor principal hasta la salida del laberinto. Si la longitud de este “pasaje” es cercana a X/2 en la frecuencia más baja (a 50 Hz X/2 = 3,4 m), entonces la radiación del orificio de salida del laberinto estará en fase con la radiación del frente. lado del difusor. En otras palabras, el laberinto le permite mejorar la reproducción de la parte de baja frecuencia del rango de audio. Otra ventaja del laberinto es que la parte posterior del difusor emite vibraciones sonoras casi al espacio abierto, lo que elimina la compresión y el consiguiente aumento de la frecuencia de resonancia del cabezal del woofer. Las patas relativamente cortas del laberinto (mucho más pequeñas que X) impiden la formación de ondas estacionarias y cubrirlas con material absorbente de sonido actúa como un PAS. El área de la sección transversal del canal laberíntico generalmente se hace cerca del área del difusor. Durante muchos años, los diseñadores se han esforzado por construir altavoces con una característica de directividad circular. Recordemos que esta característica depende de la relación 1/X, donde 1 son las dimensiones lineales del altavoz. En una caja de tamaño I en una relación de 1/X s 1 (es decir, en frecuencias no superiores a 1 kHz), el ancho de la característica de directividad es aproximadamente ±50°, y para una relación (1/X - 10 (es decir, en frecuencias de aproximadamente 20 kHz) - menos de ±20°. Para ampliar el patrón de radiación de los altavoces en la región de frecuencias de sonido más altas, en los años de la posguerra se propuso utilizar rejillas de dispersión y lentes acústicas. A pesar de las dificultades en la fabricación de estos dispositivos, algunas empresas todavía los utilizan (por ejemplo, AIWA). Sin embargo, es completa y fácil resolver el problema de obtener las características de directividad circular de los altavoces. solo recientemente se logró con la ayuda de conos de dispersión instalados frente a cabezales de RF ubicados verticalmente [1-3]. Las características de directividad circular permiten obtener un campo sonoro uniforme en el plano horizontal en toda la banda de frecuencia. En un sonido tan "espacial", el área del efecto estéreo se amplía significativamente. Teniendo en cuenta lo anterior, se desarrolló un altavoz con laberinto acústico, accesible para la autoproducción. Su cuerpo no requiere ningún contrachapado grueso. ni tableros de aglomerado revestidos en su interior con escasos materiales fonoabsorbentes. Está fabricado en forma de un cilindro rígido resistente a las vibraciones, eliminando cualquier vibración de sus paredes. En la figura 1 se muestra una sección transversal de un cilindro con culatas instaladas. XNUMX.
El altavoz utiliza un cabezal LF 16 - 35GDN-1-4, MF 8 - ZOGDS-117 (también es posible ZOGDS-1-8). HF 3 - 6GDV-4-8. Los cilindros del bloque de medios 10 y del bloque de graves 15 están pegados entre sí con papel pintado. El espesor total de sus paredes es de 10 mm. La rigidez de los cilindros se aumenta pegando al cuerpo discos de madera contrachapada, sobre los que se fijan los parches de graves y medios, y segmentos 17 (Fig. 2), girados 180° entre sí y formando un laberinto acústico. Para la amortiguación acústica de los parches de graves y medios se utiliza fieltro suave de lana artificial de 5...6 mm de espesor. Lo fabrica el Instituto de Investigación de Materiales No Tejidos (Serpukhov) con el nombre de "tejido aislante del calor y el ruido perforado con aguja" (TU-RF17-14-13-127-95) y se vende en ferreterías. El uso de este material permite suavizar significativamente la respuesta de frecuencia de los cabezales de frecuencias bajas y medias.
Los discos internos están hechos de madera contrachapada (es posible aglomerado) de 16 mm de espesor (panel superior 1 y base inferior 19 del altavoz, disco 9 para fijar el cabezal de medios 8 y la base de la unidad de medios 10, disco 13 para fijar el woofer cabeza 16) y 10 mm (segmentos 17 del laberinto acústico). En la base inferior 19 del cuerpo del altavoz (Fig.3) se perforan 22 orificios 20 con un diámetro de 18 mm para la salida de las vibraciones sonoras, tras lo cual se pega una tela estirada que realiza las funciones de un PAS.
Los discos y segmentos se tornean en un torno o se cortan con una cortadora [4]. Para montar los cabezales de graves y medios, se cortan agujeros en los discos 9 y 13. Se les fijan rectángulos de metal de 25x10x4 mm desde abajo mediante tornillos. En el centro de estos rectángulos hay orificios roscados en los que se atornillan los soportes 7 y 12, fijando la cabeza a los discos mediante juntas de goma. El altavoz se ensambla en la siguiente secuencia. Primero, a partir de los segmentos 17 se ensambla un "estante" laberíntico, cuya distancia se fija con casquillos metálicos 18 de 10 mm de diámetro. Para ello, se pasa una varilla con extremos roscados (no mostrada en la figura) a través del segmentos y casquillos, apretando las piezas del “estante" mediante tuercas, debajo de las cuales es necesario colocar arandelas de goma densas que aporten tensión durante un posible secado de los segmentos. Antes del montaje, los segmentos del laberinto 17 se cubren con fieltro, en cuyos agujeros con diámetros de 11...12 mm se cortan (recortan) de manera que los casquillos 18 se apoyen directamente sobre el material de los segmentos. Luego para Después de fijar la distancia entre el “estante” del laberinto y el disco 13 del Se instala temporalmente el compartimento LF, una tira tecnológica de la altura requerida, cortada de cartón corrugado y enrollada en un cilindro. Después de perforar los agujeros en los segmentos 17 y los discos 9 y 13 para pasar los cables de señal, puede comenzar a ensamblar el compartimento de baja frecuencia 15. Para ello, el "estante" del laberinto, junto con el disco 13 y el cilindro de cartón que lo sujeta, Se cubre con una capa de papel grueso. Luego se ensambla el compartimento del rango medio 10. Primero se pega una capa de fieltro a su base 9 y al disco, luego se le aplican capas posteriores, fijándolas en varios lugares con pequeños clavos. La distancia entre la base y el disco en este compartimento también se fija con un cilindro de cartón y el compartimento se cubre con una capa de papel grueso. El compartimento central así preparado se coloca a una distancia de 70 mm por debajo del segmento inferior del "estante" (también utilizando una tira de cartón tecnológico), y se pega otra capa de papel grueso a ambos compartimentos 10 y 15. Después de que esta capa se haya secado, todo el cilindro se cubre con papel tapiz, aumentando gradualmente el espesor de la pared hasta 10 mm. Para un altavoz se necesitarán aproximadamente 2...3 rollos de papel tapiz de 11 m de largo y 3...4 litros de cola PVA. Cada capa pegada debe secarse bien. Al final del pegado, se cortan con cuidado los extremos desiguales superior e inferior del cilindro. Luego se corta el compartimento 10 con una sierra para metales. Antes de ensamblar el altavoz, todos los lados internos de los compartimentos 10 y 15 deben cubrirse con una capa de fieltro 11. Las capas posteriores (su número se muestra en la Fig. 1) se refuerzan con pequeños clavos. Además, todo el volumen interno del compartimento 10 se llena uniformemente con algodón suelto (100... 150 g). El montaje adicional se desprende claramente de la Fig. 1. Los soportes 12 en la parte superior tienen vástagos con rosca M5, sobre los cuales se coloca el compartimiento del rango medio 10. Debajo de los soportes de montaje 7 y 12 se deben colocar arandelas de goma. El compartimento 10 también está asegurado mediante arandelas, para las cuales se cortan previamente agujeros del diámetro apropiado en su cubierta de fieltro (no mostrado en la Fig. 1). Los conos de dispersión 5 y 6 pueden mecanizarse a partir de duraluminio o de madera contrachapada, como se recomienda en [1]. Sus diámetros deben ser 20...30 mm mayores que los diámetros de los diafragmas de los cabezales correspondientes. El ángulo entre la generatriz del cono 6 y la superficie horizontal es de 45°. Los postes 4 tienen vástagos roscados sobre los cuales se instala el cono 6 (el cono 5 está pegado). El cabezal HF 3 se monta en los bastidores 4 con los vástagos de los bastidores 2. El panel superior 1 del altavoz se fija a los mismos bastidores con tornillos. El cuerpo del altavoz (compartimentos 10, 15 y 21) está cubierto con algún material decorativo, por ejemplo, una película autoadhesiva o cuero artificial. Los orificios de salida del sonido están tapados con una malla plástica elástica. Las juntas entre la malla y el material decorativo se cubren con cinta de tela o cuero 14. En el compartimento cilíndrico 21, también pegado entre sí de papel, se colocan filtros de separación. Deberíamos decir más sobre ellos. A menudo, los filtros cruzados entre los cabezales de paso bajo y de rango medio incluyen un filtro de primer orden que consta únicamente de un condensador. Se supone que esto es suficiente, ya que el cabezal de medios tiene una disminución natural en la respuesta de frecuencia en las regiones de frecuencias bajas y altas. Sin embargo, un filtro de primer orden (especialmente a alta potencia de señal) puede provocar distorsión de intermodulación, ya que una señal de baja frecuencia mal filtrada, cuando llega al parche de medios, calienta su bobina móvil. En consecuencia, la resistencia de la bobina cambia con la frecuencia de la señal de baja frecuencia sin filtrar. Como resultado, la corriente que fluye a través de la bobina del cabezal de medios será modulada por esta señal, lo que conllevará la aparición de distorsión de intermodulación [5]. Por lo tanto, los filtros de separación propuestos utilizan no sólo filtros de paso bajo y filtros de paso alto, sino también un filtro de paso de banda que limita el rango del cabezal de rango medio. El diagrama del filtro se muestra en la Fig. 4. Sus frecuencias de cruce son 500 y 5000 Hz. Los filtros están montados sobre una placa de circuito impreso de fibra de vidrio. Para reducir la vibración, los condensadores C1 (K76P-1) y C2 (K73-16) están aislados de la placa con juntas blandas y los marcos del inductor están aislados con arandelas de goma. Los ejes de las resistencias de recorte (PPB) están ubicados en la base inferior del compartimento 21.
No se midió la respuesta de frecuencia de las secciones individuales de los altavoces, ya que las capacidades de los cabezales y filtros utilizados son bastante conocidas. Sólo se evaluó la respuesta en frecuencia global del altavoz, especialmente en las zonas donde se separan las bandas, con el objetivo de nivelarla mediante las resistencias de recorte R2 y R4 (Fig. 4). Las mediciones de evaluación se llevaron a cabo en una logia abierta utilizando un micrófono MKE-3 y un osciloscopio. El micrófono se colocó en un punto a 1 m de distancia de los cabezales LF y HF y se utilizó un generador de sonido como fuente de señal. Las mediciones han demostrado que la respuesta de frecuencia resultante no difiere de la respuesta de frecuencia típica de un micrófono: una disminución suave por debajo de 40 Hz y por encima de 15 kHz. La potencia máxima de ruido del altavoz es de 70 W, la resistencia eléctrica es de 5 a 7 ohmios. La mejor evaluación del sonido de cualquier sistema de reproducción de sonido sigue siendo la escucha directa de los programas musicales que reproduce, y demostró que a pesar del uso de cabezales de calidad media en el altavoz, el sonido estereofónico era claro y natural y no cansaba al oído durante una escucha prolongada, y esto indica la ausencia de distorsión no lineal y de intermodulación notable. Mostrado en la Fig. La fotografía 5 ilustra la apariencia y estructura del altavoz sin la malla decorativa.
Los soportes para el altavoz pueden ser, por ejemplo, rótulas de muebles o patas cónicas con juntas de goma. Literatura
Autor: M.Sirotyuk, Moscú
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