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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Conception acoustique des têtes large bande. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Haut-parleurs La conception acoustique des têtes dynamiques consiste en un boîtier ou un écran conçu pour égaliser les caractéristiques amplitude-fréquence des têtes dans les basses fréquences de la gamme audio. Les têtes dynamiques qui n'ont pas de conception acoustique fonctionnent mal dans les basses fréquences. La raison principale en est que les surfaces avant et arrière du cône de tête excitent des vibrations sonores d'amplitude égale mais de phase opposée. Aux basses fréquences, où le rayonnement est omnidirectionnel, les oscillations antiphases s'additionnent et se compensent, ce qui entraîne une chute brutale de la sortie acoustique de la tête. Pour éliminer l'influence mutuelle des oscillations excitées par les surfaces avant arrière du diffuseur, la tête dynamique peut être placée dans le cas le plus simple au centre d'un écran carré en contreplaqué épais ou en aggloméré de dimensions LxL en mètres, où L = 0,06 / Fmin. Ici, Fmin est la fréquence minimale du signal reproduit, kHz. Par exemple, avec une fréquence de signal minimale de 50 Hz, cette formule détermine le côté du carré, égal à 1,2 m.Évidemment, il n'est pas pratique d'utiliser une tête à large bande dans une conception acoustique aussi volumineuse. Par conséquent, les baffles acoustiques sont rares dans les conceptions amateurs. Au lieu de cela, diverses boîtes à multiples facettes sont largement utilisées. boîtes avec et sans paroi arrière. Il convient de noter que la conception de la conception acoustique des têtes dynamiques nécessite des calculs complexes et des informations précises sur les caractéristiques de la tête. L'examen de ces questions dépasse le cadre de ce livre. Ci-dessous, nous examinerons des exemples de la façon dont les radioamateurs étrangers réalisent la conception acoustique des têtes à large bande. Bass-reflex ultra plat Les onduleurs de phase sont des boîtiers en contreplaqué épais ou autre matériau en bois similaire (planches de pin, panneaux de particules), dans lesquels se trouvent deux trous. L'un - pour installer une tête dynamique, l'autre - pour effectuer une communication acoustique entre le volume interne de la boîte et l'environnement externe. Lors de la sélection de certains rapports entre les dimensions du diffuseur de tête, du deuxième trou et de la boîte elle-même, en tenant compte des propriétés de fréquence de la tête, il est possible de s'assurer qu'aux basses fréquences les vibrations excitées par la surface arrière du diffuseur de tête à la sortie du deuxième trou de l'inverseur de phase sera en phase avec les vibrations excitées par le diffuseur de surface avant. Cette propriété remarquable d'un inverseur de phase est depuis longtemps largement utilisée dans les installations amateurs et professionnelles. L'inverseur de phase a un inconvénient - l'encombrement de la boîte, qui a une forme proche d'un cube. À cet égard, la conception d'un onduleur de phase ultra-plat mérite l'attention. Le dessin de conception est illustré à la Fig.1.
Comme il ressort de la description de l'original, le boîtier du boîtier inverseur de phase est assemblé à partir de planches de pin sec ou de morceaux d'aggloméré d'environ 20 mm d'épaisseur. Dimensions hors tout du boîtier 150X1580X630 mm. Le boîtier est conçu pour installer une tête dynamique à large bande, similaire à la tête domestique de type 4GD-35 ou 4GD-36. Le trou de l'inverseur de phase a des dimensions de 50x125 mm et est situé sous le trou de la tête. Le support diffuseur de la tête est fixé à l'extérieur, affleurant, ce qui réduit les pertes à toutes les fréquences. Pour éliminer les oscillations indésirables des surfaces avant et arrière du corps, il y a cinq entretoises, indiquées sur le dessin de la Fig. 1 par des douches en pointillés, qui relient les parois avant et arrière. Les entretoises de 20X109X200 mm sont fabriquées dans le même matériau que le corps de la boîte. Connectez les parties du corps avec des vis et de la colle nitro. La finition extérieure du boîtier se résume à draper la face avant avec du tissu radio, de préférence en vrac, et à coller les parois avec un film décoratif ou à les placage. L'inverseur de phase s'intègre bien à l'intérieur d'une pièce moderne et peut être placé directement contre le mur. Pour une configuration stéréo, deux haut-parleurs sont nécessaires. Lors de la répétition de la conception, les dimensions des trous de montage pour un type particulier de tête dynamique doivent être clarifiées. En plus de ce qui précède, il est possible d'utiliser des têtes comme 4GD-4, 4GD-7, 4GD-28. Haut-parleur - tuyau d'orgue Les exigences élevées en matière de qualité de l'installation acoustique, d'une part, et la surface limitée du salon où les haut-parleurs peuvent être placés, d'autre part, obligent les concepteurs à rechercher des solutions répondant à ces exigences, ou trouver un compromis acceptable. A cet égard, la conception d'un haut-parleur unidirectionnel avec deux têtes dynamiques large bande connectées en phase, en série, présente un intérêt particulier. Le haut-parleur est décrit dans la littérature radioamateur américaine. Des croquis de son panneau avant et de sa coupe transversale sont illustrés à la Fig.2.
Le haut-parleur décrit a un boîtier sous la forme d'une colonne avec une section transversale de 200x200 mm, une hauteur de 800 mm, avec deux fentes à la base, formées entre le sol et les parois latérales raccourcies de 26 mm, comme illustré à la Fig. 2. Dans la partie supérieure du boîtier, il y a deux trous pour installer des têtes dynamiques sur les parois avant et arrière du boîtier. Les dimensions de la découpe et les caractéristiques des têtes permettent d'utiliser des têtes dynamiques domestiques de type ZGD-38 dans cette conception. Les parois du boîtier sont en contreplaqué ou en aggloméré d'une épaisseur d'environ 15 mm. La forme allongée de l'enceinte du haut-parleur, la petite surface au sol occupée par celle-ci, permettent l'utilisation de tels haut-parleurs dans des installations stéréo et quadruples. De plus, le haut-parleur de la conception décrite se caractérise par une réponse améliorée aux basses fréquences et un diagramme de rayonnement étendu dans le plan horizontal. Le premier avantage est dû au phénomène d'ondes stationnaires observé à l'intérieur de l'enceinte du haut-parleur, qui se comporte comme un tuyau d'orgue accordé sur une fréquence d'environ 100 Hz. C'est à cette fréquence qu'un quart de l'onde s'inscrit le long de l'enceinte du haut-parleur, ce qui contribue à la montée des basses fréquences. A une fréquence deux fois plus élevée, égale à 200 Hz, au contraire, exactement la moitié de la longueur d'onde s'adapte sur la longueur du corps. Dans le même temps, une suppression du rayonnement de la partie inférieure du corps est observée, ce qui élimine le marmonnement désagréable caractéristique des installations acoustiques de grandes dimensions linéaires. Le deuxième avantage est lié à l'utilisation de deux têtes émettant dans des directions opposées. En changeant la direction du rayonnement des haut-parleurs en les faisant pivoter autour de l'axe longitudinal, vous pouvez obtenir la meilleure reproduction sonore dans une pièce particulière. Dans ce cas, il ne faut pas regretter que la moitié de la puissance rayonnée soit dirigée en sens inverse par rapport à l'auditeur. Les fréquences graves et moyennes, réfléchies par les murs et les meubles, donnent une réémission répétée du son, comme si elles brouillaient les petites dimensions des sources sonores elles-mêmes et créaient l'impression d'un son spatial. Haut-parleur - radiateur de groupe Un radiateur de groupe est un ensemble de même type de têtes dynamiques placées dans un même plan à une certaine distance les unes des autres et connectées les unes aux autres en phase, en série ou en parallèle ou en série-parallèle. Pour assurer le bon fonctionnement d'une enceinte de type radiateur de groupe, il est nécessaire que toutes les têtes soient du même type et que la même puissance soit fournie à chaque tête. Le non-respect de ces exigences ou une violation du fonctionnement en mode commun des têtes réduit l'efficacité de l'émetteur de groupe. L'utilisation généralisée de ce type de haut-parleurs à l'étranger est due à plusieurs raisons. La première est qu'à l'aide de plusieurs têtes de petite puissance, il est possible de créer un haut-parleur de grande puissance. Ainsi, dans un magazine de radio amateur suédois, des descriptions de haut-parleurs amateurs contenant jusqu'à 6-8 du même type de têtes large bande de 20 W chacune ont été publiées. De tels haut-parleurs peuvent fonctionner avec des amplificateurs ayant une puissance de sortie allant jusqu'à 100-200 watts. Une autre raison de la diffusion des radiateurs de groupe est leur amélioration inhérente des rendements aux fréquences moyennes et surtout les plus basses. Cette amélioration est due à une augmentation de la surface d'ouverture des diffuseurs, proportionnelle au nombre de têtes. Aux fréquences les plus basses, cette augmentation est de 6 dB pour quatre têtes, 8 dB pour six et 9 dB pour huit. Pour cette raison, la bande passante des fréquences effectivement reproductibles est étendue à la région des fréquences inférieures d'environ un tiers ou une demi-octave par rapport à la bande passante d'une seule tête dans la même conception. La troisième raison est que la profondeur du boîtier d'un tel haut-parleur peut être 1,5 à 2 fois inférieure à celle d'un haut-parleur à une seule tête, c'est-à-dire que le radiateur de groupe peut être assez plat et peut être placé sur le sol près du mur ou même accroché au mur. Arrêtons-nous sur deux variantes de conception d'un haut-parleur de type radiateur de groupe, contenant quatre têtes dynamiques de 6 W chacune. Dans ces haut-parleurs, il est plus pratique d'utiliser des têtes basse fréquence de type 6GD-2. Avec une diminution des diamètres des trous, il est possible d'utiliser des têtes de type 4GD-4 ou 4GD-7, 4GD-av. 4GD-35, 4GD-36. La préférence devrait être donnée aux premières et deux dernières têtes.
La conception des boîtiers des deux variantes est illustrée à la Fig. 3, a, b. Les caisses sont en aggloméré de 20 mm d'épaisseur. Les détails sont assemblés sur des vis et de la colle. La différence entre les options réside dans la forme de la paroi frontale : sur la fig. 3, et il est plat, dans la Fig. 3,6 - légèrement plié au milieu. Les deux conceptions ont approximativement les mêmes caractéristiques dans la région des basses fréquences.Les résultats des calculs effectués par l'auteur sont présentés à la Fig.4, à partir de laquelle on peut voir qu'une augmentation notable du recul des têtes avec une distance entre les centres de leurs diffuseurs égal à 260 mm est observé à partir d'une fréquence de signal inférieure à 600 Hz.
Le principal avantage d'un haut-parleur avec un panneau avant cassé (Fig. 3b) est une uniformité de rayonnement quelque peu meilleure aux moyennes et hautes fréquences dans les deux plans. Pour un haut-parleur avec une face avant plate (Fig. 3a), au contraire, le diagramme de rayonnement se rétrécit à ces fréquences. Récemment, les radiateurs de groupe ont été largement utilisés ; ils sont souvent utilisés comme radiateurs basse fréquence pour les systèmes avec plusieurs bandes de séparation de fréquence de signal. De tels systèmes, conçus pour une puissance d'entrée allant jusqu'à 50-100 W ou plus, sont largement utilisés pour les scènes sonores, les salles de danse et les discothèques. littérature:
Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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