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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Tête coaxiale dans le haut-parleur du canal central. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / l'audio L'auteur propose d'utiliser les avantages d'une tête dynamique coaxiale dans le haut-parleur de canal central d'un haut-parleur de cinéma maison. Les connaisseurs de bon son, qui disposent déjà d'une enceinte colonne stéréo de haute qualité, ne seront certainement pas satisfaits des enceintes "one-box cinema", et l'achat d'un ensemble acoustique 5.1 à part entière peut créer non seulement un problème financier, mais aussi des difficultés de placement. On peut supposer que parmi les lecteurs du magazine, peu de personnes peuvent allouer une pièce pour écouter de la musique et une autre pour un home cinéma (DC). Placer les deux ensembles dans la même pièce transformera inévitablement même un salon spacieux en une sorte d'entrepôt surchargé d'équipements audio et vidéo. Supprimer partiellement la gravité de ces problèmes peut être une combinaison de systèmes, c'est-à-dire l'ajout d'un haut-parleur stéréo existant à un ensemble de 5.1. La tâche la plus difficile à résoudre dans ce cas est la sélection du haut-parleur du canal central. Contrairement aux haut-parleurs arrière, qui peuvent être un haut-parleur d'étagère bon marché, et un subwoofer, le choix des haut-parleurs de canal central individuels est limité. La solution dans une telle situation peut être sa production indépendante. Malheureusement, il existe très peu de publications sur la fabrication indépendante d'un haut-parleur pour le canal central d'un centre de loisirs; l'un d'eux est l'article [1]. Dans la conception qui y est décrite, des têtes dynamiques de SEAS sont utilisées. La société norvégienne SEAS est spécialisée dans la production de têtes dynamiques de classe moyenne et supérieure. Sa vaste gamme est formée en combinant des variétés de boîtiers, diffuseurs, suspensions et systèmes magnétiques. Par conséquent, les têtes de ces fabricants avec des paramètres formellement différents ont souvent un son similaire ("propriétaire"). Après avoir lu cet article, il y avait un désir de répéter la construction qui y est décrite. Avant de commencer la fabrication du haut-parleur à canal central, les spécifications des têtes ont été soigneusement étudiées, des calculs ont été effectués et, à la suite de l'analyse, il a été décidé de faire une conception complètement différente, mais en utilisant des produits des mêmes SEAS. Ce qui suit est une description d'un tel haut-parleur de canal central "alternatif". Peut-être que l'article sera également utile aux lecteurs de la revue qui ont décidé de répéter AS A. Demyanov. Dans l'analyse et le développement, l'auteur a été guidé par l'ensemble d'exigences suivant, que l'on pourrait appeler les conditions de suffisance raisonnable pour résoudre le problème : - son correspondant au niveau Hi-Fi ;
Le refus de fabriquer un haut-parleur à partir de l'article [1] en faveur d'une option alternative est dû aux raisons suivantes. La fréquence de coupure inférieure indiquée dans la spécification de l'enceinte (65 Hz, -3 dB) semble trop optimiste. Le calcul donne une fréquence de coupure nettement plus élevée, et à la fréquence de 65 Hz indiquée par l'auteur, la diminution de la réponse en fréquence dépasse 6 dB. Les paramètres de colonne suivants ont été utilisés dans le calcul : volume utile - 10 l, réglage de l'inverseur de phase - 63 Hz (diamètre interne du port de l'inverseur de phase - 5,4 cm, longueur - 12 cm). Les paramètres de la tête H149 ont été extraits du site Web du fabricant [2]. En termes de rapport qualité/prix, le design décrit ne semble pas optimal. L'utilisation de quatre têtes LF-MF identiques augmente non seulement le niveau de rendement maximal aux fréquences les plus basses, mais également le prix - lors de l'achat auprès de revendeurs russes SEAS, un jeu de têtes coûtera plus de 7000 XNUMX roubles. L'absence de blindage magnétique dans ce haut-parleur empêche son utilisation en conjonction avec un téléviseur CRT. Le haut-parleur présente une grande complexité de fabrication. Les inconvénients comprennent également un diagramme de rayonnement étroit dans le plan horizontal.
Sur le dernier, peut-être, il faut s'attarder plus en détail. La conception, dans laquelle le tweeter est situé entre les têtes MF (ou LF-MF), est devenue la norme de facto pour le haut-parleur du canal central et est utilisée dans la plupart de ces produits. En conséquence, les paramètres acoustiques ont été sacrifiés pour la conception ; avec cette conception, le diagramme de rayonnement du haut-parleur peut presque toujours être décrit comme insatisfaisant. Sur la fig. À titre d'exemple, la figure 1 montre la réponse en fréquence d'un haut-parleur de canal central Karat CM7DC typique de la société allemande CANTON [3] à différents angles de déviation du microphone de mesure par rapport à l'axe du haut-parleur. Aux angles de +/-30° (courbe bleue), au lieu d'une caractéristique initiale presque plate prise sur l'axe du rayonnement (ligne rouge), on obtient une réponse en fréquence irrégulière avec des pics et des creux périodiques, à partir d'une fréquence de 500 Hz. Ceci est le résultat de l'interférence des ondes sonores émises par deux têtes LF-MF. La colonne décrite dans [1] ne fait pas exception. Sur son panneau avant, les têtes sont situées sur une seule ligne, ce qui est peut-être justifié du point de vue de l'esthétique technique, mais conduit à une netteté excessive du diagramme de rayonnement dans le plan horizontal. Avec un écart par rapport à l'axe de seulement 22°, la pression acoustique des deux têtes extrêmes est déjà déphasée à une fréquence de 1 kHz. À une fréquence de 2 kHz, la même chose se produit à la moitié de l'angle. Ainsi, le haut-parleur du canal central avec quatre haut-parleurs de milieu de gamme fournit l'équilibre tonal correct uniquement pour le public (auditeurs) assis en face.
Une uniformité spatiale du rayonnement nettement meilleure est fournie par les haut-parleurs, où une seule tête avec un agencement coaxial de cônes médium et haute fréquence est utilisée; on peut également s'attendre à ce qu'ils aient un bon équilibre tonal dans une vraie pièce. Les haut-parleurs de canal central à tête coaxiale sont largement utilisés dans leurs ensembles de cinéma des catégories de prix moyennes et élevées par les sociétés anglaises KEF et TANNOY - des sociétés très respectées parmi les audiophiles. On sait depuis longtemps que l'utilisation d'une tête coaxiale offre les meilleures caractéristiques de directivité possibles à des fréquences problématiques - dans le domaine du fonctionnement conjoint des liaisons moyenne et haute fréquence. Sur la fig. La figure 2 montre la réponse en fréquence du haut-parleur Q9C fabriqué par KEF [3], prise dans les mêmes conditions que pour le Karat CM7DC mentionné ci-dessus. L'avantage des enceintes avec Q9C en termes d'uniformité de la directivité est plus qu'évident. C'était l'argument principal pour le développement et la fabrication d'un haut-parleur de canal central basé sur une tête coaxiale. Malheureusement, il n'est pas possible d'acheter des têtes KEF et TANNOY en Russie. Parmi les têtes dynamiques disponibles pour le radioamateur russe, à la connaissance de l'auteur, seul SEAS fabrique de tels produits. Par conséquent, la tête coaxiale à blindage magnétique P17RE / XTVF (H653-04) a été choisie en partant du principe qu'elle serait mieux combinée en son avec le haut-parleur avant de l'auteur, où les têtes P17REX / P (H602) avec un cône et une suspension identiques étaient utilisé comme milieu de gamme. Il convient de noter que deux têtes à part entière sont structurellement combinées dans la tête sélectionnée, mais cette conception n'a rien à voir avec les blocs de tête "coaxiaux" bon marché largement utilisés dans l'audio automobile. Principaux paramètres techniques Résistance nominale / minimale, Ohm 4 / 3,5
Sur la fig. 3 montre l'aspect du haut-parleur. Le corps a une forme rectangulaire simple. Les bords du panneau avant sont légèrement arrondis, mais cela, comme bien sûr tout ce qui concerne la finition extérieure du boîtier, est une question de goût.
Le graphique de réponse en fréquence du haut-parleur est illustré à la fig. 4. Étant donné que les mesures ont été prises à domicile, l'influence de la pièce ne pouvait être évitée. Par conséquent, les caractéristiques obtenues ne doivent pas être considérées comme absolument exactes, mais elles sont tout à fait suffisantes pour évaluer le résultat obtenu. Les mesures ont été effectuées en utilisant la méthode de tonalité à glissement de fréquence en utilisant le logiciel libre RMAA 5.5 [4] et le microphone ECM8000 de BEHRINGER, installé à une distance de 60 cm de la surface du panneau avant sur l'axe de la tête, puis à un angle de 30° à celui-ci. La ligne noire correspond à 0° et la ligne rouge à 30°.
Les résultats obtenus démontrent clairement les avantages d'une tête coaxiale - la réponse en fréquence, prise sous un angle de 30°, semble encore plus préférable, ayant moins d'irrégularités que la réponse axiale. Bien sûr, cela ne s'applique pas aux fréquences les plus élevées (supérieures à 15 kHz). Sur la fig. 5 montre un tracé du module d'impédance du haut-parleur. On peut en déduire que la fréquence d'accord résultante de l'inverseur de phase est d'environ 40 Hz.
Sur la fig. 6 montre un schéma de filtre croisé. La fréquence de séparation de bande est choisie égale à 4,5 kHz, ce qui est dû à la fréquence relativement élevée de la résonance propre de la tête RF (1,8 kHz). Pour les mêmes raisons, un filtre passe-haut du troisième ordre a été appliqué. Pour égaliser le retour dans la bande de travail de la tête, une résistance R1 est introduite dans le circuit HPF. Le condensateur C1 compense la chute du recul de la tête aux fréquences les plus élevées. Le filtre passe-bas, associé à la décroissance naturelle de la tête LF à des fréquences supérieures à 5 kHz, vous permet de faire correspondre la réponse en fréquence des têtes dans la région de fréquence de croisement sans irrégularité significative.
Les têtes sont connectées électriquement en polarité opposée. Le filtre croisé utilise des résistances bobinées C5-16 d'une puissance de 5 W. Condensateurs - film K73-16. Le starter L1 est sans cadre et contient 70 spires de fil PETV-2 d'un diamètre de 1,12 mm. Le diamètre intérieur de la bobine est de 31 mm. hauteur - 20 mm. Le starter L2 est enroulé sur un cadre d'un diamètre de 32 mm et d'une hauteur de 38 mm (une bobine vide pour la soudure a été utilisée) et contient 110 tours de fil PETV-2 d'un diamètre de 1,32 mm. En cas de remplacement, il est préférable d'utiliser des condensateurs de la série K73, K78 (par exemple, K73-17, K78-12 ou autres). Bien entendu, des composants audiophiles conviennent également au filtre : condensateurs Solen et analogues ; selfs et câbles en cuivre sans oxygène. Cependant, à partir des paramètres objectifs du haut-parleur, cela ne changera qu'un seul - le prix. Sur la fig. 7 montre un dessin d'une enceinte de haut-parleur. Il est fait de contreplaqué de 18 mm d'épaisseur, qui peut être remplacé par des panneaux de particules ou de fibres (MDF). Pour augmenter la rigidité des parois, ainsi que pour faciliter la fixation de la paroi arrière du boîtier, des blocs de bois d'une section de 35x35 mm ont été utilisés. Le volume interne effectif du boîtier est d'environ 12 litres.
Le tuyau inverseur de phase (type TR-45) et le bornier sont achetés. Le trou pour le bloc n'est pas représenté sur le dessin du boîtier. Le port bass-reflex est placé sur la paroi arrière du boîtier, de sorte qu'en cas de montage mural, la conception acoustique se transformera en une conception fermée. Les paramètres du tuyau pour l'autoproduction sont les suivants: longueur - 140 mm, diamètre intérieur - 41 mm. Avec ces paramètres, la fréquence d'accord de l'inverseur de phase est proche de 40 Hz, et la fréquence de coupure calculée au niveau de -3 dB est de 50 Hz. La surface intérieure de la boîte, à l'exception des parois avant et arrière, est recouverte d'une couche de mousse de polyéthylène de 5 mm d'épaisseur (non représentée sur le dessin). Le volume interne libre est rempli de polyester de rembourrage. L'espace autour du tube inverseur de phase et entre le tube et la tête est laissé libre. Le filtre est fixé sur la paroi arrière du boîtier. La conception proposée a une faible complexité de fabrication, mais elle peut être encore réduite si une boîte fermée est choisie comme conception acoustique. Dans ce cas, la fréquence de coupure inférieure (au niveau de -3 dB) passera à 90 ... 100 Hz (la valeur exacte dépend de la quantité et du type de charge insonorisante dans le boîtier), ce qui est toujours acceptable pour une enceinte de canal central. Vous vous posez peut-être une question raisonnable : si les avantages des têtes coaxiales sont si évidents, pourquoi n'ont-elles pas encore remplacé les têtes conventionnelles ? Le fait est qu'en plus des avantages évidents, les têtes coaxiales présentent également des inconvénients. Avec une conception coaxiale, un cône plus grand agit comme un cornet pour un plus petit. Cependant, un tel "cornet" est loin d'être optimal: après tout, sa forme est conçue, avant tout, pour obtenir la réponse en fréquence la moins inégale aux fréquences moyennes. Le problème de l'optimisation de la forme d'un grand diffuseur pour la solution simultanée des deux problèmes n'a pas été totalement résolu à ce jour. Si nous comparons la réponse en fréquence du haut-parleur décrit dans cet article et la réponse en fréquence du haut-parleur KEF Q9C illustré à la Fig. 2, il est impossible de ne pas remarquer leur similitude surprenante dans la gamme de fréquences au-dessus de 5 kHz. Les fréquences auxquelles les pics et les creux de la réponse en fréquence sont observés sont pratiquement les mêmes pour les deux haut-parleurs. C'est la particularité du comportement des têtes coaxiales de cette conception aux hautes fréquences. Cependant, dans les situations où une grande homogénéité spatiale du champ sonore est requise, il n'y a pratiquement pas d'alternative aux haut-parleurs coaxiaux, et le haut-parleur du canal central est un tel cas. L'oreille humaine est très sensible au déséquilibre tonal dans les médiums, mais "pardonne" facilement une réponse en fréquence inégale aux hautes fréquences. Le haut-parleur utilise une modification de la tête avec la résistance de la bobine acoustique de l'émetteur basse fréquence égale à 4 ohms. En vente, on le retrouve sous le nom commercial WP172SCOAX. Vous trouverez ci-dessous les principaux paramètres de la section des basses de cette tête. Principales caractéristiques techniques Fréquence de résonance principale, Hz ...40
Malgré le fait que le haut-parleur s'est avéré être assez grave, lors de son utilisation avec un récepteur de cinéma maison, il est préférable de limiter le spectre du signal fourni par le bas à une fréquence de 80 Hz, recommandée par le THX la norme. Cela empêchera l'apparition d'une distorsion d'intermodulation due à la surcharge des haut-parleurs avec des signaux basse fréquence et augmentera la "transparence" du son aux fréquences moyennes. Et laissez le subwoofer mieux reproduire les graves, dans lequel le récepteur enverra les basses fréquences "coupées". littérature:
Auteur : D. Gorshenin, Moscou ; Publication : radioradar.net
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