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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Système acoustique pour l'autoproduction. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Haut-parleurs Maintenant en vente (au moins dans les grandes villes), vous pouvez acheter les systèmes acoustiques les plus divers en termes de puissance, de conception, d'encombrement et de coût pour presque tous les goûts, allant de petits volumes de 2...3 dm3 jusqu'à des volumes au sol supérieurs à un mètre cube. Cependant, la grande majorité de ces systèmes ont une caractéristique commune : ils sont tous du type à compression. Cela signifie que le boîtier du haut-parleur est hermétiquement fermé et que le cône du haut-parleur fonctionne comme un piston, dont le cylindre contient un volume constant d'air enfermé à l'intérieur. tous les systèmes de compression présentent un certain nombre d'avantages incontestables, parmi lesquels les plus importants sont les suivants : 1. Le court-circuit acoustique entre les côtés avant et arrière du cône du haut-parleur est complètement éliminé, ce qui augmente la réponse relative (mais pas absolue !) aux fréquences extrêmes les plus basses et, par conséquent, réduit l'inégalité globale de la réponse en fréquence due à cette partie du spectre.
Cependant, comme on dit, seul le fromage dans une souricière est gratuit. Tout le reste doit être payé. Dans le cas des haut-parleurs à compression, le compromis est leur efficacité et donc la puissance électrique qu'il faut fournir au système pour obtenir un volume sonore suffisant. Les lecteurs ont probablement fait attention au fait que la plupart des récepteurs portables et compacts modernes, des magnétophones radio, ainsi que leurs jumeaux de voiture, ont une puissance de sortie de passeport de 50, 60, 100 et même 300 W ! Pendant ce temps, la grande majorité des anciennes radios à tubes et radios, même de la classe la plus élevée, avaient une puissance de sortie 10 ... 20 fois inférieure. Par exemple, la radio stéréo de la console la plus élevée "Symphony" avait une puissance de sortie de chaque canal qui ne dépassait pas 6 W, les récepteurs de bureau de première classe "Lettonie", "Mir", "T-689" avaient une puissance de sortie de 5 W, bien que le volume de leur son n'était en aucun cas inférieur, mais plutôt supérieur à celui de l'autoradio d'aujourd'hui avec une puissance nominale de 2x30 watts. Quel est le problème? Mais le fait est qu'avant l'utilisation généralisée des équipements radio à transistors, pas de compression, mais des radiateurs exclusivement ouverts étaient utilisés comme systèmes acoustiques, c.-à-d. ceux dans lesquels la face arrière des cônes du haut-parleur communiquait avec le volume d'air de la pièce à travers la paroi arrière perforée du boîtier. Bien que ces haut-parleurs ouverts n'aient pas les avantages des systèmes de compression, ils offrent néanmoins une excellente qualité sonore avec beaucoup moins de puissance électrique absorbée. Une comparaison des deux types de systèmes d'enceintes est fournie afin que le radioamateur puisse faire le bon choix. Le fait est que la nomenclature actuelle des puissants transistors terminaux permet d'obtenir une puissance de sortie non déformée de 50 et 100 W avec un rendement exceptionnellement élevé, car des solutions de circuit spéciales permettent à ces transistors de fonctionner en classe B sans pratiquement aucune distorsion non linéaire notable. Dans ce cas, l'utilisation de systèmes acoustiques à compression est non seulement possible, mais également tout à fait justifiée. La situation est différente avec les amplificateurs à tubes. Les étages d'extrémité de tube modernes ne peuvent fonctionner qu'en pure classe A. Ceci est nécessaire pour assurer un niveau acceptable de distorsion non linéaire. Mais ceci, comme vous le savez, est le mode le moins économique. De plus, les lampes terminales puissantes consomment un courant important à travers le circuit à filament, il s'avère donc que même avec une puissance de sortie de 10 ... 15 W, l'amplificateur consomme plus de 100 W du réseau. Il est clair qu'il est tout simplement inutile de créer un amplificateur à tubes d'une puissance de sortie de 100 W ou plus pour l'accumulation normale d'un système de compression suffisamment puissant : il consommera au moins 1 kW du réseau et, par conséquent, générera de la chaleur sur à égalité avec un fer à repasser ou une cuisinière électrique. Il s'ensuit qu'un système de haut-parleurs de type ouvert est préférable à un amplificateur à tube. Mais de tels systèmes ne sont aujourd'hui produits par presque aucune entreprise, que ce soit en Russie ou à l'étranger. Que reste-t-il au lecteur à faire ? Il lui reste à construire lui-même un tel système. Pour ceux qui ne l'ont jamais fait, nous vous informons que ce n'est pas du tout aussi simple que cela puisse paraître au premier abord, et que construire un système de haut-parleurs de haute qualité n'est pas plus facile que de construire un amplificateur de haute qualité. Par conséquent, nous donnerons non seulement une description détaillée de l'un des systèmes (loin d'être le plus complexe), mais nous l'accompagnerons également d'explications et de commentaires qui vous aideront à aborder avec compétence le choix des types d'enceintes, à déterminer la forme et la taille du boîtier et matériaux de structure pour sa fabrication. Vous devez commencer à concevoir un système acoustique en définissant les paramètres de base. Les principaux indicateurs de tout système d'enceintes sont : 1. Plage de fréquences vraiment reproductible pour la pression acoustique.
Ces paramètres sont directement liés au choix des types et du nombre de haut-parleurs pouvant résoudre ce problème. Là encore, une petite digression dans le domaine de la théorie est nécessaire, sans laquelle une grande partie du raisonnement ultérieur peut s'avérer incompréhensible. Commençons par regarder comment fonctionne un haut-parleur. Pour un rayonnement efficace des fréquences les plus basses, le cône du haut-parleur doit avoir la surface rayonnante maximale possible (surface du cône), une suspension extrêmement souple (ondulation élastique et faible élasticité de la suspension), ce qui entraîne une inertie suffisamment importante de l'ensemble du système. Cependant, aux basses fréquences de la gamme, cela n'affecte pratiquement pas négativement la qualité sonore des instruments de basse. Pour reproduire efficacement les hautes fréquences de la gamme (à partir de 8 ... 10 kHz), les exigences pour le haut-parleur sont inversées. Le diffuseur peut être petit, mais forcément rigide : très souvent, pour atteindre cet objectif, un diffuseur en papier est imprégné de vernis bakélite, et pour les modèles les plus chers (principalement des firmes occidentales) ils sont en plastique ou en duralumin léger. La suspension de la bobine est rendue rigide et la moins inertielle possible. Même ce qui a été dit suffit pour comprendre qu'un haut-parleur est indispensable pour un rayonnement efficace d'un large spectre de fréquences. En effet, la grande majorité des systèmes de haut-parleurs à large bande se composent de trois haut-parleurs différents ou plus. Pourquoi trois et pas deux ? Parce qu'un bon haut-parleur basse fréquence avec une basse fréquence de sa propre résonance mécanique ne rayonne efficacement que des fréquences ne dépassant pas 4 ... 6 kHz, et les têtes haute fréquence commencent à fonctionner à partir de 8 ...
Dans la version de l'auteur, ce concept s'exprime dans le choix trois haut-parleurs industriels standard: 1. 6GD-2 RRZ - comme principale basse fréquence (bande de fréquence 40 ... 5000 Hz, fréquence de résonance naturelle 25 ... 35 Hz, puissance nominale 8 W, impédance XNUMX Ohm). Il a été utilisé dans le stéréoradiol haut de gamme "Symphony".
Il est probable qu'il soit impossible d'acheter ces haut-parleurs particuliers aujourd'hui. Il n'y a rien à craindre, car les types disponibles à la vente ne sont non seulement pas pires que ceux indiqués, mais les dépassent souvent dans les indicateurs de base. Cela n'a d'importance que lors de leur choix.Respectez les rapports de puissances nominales donnés (6:4:1) et, si possible, les rapports d'impédances. Il va sans dire que la puissance nominale des haut-parleurs de remplacement ne peut être inférieure à celles recommandées. Eh bien, pour ceux qui n'ont pas l'intention de s'engager dans des calculs et une conception indépendants, nous donnerons une description détaillée du système stéréo acoustique Hi-Fi le plus simple, mais néanmoins tout à fait conforme aux exigences, composé de deux haut-parleurs identiques de 10 watts - fournissant son avec une grande marge de surface jusqu'à 50 m et spécialement conçu pour l'amplificateur stéréo 2x8 (10) W décrit précédemment. Commençons donc par le cas. Pour sa fabrication, vous aurez besoin de 10 ... feuilles de caoutchouc en contreplaqué (de préférence d'aviation) sans défaut (vous pouvez utiliser de vieux tubes de voiture), ainsi que de 12 tampons d'expédition spéciaux en carton en vrac utilisés dans l'emballage et le transport de oeufs de poule, et bonne menuiserie ou colle de caséine. De plus, vous aurez besoin d'outils de menuiserie et de menuiserie spéciaux pour le travail du bois (sciage longitudinal d'une planche épaisse, sciage de contreplaqué, rabotage, découpe de trous pour haut-parleurs dans le panneau avant et perforations sur les murs arrière), ainsi que de pinces larges ou de pinces pour fabrication d'un bouclier avant collé. Les figures montrent des dessins de différentes parties du boîtier et sa vue générale, indiquant les dimensions principales. Quant au nombre, à la forme et à la taille des trous du bouclier avant, ils seront déterminés uniquement par l'encombrement des haut-parleurs utilisés par le radioamateur et leur nombre. Les dimensions indiquées sur la figure correspondent à des haut-parleurs de type 6GD-2 RRZ (basse fréquence), 4GD-7 (moyenne fréquence) et 1GD-3 RRZ (haute fréquence). Il convient de noter qu'en cas d'utilisation de haut-parleurs de tout autre type, leur position relative et les coordonnées des centres sur le panneau avant doivent être conservées comme indiqué sur le dessin. Si deux identiques sont utilisés au lieu d'un haut-parleur haute fréquence, ils doivent être placés côte à côte, horizontalement et symétriquement par rapport aux coordonnées indiquées sur le dessin pour 1GD-3. Ils doivent être reliés entre eux en série et en phase. Le travail devrait commencer par la partie la plus difficile et la plus longue - la fabrication du bouclier avant. Ce bouclier est assemblé à partir de barres individuelles d'épicéa ou de pin, découpées dans une seule planche bien séchée et non déformée d'une épaisseur d'au moins 30 mm (sous forme rabotée). La planche est sciée dans le sens de la longueur en barres séparées d'une section de 30x30 mm et d'une longueur de 1,1 m (avec une marge technologique). Après avoir soigneusement traité les barres avec du papier de verre grossier, elles sont collées avec une planche de la largeur requise (avec une petite marge) à l'aide de colle de menuisier ou de caséine et, en la serrant dans des pinces ou des pinces, laissez-la sécher pendant au moins une semaine.
Vous pouvez garnir le boîtier d'un placage précieux (noyer, bouleau de Carélie) ou le coller avec un film autocollant "semblable au bois". La finition extérieure doit être complètement finie avant l'assemblage final de l'unité.
Maintenant, nous devons faire les murs du fond. Ils sont découpés dans du contreplaqué de 4 mm exactement à la taille de la "fenêtre" arrière du boîtier. Ensuite, vous devez prendre trois tablettes d'expédition des œufs et les mettre sur la table avec le côté « libre » du carton vers le bas. Avec un couteau tranchant ou une lame de scie à métaux, vous devez couper à ras tous les cônes "lisses" dépassant du dessus, puis placez les trois tablettes avec le côté coupé sur la paroi arrière et marquez les futurs trous dans la paroi arrière à travers les trous formés dans le tablette avec un crayon. Une fois tous les trous marqués découpés dans le contreplaqué, le mur du fond doit être peint avec une teinture ou une autre peinture soluble dans l'eau, la gaze est collée à l'intérieur sur toute la surface et, une fois complètement sèche, les plaques préparées sont collés sur la gaze, en veillant à ce que les trous soient précisément positionnés contre les trous du mur du fond. Sur ce, vous pouvez considérer la fabrication des parois arrière terminée et revenir au panneau avant. Si le panneau avant est bien séché et que la colle relie "étroitement" les barres individuelles en une planche entière, vous devez la couper avec précaution et avec une grande précision à la taille souhaitée. Une telle taille est considérée comme nécessaire pour qu'après avoir collé des bandes-ceintures en caoutchouc d'étanchéité sur les quatre côtés d'extrémité de la carte, la carte s'adapte étroitement et sans espace à l'intérieur du boîtier depuis la face avant. La fixation de la carte au boîtier peut être résolue de différentes manières. Dans les conceptions de l'auteur, des supports de montage avec des rondelles et des "agneaux" du montage du kinéscope au boîtier du téléviseur ont été utilisés.
Lorsque le panneau avant s'adapte exactement à l'ouverture du boîtier et est collé aux extrémités avec des bandes de caoutchouc, vous pouvez commencer à percer des trous pour les haut-parleurs. Dans ce cas, il faut tenir compte du fait que le diamètre du trou dans la carte, au millimètre près, doit correspondre à la distance entre les bords intérieurs de l'autocollant en carton sur le haut-parleur depuis le côté diffuseur. Après avoir coupé tous les trous, les extrémités intérieures des trous doivent être soigneusement poncées avec du papier de verre, essuyées de la poussière résultante et recouvertes de tout vernis ou peinture nitro. Maintenant, sur le côté extérieur de la planche, vous devez coller ou étirer du tissu radio ou toute autre matière, mais toujours rare (transparente) à l'aide de petits œillets. Ce n'est qu'alors que les haut-parleurs peuvent être installés sur le panneau avant, tout en assurant leur centrage absolument précis par rapport aux trous de la carte. Les six tablettes "œufs" restantes (pour chacune des caisses) doivent être clouées ou collées sur les côtés intérieurs des parois latérales de la caisse (trois pour chaque paroi) avec une couche de carton "lâche" à l'intérieur de la caisse. Cela permet d'éliminer presque complètement les réflexions des parois latérales et arrière du boîtier et de réduire considérablement les pics et les creux de la réponse en fréquence de l'unité en termes de pression acoustique. Les haut-parleurs sont connectés les uns aux autres conformément au schéma de la fig.
Les paramètres des pièces indiquées dans ce schéma correspondent aux types de haut-parleurs utilisés. Tenez compte de la mise en phase des haut-parleurs à l'intérieur des haut-parleurs et des haut-parleurs entre eux. C'est une question extrêmement importante, car avec un phasage incorrect, même un système parfaitement assemblé fonctionnera très mal. Malheureusement, de nombreux radioamateurs ne le savent pas ou n'y attachent pas d'importance, payant les mauvaises performances de bons haut-parleurs. La signification physique de la mise en phase est que dans un groupe de haut-parleurs connectés en parallèle, en série ou mixtes fonctionnant à partir d'une ligne commune à deux fils, lorsqu'une tension continue de polarité positive ou négative est appliquée à l'entrée de la ligne, les diffuseurs de tous les haut-parleurs réagissent de la même manière : soit ils sont aspirés dans l'entrefer magnétique, soit ils en sont expulsés. Il est inacceptable que les cônes de différents haut-parleurs se déplacent dans des directions opposées. En pratique, les choses sont un peu plus compliquées. Le fait est que le haut-parleur haute fréquence est connecté à la ligne via un condensateur d'isolement et que le haut-parleur moyenne fréquence est shunté par un starter, donc lorsqu'une batterie (1,5 V) est connectée à la ligne, vous ne pouvez tout simplement pas remarquer la déviation du diffuseur. Ainsi, pour le moment de la vérification du mode commun, le condensateur d'isolement doit être court-circuité avec un cavalier et l'inductance doit être dessoudée d'un côté (n'importe lequel). Pour changer la mise en phase de n'importe quel haut-parleur, vous devez échanger les fils qui lui conviennent, et après avoir terminé le travail, n'oubliez pas de restaurer le circuit temporairement interrompu. Une fois que tous les haut-parleurs à l'intérieur de chacun des haut-parleurs sont en phase, les haut-parleurs doivent être mis en phase les uns avec les autres. Pour ce faire, les deux haut-parleurs doivent être placés à proximité l'un de l'autre à une distance de 2 ... 3 m de l'opérateur "face" à lui, allumés en parallèle et un signal d'un générateur de sons d'une fréquence de 200 Hz de un niveau très bas doit être donné, de sorte que le son soit à peine audible . Un fil de l'un des haut-parleurs (n'importe lequel) doit être cassé et un long morceau de fil de connexion doit être inclus dans l'espace résultant afin que l'opérateur, étant à une distance de 3 m des haut-parleurs, puisse alternativement fermer et ouvrir le cassé circuit. Si, lorsque le circuit interrompu est fermé, le volume ne change guère ou augmente très légèrement, les haut-parleurs sont correctement mis en phase. Si, lors de la connexion d'un deuxième haut-parleur ouvert, le volume sonore diminue fortement ou si le son cesse d'être entendu, les haut-parleurs sont activés en opposition de phase. Dans ce cas, les fils de l'un d'eux (peu importe lequel) doivent être inversés et assurez-vous encore une fois que les haut-parleurs fonctionnent en phase. Après cela, les extrémités portant le même nom des fils des deux haut-parleurs doivent être marquées (repeintes avec de la peinture, enveloppées de ruban isolant, enfilées sur un "bas" de chlorure de vinyle), afin qu'elles puissent ensuite être correctement soudées aux connecteurs ou autres connecteurs qui excluent la connexion sans phase de deux haut-parleurs aux sorties des canaux d'amplification stéréo. Il est utile de vérifier à nouveau le mode commun avec l'amplificateur de travail, car il peut s'avérer que les enroulements secondaires des transformateurs de sortie dans les deux canaux de l'amplificateur ont des phases différentes en sortie. Avec un tel test, un signal d'une fréquence de 200 Hz provenant du générateur doit être appliqué simultanément aux deux entrées de l'amplificateur. Et enfin, une dernière note sur les colonnes. Étant donné que le courant à la puissance de crête (10 ... 12 W) dépasse 3 A, les fils de connexion doivent avoir une section suffisante pour qu'il n'y ait pas de chute de tension de signal notable sur eux d'une longueur de 3 ... 5 m. Il est préférable d'utiliser un cordon d'éclairage standard des appareils électroménagers comme fils de connexion pour les haut-parleurs. Les fils doivent être solides, les connexions qu'ils contiennent sont inacceptables. Avant d'utiliser les haut-parleurs, vous devez vérifier chacun d'eux pour l'absence de cliquetis. Pour ce faire, un générateur de son est connecté à l'entrée de l'amplificateur, le niveau du signal est réglé pour correspondre à la puissance nominale de l'enceinte (dans notre cas, 10 W) et la fréquence est modifiée très lentement dans toute la bande, de 40 Hz à 18 kHz, en maintenant la puissance de sortie inchangée et en écoutant attentivement l'apparition d'harmoniques et de hochets étrangers. Le plus souvent, ils sont causés par des rondelles desserrées sous les vis et les vis, un mur arrière mal vissé, des plaques insonorisantes qui ne sont pas bien collées, du tissu radio ou des copeaux qui sont lâchement tendus sur le panneau avant, de la sciure et de petits corps étrangers coincés entre le diffuseur et le tissu radio. Toutes les causes identifiées doivent être éliminées avant le début de l'exploitation du complexe. Et si vous n'étiez pas trop paresseux et que vous faisiez tout ce qui était recommandé, l'auteur vous garantit un son exceptionnel que les propriétaires d'enceintes à compression de 50 et 100 watts envieront. Auteur : tolik777 (alias Viper) ; Publication : cxem.net
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