Auto-assemblage du système d'enceintes<. Schéma, description

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Auto-assemblage du système acoustique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Haut-parleurs

Commentaires sur l'article

Il décrit comment créer un système d'enceintes de vos propres mains.

introduction

Récemment, de nombreuses questions sur les haut-parleurs et les subwoofers ont été entendues. La grande majorité des réponses se trouvent dans les trois premières pages de tout livre écrit par des professionnels. Le matériel s'adresse principalement aux débutants, aux paresseux ;) et aux bricoleurs ruraux, préparés sur la base de livres de I.A. Aldoshchina, V.K. Ioffe, en partie d'Ephrussi, de publications de magazines dans Wireless World, AM et (un peu) d'expérience personnelle. Les informations provenant d'Internet et de FIDOnet n'ont PAS été utilisées. Le matériel ne prétend en aucun cas être une couverture complète du problème, mais est une tentative d'expliquer les bases de l'acoustique sur les doigts.

Le plus souvent, la question ressemble à ceci: "J'ai trouvé un haut-parleur, que dois-je en faire?" Ou "Camarade, disent-ils qu'il existe de tels subwoofers?". Ici nous n'envisagerons qu'une seule solution à ce problème : Fabriquer un caisson en fonction de l'enceinte existante, avec des paramètres optimaux pour les basses fréquences, dans la mesure du possible. Cette option est très différente de la tâche du concepteur d'usine - tirer la fréquence inférieure du système à la valeur requise par les spécifications.

FAQ

Q: A l'occasion, j'ai trouvé un gros haut-parleur sans marques d'identification. Comment savoir si vous pouvez en faire un subwoofer ?

A: Vous devez mesurer ses paramètres T/S. Sur la base de ces données, décidez du type de conception HF.

Q: Qu'est-ce que les paramètres T/S ?

A: L'ensemble minimal de paramètres pour le calcul de la conception HF proposé par Till et Small :

Fs - fréquence de résonance du haut-parleur sans décoration

Qts - facteur de qualité complet du haut-parleur

Vas est le volume équivalent du haut-parleur.

Q: Comment mesurer les paramètres T/S ?

A: Pour ce faire, vous devez assembler un circuit à partir d'un générateur (vous pouvez utiliser une carte son d'ordinateur), un voltmètre, une résistance et un haut-parleur à l'étude. Le haut-parleur est connecté à la sortie du générateur avec une tension de sortie de plusieurs volts à travers une résistance d'une résistance d'environ 1 kOhm.

1. Nous supprimons V (F) = réponse en fréquence de la résistance du haut-parleur dans la région de résonance. L'enceinte doit être dans un espace libre (loin des surfaces réfléchissantes) pendant cette mesure. On trouve la résistance du haut-parleur en courant continu (cela sera bien pratique), on enregistre la fréquence de résonance dans l'air Fs (c'est la fréquence à laquelle les lectures du voltmètre sont maximales :), les lectures du voltmètre Uo à la fréquence minimale (enfin, par exemple 10 Hz) et Um à la fréquence de résonance Fs.
2. Trouvez les fréquences F1 et F2 auxquelles la courbe V(F) coupe le niveau V=SQRT(Vo*Vm).
3. Trouver Qts=SQRT(F1*F2)*SQRT(Uo/Um) / (F2-F1) c'est le facteur de qualité complet de l'enceinte, pourrait-on dire, la valeur la plus importante.
4. Pour trouver Vas, il faut prendre une petite boîte fermée de volume Vc, avec une ouverture légèrement inférieure au diamètre du diffuseur. Placez le haut-parleur fermement contre le trou et répétez les mesures. A partir de ces mesures vous aurez besoin de la fréquence de résonance du haut-parleur dans l'enceinte Fc.

Nous trouvons Vas=Vc*((Fc/Fs)^2-1). Cette technique a été écrite dans Audio Store #4 en 99. Il en existe d'autres lorsque l'on mesure les paramètres mécaniques de la tête, masse, souplesse, etc.

Q: J'ai maintenant des réglages d'enceintes, que dois-je en faire ?

A: Lors de la conception de chaque enceinte, elle est affinée pour un certain type de conception acoustique. Pour savoir exactement quoi, regardons le facteur de qualité.

Qts > 1,2 sont des têtes pour les boîtes ouvertes, de manière optimale 2,4

Qts < 0.8-1.0 - têtes pour les boîtes fermées, de manière optimale 0,7

Qts<0.6 - pour les inverseurs de phase, optimum - 0,39

Qts<0.4 - pour cornes
Il serait plus correct de trier les têtes non pas par le facteur de qualité, mais par la valeur de Fs/Qts. Je citerai de mémoire, la réticence à calculer les formules.

Écran Fs/Qts >30 (?) et boîtier ouvert

Fs/Qts > 50 boîtier fermé

Fs/Qts > 85

Fs/Qts >105 Bandes passantes (résonateurs passe-bande)

L'élasticité, la chair, la sécheresse et d'autres caractéristiques similaires du son émis par un haut-parleur de graves sont largement déterminées par la réponse transitoire du système formé par le haut-parleur, la conception des basses fréquences et l'environnement. Pour que ce système n'ait pas de surtension sur la réponse impulsionnelle, son facteur de qualité doit être inférieur à 0,7 pour les systèmes à rayonnement d'un côté de l'enceinte (fermé et inverseurs de phase) et à 1,93 pour les systèmes bidirectionnels (écran et ouvert conception de type boîte)

Q: Où puis-je lire sur la conception ouverte ?

A: Les tiroirs ouverts et les paravents sont le type de décoration le plus simple. Avantages : facilité de calcul, pas d'augmentation de la fréquence de résonance (seul le type de réponse en fréquence dépend de la taille de l'écran), facteur de qualité quasiment inchangé. Inconvénients : grande taille de la face avant. Des calculs suffisamment compétents et simples de ce type de conception peuvent être trouvés dans V.K. Ioffe, M.V. Lizunkov. Systèmes acoustiques domestiques, M., Radio et communication. 1984. Oui, et dans l'ancienne radio, il y a probablement des calculs radioamateurs primitifs.

Q: Comment calculer la boîte fermée?

A: Il existe deux types de conception "boîte fermée", l'écran sans fin et la suspension à compression. L'entrée dans l'une ou l'autre catégorie dépend du rapport entre la flexibilité de la suspension du haut-parleur et l'air dans la boîte, alpha est indiqué (d'ailleurs, le premier peut être mesuré, et le second peut être calculé et modifié à l'aide du remplissage). Pour un écran infini, le rapport de souplesse est inférieur à 3, pour une suspension à compression il est supérieur à 3-4. En première approximation, on peut supposer que les têtes avec un facteur de qualité supérieur sont affûtées pour un écran infini, avec un plus petit - pour une suspension à compression. Pour un haut-parleur tourné vers l'avant, une boîte de déflecteur à l'infini fermée a plus de volume qu'une boîte de compression. (D'une manière générale, lorsqu'il y a un haut-parleur, le cas optimal pour celui-ci a un volume défini de manière unique. Les erreurs qui se sont produites dans la mesure des paramètres et les calculs peuvent être corrigées dans une faible mesure en utilisant le remplissage). Les haut-parleurs pour boîtiers fermés ont des aimants puissants et des suspensions douces, contrairement aux têtes pour boîtiers ouverts. La formule de la fréquence de résonance d'un haut-parleur dans une conception de volume en V Fс=Fs*SQRT(1+Vas/V), mais une formule approximative qui relie les fréquences de résonance et les facteurs de qualité de la tête dans le boîtier (indice "c") et dans l'espace ouvert (indice "s") Fc/Qtc=Fs/Qts

En d'autres termes, il est possible de réaliser le facteur de qualité requis du système acoustique de la seule manière, à savoir en choisissant le volume de la boîte fermée. Quelle qualité choisir ? Les personnes qui n'ont pas entendu le son des instruments de musique naturels choisissent généralement des enceintes avec un facteur de qualité supérieur à 1,0. Les haut-parleurs avec un tel facteur de qualité (=1.0) ont la réponse en fréquence la moins inégale dans la région des basses fréquences (et qu'est-ce que le son a à voir avec cela ?), Au prix d'un léger dépassement de la réponse transitoire. La réponse en fréquence la plus régulière est obtenue à Q = 0.7 et une réponse impulsionnelle complètement apériodique à Q = 0.5. Les homogrammes pour les calculs peuvent être pris dans le livre ci-dessus.

Q: Dans les articles sur les colonnes, on trouve souvent des mots comme "approximation selon Chebyshev, Butterworth", etc. Qu'est-ce que cela a à voir avec les colonnes ?

A: Le système de haut-parleurs est un filtre passe-haut. Le filtre peut être décrit par une caractéristique de transfert. La caractéristique de transfert peut toujours être adaptée à une fonction connue. Dans la théorie des filtres, plusieurs types de fonctions puissance sont utilisées, nommées d'après les mathématiciens qui ont d'abord sucé telle ou telle fonction. La fonction est définie par l'ordre (exposant maximum, c'est-à-dire H(s)=a*S^2/(b2*S^2+b1*S+b0) a le second ordre) et un ensemble de coefficients a et b (à partir de ces coefficients, vous pouvez ensuite passer aux valeurs des éléments réels du filtre électrique, ou paramètres électromécaniques.) De plus, lorsqu'il s'agit d'approximer le transfert caractéristique avec un polynôme de Butterworth ou Chebyshev ou autre chose, cela doit être compris de telle manière que la combinaison des propriétés du haut-parleur et du boîtier (ou des capacités et inductances dans le filtre électrique) s'est avérée telle qu'avec le la plus grande précision les caractéristiques de fréquence et de phase peuvent être ajustées à l'un ou l'autre polynôme. La réponse en fréquence la plus douce est obtenue si elle peut être approchée par le polynôme de Butterworth. L'approximation de Chebyshev se caractérise par une réponse en fréquence semblable à une onde et une plus grande longueur de la section de travail (selon GOST jusqu'à -14 dB) aux fréquences les plus basses.

Q: Quel type d'approximation choisir pour un inverseur de phase ?

A: Ainsi, avant de construire un inverseur de phase simple, vous devez connaître le volume de la boîte et la fréquence d'accord de l'inverseur de phase (tuyaux, trous, radiateur passif). Si nous choisissons la réponse en fréquence la plus douce comme critère (et ce n'est pas le seul critère possible), alors nous obtenons le tableau suivant A) Qts < 0,3 - la courbe de quasi-troisième ordre sera la plus lisse B) Qts = 0,4 - meilleure décrit par les courbes de Butterworth C) Qts> 0,5 - vous devrez autoriser les ondes sur la réponse en fréquence, selon Chebyshev. Dans le cas A), l'inverseur de phase est réglé de 40 à 80 % au-dessus de la fréquence de résonance ; dans le cas B), à la fréquence de résonance ; dans le cas C) en dessous de la fréquence de résonance. De plus, dans ces cas, il y aura un volume différent du boîtier.Afin de trouver les fréquences d'accord exactes, il faut prendre les formules originales, qui sont assez lourdes pour être données ici. Par conséquent, j'envoie les personnes intéressées à l'AudioMagazin pour 1999, après ce programme éducatif, il sera déjà possible de le comprendre là-bas, ou aux livres d'Aldoshina. Et même les articles d'Ephrussi dans Radio for 69 conviendront.

Conclusion

Si après avoir lu tout cela, vous avez toujours envie de riveter quelque chose vous-même, vous pouvez prendre un programme sur Internet (comme WinspeakerZ) et tout calculer vous-même, en vous rappelant que vous ne pouvez pas faire de bonbons avec G.. Vous ne devez pas vous laisser emporter par la baisse de la fréquence de coupure, en aucun cas vous ne devez essayer de compenser la diminution de la réponse en fréquence de l'amplificateur. La réponse en fréquence peut s'égaliser un peu, mais le son sera enrichi d'une masse d'harmoniques et de sous-harmoniques. Au contraire, les meilleurs résultats, en termes d'agrément pour l'oreille, peuvent être obtenus en ruinant de force les fréquences les plus basses à l'entrée PA, c'est-à-dire fréquences inférieures à la fréquence de coupure du woofer. Autre remarque concernant les inverseurs de phase, une erreur de réglage de la fréquence de résonance d'un inverseur de phase de 20 % entraîne une augmentation ou une diminution de la réponse en fréquence de 3 dB.

Oui, j'ai presque oublié de mentionner les subwoofers, qui sont en fait des résonateurs passe-bande. Le facteur de qualité des haut-parleurs pour eux devrait être encore plus faible. Le passe-bande le plus simple est également calculable, mais c'est là que s'arrête ma courtoisie.

Publication : cxem.net

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