Bibliothèque technique gratuite ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Systèmes de haut-parleurs multibandes. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Haut-parleurs Les exigences élevées imposées aux haut-parleurs modernes ne peuvent être satisfaites qu'avec des systèmes de haut-parleurs multivoies à deux, trois ou plusieurs haut-parleurs, chacun reproduisant uniquement une partie correspondante du spectre du signal à large bande envoyé au haut-parleur. Selon le nombre de bandes de lecture, les systèmes acoustiques peuvent être à deux, trois voies, etc. Les plus répandus dans la pratique amateur sont les systèmes acoustiques à deux et trois voies. Les haut-parleurs avec un grand nombre de bandes sont utilisés par les professionnels. Les filtres croisés font partie intégrante de tout système de haut-parleurs multibandes, garantissant que seules ces fréquences de signal sont transmises à chaque tête dynamique, pour laquelle il est destiné à être reproduit. Le nombre total de filtres est égal au nombre de têtes. Selon la bande de fréquence pour laquelle la tête est destinée à être reproduite, il existe des têtes dynamiques basse, moyenne et haute fréquence. Les fréquences de coupure recommandées pour les filtres croisés sont 500 Hz, 1, 2, 3, 4, 8 kHz. Le choix des valeurs des fréquences de coupure de la séparation des bandes dépend des propriétés fréquentielles des têtes dynamiques et des valeurs de leur puissance nominale. Sur la fig. 1 montre les courbes de puissance des têtes basse, moyenne et haute fréquence en fonction de la fréquence de coupure de la séparation de bande par rapport à la puissance d'une tête large bande capable de reproduire une puissance égale à la puissance de sortie du VLF, pour laquelle la système de haut-parleurs multibandes est destiné à fonctionner ensemble. La ligne pointillée indique la puissance de la tête haute fréquence du système à trois voies.
Comme on peut le voir sur la fig. 1, à une fréquence de séparation élevée (2-4 kHz), la puissance de la tête basse fréquence doit être égale à celle de la tête large bande, tandis que la puissance de la tête haute fréquence d'un système bidirectionnel et le système à trois voies à moyenne fréquence ne peut être que de 25 à 15%. À une fréquence de croisement basse, la puissance des têtes basse et moyenne fréquence (ou haute) doit être respectivement de 82 et 60 % de la puissance de la tête large bande. Théoriquement, par rapport aux programmes sonores standard, la puissance des têtes à moyenne et haute fréquence pourrait être réduite de 1,5 à 2 fois par rapport aux données de la Fig. 1. Mais cela ne doit pas être fait, car il est nécessaire de disposer d'une réserve de la puissance nominale des têtes en cas de fonctionnement ULF avec surcharge ou son auto-excitation. Si cela n'est pas fait, les têtes hautes et moyennes fréquences peuvent tomber en panne. Filtres croisés à XNUMX bandes Sur la fig. La figure 2 montre les diagrammes schématiques des filtres à liaison simple (a) et à liaison double (b) de séparation les plus simples, et donne également leur caractéristique amplitude-fréquence avec un changement d'octave de la fréquence du signal (c). Les filtres à un étage contiennent chacun un condensateur et une inductance, fournissant une pente d'atténuation au-delà de la fréquence de croisement de 6 dB / oct, c'est-à-dire que pour chaque doublement de la fréquence du signal par rapport à la fréquence de croisement, le signal est atténué de 6 dB (4 fois au pouvoir).
Les filtres à deux étages contiennent deux condensateurs et deux inductances de puissances différentes, comme illustré à la fig. 2b. Ils sont plus complexes que les liaisons simples, mais fournissent deux fois la pente de la caractéristique d'atténuation au-delà de la fréquence de croisement de -12 dB/oct. La différence dans les caractéristiques de ces filtres peut être vue sur la Fig. 2, dans. En fonction des valeurs nominales des résistances des têtes dynamiques R, la fréquence de séparation des bandes F, les capacités des condensateurs C et les inductances des bobines L peuvent être déterminées par les formules bien connues : où C est la capacité du condensateur, F; L-inductance de la bobine, H ; fréquence de séparation de la bande F, Hz ; R-résistance de la bobine mobile de la tête, Ohm. Lors du calcul des paramètres des éléments des filtres de séparation à section unique selon le schéma de la fig. 2,a, il est pratique d'utiliser les données du nomogramme illustré à la Fig. 3a, qui montre les dépendances des inductances des bobines et des capacités des condensateurs sur la fréquence de séparation des bandes et la résistance des bobines mobiles de dynamique têtes (4, V et 16 Ohm). Si les dimensions du cadre de la bobine et la quantité d'enroulement sont connues, le nombre de spires peut être calculé à l'aide d'une formule qui prend en compte les dimensions indiquées à la Fig. 3b : où n est le nombre de spires de l'enroulement ; Z-inductance de la bobine, H ; d est le diamètre moyen de la bobine, cm ; b-largeur d'enroulement, cm; c est l'épaisseur moyenne de l'enroulement, cm. Les données de la Fig. 3, a, b peuvent également être utilisés dans le calcul des filtres de séparation à deux liens (voir Fig. 2, b). Dans ce cas, la capacité des condensateurs diminue et l'inductance augmente de 2 fois, ce qui entraînera une augmentation du nombre de tours de l'enroulement de 1,4 fois. Lors de la fabrication d'éléments filtrants de séparation, il convient de garder à l'esprit ce qui suit. Les condensateurs doivent être non polaires, c'est-à-dire non électrolytiques. Ceux-ci peuvent être des condensateurs en papier, métal-papier ou céramique. S'il n'y a pas de condensateur de la capacité requise, alors il peut être composé de plusieurs condensateurs de capacité inférieure, en choisissant leur nombre de manière à ce que la capacité totale soit égale à la valeur requise. Il est recommandé d'utiliser des condensateurs dont la variation de capacité ne dépasse pas ±10 % de la valeur nominale.
L'enroulement des inducteurs doit être effectué avec le fil le plus épais possible de la marque PEV-2, afin que la perte active de puissance du signal dans les filtres de séparation soit minimale. En moyenne, l'enroulement est effectué avec un fil d'un diamètre de 0,5 à 1 mm, et plus la puissance d'entrée est élevée, plus le fil doit être épais. C'est un gros inconvénient des systèmes acoustiques multibandes - dans les filtres de croisement volumineux, de 10 à 25% de la puissance fournie au haut-parleur est perdue. À cet égard, les systèmes électroacoustiques avec ULF multibande présentent des avantages évidents. Filtre bi-bande pour... simple tête Que le lecteur ne pense pas qu'une faute de frappe a été commise. Tout est correct. Il s'agit d'un filtre réglable conçu pour accentuer les basses et hautes fréquences dans un haut-parleur ne contenant qu'une seule tête dynamique.
Son schéma de principe est représenté sur la fig. 4, a, la caractéristique amplitude-fréquence - sur la fig. 4b. À l'aide d'une résistance variable R1, vous pouvez régler l'atténuation du signal à une fréquence moyenne d'environ 1 kHz à un niveau de -16 dB par rapport aux fréquences de 0,1 et 10 kHz. Le principe de fonctionnement du filtre repose sur l'utilisation d'un circuit résonnant série constitué d'une inductance L1 de 1 mH et de deux condensateurs électrolytiques C1 et C2 de 50 microfarads chacun connectés en série. La contre-connexion des condensateurs permet d'utiliser deux condensateurs électrolytiques comme un seul non polaire. La résistance variable shunte le circuit résonant, affectant ainsi la réponse en fréquence du filtre dans son ensemble. Un filtre réglable connecté entre un haut-parleur avec une seule tête large bande Gr1 avec une impédance de 8 ohms et ULF contribue à une amélioration significative de la qualité sonore du haut-parleur lorsqu'il fonctionne à un faible niveau de puissance d'entrée. Le filtre, pour ainsi dire, prend en compte la caractéristique physiologique de l'oreille humaine pour réduire sa sensibilité aux basses et hautes fréquences par rapport aux moyennes lorsque le volume sonore diminue. Évidemment, le filtre selon le schéma de la Fig. 4, et le plus adapté aux appareils électro-acoustiques simples qui ne disposent pas de commandes de volume et de tonalité efficaces. Filtres croisés à trois bandes Le diagramme schématique du filtre de croisement à deux sections à trois bandes le plus simple et sa caractéristique amplitude-fréquence sont illustrés à la fig. 5, a et b. Les fréquences de croisement sont respectivement de 750 Hz (entre le bas et le milieu) et de 7 kHz (entre le milieu et le haut). La pente des récessions des caractéristiques amplitude-fréquence en dehors de la bande passante -12 dB / oct. Selon le choix des capacités des condensateurs et des inductances des bobines, le filtre peut fonctionner avec des têtes basse, moyenne et haute fréquence ayant une résistance de bobine mobile de 4, 8 et 16 ohms. Dans ce cas, seules des têtes de même résistance peuvent être utilisées dans une même installation.
Dans la fabrication d'un filtre croisé à trois bandes selon le schéma de la Fig. 5, et les données sur les inductances et les condensateurs sont tirées du tableau. 1. Lors de la sélection des condensateurs et des bobines de fabrication, il convient d'être guidé par les recommandations données dans la description des filtres croisés à deux bandes, et également d'utiliser le nomogramme et le dessin illustrés à la fig. 3, a, b. Comme le montre la pratique de la radio amateur, l'utilisation de systèmes de haut-parleurs à deux et trois voies équipés des filtres de croisement les plus simples améliore considérablement la qualité sonore par rapport aux haut-parleurs utilisant une seule tête large bande. Dans le même temps, l'utilisation la plus complète des capacités des systèmes multibandes nécessite une conception acoustique spéciale des têtes et une correction de leurs caractéristiques. Tableau 1
littérature
Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru Voir d'autres articles section Haut-parleurs. Lire et écrire utile commentaires sur cet article. Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique : Cuir artificiel pour émulation tactile
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