|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Calcul et conception de systèmes acoustiques. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Haut-parleurs Boîtier sans paroi arrière La fréquence de résonance principale d'un tel boîtier
où I est la profondeur de la boîte, m; S - surface du trou, m2. Une augmentation de la puissance acoustique à la fréquence de résonance principale de 3 à 6 dB pour les cas relativement plats et de 6 à 10 dB pour les cas profonds donne au son étudié un timbre non naturel. Si fI = fG, alors l’augmentation de la puissance acoustique aux basses fréquences est la plus significative. Il est conseillé d'utiliser un haut-parleur avec une fréquence de résonance inférieure à la fréquence de résonance du caisson ; le rapport le plus courant est fG/fY = 0,5 - 0,7. Un boîtier sans couverture arrière n'est actuellement pas utilisé comme conception acoustique dans les systèmes de lecture de haute qualité. S'il n'y a pas d'alternative, le boîtier doit être aussi plat que possible. Un boîtier sans couvercle arrière avec haut-parleur doit être placé à au moins 20 cm du mur, qu'il est recommandé d'humidifier avec un tapis épais. Si le haut-parleur doit être placé le long d'un des murs, alors de préférence le long du plus court, plus près de son milieu. Calcul d'un dossier clos L'installation d'un haut-parleur dans un boîtier fermé d'un volume suffisamment important permet une reproduction satisfaisante des basses fréquences, puisque la face avant du diffuseur est totalement protégée des rayonnements de la face arrière. Il en résulte une diminution plus lente de la puissance acoustique aux basses fréquences que lors de l'installation d'un haut-parleur dans un baffle acoustique de dimensions finies. La fréquence de résonance d'un haut-parleur installé dans un boîtier fermé de taille moyenne fP, à condition que le haut-parleur occupe moins d'un tiers de la surface du mur sur lequel il est monté, est déterminée dans l'ordre suivant: 1) déterminer la flexibilité des suspensions du système de haut-parleur mobile СР ; 2) calculer la flexibilité du volume d'air dans le boîtier à l'aide de la formule
où V est le volume d'air dans le boîtier, m3, égal à son volume interne moins le volume du haut-parleur, qui en première approximation vaut 0,4 d4 ; d - diamètre du diffuseur, m; 3) par rapport à SG / CB en utilisant le nomogramme de la fig. 4-20 déterminer le rapport fP / fG fourni par un boîtier d'un volume V donné. La fréquence de résonance mécanique du haut-parleur dans l'écran acoustique peut être tirée du tableau. 4-11. Si vous devez utiliser un haut-parleur existant pour créer un système acoustique sous la forme d'un boîtier fermé avec une fréquence de résonance fP, alors le volume requis du boîtier est déterminé dans l'ordre suivant : 1) prendre la valeur de la fréquence de résonance du haut-parleur fG dans l'écran acoustique du tableau. 4-11 ; 2) déterminer la flexibilité des suspensions du système de haut-parleur mobile SG ; 3) après avoir réglé le rapport fP/fG souhaité, déterminer selon le graphique de la Fig. 4-20 le rapport SG/SV correspondant et trouver la flexibilité requise du volume d'air CD dans un boîtier fermé ;
4) calculer le volume d'air requis à l'intérieur du boîtier en mètres cubes à l'aide de la formule Le volume interne total du boîtier est obtenu en ajoutant le volume du haut-parleur à la valeur calculée V. Si la valeur de fG est inconnue ou s'il est difficile de la déterminer dans un écran acoustique de taille suffisamment grande, alors vous pouvez mesurer la fréquence de résonance mécanique du haut-parleur fB, sans écran, et utiliser la courbe fP/fB de la Fig. . 4-20. Le calcul ci-dessus n'est valable que pour les fréquences f<;40/L ( L est la profondeur du boîtier en mètres). A cet égard, la face arrière du cône de haut-parleur dans un boîtier fermé doit être protégée des ondes sonores réfléchies par les parois internes, correspondant à des fréquences plus élevées, en recouvrant ces parois d'un matériau absorbant le son. Les dimensions du boîtier fermé peuvent être réduites en le remplissant de laine de verre ou d'un matériau similaire. Un tel remplissage équivaut à augmenter le volume de la caisse de 40 %.
Si la fréquence /p obtenue par calcul est suffisamment basse, alors le haut-parleur doit avoir Q voisin de 1. Si la fréquence fP est trop élevée, alors de bons résultats sont obtenus en réduisant le facteur de qualité à une valeur Q d'environ 0,1 ; dans ce cas, bien sûr, il faut remonter les basses fréquences dans l'amplificateur d'environ 6 dB/octave à partir de la fréquence
Calcul de l'inverseur de phase Le bass reflex est un boîtier 1 (Fig. 4-21) avec un trou supplémentaire 3, situé à côté du haut-parleur 2 monté sur le même mur et ayant une surface, en règle générale, égale à la surface du diffuseur. Après avoir précisé la profondeur du trou d'inversion de phase, le rapport de ses côtés, calculé la surface effective du diffuseur (déterminant la surface du trou) et pris la fréquence de résonance de l'inverseur de phase fФ = fГ, selon le nomogramme de la Fig. 4-22, vous pouvez déterminer le volume requis du boîtier.
La distance entre l'extrémité du tunnel et la paroi arrière de la boîte ne doit pas être inférieure à dG /2. A la fréquence fФ, le bass reflex peut être considéré comme un transformateur acoustique améliorant l'adaptation du haut-parleur à la charge de l'air. Bien que la puissance acoustique délivrée par l'avant du cône diminue à cette fréquence, la puissance acoustique globale peut augmenter de manière significative. Dans le même temps, les distorsions non linéaires sont considérablement réduites et la puissance nominale du haut-parleur augmente en raison d'une diminution de l'amplitude du déplacement du cône.
La profondeur du trou à phase inversée peut varier de l'épaisseur de la paroi du boîtier (Fig. 4-21, a) à une valeur approximativement égale à 30 / fF lors de l'utilisation du tunnel 5 (Fig. 4-21, b). La longueur considérable du tunnel permet l'utilisation d'un petit caisson. Aux fréquences inférieures à fF, la réponse de flexibilité du volume d'air augmente et forme une connexion rigide entre la masse d'air dans le trou et la masse du système de déplacement du haut-parleur. La masse d'air s'ajoute ainsi à la masse du système mobile et, avec la souplesse des suspensions, forme un circuit mécanique avec une fréquence de résonance f1 < fФ . Lorsque le diffuseur avance à cette fréquence, l'air dans le trou recule (et vice versa) et l'efficacité du rayonnement est négligeable. Aux fréquences supérieures à fФ, la résistance de la masse d'air dans le trou devient élevée et le bass reflex peut être considéré comme un boîtier complètement fermé. La rigidité du volume d'air s'ajoute à la rigidité des suspensions et forme avec la masse du système en mouvement un circuit avec une fréquence de résonance f2 > fФ. L'émission du trou à phase inversée à la fréquence f2 est très faible. L'impédance électrique totale du haut-parleur RG dans un bass reflex présente généralement deux maxima (courbe pleine sur la Fig. 4-23) aux fréquences f1 et f2, situées de part et d'autre de la fréquence de résonance du haut-parleur dans un écran acoustique plat fG ( ligne pointillée sur la Fig. 4-23, où R est la résistance de la bobine du haut-parleur au courant continu).
Les pics d'impédance du haut-parleur dans le bass reflex sont nettement inférieurs au pic du haut-parleur dans l'écran acoustique, mais les valeurs correspondantes de Q1 et Q2 sont supérieures au Qr du haut-parleur dans l'écran acoustique. Cet inconvénient est particulièrement prononcé à la fréquence f1, puisqu'une augmentation de la vitesse de déplacement du diffuseur entraîne une augmentation des distorsions non linéaires dont la perceptibilité est facilitée par l'absence de rayonnement utile à cette fréquence. Ce phénomène peut être combattu en limitant la puissance de sortie de l'amplificateur aux fréquences proches de f1. S'il est souhaitable que la réponse en fréquence du haut-parleur dans l'inverseur de phase soit horizontale dans la partie inférieure de la plage de fréquences de fonctionnement, à partir de /r, alors la condition Qr = 0,6 doit être remplie. Avec une augmentation de QG, la valeur de Qg augmente et la valeur de QF diminue, ce qui provoque une réponse en fréquence inégale. S'il n'est pas possible de réduire Qr, alors il est nécessaire de supprimer au moins le pic de la réponse en fréquence à la fréquence f2, qui se produit à QG > 0,6. Ceci est réalisé en introduisant un matériau insonorisant 4 dans le caisson (voir Fig. 4-21). Parfois, tout le volume est rempli de laine de verre. Dans ce cas, l'aire du trou à inversion de phase, obtenue par calcul à partir du nomogramme de la Fig. 4-22 doit être augmenté de 2,5 fois. L'introduction d'une grande quantité de matériau insonorisant dans le bass reflex entraîne un affaiblissement du rayonnement basse fréquence, et si l'on souhaite étendre la caractéristique vers ces fréquences, au moins jusqu'à fG, il faut assurer une augmentation significative dans les basses fréquences de l'amplificateur. L'inverseur de phase est réglé en modifiant la surface du trou (par exemple, par une plaque fixée de sorte que sa rotation modifie la surface du trou) ou la profondeur du tunnel. Il faut veiller à ce que l'intervalle de fréquence séparant les pics d'impédance de résonance ne s'écarte pas sensiblement de l'octave ; les amplitudes maximales étaient égales ; tous les pics supplémentaires causés par les ondes stationnaires dans la boîte ont été éliminés en ajoutant un matériau d'amortissement. L'avantage d'un inverseur de phase par rapport à une boîte fermée de même volume est une augmentation de la puissance acoustique d'environ 5 dB dans la gamme d'une à deux octaves et une diminution de la distorsion non linéaire dans la gamme de fréquence fФ - 2/f à la même puissance acoustique. L'inconvénient d'un bass reflex est une diminution plus rapide de la puissance acoustique aux fréquences inférieures à fФ que dans un caisson fermé, et la nécessité d'un réglage. Fabrication du boîtier Dans le cas où le haut-parleur est monté, une résonance est possible à une ou plusieurs fréquences de la gamme sonore, entraînant une modification désagréable du timbre de restitution sonore. Ce phénomène est plus prononcé dans les cas partiellement ou complètement fermés. L'utilisation de matériaux à haute densité contribue à la réduction des vibrations des parois. Le contreplaqué utilisé à ces fins doit avoir une épaisseur d'au moins 20 mm. Un bon résultat est donné par du sable de rivière sec, versé entre deux fines feuilles de contreplaqué. Les murs, surtout le fond et en partie le devant, doivent être renforcés avec des blocs de bois. Il est possible d'utiliser des panneaux de particules. Amortissement de la paroi du boîtier Les surfaces intérieures du boîtier 1 (Fig. 4-24) sont recouvertes d'une couche de matériau insonorisant 6 d'une épaisseur d'au moins 10 mm (ou l'une des paires de surfaces parallèles avec une couche de double épaisseur). Cependant, les ondes stationnaires à des fréquences plus basses ne sont pas éliminées. Le meilleur résultat est obtenu en divisant le volume du boîtier par une ou plusieurs cloisons insonorisantes 2, par exemple en feutre de 5 à 10 mm d'épaisseur. Les parties du caisson séparées du haut-parleur par une ou plusieurs cloisons nécessitent dans ce cas très peu de traitement acoustique. Le tweeter 4 doit être protégé du rayonnement de la face arrière du cône du woofer par plusieurs couches de matériau insonorisant, ou un capot métallique 5. Le woofer 3 est placé au fond du boîtier.
Placement des haut-parleurs Le trou dans lequel le haut-parleur est placé se comporte comme un tuyau dont la longueur est égale à l'épaisseur du mur ou du panneau. Les résonances et les anti-résonances de ce tube, ainsi que les réflexions sur les bords du trou, provoquent une réponse en fréquence inégale. Les recommandations évidentes sont de biseauter les bords du trou ou d'installer le haut-parleur dans un écran plus fin, qui est ensuite placé dans un mur ou un écran d'épaisseur normale.
Forme du tiroir Aux basses fréquences, le haut-parleur émet des ondes sphériques, et les bords du caisson, notamment ceux qui composent la paroi avant, forment des obstacles sur le trajet des ondes sonores. Cela provoque une distorsion du front d'onde (diffraction) et un rayonnement secondaire des bords, ce qui conduit à des phénomènes d'interférence, provoquant des pics et des creux jusqu'à ± 5 dB dans la réponse en fréquence. Du point de vue de la lutte contre les rayonnements secondaires, la forme idéale est une sphère, la pire est un cube avec un haut-parleur au centre d'une des faces. Un cuboïde rectangulaire avec un haut-parleur placé plus près de l'un des côtés courts est préférable à un cube. Cependant, la meilleure approximation de l'idéal est donnée par une pyramide rectangulaire tronquée placée sur un parallélépipède rectangle (Fig. 4-25). Pour toute forme, il est souhaitable que la boîte ait différentes valeurs de dimensions linéaires; aucune des dimensions linéaires n'était beaucoup plus grande ou beaucoup plus petite que les autres ; la plus grande taille de boîte ne doit pas dépasser 1/4 de longueur d'onde de la fréquence inférieure de la plage de fonctionnement. tissu décoratif ne doit pas entraîner de perte significative de puissance acoustique. Le tissu le plus approprié est fait de fils durs et résistants (coton ou plastique) tissés lâchement. L'utilisation de tissus faits de fils doux et moelleux n'est pas souhaitable. Groupement et mise en phase des haut-parleurs Une connexion de groupe est constituée de plusieurs haut-parleurs identiques placés à proximité les uns des autres dans un écran acoustique. Un groupe de haut-parleurs présente une grande zone de rayonnement aux basses fréquences (ce qui nécessiterait une augmentation significative de la taille et du poids du système mobile lors de l'utilisation d'un seul haut-parleur) ; Dans le même temps, les avantages d'un haut-parleur séparé doté d'un système mobile relativement léger sont conservés - du point de vue du mode transitoire et de la reproduction des hautes fréquences. La résistance de l'air au rayonnement de chaque haut-parleur du groupe augmente aux basses fréquences d'un facteur n (ha est le nombre de haut-parleurs du groupe). Ceci permettrait d'obtenir un gain significatif de puissance acoustique si la masse de l'air oscillant n'augmentait pas simultanément de la racine carrée de n fois. En conséquence, à n == 2 -:- 4, la puissance acoustique augmente significativement, mais toujours pas d'un facteur n (pour la même puissance électrique), et une nouvelle augmentation de n ne donne quasiment aucun gain. Une augmentation de la masse de l'air oscillant abaisse les fréquences de résonance de chaque haut-parleur du groupe et, par conséquent, élargit la plage de fréquences de fonctionnement, en particulier de manière significative à grand i. La connexion la plus satisfaisante des haut-parleurs dans un groupe est parallèle ; alors Q du système ne différera pas de QG. S'il est nécessaire que la résistance du groupe soit égale à la résistance d'un haut-parleur, alors du point de vue du meilleur Q du groupe, il est préférable d'utiliser une connexion série-parallèle de haut-parleurs (dont le nombre doit être égal à n2, où n = 1, 2, 3 ...). Chaque fois que des haut-parleurs sont connectés dans un groupe, ils doivent être correctement mis en phase : lorsqu'une source CC (telle qu'une batterie basse tension) est connectée aux bornes d'entrée, les cônes de tous les haut-parleurs doivent être déplacés dans le même sens. Le changement de sens de déplacement du cône du haut-parleur se fait en changeant l'ordre de commutation sur ses extrémités d'entrée. S'il est difficile de placer un groupe de haut-parleurs dans une boîte fermée - le volume requis du boîtier, selon le calcul, s'avère inacceptable, alors les haut-parleurs peuvent être placés dans un petit écran acoustique ou une boîte plus petite remplie d'absorbant matériau, compensant l'atténuation du rayonnement aux basses fréquences par une correction appropriée dans l'amplificateur. Les inconvénients de la connexion de groupe comprennent une irrégularité significative dans la réponse en fréquence et les caractéristiques de directivité à des fréquences plus élevées. Systèmes de haut-parleurs à deux et trois voies Sélection des enceintes. La reproduction sonore de classe I peut généralement être obtenue en utilisant un haut-parleur large bande, tel que 4GD4, 4GD7 ou 4GD28, ou en divisant la gamme de fréquences complète correspondant à cette classe en deux bandes. Pour assurer une reproduction sonore avec une qualité de la classe "la plus élevée", il est nécessaire de diviser la gamme complète en trois bandes. La gamme de fréquence nominale d'un haut-parleur destiné à reproduire une bande particulière doit être de deux octaves plus large que cette bande lors de l'utilisation de filtres avec une pente de 6 dB/octave et d'une octave lors de l'utilisation de filtres avec une pente de 12 dB/octave. La fréquence de croisement d'un système bidirectionnel est généralement choisie entre 400 et 1 Hz. Dans un système à trois voies, la liaison basse fréquence peut fonctionner jusqu'à 200-300 Hz, la liaison moyenne fréquence jusqu'à 600 2-000 5 Hz. Près de la fréquence de croisement, une distorsion importante se produit souvent en raison de l'interaction des haut-parleurs. Si les distances entre chacun des haut-parleurs et l'auditeur sont inégales, la réponse en fréquence du système peut présenter des irrégularités importantes, déterminées par les relations de phase des signaux entrants. Filtres séparateurs. Le moyen le plus simple de connecter un tweeter consiste à utiliser un condensateur qui protège le tweeter des surcharges à basses fréquences. Cette inclusion est utilisée lorsque le haut-parleur principal n'a pas une plage de fréquence suffisamment large. La capacité du condensateur est calculée par la formule
où fP est la fréquence de croisement, Hz ; RP - impédance du haut-parleur à la fréquence fР, Ohm. Avec un filtre correctement construit, chaque haut-parleur ne doit fonctionner que dans la gamme de fréquences pour laquelle il est conçu. La perte de filtre dans la bande passante doit être aussi faible que possible. L'inductance et la capacité du filtre à différentes pentes de coupure, qui sont définies comme le changement d'atténuation avec un changement de fréquence par octave, sont calculées à l'aide des formules suivantes.
Pour une pente de 6 dB/octave (filtre sur schéma de la fig. 4-26) Pour une pente de 12 dB/octave (filtre comme illustré à la Figure 4-27)
Dans les formules (4-11) et (4-12), les inductances ont la dimension de millihenrys et les capacités - microfarads.
Sur la base du calcul, les condensateurs avec les grandes capacités standard nominales les plus proches sont sélectionnés. Pour sélectionner la capacité, il est possible de connecter plusieurs condensateurs en parallèle. Évidemment, si la capacité du condensateur s'écarte de la valeur obtenue par calcul, la fréquence de séparation sera différente de celle spécifiée.
Si le filtre nécessite des capacités de l'ordre de la dizaine de microfarads et plus, alors pour réduire ses dimensions, il est conseillé d'utiliser des condensateurs électrolytiques. Étant donné que ces derniers sont polaires et fonctionneront dans un circuit à courant alternatif, il faudra alors utiliser dans chaque liaison du filtre deux condensateurs dos à dos, chacun devant avoir une capacité aussi proche que possible de celle obtenue. par calcul. Dans les sections du filtre d'isolement d'un amplificateur à transistor sans transformateur, un condensateur électrolytique peut être utilisé, en respectant la polarité correcte de leur inclusion. Le filtre de l'unité acoustique à trois voies (Figure 4-28) est une combinaison des deux filtres décrits ci-dessus. Le premier sépare la région basse fréquence de la région moyenne fréquence; ce dernier est ensuite divisé par le deuxième filtre. Les deux filtres ne doivent pas nécessairement avoir la même pente de coupure ; elles ne doivent être calculées que pour une seule résistance.
La méthode de calcul des filtres de croisement est basée sur l'hypothèse d'égalité et du caractère actif des haut-parleurs dans les bandes séparées. Étant donné que l'impédance du haut-parleur à la fréquence de croisement peut avoir une composante inductive significative, afin d'éviter une distorsion de fréquence dans la région de chevauchement, l'inductance des haut-parleurs à moyenne et basse fréquence doit être prise en compte lors du calcul dans le cadre du filtre, c'est-à-dire, faire une bobine de filtre connectée en série avec le haut-parleur avec une inductance inférieure à celle calculée sur l'inductance du haut-parleur. Si les impédances des haut-parleurs dans les liaisons d'un système multibande ne sont pas égales, vous devez alors essayer de sélectionner des impédances égales des liaisons au moyen d'une connexion de groupe (une connexion en série de haut-parleurs haute fréquence est acceptable). La connexion parallèle de deux ou trois tweeters permet de les utiliser en combinaison avec presque tous les woofers. Une éventuelle divergence dans les valeurs d'impédance des liaisons du système acoustique peut être éliminée en augmentant l'impédance d'entrée de la liaison haute fréquence à l'aide d'un diviseur de tension constitué de résistances. Si plusieurs haut-parleurs haute fréquence sont utilisés dans un système à deux ou trois liaisons (par exemple, 1GD-3), ils doivent alors être placés dans un boîtier de manière à ce que l'angle entre leurs axes dans le plan horizontal soit d'environ 20-30. °. Si, dans un système de reproduction sonore multibande, un seul tweeter est utilisé, qui a une impédance supérieure à celle du woofer, alors afin d'égaliser la résistance de charge du filtre croisé dans la région des aigus, le tweeter doit être shunté avec un résistance de la résistance appropriée. Systèmes de haut-parleurs stéréo Les haut-parleurs d'un système stéréo à deux canaux doivent être strictement identiques. Ils doivent être placés conformément à la Fig. 4-29, où la zone d'effet stéréophonique optimal est ombrée.
L'orientation des haut-parleurs dépend de leurs caractéristiques de directivité et doit être déterminée expérimentalement. Les axes des haut-parleurs ne doivent pas se croiser dans la zone d'écoute. Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
L'existence d'une règle d'entropie pour l'intrication quantique a été prouvée
09.05.2024 Mini climatiseur Sony Reon Pocket 5
09.05.2024 L'énergie de l'espace pour Starship
08.05.2024
▪ Sonde optique de haute précision pour étudier le cerveau humain ▪ Le téléphone portable aide à naviguer dans la ville ▪ La théorie des lasers peut être revisitée
▪ section du site Régulateurs de courant, de tension, de puissance. Sélection d'articles ▪ article Améliorer la stabilité des modèles de navires. Conseils pour un modéliste ▪ article d'hôtesse. Description de l'emploi ▪ article Simulateur de feu de camp. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Commentaires sur l'article : Anatoly Un article très utile pour la conception de véritables haut-parleurs. Evgeny Article instructif et utile. Beaucoup est clair. Merci à l'auteur ! Dmitry Quand j'étais petite, c'était déjà un très vieux livre. Merci quand même, sourit. Igor Excellent! Continuez comme ça! invité Le classique ne vieillit jamais. Merci pour la collecte.
Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site
www.diagramme.com.ua |
Voir d'autres articles section 
Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :
Toutes les langues de cette page