Kako odabrati zvučnik. Iskustvo u poboljšanju parametara visokotonca Poboljšanje zvuka koaksijalnih zvučnika

http://www. /shikhman/arts/xe. htm

KAŽI RIJEČ O JADNOM SQUEEERU

Tradicionalno, razdvajanje srednjeg i visokofrekventnog opsega (ili midbass-HF) se vrši pomoću pasivnih skretnica (filtara za razdvajanje). Ovo je posebno pogodno kada koristite gotove komplete komponenti. Međutim, iako su karakteristike skretnica optimizovane za dati skup, one ne zadovoljavaju uvijek zadatak.
Povećanje induktivnosti zvučne zavojnice sa frekvencijom dovodi do povećanja impedanse glave. Štaviše, ova induktivnost za "prosječni" midbass je 0,3-0,5 mH, a već na frekvencijama od 2-3 kHz impedancija se gotovo udvostručuje. Stoga se pri proračunu pasivnih skretnica koriste dva pristupa: koriste se stvarna vrijednost impedanse na frekvenciji skretnice u proračunima ili uvode kola stabilizacije impedanse (Zobel kompenzatori). O tome je već dosta pisano, pa nećemo ponavljati.
Squeakers obično nemaju stabilizirajuće lance. U ovom slučaju se pretpostavlja da je radni frekvencijski opseg mali (dvije do tri oktave), a induktivnost neznatna (obično manja od 0,1 mH). Kao rezultat toga, povećanje impedanse je malo. U ekstremnim slučajevima, povećanje impedanse se kompenzira otpornikom od 5-10 Ohma spojenim paralelno sa visokotoncem.
Međutim, nije sve tako jednostavno kao što se čini na prvi pogled, pa čak i tako skromna induktivnost dovodi do zanimljivih posljedica. Problem je u tome što visokotonci rade zajedno sa visokopropusnim filterom. Bez obzira na redosled, sadrži kapacitivnost povezanu serijski sa visokotoncem, i sa induktivnošću zvučne zavojnice formira oscilatorno kolo. Ispostavlja se da je frekvencija rezonancije kruga u radnom frekventnom opsegu visokotonca, a u frekvencijskom odzivu pojavljuje se "grba", čija veličina ovisi o faktoru kvalitete ovog kruga. Kao rezultat toga, obojenost zvuka je neizbježna. Nedavno su se pojavili mnogi modeli visokoosjetljivih visokotonaca (92 dB i više), čija induktivnost doseže 0,25 mH. Stoga pitanje usklađivanja visokotonca s pasivnim skretnicom postaje posebno akutno.
Za analizu je korišteno simulacijsko okruženje Micro-Cap 6.0, ali se isti rezultati mogu dobiti i korištenjem drugih programa (Electronic WorkBench, na primjer). Kao ilustracije dati su samo najtipičniji slučajevi, a preostale preporuke su date na kraju članka u obliku zaključaka. U proračunima je korišten pojednostavljeni model visokotonca, uzimajući u obzir samo njegovu induktivnost i aktivni otpor. Ovo pojednostavljenje je sasvim prihvatljivo, budući da je vrh rezonantne impedanse većine modernih visokotonaca mali, a frekvencija mehaničke rezonancije pokretnog sistema je izvan opsega radne frekvencije. Uzmimo u obzir i to da su frekvencijski odziv za zvučni pritisak i frekvencijski odziv za električni napon dvije velike razlike, kako kažu u Odesi.
Interakcija visokotonca sa skretnicom posebno je uočljiva kod filtera prvog reda, tipičnih za jeftine modele (slika 1):

kristalna boja. Povećanje induktivnosti pomiče rezonantni vrh na niže frekvencije i povećava njegov faktor kvalitete, što dovodi do primjetnog "klikanja". Nuspojava povećanja faktora kvalitete, koja se može pretvoriti u korist, je povećanje u nagibu frekvencijskog odziva.U frekventnom području skretnice, on je blizu filtera 2 reda, iako se na velikoj udaljenosti vraća na originalnu vrijednost za 1 red (6 dB/oktava).
Uvođenje šant otpornika omogućava vam da "ukrotite" grbu na frekvencijskom odzivu, tako da se neke funkcije ekvilajzera mogu dodijeliti skretnici. Ako je šant napravljen na bazi promjenjivog otpornika (ili skupa otpornika s prekidačem), tada čak možete brzo podesiti frekvencijski odziv unutar 6-10 dB. (Slika 2):

DIV_ADBLOCK703">

https://pandia.ru/text/78/430/images/image004_61.jpg" width="598" height="337 src=">
slika 4

Treća metoda je uvođenje otpornika u seriju sa visokotoncem. Ova metoda je posebno pogodna za visokotonce sa induktivnošću preko 100 mH. U ovom slučaju, ukupna impedansa kruga „otpornik-visokotonac“ se neznatno mijenja tokom procesa regulacije, tako da se nivo signala praktički ne mijenja (slika 5):

disk"> Stabilizujuća kola nisu potrebna samo za visokotonce sa niskom induktivnošću (manje od 0,05 mH). Za visokotonce sa induktivnošću zvučne zavojnice od 0,05-0,1 mH, najpovoljnija su paralelna stabilizacijska kola (šantovi). Za visokotonce sa zvučnom zavojnicom induktivnost veću od 0,1 mH, možete koristiti i paralelna i serijska stabilizirajuća kola. Promjenom otpora stabilizirajućeg kruga možete utjecati na frekvencijski odziv. Za filtere 1. reda, promjena parametara stabilizirajućeg kola ima primjetan učinak na prekid frekvencija i parametri grba.Za filtere 2. reda granična frekvencija je određena parametrima njegovih elemenata i u manjoj mjeri zavisi od induktivnosti glave i parametara stabilizacionog kola.Veličina rezonantne "grbe" uzrokovane induktivnošću visokotonca direktno zavisi od otpora šanta i obrnuto od otpora serijskog otpornika.Veličina rezonantne "grbe" u regionu Granična frekvencija direktno zavisi od faktora kvaliteta filtera . Faktor kvaliteta filtera je proporcionalan rezultujućem otporu opterećenja (RF glava uzimajući u obzir otpor stabilizacionog kola). Visokokvalitetni filter se može izračunati standardnom metodom, ali za otpor opterećenja smanjen za 2-3 puta u odnosu na nominalni otpor opterećenja.

Predložene metode za regulaciju frekvencijskog odziva primjenjive su i na filtere višeg reda, ali s obzirom da se broj „stepena slobode“ tamo povećava, teško je dati konkretne preporuke u ovom slučaju. Primjer promjene frekvencijskog odziva filtera trećeg reda zbog šant otpornika prikazan je na slici 6:

kućni" tro-četvorosistemski zvučnici su imali promenljivi frekventni odziv "normal/kristal/čir" ("smooth-crystal-chirp"). To je postignuto promenom nivoa srednjeg i visokofrekventnog opsega.
Preklopni atenuatori se koriste u mnogim skretnicama, a u odnosu na visokotonce mogu se smatrati kombinacijom serijskih i paralelnih stabilizirajućih kola. Njihov utjecaj na rezultirajući frekvencijski odziv prilično je teško predvidjeti; u ovom slučaju je prikladnije pribjeći modeliranju.

DIV_ADBLOCK705">

Nakon kratkog slušanja muzičkih kompozicija, došao sam do zaključka da je na povišenim nivoima jačine zvuka HF nivo zvučnog pritiska prevladao nad ostalim frekvencijama u tolikoj meri da je nastala nelagoda. Morao sam ili koristiti kontrole tona ili jednostavno isključiti muziku. Po svojoj prirodi nisam želeo ni jedno ni drugo, pa sam se uključio u borbu za „udoban“ zvuk.

Prva stvar koja se pojavila u crossoveru je otpor povezan serijski sa zvučnikom (slika 2). Kondenzator je morao biti ponovo izabran jer se otpor opterećenja promijenio i granična frekvencija se promijenila zajedno s njim. Zvučni pritisak je smanjen.

Ali “udobnost” nije postignuta. Pojavio se suprotan efekat. Na povećanim nivoima jačine, visokofrekventne komponente su bile umerene, ali kada je jačina smanjena, sama ruka je posegnula za kontrolama tona.

Morao sam da isprobam drugu opciju za regulaciju zvučnog pritiska - ranžiranje glave sa otporom od 10-30 Ohma (slika 3). Ova metoda se ponekad koristi. Što je niža vrijednost otpora šanta, veća je supresija.

No, ispostavilo se da je slika nešto drugačija od očekivane. Rezonantna grba je uglavnom potisnuta i ukupna promjena nivoa je zanemarljiva. Utjecaj na frekvencijski odziv također nije loš, ali glavni problem nije riješen. Bez kontrola tona, ništa nije radilo.

Serijski i paralelni otpornici ili kola u ovom slučaju se nazivaju disipatorima. (raspršiti znači raspršiti). Oni ne samo da rasipaju snagu, već i apsorbuju proizvode intermodulacione distorzije u dinamici. Stoga bi njihov utjecaj na karakter zvuka trebao biti posebno uočljiv kod jeftinih visokotonaca (Ed.)

Kontrola tona, u svojoj srži, je povećanje ili smanjenje zvučnog pritiska u određenom frekvencijskom opsegu, ovisno o specifičnom modelu glavne jedinice. Mogućnosti podešavanja su različite za svakoga: na nekim uređajima bi bile dovoljne, na drugima nisu. Postoji i mišljenje da upotreba ugrađenih kontrola tona pogoršava zvuk sistema zbog korekcije frekvencijskog odziva glavne jedinice i dodatnih faznih izobličenja.
Osim toga, postoje ograničenja u korištenoj shemi akustične instalacije. Kada koristite dvopojasni prednji dio, kada se pojas za podešavanje gotovo u potpunosti poklapa s radnim područjem HF glave, podešavanje zvučnog tlaka pomoću kontrole tona nije toliko kritično. Ali u sistemima sa tri opsega, takvo podešavanje ne može dati željeni efekat, jer će njegovo korištenje izobličiti frekvencijski odziv glave srednjeg tona, čiji dio radnog pojasa nužno pada u zonu kontrole tona visokih tonova.
Kao izlaz, u ovim slučajevima je opravdana upotreba ekvilajzera sa dovoljnim brojem kontrolnih opsega. Upotreba jednostavnog ekvilajzera sa 7-9 opsega možda neće dati željeni efekat. Razvijeniji ekvilajzeri već koštaju značajan novac, što oštro, moglo bi se reći, potpuno isključuje njihovu upotrebu u većini amaterskih instalacija. Iako, ako posmatramo sistem kao celinu, upotreba višepojasni ekvilajzer će smanjiti vreme potpunog podešavanja celog sistema. Ali ovo nije ono o čemu sada pričamo.

Pojavila se ideja - koristiti žarulje sa žarnom niti za ograničavanje nivoa HF komponenti pri velikim jačinama. Kada se zagrije, otpor spirale će se povećati i snaga će biti ograničena. U crossoverima se ponekad koriste pregrade za zaštitu od preopterećenja - iste lampe, ali napunjene vodikom. Vodik potiče brzu obnovu niske otpornosti filamenta. U ovom slučaju, zbog nagle promjene otpora, dinamika reprodukcije visoke frekvencije bit će poremećena. Ako koristite običnu lampu, doći će do glatke kompresije visokofrekventnog opsega. Filament ima termičku inerciju u zavisnosti od svoje mase. Što je lampa snažnija, to je veća termička inercija.

Upotreba sijalice kao disipatora prvobitno je simulirana na računaru pomoću programa MicroCap. Skretnica je dobila sljedeći oblik (slika 4):

Simulirano je kolo skretnice, glava je zamijenjena ekvivalentnim krugom (da bi se uzeo u obzir utjecaj induktivnosti same glave). Zatim su dobijeni grafovi frekvencijskog odziva za sve opcije o kojima smo gore govorili.

Rezultati modeliranja frekvencijskog odziva prikazani su na grafikonu (slika 8): Pri maloj jačini, otpor sijalice je oko 0,5 Ohma. Frekvencijski odziv skretnice u ovom dijelu praktički se poklapa sa frekvencijskim odzivom skretnice bez otpora.

Iz grafova frekvencijskog odziva može se vidjeti da se smanjenje tlaka za -3 dB za sve krive događa na približno istoj frekvenciji. Za verziju sa otporom šanta, naziv kondenzatora je promijenjen, jer je granična frekvencija na razmatranoj ocjeni porasla.

Kriva 1 - frekvencijski odziv skretnice bez otpora. Kriva 2 - frekvencijski odziv skretnice sa serijskim otporom od 1,2 Ohma. Krivulja 3 - frekvencijski odziv skretnice sa otporom šanta od 16 Ohma i kondenzatorom od 3,5 μF. Kriva 4 - frekvencijski odziv skretnice sa sijalicom. Pretpostavlja se da je otpor lampe kao rezultat zagrijavanja zavojnice 4 oma. Kriva 5 - frekvencijski odziv skretnice sa sijalicom. Pretpostavlja se da je otpor lampe kao rezultat zagrijavanja zavojnice 6 Ohma.

Nakon “teorijskog dijela” prešao sam na praksu. Bilo je potrebno izmjeriti otpor lampi na različitim naponima. Podešavajući drugačiju struju pomoću reostata, izmjerio sam napon na lampi, jačinu struje i izračunao otpor koristeći Ohmov zakon. Za tri tipa sijalica dobijeni su sledeći rezultati (sl. 9-11):

Grafikoni pokazuju vrijednost napona pri kojoj počinje lagano zagrijavanje centra spirale.

rezultate

Nakon što sam napravio promjene u krugu mog skretnice, počeo sam slušati. Podsjećam da je „udobnost“ zvuka određivala sluh. Upotreba RTA analizatora nije bila predviđena tokom ovog procesa zbog njegovog odsustva čak ni u gradskim razmerama. Samo na sluh. Ako nakon dužeg slušanja nema želje da se koristi kontrola tona, ili da se isključi izvor “iritacije”, onda vjerujem da je cilj postignut.
U mom sistemu je ugradnja sijalica od lampi unutrašnjeg osvetljenja, čini mi se, dala očekivani efekat. Efekat „zvižduka“ je nestao i nije bilo potrebe da se koriste kontrole tona prilikom povećanja ili smanjenja jačine zvuka.

SIAMSKI BLIZANCI

Mnoge moderne instalacije koriste dvostruki set visokotonaca. Razlog su povećani zahtjevi za kvalitetom zvuka. Proširivanje obrasca usmjerenosti dvostrukog emitera olakšava podešavanje zvučne scene, smanjujući mogućnost preopterećenja visokotonaca pri visokim nivoima jačine zvuka. Važnu ulogu igra i vanjska atraktivnost, posebno kod izložbenih radova.
Još jedan argument u prilog ovakvom rješenju javlja se kod pojačanja kanal po kanal. Dobro poznata kontradikcija između neravnomjerne distribucije energije muzičkog signala po spektru i jednake snage kanala pojačala elegantno je razriješena kada se visokotonci uključe u seriju. U ovom slučaju, maksimalna izlazna snaga "biper" kanala pojačala je prepolovljena u odnosu na normalno opterećenje, što omogućava potpunije korištenje njegovog dinamičkog raspona i smanjenje izobličenja.
Međutim, sve navedeno podrazumijeva korištenje potpuno istih visokotonaca. Moguća je i druga opcija - sa različitim visokotoncima koji reproduciraju različite frekvencijske opsege. Poreklo ove odluke mora se tražiti u kućnim sistemima zvučnika pre četvrt veka. Reproduciranje cijelog frekventnog opsega iznad 3-5 kHz jednim visokotoncem tada je bio prilično težak zadatak, pa je podijeljen. Opseg od 3-5 do 10-12 kHz je reproduciran malim difuzorskim visokotoncem, uobičajenim za te godine, a sve gore je reproducirano super visokotoncem s kupolom ili trakastim rogom. Kako se tehnologija razvijala, ovo rješenje je nestalo iz masovne kućne opreme, ali ima sve šanse da se vrati automobilskoj opremi.
Problem reprodukcije cijelog visokofrekventnog opsega jednim visokotoncem odavno je riješen, ali dobar širokopojasni visokotonac je delikatan i skup proizvod. Barem u nižem i srednjem cjenovnom rangu, nijedan dizajn kupole i materijal još uvijek ne mogu istovremeno zadovoljiti sve zahtjeve, od kojih su većina kontradiktorni. Potrebna je visoka krutost, mala masa i dobro unutrašnje prigušenje. Stoga su za masovne proizvode rezultati razočaravajući:

Tekstilna kupola pruža odličnu razradu gornjeg srednjeg tona i detaljan zvuk, ali na gornjem kraju opsega zvuk je obično prigušen (frekventni odziv je blokiran). Metalna kupola pruža odličnu reprodukciju visokofrekventnog opsega. Međutim, niskofrekventni dio opsega nije uvijek adekvatno reprodukovan; zvuk je često obojen rezonancijama same kupole (efekat kamerona). Polimerna ili metalizirana kupola pruža prilično širok raspon frekvencija, ali, u pravilu, sa značajnom neujednačenošću u frekvencijskom odzivu i obrascu zračenja. Kao rezultat, zvuk može poprimiti različite boje.

Zaključak: prednosti različitih materijala se moraju kombinovati, a nedostaci moraju biti nadoknađeni. Objekti proučavanja bili su visokotonci:

Prology RX-20s (svilena kupola, induktivnost 0,22 mH) Prology CX-25 (metalizirana kupola od mylara, induktivnost 0,03 mH)

Slušanje je pokazalo da svilenom visokotoncu, uprkos svom detaljnom zvuku, nedostaje „zrak“, a visokotoncu od milara „škljoca“ savršeno, ali pri radu sa filterom prvog reda ima reski „glas“. Očigledno, uz odgovarajući izbor frekvencije skretnice, oni bi bili odličan par.
Da bi se pojednostavio dizajn i olakšali radni uslovi pojačala, najpovoljnije je koristiti filtere prvog reda. Oni stvaraju minimalno fazno izobličenje, što ih povoljno razlikuje od drugih dizajna. Međutim, filteri prvog reda pružaju premalo slabljenja izvan radnog opsega, tako da su prikladni samo za nisku ulaznu snagu ili dovoljno visoku frekvenciju skretnice (7-10 kHz). Stoga se u najozbiljnijim projektima koriste filteri višeg reda, od drugog do četvrtog.
U ovom slučaju, odlučeno je da se koristi filter kvazi-drugog reda koristeći induktivnost zvučne zavojnice. Pokazalo se da je osjetljivost visokotonaca gotovo ista, ali se induktivnost razlikovala za gotovo red veličine. Ovo je značajno pojednostavilo dizajn pasivnog skretnice, budući da je induktivnost zvučne zavojnice uključena u kolo.
Ideja je inspirisana člankom “Reci koju riječ o jadnom visokotoncu” (“Master 12Volt” br. 47). Ispitivana je interakcija skretnice i visokotonca, kao i metode utjecaja na rezultirajući frekvencijski odziv. Prilikom rada s pasivnim HF filterom, induktivnost zvučne zavojnice formira oscilatorni krug sa kapacitivnošću filtera, njegova rezonantna frekvencija je u radnom frekvencijskom opsegu visokotonca. Kao rezultat toga, u frekvencijskom odzivu pojavljuje se "grba", čija veličina ovisi o faktoru kvalitete ovog kruga. To može dovesti do boja zvuka i drugih artefakata. Međutim, u nekim slučajevima se ove pojave mogu pretvoriti u korist.

https://pandia.ru/text/78/430/images/image020_18.gif" width="420" height="320 src=">
slika 2

Kondenzator C1 određuje donju granicu reprodukovanog frekvencijskog opsega cijelog sistema. Induktivnost zvučne zavojnice BA1 je uključena u formiranje frekvencijskog odziva. U frekventnom području skretnice, nagib frekvencijskog odziva je blizu filtera 2. reda, iako se na velikoj udaljenosti vraća na originalnu vrijednost 1. reda (6 dB/oktava). Gornja granica dometa za BA1 formirana je akustički. Budući da je izlaz svilenog visokotonca na frekvencijama iznad 11 kHz primjetno smanjen, nema smisla uvoditi dodatno slabljenje signala. U isto vrijeme, induktivnost zvučne zavojnice i kondenzatora C2 formiraju urezni krug (filterski utikač) na frekvenciji od oko 5 kHz. Potiskivanje ovog frekventnog područja eliminiralo je "pirsing" zvuk Mylar visokotonca, zadržavajući njegovu reprodukciju samo visokofrekventnog dijela opsega.
Frekvencijski odziv ukrštanja napona prikazan je na slici 3.

DIV_ADBLOCK711">

POBOLJŠANJE ZVUKA KOAKSIJALNIH ZVUČNIKA

Komponentni akustični sistemi postali su široko rasprostranjeni u automobilskom audio sistemu, a s pojavom budžetskih kompleta, opseg njihove primjene značajno se proširio. Pogodnost rasporeda i lakoća podešavanja zvučne scene doneli su im zasluženu popularnost. Međutim, u nekim slučajevima je prikladnije koristiti koaksijalne zvučnike. Razloga može biti mnogo: složenost kozmetičke integracije komponentnih sistema ili dodatnih visokotonaca, želja za očuvanjem originalnog izgleda unutrašnjosti, nestandardne veličine itd. U nekim slučajevima je općenito nemoguće zamijeniti standardne koaksijale drugim zvučnici bez radikalne promjene sjedišta zbog specifičnih dimenzija ili karakteristika dizajna. Šta učiniti u ovom slučaju? Pokušajte istisnuti maksimum iz dostupnih "sirovina".
Najčešće se koaksijalni zvučnici ugrađuju u komandnu ploču i rade u akustičnom dizajnu "otvorenog ormarića". Zbog akustičkog kratkog spoja, reprodukcija frekvencija ispod 200-300 Hz je značajno oslabljena, bez obzira na veličinu difuzora i frekvencijski odziv samog drajvera. Svi pokušaji da se reproducira barem neki privid basa bez modifikacije standardnog mjesta su besmisleni. Stoga ćemo koaksijalni na komandnoj tabli smatrati isključivo kao mid-HF emiter, te ćemo istražiti kako možemo poboljšati njegove karakteristike u ovoj ulozi.

Tri izvora i tri komponente
(ne marksizam, naravno, već koaksijalni):

Glavni emiter Dodatni emiter Crossover

Glavni emiter serijske proizvodnje opremljen je difuzorom od polipropilena različitih modifikacija, au standardnim koaksijalima često je izrađen od papira. Što se tiče kvaliteta zvuka, posljednja opcija je poželjnija. Jasno je zašto: gladak prelazak sa klipnog na zonski način rada, odsustvo prizvuka, mala težina, prilično visoka gornja granica frekvencijskog opsega (7-10 kHz).
Ako pogledamo statistiku, većina koaksijala kalibra "torpedo" (10-13 cm) opremljena je jednim dodatnim emiterom. Najčešće je to visokotonac s tekstilnom ili plastičnom kupolom promjera 13-18 mm, ponekad metaliziran. Frekvencija prirodne rezonancije takvih emitera je 1,5-3 kHz, to ćemo pamtiti za budućnost.
Crossover većine koaksijala radi samo s visokotoncem i formira ga jedan kondenzator kapaciteta 3,3-4,7 μF, najčešće elektrolitički. Dakle, radi se o jednostavnom filteru prvog reda sa graničnom frekvencijom od 6-9 kHz, tako da je potiskivanje signala izvan opsega nedovoljno, a visokotonac može biti preopterećen. Rezultat je "svinjski cik" i uočljivi rezonantni zvuci.

Gdje početi

Dakle, prvi i najočitiji način poboljšanja kvalitete zvuka je zamijeniti oksidni kondenzator u crossoveru pristojnijim, a istovremeno revidirati njegovu vrijednost. Ako je glavni emiter napravljen od papira, tada pouzdano svira srednji frekvencijski raspon, a pomoć visokotonca potrebna je samo u visokofrekventnom dijelu raspona. U ovom slučaju, kapacitivnost kondenzatora može se smanjiti na 2 μF, što će pomaknuti maksimalni izlaz u opseg frekvencija iznad 10 kHz. Kao što je u to vrijeme napomenuto („Reci koju riječ o lošem visokotoncu“ - „12Volt Master“ br. 47), električna rezonancija kapacitivnosti filtera sa induktivnošću zvučne zavojnice visokotonca stvara malu grbu na frekvencijskom odzivu, tako da mi ćemo ga "pogurati" prema gore da poboljšamo izlaz u ovom frekventnom opsegu. Povećanje frekvencije skretnice će također povećati kapacitet preopterećenja visokotonca, što će omogućiti da se veća snaga dovede do zvučnika bez rizika.
Sada pređimo na glavni emiter. Budući da koaksijalci ne koriste "tvrde" difuzore sklone unutrašnjim rezonancijama, prijelaz s klipnog na zonski način rada odvija se glatko. Stoga, nema potrebe dalje ograničavati frekvencijski opseg odozgo.
Povećanje induktivnosti zvučne zavojnice sa frekvencijom dovodi do povećanja impedanse glave. Štaviše, ova induktivnost za "prosječnu" koaksijalnu je 0,2-0,4 mH, a već na frekvencijama od 2-3 kHz impedancija se gotovo udvostručuje. Ovo je neugodna okolnost, ali u našem slučaju se može okrenuti u našu korist.
U slučaju komponentne akustike, skretnica obično ima stabilizator impedancije u obliku RC kola spojenog paralelno sa zvučnikom. Brojni radovi su pokazali da je za glave srednje frekvencije pogodnije uključiti serijski otpornik (disipator). Sa ovom vezom, glava se više ne napaja iz izvora napona, već iz izvora struje, tako da se ne samo da se impedancija stabilizuje u širokom frekventnom opsegu, već i značajno smanjuje intermodulacionu distorziju, posebno uočljivu pri korištenju jeftinog širokopojasnog i glave srednje frekvencije.
Praksa pokazuje da je dovoljno ugraditi otpornik s otporom približno jednakim 0,5-1 nominalne impedanse glave. Za frekvencije ukrštanja iznad 300 Hz, disipacija snage otpornika treba biti jednaka 15-20% nazivne snage glave. Redukciju i degradaciju prigušenja takođe treba uzeti u obzir, ali smo se složili da ne uzimamo u obzir niskofrekventni region.
Sada da vidimo kakav će biti rezultat povezivanja otpornika u seriju s koaksijalnom glavom. Za modeliranje, kao i obično, koristimo okruženje MicroCap i jednostavan model dinamičke glave s prosječnim vrijednostima Re i Le za koaksijalne.

mrmljanje" u području rezonantne frekvencije glavnog zvučnika (100-150 Hz). Ali, pošto je osjetljivost smanjena za oko 6 dB, najvjerovatnije ćete morati zaboraviti na povezivanje modificiranog koaksijalnog na ugrađeno pojačalo I ako je tako, postojaće aktivni u skretnici eksternog pojačala da ograniči opseg radne frekvencije odozdo.
Kao eksperiment, nekoliko koaksijalnih zvučnika različitih marki podvrgnuto je modifikacijama:

AUDAX (standardni Renault) Prology PX-1022 JBL P-452

U svim slučajevima zabilježen je "razjašnjen" zvuk srednjeg frekventnog raspona, "promuklost" visokotonca je nestala pri velikoj ulaznoj snazi, a ukupni tonski balans je poboljšan. Čak je i sirovi AUDAX sa teškim kartonskim difuzerima i odvratnim visokotoncima našao drugi vjetar.

Dizajn visokofrekventnih (HF) zvučnika je najrazličitiji. Mogu biti obične, rogove ili kupolaste. Glavni problem u njihovom stvaranju je širenje pravca emitovanih oscilacija. U tom smislu, kupolasti zvučnici imaju određene prednosti. Prečnik difuzora ili zračeće membrane visokotonaca se kreće od 10 do 50 mm. Često su visokotonci sa stražnje strane čvrsto zatvoreni, što eliminira mogućnost modulacije njihovog zračenja zračenjem niskofrekventnih i srednjefrekventnih emitera.

Tipičan minijaturni konusni visokotonac dobro proizvodi visokofrekventne zvukove, ali ima vrlo uzak uzorak zračenja - obično unutar ugla od 15 do 30 stepeni (u odnosu na centralnu osu). Ovaj ugao se postavlja kada je izlaz zvučnika tipično smanjen za -2 dB. Naznačen je ugao odstupanja i od horizontalne i od vertikalne ose. U inostranstvu se ovaj ugao naziva ugao disperzije ili disperzije zvuka.

Za povećanje kuta disperzije, difuzori ili priključci za njih izrađuju se u različitim oblicima (sferni, u obliku roga, itd.). Mnogo ovisi o materijalu difuzora. Međutim, konvencionalni visokotonci ne mogu da emituju zvukove sa frekvencijama primetno većim od 20 kHz. Postavljanje posebnih reflektora ispred visokotonca (najčešće u obliku plastične rešetke) omogućava vam da značajno proširite uzorak usmjerenosti. Takva rešetka je često element akustičnog okvira visokotonca ili drugog emitera.

Vječna tema rasprave je pitanje da li je uopće potrebno emitovati frekvencije iznad 20 kHz, jer ih naše uho ne čuje, a čak i studijska oprema često ograničava efektivni raspon zvučnih signala na nivou od 10 do 15-18 kHz. Međutim, činjenica da takve sinusoidne signale ne čujemo ne znači da oni ne postoje i da ne utiču na oblik vremenskih zavisnosti stvarnih i prilično složenih audio signala sa mnogo nižim stopama ponavljanja.

Postoji mnogo uvjerljivih dokaza da je ovaj oblik u velikoj mjeri izobličen kada je frekvencijski opseg umjetno ograničen. Jedan od razloga za to su fazni pomaci različitih komponenti složenog signala. Zanimljivo je da naše uho ne osjeća same pomake faze, ali je u stanju razlikovati signale s različitim oblicima vremenske ovisnosti, čak i ako sadrže isti skup harmonika s istim amplitudama (ali različitim fazama). Od velike važnosti je priroda opadanja frekvencijskog odziva i linearnost faznog odziva čak i izvan efektivno reprodukovanog frekventnog opsega.

Uopšteno govoreći, ako želimo da imamo ujednačen frekventni i fazni odziv u čitavom audio opsegu, onda bi frekvencijski opseg koji stvarno emituje akustika trebao biti znatno širi od audio. Sve ovo u potpunosti opravdava razvoj širokopojasnih emitera od strane mnogih vodećih kompanija u oblasti elektroakustike.

Postavljanje HF emitera Postoji problem - rezultat u velikoj mjeri ovisi o tome gdje su glave postavljene i kako su orijentirane. Hajde da pričamo o VF glavi ili visokotoncu.

Karakteristike VF glava Iz teorije širenja zvučnog talasa poznato je da se sa povećanjem frekvencije dijagram zračenja emitera sužava, a to dovodi do sužavanja optimalne zone slušanja. Odnosno, moguće je postići ujednačenu tonsku ravnotežu i ispravnu scenu samo na malom prostoru. Stoga je proširenje dijagrama zračenja HF emitera glavni zadatak svih dizajnera zvučnika. Najslabija ovisnost dijagrama zračenja o frekvenciji uočena je kod visokotonaca s kupolom. Upravo je ova vrsta HF emitera najčešća u automobilskim i kućnim zvučnicima. Ostale prednosti kupolastih radijatora su njihova mala veličina i odsustvo potrebe za stvaranjem akustičnog volumena, dok nedostaci uključuju nisku donju graničnu frekvenciju koja se nalazi u rasponu od 2,5-7 kHz. Sve ove karakteristike se uzimaju u obzir prilikom ugradnje visokotonca.Na lokaciju ugradnje utiče sve: radni domet visokotonca, njegove karakteristike usmerenosti, broj ugrađenih komponenti (2- ili 3-komponentni sistemi), pa čak i vaš lični ukus. Odmah da rezervišemo da ne postoje univerzalne preporuke po ovom pitanju, pa ne možemo da upiremo prstom u vas - kažu, stavite ovde i sve će biti OK! Međutim, danas postoji mnogo standardnih rješenja s kojima je korisno upoznati se. Sve sljedeće vrijedi za kola koja nisu procesora, ali to vrijedi i za korištenje procesora; njegovo prisustvo jednostavno pruža mnogo više mogućnosti za kompenzaciju negativnog utjecaja neoptimalne lokacije.

Praktična razmatranja. Prvo, podsjetimo se nekih kanona. U idealnom slučaju, udaljenost do lijevog i desnog visokotonca bi trebala biti ista, a visokotonci bi trebali biti postavljeni u visini očiju (ili ušiju) slušatelja. Posebno je uvijek najbolje pomaknuti glave visokotonaca što je više moguće, jer što su one dalje od ušiju, manja je razlika u udaljenostima do lijevog i desnog drajvera. Drugi aspekt: ​​visokotonac ne bi trebao biti daleko od srednjeg tona ili glave basa/srednje tona, inače nećete dobiti dobar tonski balans i fazno usklađivanje (obično vođeno dužinom ili širinom dlana). Međutim, ako je visokotonac nisko postavljen, zvučna pozornica pada i čini se da ste iznad zvuka. Ako je postavka previsoka, zbog velike udaljenosti između visokotonaca i srednjetonskih zvučnika, gubi se integritet tonskog balansa i faznog usklađivanja. Na primjer, kada slušate numeru sa snimkom klavirskog komada, na niskim notama isti instrument će zvučati nisko, a na visokim notama će naglo skočiti prema gore.

Usmjerenost HF glave. Kada ste shvatili gdje ćete instalirati VF glavu, trebali biste odlučiti o njegovom smjeru. Kao što praksa pokazuje, da bi se postigao ispravan timbralni balans, bolje je visokotonac usmjeriti prema slušaocu, a za postizanje dobre dubine zvučne scene koristiti refleksiju. Izbor je određen vašim ličnim osjećajima o muzici koju slušate. Ovdje je glavna stvar zapamtiti da može postojati samo jedna optimalna lokacija za slušanje.
Preporučljivo je orijentirati visokotonac u prostoru tako da mu je središnja os usmjerena prema bradi slušatelja, odnosno postaviti različit ugao rotacije lijevog i desnog visokotonca. Dvije su stvari koje treba imati na umu kada usmjeravate reflektirajući visokotonac. Prvo, ugao upada zvučnog vala jednak je kutu refleksije, a drugo, produžavanjem putanje zvuka idemo dalje zvučnu pozornicu, a ako se zanesete, možete dobiti tzv. efekat tunela, kada je zvučna scena daleko od slušaoca, kao na kraju uskog hodnika.

Način postavljanja. Nakon što je, u skladu s datim preporukama, naznačeno mjesto RF glava, vrijedi započeti eksperimente. Činjenica je da niko nikada neće unapred reći gde će se tačno 100% „pogoditi“ sa vašim komponentama. Najoptimalnija lokacija omogućit će vam da odredite eksperiment, koji je prilično jednostavan za postavljanje. Uzmite bilo koji ljepljivi materijal, na primjer, plastelin, dvostranu traku, čičak ili model vruće ljepilo, stavite svoju omiljenu muziku ili test disk i, uzimajući u obzir sve navedeno, počnite eksperimentirati. Isprobajte različite lokacije i opcije orijentacije u svakoj od njih. Prije nego što konačno instalirate visokofrekventni drajver, bolje je poslušati još malo i ispraviti ga na plasticine.to nowhere.

Kreativnost. Postavljanje i odabir lokacije visokotonca ima svoje nijanse za 2- i 3-komponentne sisteme. Konkretno, u prvom slučaju, teško je osigurati blisku blizinu visokofrekventnog drajvera i emitera niske frekvencije/srednjeg opsega. Ali u svakom slučaju, ne treba se bojati eksperimentiranja - naišli smo na instalacije gdje su HF glave završavale na najneočekivanijim mjestima. Ima li smisla imati dodatni par visokotonaca? Na primjer, američka kompanija Boston Acoustics proizvodi setove komponentnih zvučnika, gdje crossover već ima prostor za povezivanje drugog para VF glava. Kako objašnjavaju sami programeri, drugi par je neophodan za podizanje nivoa zvučne scene.U testnim uslovima smo ih slušali kao dodatak glavnom paru visokotonaca i bili iznenađeni koliko se značajno proširio prostor zvučne scene i poboljšana je razrada nijansi

Harmonijska teorija

Amplitudna kompresija

sta da radim?

Preopterećenje (kliping) pojačala snage- uobičajena pojava. Ovaj članak govori o preopterećenju uzrokovanom povećanim nivoom ulaznog signala, što rezultira ograničenjem izlaznog signala.

Analizirajući “fenomen” ovakvog preopterećenja, koje navodno uzrokuje oštećenje zvučnika, pokušaćemo da dokažemo da je pravi krivac amplitudska kompresija (kompresija) signala.

ZAŠTO ZVUČNICI TREBAJU ZAŠTITU?

Sve glave zvučnika imaju ograničenja radne snage. Prekoračenje ove snage dovodi do oštećenja zvučnika (LS). Ova oštećenja se mogu podijeliti u nekoliko vrsta. Pogledajmo pobliže dva od njih.

Prvi tip je prekomjerno pomicanje GG difuzora. GG difuzor je zračeća površina koja se kreće kao rezultat primijenjenog električnog signala. Ova površina može biti konusna, kupolasta ili ravna. Vibracije difuzora pobuđuju vibracije u zraku i emituju zvuk. Prema zakonima fizike, da bi proizveo jači zvuk ili reprodukovao niže frekvencije, difuzor mora oscilirati većom amplitudom pomaka, dok se približava svojim mehaničkim granicama. Ako je prisiljen da se kreće dalje, to će rezultirati prekomjernim otklonom. To se najčešće dešava sa niskofrekventnim GG-ovima, iako se može dogoditi sa GG-ovima srednje frekvencije, pa čak i visokofrekventnim (ako niske frekvencije nisu dovoljno ograničene). Dakle, prekomjerno pomicanje difuzora najčešće dovodi do mehaničkog oštećenja glave.

Drugi neprijatelj GG-a je toplotna energija koja nastaje usled toplotnih gubitaka u zvučnim zavojnicama. Nijedan uređaj nije 100% efikasan. Što se tiče GG, 1 W ulazne snage se ne pretvara u 1 W akustične snage. Gotovo većina GG ima efikasnost manju od 10%. Gubici uzrokovani niskom efikasnošću pretvaraju se u zagrijavanje zvučnih zavojnica, uzrokujući njihovu mehaničku deformaciju i gubitak oblika. Pregrijavanje okvira zvučne zavojnice uzrokuje slabljenje njegove strukture, pa čak i potpuno uništenje. Osim toga, pregrijavanje može uzrokovati pjenu ljepila i ulazak u zračni otvor, uzrokujući da se glasovna zavojnica više ne kreće slobodno. Na kraju, namotaj glasovne zavojnice može jednostavno eksplodirati kao karika osigurača. Apsolutno je očigledno da se to ne može dozvoliti.

Određivanje dozvoljene snage višepojasnih zvučnika oduvijek je predstavljalo ozbiljan problem za korisnike i programere. Korisnici koji najčešće zamjenjuju oštećene visokotonce

Uvjereni su da ono što se dogodilo nije njihova krivica. Čini se da je izlazna snaga pojačala 50 W, a snaga zvučnika 200 W, i, ipak, visokofrekventni zvučnik nakon nekog vremena pokvari. Ovaj problem je natjerao inženjere da shvate zašto se to događa. Iznesene su mnoge teorije. Neki od njih su naučno potvrđeni, drugi ostaju kao teorije.

Razmotrimo nekoliko pogleda na situaciju.

TEORIJA HARMONIKA

Istraživanja distribucije energije po spektru signala su pokazala da je, bez obzira na vrstu muzike, nivo energije visoke frekvencije u zvučnom signalu mnogo niži od nivoa energije niske frekvencije. Ova činjenica još više otežava otkrivanje zašto su visokotonci oštećeni. Čini se da ako je amplituda visokih frekvencija manja, onda bi prvo trebali oštetiti niskofrekventne, a ne visokofrekventne zvučnike.

Proizvođači zvučnika također koriste ove informacije kada razvijaju svoje proizvode. Razumijevanje energetskog spektra muzike im omogućava da značajno poboljšaju zvuk visokotonaca korištenjem lakših pokretnih sistema, kao i korištenjem tanje žice u glasovnim zavojnicama. U zvučnicima, snaga visokofrekventnih zvučnika obično ne prelazi 1/10 ukupne snage samog zvučnika.

Ali zato u niskofrekventnom (LF) opsegu ima više muzičke energije nego u visokofrekventnom (HF) opsegu, što znači da zbog svoje male snage, visokofrekventna energija ne može oštetiti visokofrekventne zvučnike. Stoga je izvor visokih frekvencija dovoljno moćnih da oštete visokotonce negdje drugdje. Dakle, gdje se on nalazi?

Sugerirano je da ako ima dovoljno niskofrekventnih komponenti u audio signalu da preopterećuju pojačalo, vjerovatno je da će, kao rezultat ograničavanja izlaznog signala, visokofrekventno izobličenje biti dovoljno snažno da ošteti visokotonac.

Tabela 1. Harmonične amplitude 100 Hz kvadratni talas, 0 dB = 100 W

Ova teorija je postala prilično raširena početkom 70-ih i postepeno se počela doživljavati kao „dogma“. Međutim, kao rezultat proučavanja pouzdanosti i sigurnosti pojačala snage u tipičnim uslovima, kao i prakse korišćenja pojačala i zvučnika od strane tipičnih korisnika, pokazalo se da je preopterećenje uobičajena pojava i da nije toliko uočljivo kod korisnika. uho kao što većina ljudi misli. Reakcija indikatora preopterećenja pojačala obično kasni i ne pokazuje uvijek tačno stvarno preopterećenje. Osim toga, mnogi proizvođači pojačala namjerno usporavaju svoj odgovor na osnovu vlastitih ideja o tome koliko izobličenja mora nastati da bi se indikator upalio.

Naprednija i bolje zvučna pojačala, uklj. Pojačala sa mekim klipingom će takođe oštetiti visokotonce. Međutim, snažnija pojačala uzrokuju manje štete na visokotoncima. Ove činjenice dodatno jačaju teoriju da je izvor oštećenja visokofrekventnih zvučnika još uvijek preopterećenje pojačala (clipping). Čini se da postoji samo jedan zaključak - kliping je glavni razlog oštećenja visokofrekventnih zvučnika.

Ali hajde da nastavimo da istražujemo ovaj fenomen.

KOMPRESIJA AMPLITUDE

Kada je amplituda sinusoidnog signala ograničena, pojačalo unosi velika izobličenja u originalni signal, a oblik rezultirajućeg signala podsjeća na oblik pravokutnika. U ovom slučaju, idealni pravougaonik (meander) ima najviši nivo viših harmonika. (vidi sliku 1). Manje isječeni sinusni talas ima harmonike istih frekvencija, ali na nižem nivou.

Pogledajte spektralni sastav signala pravokutnog talasa frekvencije 100 Hz i snage 100 W prikazan u tabeli 1.

Kao što vidite, snaga koja stiže do visokotonca nakon prolaska ovog signala kroz idealnu skretnicu sa graničnom frekvencijom od 1 kHz je manja od 2 W (0,83 + 0,589 = 1,419 W). To nije puno. I ne zaboravite da se u ovom slučaju simulira ozbiljno, idealno preopterećenje pojačala od 100 vati, koje može pretvoriti sinus u meandar. Dalje povećanje preopterećenja više neće povećati harmonike.

Rice. 1. Harmonične komponente kvadratnog talasa od 100 Hz u odnosu na sinusni talas od 100 Hz

Rezultati ove analize ukazuju da čak i ako se u zvučniku od 100W koristi slab visokofrekventni zvučnik snage 5-10 W, harmonsko oštećenje je nemoguće, čak i ako signal ima oblik meandra. Međutim, zvučnici su i dalje oštećeni.

To znači da moramo pronaći nešto drugo što bi moglo uzrokovati takve kvarove. U čemu je stvar?

Razlog je amplituda kompresije signala.

U poređenju sa starijim modelima pojačala, današnja visokokvalitetna pojačala imaju veći dinamički opseg i bolje zvuče kada se vozi. Stoga su korisnici više u iskušenju da pojačavaju pojačala i da ih klipaju na niskofrekventne dinamičke vrhove, jer u ovom slučaju ne dolazi do velikih zvučnih izobličenja. Ovo rezultira kompresijom dinamičkih karakteristika muzike. Jačina visokih frekvencija se povećava, ali niskih frekvencija ne. To se sluhom percipira kao poboljšanje svjetline zvuka. Neki to mogu protumačiti kao povećanje jačine zvuka bez prateće promjene u balansu zvuka.

Na primjer, povećat ćemo nivo signala na ulazu pojačala od 100 vati. Komponente niske frekvencije će biti ograničene na 100 W zbog preopterećenja. Kako se nivo ulaza dalje povećava, visokofrekventne komponente će rasti sve dok ne dostignu tačku odsecanja od 100 W.

Pogledajte sl. 2, 3 i 4. Grafikoni su graduirani u voltima. Pri opterećenju od 8 oma, 100 W odgovara naponu od 40 V. Prije ograničenja, niskofrekventne komponente imaju snagu od 100 W (40 V), a visokofrekventne komponente imaju snagu od samo 5- 10 W (9-13 V).

Pretpostavimo da se muzički signal sa niskofrekventnim i visokofrekventnim komponentama dovodi na pojačalo od 100 vati (8 oma). Koristimo mešavinu VF sinusoidnog signala niskog nivoa sa LF signalom visokog nivoa (vidi sliku 2). Nivo visokofrekventnih komponenti koje se napajaju visokotoncu je najmanje 10 dB niži od nivoa niskofrekventnih komponenti. Sada povećajmo jačinu zvuka dok se signal ne ograniči (+3 dB preopterećenje, vidi sliku 3).

Rice. 2. Niski, visokofrekventni sinusni val pomiješan sa naletom sinusnog vala visokog nivoa, niske frekvencije

Rice. 3. Izlaz pojačala od 100 W sa preopterećenjem od 3 dB

Rice. 4. Izlaz pojačala od 100 W sa preopterećenjem od 10 dB

Imajte na umu da su, sudeći po talasnom obliku, samo niskofrekventne komponente bile ograničene, a nivo visokofrekventnih komponenti se jednostavno povećao. Naravno, kliping generiše harmonike, ali njihov nivo je znatno niži od nivoa meandra o kojem smo ranije govorili. Amplituda VF komponenti je povećana za 3 dB u odnosu na NF (ovo je ekvivalentno kompresiji amplitude signala za 3 dB).

Kada je pojačalo preopterećeno za 10 dB, amplituda VF komponenti će se povećati za 10 dB. Dakle, svaki porast jačine zvuka za 1 dB uzrokuje povećanje amplitude VF komponenti za 1 dB. Rast će se nastaviti sve dok snaga RF komponenti ne dostigne 100W. U međuvremenu, vršni nivo niskofrekventnih komponenti ne može preći 100 W (vidi sliku 4). Ovaj grafikon odgovara skoro 100% kompresiji, jer... gotovo da nema razlike između VF i NF komponenti.

Sada je lako vidjeti koliko je snaga RF signala veća od snage visokotonca od 5-10 vati. Istina je da će preopterećenje proizvesti dodatne harmonike, ali oni nikada neće dostići nivo pojačanih originalnih visokofrekventnih signala.

Možda mislite da bi izobličenje signala bilo nepodnošljivo. Nemojte se zavaravati. Bićete zapanjeni kada saznate koliko je visoka granica preopterećenja, iznad koje više neće biti moguće ništa slušati. Samo isključite indikator preopterećenja na pojačalu i pogledajte na koji nivo ćete uključiti kontrolu jačine zvuka na pojačalu. Ako osciloskopom mjerite nivo izlaznog signala pojačala, nivo preopterećenja će vas iznenaditi. Nivo preopterećenja od 10 dB na niskofrekventnim komponentama je uobičajen.

ŠTA RADITI?

Ako možemo zaštititi pojačala od preopterećenja (klippinga), možemo efikasnije koristiti zvučnike. Da bi se spriječilo preopterećenje i rezultirajuća kompresija amplitude, svako moderno pojačalo mora koristiti tzv. limitatori klizanja. One sprečavaju gore pomenutu kompresiju amplitude jer Kada se dostigne vrijednost praga na bilo kojoj frekvenciji, nivo svih frekvencija se smanjuje za isti iznos.

U vanjskim limiterima, prag odgovora (prag) postavlja korisnik. Fino podešavanje

Ovaj prag za ograničavanje pojačala je prilično težak. Osim toga, nivo klipinga pojačala nije konstantna vrijednost. Mijenja se ovisno o naponu napajanja, otporu naizmjenične struje, pa čak i o prirodi signala. Prag limitera mora kontinuirano pratiti ove faktore. Najispravnije rješenje bi bilo da se prag poveže sa signalom preopterećenja pojačala.

Sasvim je logično ugraditi limiter unutar pojačala. U modernim pojačalima lako je sa velikom preciznošću odrediti trenutak kada dođe do preopterećenja. Na to reaguju takozvana ugrađena pojačala. limitatori klizanja. Čim izlazni signal pojačala dostigne nivo preopterećenja, upravljački krug uključuje kontrolni element limitera.

Drugi parametar, nakon praga odgovora, svojstven svakom limiteru je vrijeme odgovora i oslobađanja. Važnije je vrijeme oporavka nakon preopterećenja (vrijeme oslobađanja).

Postoje dvije opcije za korištenje pojačala:

• rade kao dio kompleksa višepojasnih pojačala,

• rad na širokopojasnim zvučnicima.

U prvom slučaju, ili samo niskofrekventni, ili srednje i visokofrekventni opseg može se napajati na pojačalo. Prilikom postavljanja dugog vremena oslobađanja i rada pojačala u opsezima srednje visoke frekvencije, "repovi" oporavka limitera mogu se primijetiti na uho. I obrnuto, s kratkim vremenom oslobađanja i radom u niskofrekventnom opsegu, može doći do izobličenja oblika signala.

Kada koristite pojačalo na širokopojasnom zvučniku, morate tražiti neku kompromisnu vrijednost za vrijeme oporavka.

U tom smislu, proizvođači pojačala idu na dva puta - ili se bira kompromisno vrijeme otpuštanja, ili se uvodi prekidač vremena otpuštanja (SLOW-FAST).

ZAKLJUČCI:

Ako me pitate zašto je to potrebno, onda vam neću odgovoriti - onda ovaj članak nije za vas. Ako je sve u redu sa vašom motivacijom, onda vam nudim da se upoznate sa nekim od rezultata koje sam postigao skromnim sredstvima i znanjem koje imam.

Za početak, zamorac, ko je on?

Naš pacijent je visokofrekventni zvučnik sa konusnom dijafragmom 3GD-31. Glavna zamjerka protiv njega je značajna neujednačenost i neujednačenost frekvencijskog odziva. One. Osim neravnomjernosti od oko 10 dB između maksimalnog vrha i donjeg dijela, postoji mnogo manjih nepravilnosti, zbog čega je frekvencijski odziv sličan šumi. Odlučio sam da ne predstavljam izmjerene karakteristike na početku članka, jer... Biće jasnije postaviti ih pored konačnih dobijenih nakon svih promjena dizajna.
Glavna ideja mojih akcija, odnosno dvije glavne ideje, je, prvo, dodati elemente koji apsorbiraju zvuk unutar jačine zvučnika kako bi se suzbile rezonancije koje nastaju u zatvorenom volumenu sa čvrstim zidovima koji lako reflektuju zvuk bez primjetno apsorbira svoju energiju, a to je tijelo pomenutog zvučnika. Druga ideja je da se obradi sam materijal difuzora (ne, ne tekućinom A. Vorobyova ;-)), već lakom, što rezultira kompozitnim materijalom koji je superiorniji od originala (papira) u krutosti, ali nije inferioran u odnosu na on prigušuje sopstvene rezonancije, što smanjuje deformaciju savijanja difuzora tokom njegovog rada i na taj način pomaže u smanjenju rezonantnih pikova i padova u frekvencijskom odzivu.

Šta mi prolazi kroz glavu?

Činjenica je da slične eksperimente provodim već duže vrijeme i da sam dobio dosta potvrda o ispravnosti i korisnosti mog pristupa, ali su svi rezultati bili prilično razbacani. To je dijelom bila posljedica nedostatka iskustva u akustičkim mjerenjima (a više u interpretaciji dobijenih rezultata), dijelom posljedica nepotpunog razvoja same ideje i općeg plana akcije. I tako, kada se cijeli ovaj mozaik u mojoj glavi stvorio u manje-više potpunu sliku, odlučio sam provesti eksperiment od početka do kraja, istovremeno vršeći sva mjerenja.

Šta je urađeno?

Za početak, zvučnik je rastavljen. Da bi se to postiglo, odlemljeni su kablovi zavojnice zvučnika sa terminala na kućištu, zatim je, nakon namakanja acetonom, odvojio kartonski brtveni prsten, a sam difuzor je na isti način odlijepljen od metalnog "lijevka" kućišta. . Zatim je difuzor izvađen iz kućišta i za sada stavljen na stranu.
Prvo je obrađeno kućište zvučnika. Sektori su izrezani iz tkanine debljine oko 3 mm, precizno pokrivajući unutrašnju površinu tijela, koja je bila krnji konus. Na dnu (manja osnova krnjeg konusa) od istog materijala je izrezan krug sa rupom u sredini za zavojnicu. Nakon toga je unutrašnja površina tijela i površina platnenih blankova premazani jednim slojem Moment ljepila i to gotovo odmah (pošto se vrlo brzo suši i kada sam završio sa namazanjem platnenih šara, sloj na tijelu se već osušio ) pritisnuti jedno uz drugo. Evo fotografije dobivenog poluproizvoda.

U tom trenutku mi je pala na pamet ideja da ne samo rezonancije u zapremini kućišta, već i u samim zidovima mogu biti krive za narušen frekventni odziv. tijelo je svojevrsno zvono od štancanog lima. Da bih izmjerio njegove rezonancije, koristio sam sljedeću tehniku. Postavivši kućište na mekanu podlogu, sa magnetom okrenutim nadole, postavio sam mikrofon direktno iznad njega, uključio snimanje zvuka i plastičnom drškom šrafcigera udario nekoliko puta van kućišta. Zatim sam odabrao najuspješniji signal (u smislu nivoa) sa snimka i uvezao ga u LspLab za analizu. Rezultati malo kasnije. Zatim je, kako bi se navlažilo tijelo, spolja prekriveno gumom iz drevne biciklističke unutrašnje gume, po istoj tehnologiji kao i prethodni platneni pokrivač. Zatim, nakon potpunog sušenja - dan kasnije, ponovo su izvršena ispitivanja, koristeći istu metodu kao gore. Međutim, zvuk od udarca je bio mnogo slabiji, pa sam automatski udario malo jače nego prilikom prvog mjerenja - zbog toga je nivo signala pri drugom mjerenju, po mom mišljenju, ispao nešto precijenjen, ali ovo jeste ne igraju značajnu ulogu u ovom slučaju. Dakle, evo prvih komparativnih rezultata - prolazni odziv kabineta zvučnika (u obliku sonograma). Ispod je originalna verzija.

Jasno je vidljivo da su nakon modifikacije sve rezonancije iznad 3 kHz potisnute za nivo veći od 20 dB! Sa ove slike se čini da je glavna rezonancija na 1200Hz (usput, zanimljivo, glavna rezonancija membrane zvučnika smještena upravo na istoj frekvenciji) postala mnogo jača. Ovo nije tačno, jer program normalizuje nivoe na sonogramu tako da "najjači" signali postaju crveni, ali ova skala važi samo unutar jednog grafikona, a na slici ih ima dva, tako da je crvena na gornjem grafikonu 20 dB slabija od crvena na donjem grafikonu! Evo još jednog - već poznatijeg grafikona - frekvencijskog odziva oba mjerenja.

Vidi se da efikasnost prigušenja raste sa frekvencijom, a potiskivanje na frekvencijama od 3 kHz i više prelazi 30 dB! I to uprkos činjenici da sam, kao što sam već rekao, u drugoj dimenziji jače udario tijelo! Vama, onima koji vole da “smiruju” zvučničke kutije, napomenu - dajem!

Difuzor je premazan (ne impregniran, već premazan) nitro lakom (od svih testiranih materijala za ovu namjenu najbolje je uticao na svojstva zvučnika). Iznutra je samo jedan sloj, a spolja tri. Ali, naravno, to nisu bili slojevi koji se ne oslikavaju na zidovima! Prilikom nanošenja prvog sloja mekom četkom, površina se samo navlaži, i to ne mnogo. Drugi i treći sloj su malo deblji, ali ukupno su tri sloja toliko tanka da se ispod njih još uvijek vidi vlaknasta struktura papira.

Prije montaže, u šupljinu između tijela i difuzora dodatno je umetnuta “krofna” od vate kako bi se postigla maksimalna apsorpcija zvuka u volumenu ako je to moguće. Sljedeća slika prikazuje tijelo pripremljeno za montažu.

Još jedna promjena je napravljena na terminalima zavojnice. U početku su tanke žice samog namota zavojnice bile zalemljene na bakrene zakovice na difuzoru (i zalemljene su velike kapi lema!), koji bi od mase cijelog ovog metala i krutosti dijela trebao stvoriti novi rezonantni sistem. difuzor na koji je sve bilo zaglavljeno. Ovakvo stanje mi se uopšte nije dopalo, pa sam odlučio da sve ponovim. Odlemio sam žice zavojnice od zakovica, izbušio ih i zalemio vodove koji povezuju zavojnicu s vanjskim terminalima direktno na žice glasovne zavojnice. Sljedeća slika, iako ne baš kvalitetne, pokazuje novo stanje stvari. Preostale rupe su zapečaćene papirnim krugovima.

Sada ću dati sažeti rezultat.

Za početak, evo frekventnog odziva originalnog zvučnika i njega nakon modifikacije. Podebljane linije pokazuju frekvencijski odziv i frekvencijski odziv nakon modifikacije.

Na prvi pogled nisam postigao veliki uspjeh. Pa, pad na 4 kHz se smanjio za oko 3 dB, vrh na 9 kHz se smanjio za nekoliko dB, a frekvencijski odziv se smanjio sa 12 na 20 kHz. To se može pripisati slučajnim pojavama - rezonancije u difuzoru su uspješno preraspodijeljene. Međutim, treba reći da ovaj zvučnik nije bio baš uspješan za potrebe mog eksperimenta – u početku je imao gotovo maksimalan kvalitet dizajna. Za usporedbu, dat ću sličan par frekvencijskog odziva za drugi uzorak - lošiji.

Tu su svi čudesni efekti poboljšanja na licu! Međutim, ne koristim ovaj zvučnik kao osnovu za ovaj članak jer su u ovom slučaju ovo svi podaci koje sam dobio, ali sam prikupio više informacija o gore opisanom zvučniku.

Sada želim dati prolazne karakteristike zvučnika. Isti su kao i za tijelo - u obliku sonograma, po mom mišljenju to je jasnije.

Jasno je vidljivo da originalni zvučnik ima odložene rezonancije u području od 5 i 10 kHz, dostižući trajanje do 1,3 ms. Nakon modifikacije, prvo se skraćuju 1,5 puta, a drugo, raspadaju se na mnogo manjih, kako po intenzitetu tako i po trajanju. Iznad 10 kHz ih uopšte nema – nestali su. Općenito, impulsni odziv se poboljšao mnogo primjetnije od frekvencijskog odziva.
Na osnovu ovog eksperimenta, kao i nekoliko prethodnih, došao sam do zaključka da lakiranje uglavnom utiče na performanse zvučnika u najvišem frekvencijskom opsegu, a razni materijali koji apsorbuju zvuk rade u srednjem frekvencijskom opsegu.
Čini se da prigušivanje tijela nije imalo značajan utjecaj na rezultate.

U zaključku želim da kažem da je ovaj članak napisan uglavnom sa ciljem da se ljudi koji nemaju sredstva za instrumentalnu procenu objektivnih parametara govornika upoznaju sa uticajem koji određene akcije imaju na konkretnog uzorka govornika.
Kao rezultat ovih eksperimenata, pojavila se još jedna ideja za dalje poboljšanje parametara. To će biti osnova za daljnje eksperimente i, ako budu uspješni, tema sljedećeg takvog članka.

Pojačalo i zvučnik su karike u istom lancu; jedno bez drugog jednostavno ne može. U prošlom broju smo pobliže ispitali pitanje: "Koju snagu treba da ima pojačalo?" a sada pokušajmo odgovoriti na drugi: "Koje snage treba da bude zvučnik?" Djelomično je odgovor na ovo pitanje dat u prethodnom materijalu, jer, kao što je već spomenuto, nemoguće je razmatrati jedno bez drugog, ali je niz detalja ostao netaknut i, kao što smo obećali, ovoga puta ćemo ih analizirati u više detalja. detalj.

VRSTE SNAGE

Mnogi proizvođači automobilskih zvučnika koriste nestandardne metode za mjerenje snage, koje, usput, nisu uvijek privlačnije od onih koje su općenito prihvaćene za opremu za kućanstvo - samo im je prikladnije. Međutim, većina koristi standardizirane parametre, među kojima nas obično zanimaju tri: nazivna (RMS), maksimalna i vršna snaga. Glavni od ovih parametara je nazivna snaga, a na to ćemo u budućnosti misliti kada jednostavno kažemo “snaga”. Numerički omjer je sljedeći: maksimum je obično 2 puta veći od nazivne snage, a vrh je 3-4 puta veći. Ovo pravilo se ne može nazvati strogim: postoje neki modeli čija je maksimalna snaga tek nešto veća od nominalne.

Kako god bilo, budući da je nazivna snaga najmanja od gore navedenih, brojni proizvođači koriste mali trik: na pakiranju i prvoj stranici uputa, nerazumno velike brojke snage navedene su u velikim brojevima bez naznake vrste , a istina se može utvrditi samo pronalaženjem tehničkih parametara u dokumentu, ili gledanjem na poleđinu zvučnika, ili traženjem nekog neupadljivog natpisa na ambalaži. Ne nasjedajte na ovaj trik.

Dakle, nazivna snaga je upravo ona unutar koje možete dugo slušati muziku na ovim zvučnicima bez straha od nelinearnog izobličenja i, još više, kvara zvučnika.

ŠTA JE VAŽNIJE – MOĆ ILI OSETLJIVOST?

U prošlom članku smo primijetili da udvostručenje snage podiže nivo zvučnog pritiska za 3 dB. Odnosno, zvučnik male snage, ali visoke osjetljivosti može razviti isti zvučni pritisak (ista jačina zvuka) kao snažnija, ali manje osjetljiva glava. Stoga, ako morate birati između dva zvučnika jednakog kvaliteta zvuka, od kojih je jedan osjetljiviji, ali manje moćan od drugog, onda je bolje odabrati prvi. Zašto preplaćivati ​​snagu pojačala, ako čak i sa malim snagama dobijate istu jačinu zvuka?

Usput, zbog određenih okolnosti (na primjer, karakteristika tranzistorskih pojačala), istinski visoko osjetljivi zvučnici za automobilski sektor praktički se ne proizvode. Ali unutar svake klase mogu se pronaći značajna odstupanja u osjetljivosti, a to je izvor svih vrsta nagađanja: naši testovi izuzetno rijetko potvrđuju podudarnost deklariranih vrijednosti ​​​​​Pa savjetujemo da platite pažnju na naše „specijalne nagrade“, a ne na date brojke.

Ponekad naiđete na zvučnike niske osjetljivosti, ali zaista velike nominalne snage, koji pri maloj snazi ​​sviraju ne samo tiho, već i lošije kvalitete, ali ako dobro “okrenete ručicu”, zvuk postaje optimalan. Ova opcija se može preporučiti onima koji većinu vremena slušaju samo glasnu muziku i spremni su kupiti pojačalo snage od najmanje sto vati po kanalu.

Značajno povećava jačinu zvuka i smanjuje otpor zvučnika na 3, pa čak i na 2 oma - u posljednje vrijeme pojavljuje se sve više takvih modela. Jedina okolnost. Ono što se mora uzeti u obzir je da se pojačalo mora dobro nositi s takvim opterećenjem. Kategorično ne preporučujemo povezivanje zvučnika od 2-3 oma direktno na ugrađeno pojačalo auto radija ili CD prijemnika - čak i ako ovo radi, to će biti težak test za glavnu jedinicu i, najvjerovatnije, na kraju neće uspjeti .

ODNOS SNAGE ZVUČNIKA I SNAGE POJAČALA

U principu, nema ništa loše ako je RMS pojačala manji od onog zvučnika, ali u ovom slučaju morate još pažljivije rukovati kontrolom osjetljivosti. Paradoks je da će manje moćno pojačalo, kada se počne preopteretiti, vjerovatnije da će vam izgorjeti zvučnike nego snažnije pojačalo! Sve se radi o fenomenu koji se zove “clipping” – tj. rad u ograničavajućem režimu, kada pojačalo proizvodi jako izobličen signal sa velikim sadržajem viših harmonika. Upravo iz tog razloga visokotonci najčešće pregorevaju u zvučnicima. Inače, u glavnim jedinicama u principu nema regulatora osjetljivosti, tako da je potrebno samo jednom na uho odrediti početak pojave distorzije kada se jačina zvuka povećava, a zatim nikada ne okrećite dugme regulatora dalje od ovog nivoa.

ZVUČNICI SNAGA I FREKVENCIJE

Drugi razlog za kvar zvučnika, posebno onih koji reproduciraju niske/srednje opsege, je ignorisanje frekvencijskog opsega koji zapravo reprodukuju. Mnogi proizvođači navode prošireni frekvencijski raspon svojih zvučnika kako bi privukli kupce. Na primjer, za koaksijalni zvučnik standardne veličine od 10 cm i snage 30 W, frekvencijski raspon je 50 - 20.000 Hz. Nije gornja vrijednost ta koja zbunjuje, već donja. Ako u ovaj zvučnik stavite signal od 50 Hz na navedenom nivou snage, ne samo da nećete čuti 50 Hz, već biste lako mogli uništiti zvučnik. To se često događa kada, zaneseni raznim šemama za podizanje basa, zaborave da zvučnik jednostavno nije sposoban reproducirati donji registar. Rezultat je pokidana membrana woofera/srednjetonskog zvučnika. Kako bi se to spriječilo, raspon frekvencija koje reprodukuje zvučnik treba ograničiti korištenjem barem visokopropusnog filtera drugog reda. Postavljena granična frekvencija filtera ovisi o veličini zvučnika. Dakle, praksa pokazuje da za glave od 10 cm treba biti oko 100 Hz, za glave od 13 cm - 80 Hz, a za glave od 16 cm - 60 Hz. Sve što je ispod trebalo bi da reprodukuje subwoofer. Štaviše, ograničavanjem donjeg frekventnog opsega signala koje reprodukuju LF/MF zvučnici, odmah ćete osetiti bolji izlaz u ostatku opsega, njihov življi i glasniji rad. Zvučnici koji mogu dobro raditi bez filtera niskog propusnog opsega postoje, ali su u manjini.

Općenito pravilo je sljedeće: što je uži frekvencijski raspon koji se šalje zvučniku ili zasebnoj glavi, to više snage može izdržati. Na primjer, za mnoge pojedinačne visokofrekventne zvučnike daje se nekoliko vrijednosti snage odjednom, ovisno o graničnoj frekvenciji visokopropusnog filtera: ako zvučnik radi počevši od 2000 Hz, ovo je jedna snaga, ako od 5000, vrijednost snage je mnogo veća. Isto se odnosi i na srednjetonske zvučnike, bas/srednjotonske glave i sabvufere - jedina razlika je u tome što oni mogu mijenjati dvije granice reprodukovanog frekvencijskog opsega odjednom: gornju i donju.

Tipični odnosi između snage HF, MF, LF/MF i subwoofer glava su isti kao i za pojačala, o njima je bilo riječi u prošlom broju.

SABVUFERI I NJIHOVI PARAMETRI

Odvojeno, treba razmotriti posebnu klasu zvučnika - subwoofera. Ovaj tip zvučnika je nedavno postao dio audio sistema automobila, ali zbog činjenice da vam omogućava reprodukciju dubljeg basa postao je vrlo popularan među ljubiteljima automobila. Međutim, sabvufer u automobilu se veoma razlikuje od kućnog subwoofera. Dakle, ako se za kućnu opremu snaga subwoofera od 300 W smatra "iznad krova", onda je za automobil to prosječan, normalan parametar. Zašto takva moć? Podsjetimo da bi sabvufer u automobilu trebao "vikati" buku s ceste, ali kod kuće nema takve potrebe. Osim toga, dizajn woofera za automobile ima svoje karakteristike. Da bi dobili dubok bas u malim količinama, proizvođači podnose niz žrtava, od kojih je glavna smanjenje osjetljivosti. Da biste dobili dovoljnu jačinu zvuka uz nisku osjetljivost, morate osigurati visoku snagu zvuka. Stvaranje moćnog pojačala za automobil također nije lak zadatak, pa je nedavno postao popularan dizajn subwoofera s dva odvojena namota glasovne zavojnice, a neki proizvođači idu i dalje, ugrađujući čak 4 namotaja glasovne zavojnice. Takvo rješenje daje veću fleksibilnost pri odabiru optimalnog otpora za određeno pojačalo - pojednostavljeno rečeno, omogućava vam da iz njega "iscijedite" maksimalne vate. Potrebni otpor se postiže odgovarajućim spajanjem namotaja (serijski, paralelni, paralelno-serijski). Istina, snaga, otpor i broj namotaja ne utiču na muzikalnost subwoofera. Čak i sabvufer male snage, ali pravilno izgrađen, može nadmašiti svoj monstruozni SPL kolega u kvalitetu zvuka. Iako će vam za stvaranje potrebnog zvučnog pritiska trebati najmanje dva subwoofera male snage. U zavisnosti od zadatka ili žanrovske orijentacije zvučnika, nominalna snaga subwoofera se bira 2-4 puta veća od snage zvučnika punog opsega. Što je veća snaga, to bolje, jer uvijek možete učiniti da svira tiše, ali glasnije – ne. Ali u isto vrijeme, potrebno je uzeti u obzir stvarne mogućnosti mreže vašeg automobila (i novčanika, naravno).

Osim toga, vrsta akustičkog dizajna subwoofera je od velike važnosti. Posebno je dobrodošla dodatna rezerva snage za najgoru opciju u smislu izlaza - beskrajni akustični ekran; zvučnik svira u velikoj jačini, na primjer, u prtljažniku. Modeli u zatvorenom kućištu imaju veću osjetljivost, ali su i nisku, a najbolji u pogledu izlaza su modeli sa bas refleksom, posebno u kućištu tipa bandpass.

ŠTA SE DEŠAVA KADA SE BROJ GLAVA POVEĆA

Često postoje instalacije sa dvostrukim ili trostrukim LF/MF glavama, a postoji mnogo opcija sa dva subwoofera. Šta ovo radi i zašto je potrebno? Udvostručavanjem glava povećavate nivo zvučnog pritiska za najmanje 3 dB, što je ekvivalentno udvostručenju snage, pod uslovom da se udvostruči i električna snaga koja im se napaja iz pojačala. Ako dvije glave primaju istu snagu od pojačala kao jedna, tada će se nivo zvučnog pritiska malo promijeniti. U ovom slučaju ne dobijamo ništa na snazi, ali povećano područje zračenja od difuzora će dati dublji bas. Međutim, ovaj efekat zavisi od udaljenosti na kojoj su glave razdvojene, a javlja se na frekvencijama za koje je ta udaljenost srazmerna talasnoj dužini ili je prelazi. Zainteresovani za detalje upućuju se na knjigu „Emisija i elektroakustika“ koju je priredio Yu.A. Kovalgin, koju je objavila izdavačka kuća “Radio i komunikacije” 1999. godine. Tamo, na strani 224, razmatra se problem efikasnosti zvučnika, koji uključuju nekoliko glava istog tipa. U akustici se takvi zvučnici obično nazivaju zvučnici. Koriste se za povećanje usmjerenosti i povećanje efikasnosti sistema zvučnika.

Upravo zbog poboljšanja odziva basa, dvostruke glave se koriste samo za bas/srednje tonove ili glave sabvufera. Postoje i opcije za dvostruke visokotonce, ali su rijetke i imaju druge zadatke, na primjer, smanjenje usmjerenosti zvučnika na visokim frekvencijama. U mnogim slučajevima, korištenje dvije LF glave može riješiti složene probleme - posebno, dvije glave od 12 inča su lakše za smještaj nego jednu od 15 inča. Međutim, vrijedi uzeti u obzir da će cijena dvije glave biti jasno veća od jedne iste serije, ali veće standardne veličine.

VRSTE SNAGA ZVUČNIČKIH SISTEMA

Nominalno– srednja kvadratna vrijednost električne snage ograničene datim nivoom nelinearne distorzije.

Maksimalni sinus– snaga neprekidnog sinusoidnog signala u datom frekvencijskom opsegu, na kojem zvučnik može raditi dugo vremena bez mehaničkih i termičkih oštećenja.

Maksimalna buka– električna snaga posebnog šumnog signala u datom frekvencijskom opsegu, koju zvučnik može izdržati dugo vremena bez termičkih i mehaničkih oštećenja.

Peak– maksimalnu kratkoročnu snagu koju zvučnici mogu da izdrže a da ih ne oštete kada se na njih primeni poseban signal buke u kratkom vremenskom periodu (obično 1 s). Testovi se ponavljaju 60 puta sa intervalom od 1 minute.

Maksimalno dugoročno – električnu snagu posebnog šumnog signala u datom frekvencijskom opsegu koji zvučnik može izdržati bez nepovratnih mehaničkih oštećenja u trajanju od 1 minute. Testovi se ponavljaju 10 puta sa intervalom od 2 minute.

Materijal ustupio Car&Music magazin, br. 12/2003. Rubrika "Korisni savjeti", tekst: Edouard Seguin