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

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

RECI RIJEČ O JADNOM SQUEERU

Tradicionalno, odvajanje srednjeg i visokofrekventnog pojasa (ili srednjeg basa-HF) provodi se pasivnim skretnicama (separacijski filtri). Ovo je posebno prikladno kada koristite gotove komplete komponenti. Međutim, iako su karakteristike skretnica optimizirane za određeni skup, one ne zadovoljavaju uvijek zadatak.
Povećanje induktiviteta glasovne zavojnice s frekvencijom dovodi do povećanja impedancije glave. Štoviše, ova induktivnost za "prosječni" srednji bas 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: u proračunima se koristi stvarna vrijednost impedancije na frekvenciji skretnice ili se uvode krugovi stabilizacije impedancije (Zobelovi kompenzatori). O tome je već dosta napisano, pa se nećemo ponavljati.
Squeakers obično nemaju stabilizirajuće lance. U tom se slučaju pretpostavlja da je radni frekvencijski pojas malen (dvije do tri oktave), a induktivitet beznačajan (obično manji od 0,1 mH). Kao rezultat toga, povećanje impedancije je malo. U ekstremnim slučajevima, povećanje impedancije kompenzira se otpornikom od 5-10 Ohma spojenim paralelno na visokotonac.
Međutim, sve nije tako jednostavno kao što se čini na prvi pogled, pa čak i tako skromna induktivnost dovodi do zanimljivih posljedica. Problem je što visokotonci rade zajedno s visokopropusnim filtrom. Bez obzira na redoslijed, sadrži kapacitivnost spojenu u seriju s visokotoncem, a s induktivitetom glasovne zavojnice čini oscilatorni krug. Ispostavilo se da je rezonantna frekvencija kruga u radnom frekvencijskom pojasu visokotonca, au frekvencijskom odzivu pojavljuje se "grba", čija veličina ovisi o faktoru kvalitete ovog kruga. Kao rezultat toga, neizbježno je obojenje zvuka. Nedavno su se pojavili mnogi modeli visokoosjetljivih visokotonaca (92 dB i više), čiji induktivitet doseže 0,25 mH. Stoga pitanje usklađivanja visokotonca s pasivnom skretnicom postaje posebno akutno.
Za analizu je korišteno simulacijsko okruženje Micro-Cap 6.0, ali se isti rezultati mogu dobiti i drugim programima (Electronic WorkBench, na primjer). Kao ilustracije dani su samo najtipičniji slučajevi, a ostale preporuke dane su na kraju članka u obliku zaključaka. U izračunima je korišten pojednostavljeni model visokotonca, uzimajući u obzir samo njegov induktivitet i aktivni otpor. Ovo pojednostavljenje je sasvim prihvatljivo, budući da je vrh rezonantne impedancije većine modernih visokotonaca mali, a frekvencija mehaničke rezonancije pokretnog sustava je izvan radnog frekvencijskog pojasa. Uzmimo također u obzir da su frekvencijski odziv za zvučni tlak i frekvencijski odziv za električni napon dvije velike razlike, kako kažu u Odesi.
Interakcija visokotonca sa skretnicom posebno je uočljiva u filtrima prvog reda, tipičnim za jeftine modele (slika 1):

kristalne" boje. Povećanje induktiviteta pomiče rezonantni vrh na niže frekvencije i povećava njegov faktor kvalitete, što dovodi do primjetnog "škljocanja". Nuspojava povećanja faktora kvalitete, koja se može pretvoriti u korist, je povećanje u nagibu frekvencijskog odziva.U frekvencijskom području skretnice, blizu je filtriranja 2 reda, iako se na velikoj udaljenosti vraća na izvornu vrijednost za 1 red (6 dB/oktava).
Uvođenje shunt otpornika omogućuje vam da "ukrotite" grbu na frekvencijskom odzivu, tako da se neke funkcije ekvilizatora mogu dodijeliti skretnici. Ako je shunt napravljen na temelju promjenjivog otpornika (ili skupa otpornika s prekidačem), tada možete čak i brzo prilagoditi 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 s visokotoncem. Ova metoda je posebno prikladna za visokotonce s induktivnošću preko 100 mH. U ovom slučaju, ukupna impedancija kruga "otpornik-visokotonac" lagano se mijenja tijekom procesa regulacije, tako da se razina signala praktički ne mijenja (slika 5):

disk"> Stabilizacijski krugovi nisu potrebni samo za visokotonce s niskom induktivnošću (manje od 0,05 mH). Za visokotonce s induktivitetom glasovne zavojnice od 0,05-0,1 mH najpovoljniji su paralelni stabilizacijski krugovi (šantovi). Za visokotonce s glasovnom zavojnicom induktivitet veći od 0,1 mH, možete koristiti i paralelne i serijske stabilizacijske krugove. Promjena otpora stabilizacijskog kruga omogućuje vam utjecaj na frekvencijski odziv. Za filtre 1. reda, promjena parametara stabilizacijskog kruga ima primjetan učinak na prekid parametri frekvencije i grba. Za filtre 2. reda granična frekvencija je određena parametrima njegovih elemenata i ovisi o induktivitetu glave iu manjoj mjeri o parametrima stabilizirajućeg kruga. Veličina rezonantne "grbe" uzrokovane induktivitetom visokotonca izravno ovisi o otporu shunta i obrnuto o otporu serijskog otpornika.Veličina rezonantne "grbe" u području granična frekvencija izravno ovisi o faktoru kvalitete filtra. . Faktor kvalitete filtra proporcionalan je rezultirajućem otporu opterećenja (RF glava uzimajući u obzir otpor stabilizacijskog kruga). Visokokvalitetni filtar može se izračunati standardnom metodom, ali za otpor opterećenja smanjen za 2-3 puta u odnosu na nazivni otpor opterećenja.

Predložene metode za regulaciju frekvencijskog odziva također su primjenjive na filtre viših reda, ali budući da se broj "stupnjeva slobode" tamo povećava, teško je dati konkretne preporuke u ovom slučaju. Primjer promjene frekvencijskog odziva filtra trećeg reda zbog skretnog otpornika prikazan je na slici 6:

home" tro-četverosistemski zvučnici imali su promjenjivi frekvencijski odziv "normal/crystal/chirp" ("smooth-crystal-chirp"). To je postignuto promjenom razine srednjetonskog i visokofrekventnog pojasa.
Preklopni atenuatori koriste se u mnogim skretnicama, au odnosu na visokotonac mogu se smatrati kombinacijom serijskih i paralelnih stabilizacijskih krugova. Njihov utjecaj na rezultirajući frekvencijski odziv prilično je teško predvidjeti; u ovom slučaju prikladnije je pribjeći modeliranju.

DIV_ADBLOCK705">

Nakon kratkog slušanja glazbenih skladbi, došao sam do zaključka da pri povišenim razinama glasnoće, HF razina zvučnog tlaka prevladava nad ostalim frekvencijama do te mjere da se javlja nelagoda. Morao sam ili koristiti kontrole tona ili jednostavno isključiti glazbu. Po svojoj prirodi nisam želio ni jedno ni drugo, pa sam se uključio u borbu za “ugodan” zvuk.

Prva stvar koja se pojavila u skretnici bio je otpor spojen u seriju sa zvučnikom (slika 2). Kondenzator se morao ponovno odabrati jer se otpor opterećenja promijenio, a s njime se promijenila i granična frekvencija. Tlak zvuka je smanjen.

Ali "udobnost" nije postignuta. Pojavio se suprotan učinak. Pri pojačanim razinama glasnoće visokofrekventne komponente bile su umjerene, no pri smanjenju glasnoće ruka je sama posezala za kontrolama tona.

Morao sam isprobati drugu opciju za regulaciju zvučnog tlaka - ranžiranje glave s otporom od 10-30 Ohma (slika 3). Ova metoda se ponekad koristi. Što je niža vrijednost otpora šanta, to je potiskivanje veće.

No, slika se pokazala nešto drugačijom od očekivane. Rezonantna grba je uglavnom potisnuta i ukupna promjena razine je zanemariva. Učinak na frekvencijski odziv također nije loš, ali glavni problem nije riješen. Bez kontrole tona ništa nije radilo.

Serijski i paralelni otpornici ili krugovi u ovom slučaju nazivaju se disipatori. (rasipati znači raspršiti se). Oni ne samo da rasipaju snagu, već i apsorbiraju proizvode intermodulacijske distorzije u dinamici. Stoga bi njihov utjecaj na karakter zvuka trebao biti posebno uočljiv kod jeftinih visokotonaca (ur.)

Kontrola tona, u svojoj srži, je povećanje ili smanjenje zvučnog tlaka u određenom frekvencijskom pojasu, ovisno o specifičnom modelu glavne jedinice. Mogućnosti prilagodbe su različite za svakoga: na nekim bi uređajima bile dovoljne, na drugima nisu. Također postoji mišljenje da korištenje ugrađenih kontrola tona pogoršava zvuk sustava zbog korekcije frekvencijskog odziva glavne jedinice i dodatnih faznih izobličenja.
Osim toga, postoje ograničenja na korištenu shemu akustične instalacije. Kada koristite dvopojasni prednji dio, kada se pojas za podešavanje gotovo potpuno podudara s radnim područjem HF glave, podešavanje zvučnog tlaka pomoću kontrole tona nije toliko kritično. Ali u sustavima s tri pojasa, takvo podešavanje ne može dati željeni učinak, jer će njegova uporaba iskriviti frekvencijski odziv srednjetonske glave, čiji dio radnog pojasa nužno pada u zonu kontrole visokih tonova.
Kao izlaz, u tim slučajevima opravdana je uporaba ekvilajzera s dovoljnim brojem kontrolnih pojaseva. Upotreba jednostavnog 7-9 pojasnog ekvilizatora možda neće dati željeni učinak. Razvijeniji ekvilajzeri već koštaju značajan novac, što oštro, moglo bi se reći, potpuno isključuje njihovu upotrebu u većini amaterskih instalacija. Iako, ako uzmemo u obzir sustav u cjelini, korištenje višepojasnog ekvilajzera smanjit će vrijeme pri potpunom postavljanju cijelog sustava. Ali ovo nije ono o čemu sada govorimo.

Pojavila se ideja - koristiti žarulje sa žarnom niti za ograničavanje razine HF komponenti pri velikim glasnoćama. Kada se zagrije, otpor spirale će se povećati i snaga će biti ograničena. U skretnicama se ponekad koriste barreteri za zaštitu od preopterećenja - iste svjetiljke, ali napunjene vodikom. Vodik potiče brzu obnovu niske otpornosti niti. U tom slučaju, zbog oštre promjene otpora, dinamika visokofrekventne reprodukcije bit će poremećena. Ako koristite običnu svjetiljku, doći će do glatke kompresije visokofrekventnog raspona. Žarna nit ima toplinsku inerciju ovisno o svojoj masi. Što je svjetiljka snažnija, toplinska inercija je veća.

Korištenje žarulje kao raspršivača prvotno je simulirano na računalu pomoću programa MicroCap. Križni krug je imao sljedeći oblik (slika 4):

Skretnica je simulirana, glava je zamijenjena ekvivalentnom shemom (kako bi se uzeo u obzir utjecaj induktiviteta same glave). Zatim su dobiveni grafikoni frekvencijskog odziva za sve opcije o kojima se raspravljalo gore.

Rezultati modeliranja frekvencijskog odziva prikazani su na grafu (slika 8): Pri maloj glasnoći otpor žarulje je oko 0,5 Ohma. Frekvencijski odziv skretnice u ovom dijelu praktički se podudara s frekvencijskim odzivom skretnice bez otpora.

Iz grafova frekvencijskog odziva može se vidjeti da se smanjenje tlaka za - 3 dB za sve krivulje događa na približno istoj frekvenciji. Za verziju s otporom shunta, nazivni kapacitet kondenzatora je promijenjen, budući da je granična frekvencija na razmatranom nazivnom nazivnom porasla.

Krivulja 1 - frekvencijski odziv skretnice bez otpora. Krivulja 2 - frekvencijski odziv skretnice sa serijskim otporom od 1,2 Ohma. Krivulja 3 - frekvencijski odziv skretnice s otporom shunta od 16 Ohma i kondenzatorom od 3,5 μF. Krivulja 4 - frekvencijski odziv skretnice sa žaruljom. Pretpostavlja se da je otpor žarulje kao rezultat zagrijavanja zavojnice 4 ohma. Krivulja 5 - frekvencijski odziv skretnice sa žaruljom. Pretpostavlja se da je otpor žarulje kao rezultat zagrijavanja zavojnice 6 Ohma.

Nakon “teorijskog dijela” prešla sam na praksu. Bilo je potrebno izmjeriti otpor žarulja na različitim naponima. Podešavanjem različite struje reostatom izmjerio sam napon na žarulji, jakost struje i izračunao otpor prema Ohmovom zakonu. Za tri tipa svjetiljki dobiveni su sljedeći rezultati (sl. 9-11):

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

rezultate

Nakon što sam napravio promjene u krugu svoje skretnice, počeo sam slušati. Podsjećam da je "udobnost" zvuka određena na uho. Upotreba RTA analizatora nije bila predviđena tijekom ovog procesa zbog njegove odsutnosti čak ni na razini grada. Samo na sluh. Ako nakon dugotrajnog slušanja nema želje za korištenjem kontrola tona ili isključivanjem izvora "iritacije", vjerujem da je cilj postignut.
U mom sustavu ugradnja žarulja iz svjetiljki unutarnje rasvjete, čini mi se, dala je očekivani učinak. Efekt "zvižduka" je nestao i nije bilo potrebe za korištenjem kontrola tona prilikom povećavanja ili smanjivanja glasnoće.

SIJAMSKI BLIZANCI

Mnoge moderne instalacije koriste dvostruki set visokotonaca. Razlog su povećani zahtjevi za kvalitetom zvuka. Proširenje uzorka usmjerenosti dvostrukog emitera olakšava podešavanje zvučne pozornice, smanjujući mogućnost preopterećenja visokotonaca pri visokim razinama glasnoće. Važnu ulogu ima i vanjska atraktivnost, osobito u izložbenim radovima.
Još jedan argument u korist takvog rješenja javlja se kod pojačanja kanal po kanal. Dobro poznata kontradikcija između neravnomjerne raspodjele energije glazbenog signala po spektru i jednake snage kanala pojačala elegantno je razriješena serijskim uključivanjem visokotonaca. U ovom slučaju, maksimalna izlazna snaga "beeper" kanala pojačala prepolovljena je u usporedbi s normalnim opterećenjem, što omogućuje potpunije korištenje dinamičkog raspona i smanjenje izobličenja.
Međutim, sve navedeno podrazumijeva korištenje potpuno istih visokotonaca. Moguća je i druga opcija - s različitim visokotoncima koji reproduciraju različite frekvencijske raspone. Podrijetlo ove odluke valja tražiti u kućnim zvučničkim sustavima prije četvrt stoljeća. Reproducirati cijeli frekvencijski raspon iznad 3-5 kHz s jednim visokotoncem tada je bio prilično težak zadatak, pa je podijeljen. Opseg od 3-5 do 10-12 kHz reproducirao je mali difuzorski visokotonac, uobičajen za te godine, a sve iznad reproducirao je kupolasti ili ribbon horn super visokotonac. Kako se tehnologija razvijala, ovo je rješenje nestalo iz masovne kućne opreme, ali ima sve šanse vratiti se u automobilsku opremu.
Problem reprodukcije cijelog visokofrekventnog raspona s jednim visokotoncem je davno riješen, ali dobar širokopojasni visokotonac je delikatan i skup proizvod. Barem u nižem i srednjem cjenovnom razredu, nijedan dizajn kupole i materijal još uvijek ne mogu istovremeno zadovoljiti sve zahtjeve, od kojih su većina kontradiktorni. Potrebna je velika krutost, mala masa i dobro unutarnje prigušenje. Stoga su rezultati za masovne proizvode razočaravajući:

Tekstilna kupola pruža izvrsnu razradu gornjeg srednjetonca i detaljan zvuk, ali na gornjem kraju raspona zvuk je obično prigušen (frekvencijski odziv je blokiran). Metalna kupola omogućuje izvrsnu reprodukciju visokofrekventnog raspona. Međutim, niskofrekventni dio raspona nije uvijek adekvatno reproduciran; zvuk je često obojen rezonancijama same kupole (efekt tuning vilice). Polimerna ili metalizirana kupola pruža prilično širok raspon frekvencija, ali, u pravilu, sa značajnom neujednačenošću u frekvencijskom odzivu i uzorku zračenja. Kao rezultat toga, zvuk može poprimiti različite boje.

Zaključak: prednosti različitih materijala moraju se kombinirati, a nedostaci moraju biti kompenzirani. Objekti istraživanja bili su tviteraši:

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

Slušanje je pokazalo da svilenom visokotoncu, unatoč svom detaljnom zvuku, nedostaje "zraka", a mylar visokotoncu savršeno "škljoca", ali kada radi s filterom prvog reda ima kreštav "glas". Očito, uz odgovarajući odabir frekvencije skretnice, činili bi izvrstan par.
Kako bi se pojednostavio dizajn i olakšali radni uvjeti pojačala, najpovoljnije je koristiti filtre prvog reda. Oni stvaraju minimalno fazno izobličenje, što ih povoljno razlikuje od drugih dizajna. Međutim, filtri prvog reda daju premalo prigušenje izvan radnog pojasa, pa su prikladni samo za malu ulaznu snagu ili dovoljno visoku frekvenciju skretnice (7-10 kHz). Stoga se u najozbiljnijim izvedbama koriste filtri viših redova, od drugog do četvrtog.
U ovom slučaju, odlučeno je koristiti filtar kvazi-drugog reda koji koristi induktivitet glasovne zavojnice. Pokazalo se da je osjetljivost visokotonaca gotovo ista, ali se induktivnost razlikovala gotovo za red veličine. Ovo je značajno pojednostavilo dizajn pasivne skretnice, budući da je induktivitet glasovne zavojnice bio uključen u krug.
Ideja je potaknuta člankom “Recite koju riječ o jadnom visokotoncu” (“Master 12Volt” br. 47). Ispitivao je interakciju skretnice i visokotonca, kao i metode utjecaja na rezultirajući frekvencijski odziv. Pri radu s pasivnim HF filtrom, induktivitet glasovne zavojnice tvori oscilatorni krug s kapacitetom filtra, njegova rezonantna frekvencija je u radnom frekvencijskom pojasu visokotonca. Kao rezultat, pojavljuje se "grba" u frekvencijskom odzivu, čija veličina ovisi o faktoru kvalitete ovog kruga. To može rezultirati obojenjem zvuka i drugim artefaktima. Međutim, u nekim slučajevima ti se fenomeni mogu okrenuti u korist.

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

Kondenzator C1 određuje donju granicu reproduciranog frekvencijskog područja cijelog sustava. Induktivitet glasovne zavojnice BA1 uključen je u formiranje frekvencijskog odziva. U frekvencijskom području skretnice, nagib frekvencijskog odziva je blizu filtara 2. reda, iako se na velikoj udaljenosti vraća na izvornu vrijednost 1. reda (6 dB/oktavi). Gornja granica raspona za BA1 se formira akustički. Budući da je izlaz svilenog visokotonca na frekvencijama iznad 11 kHz osjetno smanjen, nema smisla uvoditi dodatno prigušenje signala. Istodobno, induktivitet glasovne zavojnice i kondenzatora C2 tvore strujni krug (filtarski čep) na frekvenciji od oko 5 kHz. Potiskivanje ovog frekvencijskog područja eliminiralo je "prodorni" zvuk Mylar visokotonca, zadržavajući njegovu reprodukciju samo visokofrekventnog dijela raspona.
Frekvencijski odziv napona skretnice prikazan je na slici 3.

DIV_ADBLOCK711">

POBOLJŠANJE ZVUKA KOAKSIJALNIH ZVUČNIKA

Komponentni akustični sustavi postali su široko rasprostranjeni u zvuku automobila, a s pojavom proračunskih kompleta, opseg njihove primjene značajno se proširio. Pogodnost rasporeda i jednostavnost podešavanja zvučne pozornice priskrbili su im zasluženu popularnost. Međutim, u nekim je slučajevima prikladnije koristiti koaksijalne zvučnike. Razlozi mogu biti mnogi: složenost kozmetičke integracije komponentnih sustava ili dodatnih visokotonaca, želja za očuvanjem izvornog izgleda interijera, nestandardne veličine itd. U nekim slučajevima općenito je nemoguće zamijeniti standardne koaksijalne s drugim zvučnike bez radikalne izmjene sjedala zbog specifičnih dimenzija ili značajki dizajna. Što učiniti u ovom slučaju? Pokušajte iscijediti maksimum iz dostupnih "sirovina".
Najčešće se koaksijalni zvučnici ugrađuju u upravljačku ploču i rade u akustičnom dizajnu "otvorenog ormarića". Zbog akustičkog kratkog spoja značajno je oslabljena reprodukcija frekvencija ispod 200-300 Hz, neovisno o veličini difuzora i frekvencijskom odzivu samog drivera. Svi pokušaji da se reproducira barem neki privid basa bez modificiranja standardnog mjesta su besmisleni. Stoga ćemo koaksijal u kontrolnoj ploči smatrati isključivo srednjim VF emiterom i istražit ćemo kako možemo poboljšati njegove karakteristike u toj ulozi.

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

Glavni emiter Dodatni emiter Crossover

Glavni emiter serijski proizvedenih dizajna opremljen je difuzorom od polipropilena različitih modifikacija, au standardnim koaksijalima često je izrađen od papira. Što se tiče kvalitete zvuka, posljednja opcija je poželjnija. Jasno je zašto: glatki prijelaz s klipnog na zonski način rada, odsutnost prizvuka, mala težina, prilično visoka gornja granica frekvencijskog raspona (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 metaliziranom. Prirodna rezonantna frekvencija takvih emitera je 1,5-3 kHz, to ćemo zapamtiti za budućnost.
Skretnica većine koaksijalnih radi samo s visokotoncem i sastoji se od jednog kondenzatora kapaciteta 3,3-4,7 μF, najčešće elektrolitskog. Dakle, ovo je jednostavan filter prvog reda s graničnom frekvencijom od 6-9 kHz, tako da je potiskivanje izvanpojasnih signala nedostatno, a visokotonac može biti preopterećen. Rezultat je "svinjski cvilež" i vidljivi rezonantni zvukovi.

Gdje početi

Dakle, prvi i najočitiji način poboljšanja kvalitete zvuka je zamjena oksidnog kondenzatora u skretnici s pristojnijim, au isto vrijeme revidirati njegovu vrijednost. Ako je glavni odašiljač izrađen od papira, tada pouzdano svira srednji frekvencijski raspon, a pomoć visokotonca potrebna je samo u visokofrekventnom dijelu raspona. U ovom slučaju, kapacitet kondenzatora može se smanjiti na 2 μF, što će pomaknuti maksimalni izlaz u frekvencijski raspon iznad 10 kHz. Kao što je spomenuto u to vrijeme (“Recite koju riječ o jadnom visokotoncu” - “12Volt Master” br. 47), električna rezonancija kapacitivnosti filtera s induktivitetom glasovne zavojnice visokotonca čini malu grbu na frekvencijskom odzivu, tako da mi ćemo ga "pogurati" kako bismo poboljšali izlaz u ovom frekvencijskom rasponu. Povećanje frekvencije skretnice također će povećati kapacitet preopterećenja visokotonca, što će omogućiti veću snagu koja se dovodi u zvučnike bez rizika.
Sada prijeđimo na glavni emiter. Budući da koaksijalni ne koriste "tvrde" difuzore sklone unutarnjim rezonancijama, prijelaz s klipnog na zonski način rada odvija se glatko. Stoga nema potrebe dodatno ograničavati frekvencijski pojas odozgo.
Povećanje induktiviteta glasovne zavojnice s frekvencijom dovodi do povećanja impedancije glave. Štoviše, ovaj induktivitet za "prosječni" koaksijalni je 0,2-0,4 mH, a već na frekvencijama od 2-3 kHz impedancija se gotovo udvostručuje. To je neugodna okolnost, ali u našem slučaju može se okrenuti u našu korist.
U slučaju komponentnih zvučnika, skretnica obično ima stabilizator impedancije u obliku RC kruga spojenog paralelno sa zvučnikom. Brojni radovi su pokazali da je za srednjefrekventne glave prikladnije uključiti serijski otpornik (disipator). S ovom vezom, glava se više ne napaja iz izvora napona, već iz izvora struje, tako da ne samo da se impedancija stabilizira u širokom frekvencijskom rasponu, već i značajno smanjenje intermodulacijskog izobličenja, posebno vidljivo pri korištenju jeftinih širokopojasnih i srednjefrekventne glave.
Praksa pokazuje da je dovoljno ugraditi otpornik s otporom približno jednakim 0,5-1 nazivne impedancije glave. Za frekvencije skretnice iznad 300 Hz, disipacija snage otpornika treba biti jednaka 15-20% nazivne snage glave. Redukciju i degradaciju prigušenja također treba uzeti u obzir, ali smo se složili da ne uzimamo u obzir niskofrekventno područje.
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 Re i Le vrijednostima za koaksijale.

mrmljanje" u području rezonantne frekvencije glavnog zvučnika (100-150 Hz). Ali, budući da se osjetljivost smanjila za oko 6 dB, najvjerojatnije ćete morati zaboraviti na spajanje modificiranog koaksijalnog na ugrađeno pojačalo A ako je tako, bit će aktivan jedan u skretnici vanjskog pojačala za ograničavanje radnog frekvencijskog pojasa odozdo.
Kao eksperiment, modificirano je nekoliko koaksijalnih zvučnika različitih marki:

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

U svim slučajevima primijećen je "pročišćen" zvuk srednjeg frekvencijskog raspona, "promuklost" visokotonca je nestala pri visokoj ulaznoj snazi, a ukupna tonska ravnoteža se poboljšala. Čak je i sirovi AUDAX s teškim kartonskim difuzorima i odvratnim visokotoncima pronašao drugi vjetar.

Izvedbe visokofrekventnih (HF) zvučnika su najraznovrsnije. Mogu biti obični, rogasti ili kupolasti. Glavni problem u njihovom stvaranju je proširenje smjera emitiranih oscilacija. U tom smislu kupolasti zvučnici imaju određene prednosti. Promjer difuzora ili radijacijske membrane VF visokotonaca kreće se od 10 do 50 mm. Često su visokotonci čvrsto zatvoreni sa stražnje strane, što eliminira mogućnost modulacije njihovog zračenja zračenjem niskofrekventnih i srednjofrekventnih emitera.

Tipični minijaturni stožasti visokotonac dobro proizvodi zvukove visoke frekvencije, ali ima vrlo uzak dijagram zračenja—obično unutar kuta od 15 do 30 stupnjeva (u odnosu na središnju os). Ovaj kut je postavljen kada je izlaz zvučnika obično smanjen za -2 dB. Naveden je kut odstupanja od horizontalne i okomite osi. U inozemstvu se taj kut naziva kutom disperzije ili disperzije zvuka.

Da bi se povećao kut disperzije, difuzori ili priključci za njih izrađuju se u različitim oblicima (sferni, rogasti, itd.). Mnogo ovisi o materijalu difuzora. Međutim, konvencionalni visokotonci ne mogu emitirati zvukove s frekvencijama znatno višim od 20 kHz. Postavljanje posebnih reflektora ispred visokotonca (najčešće u obliku plastične rešetke) omogućuje značajno proširenje uzorka usmjerenosti. Takva rešetka često je element akustičnog okvira visokotonca ili drugog emitera.

Vječna tema rasprava je pitanje je li uopće potrebno emitirati frekvencije iznad 20 kHz, budući da ih naše uho ne čuje, a čak i studijska oprema često ograničava efektivni raspon zvučnih signala na razini od 10 do 15-18. kHz. No, činjenica da takve sinusoidne signale ne čujemo ne znači da oni ne postoje i da ne utječu na oblik vremenskih ovisnosti stvarnih i prilično složenih audio signala s puno manjim stopama ponavljanja.

Postoji mnogo uvjerljivih dokaza da je ovaj oblik jako izobličen kada je frekvencijski raspon umjetno ograničen. Jedan od razloga za to su fazni pomaci različitih komponenti složenog signala. Zanimljivo je da naše uho ne osjeća same fazne pomake, 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 je važnosti priroda opadanja frekvencijskog odziva i linearnost faznog odziva čak i izvan efektivno reproduciranog frekvencijskog raspona.

Općenito govoreći, ako želimo imati ujednačen frekvencijski odziv i fazni odziv kroz cijeli audio raspon, tada bi frekvencijski raspon koji stvarno emitira akustika trebao biti znatno širi od audio. Sve to u potpunosti opravdava razvoj širokopojasnih emitera od strane mnogih vodećih tvrtki u području elektroakustike.

Postavljanje VF emitera Postoji problem - rezultat uvelike ovisi o tome gdje su glave postavljene i kako su orijentirane. Razgovarajmo o VF glavi, odnosno visokotoncu.

Značajke HF glava Iz teorije širenja zvučnih valova poznato je da se s povećanjem frekvencije dijagram zračenja odašiljača sužava, a to dovodi do sužavanja optimalne zone slušanja. To jest, moguće je dobiti ujednačenu tonsku ravnotežu i ispravnu scenu samo u malom prostoru. Stoga je proširenje dijagrama zračenja HF emitera glavni zadatak svih dizajnera zvučnika. Najslabija ovisnost uzorka zračenja o frekvenciji uočena je u kupolastim visokotoncima. Ova vrsta HF emitera je najčešća u automobilskim i kućanskim zvučnicima. Ostale prednosti kupolastih radijatora su njihova mala veličina i nepostojanje potrebe za stvaranjem akustičnog volumena, dok nedostaci uključuju nisku donju graničnu frekvenciju, koja leži u rasponu od 2,5-7 kHz. Sve ove značajke se uzimaju u obzir prilikom postavljanja visokotonca. Na mjesto postavljanja utječe sve: radni domet visokotonca, njegove karakteristike usmjerenosti, broj instaliranih komponenti (2- ili 3-komponentni sustavi), pa čak i vaše osobne ukus. Odmah napomenimo da nema univerzalnih preporuka o ovom pitanju, tako da ne možemo uprijeti prstom u vas - kažu, stavite ga ovdje i sve će biti u redu! Međutim, danas postoji mnogo standardnih rješenja s kojima je korisno upoznati se. Sve navedeno odnosi se na neprocesorske sklopove, ali to vrijedi i za korištenje procesora; njegova prisutnost jednostavno pruža mnogo više mogućnosti za kompenzaciju negativnog utjecaja neoptimalne lokacije.

Praktična razmatranja. Najprije se prisjetimo nekih kanona. Idealno bi bilo da udaljenost lijevog i desnog visokotonca bude ista, a visokotonci postavljeni u visini očiju (ili ušiju) slušatelja. Konkretno, uvijek je najbolje glave visokotonaca pomaknuti što više naprijed, jer što su dalje od ušiju, manja je razlika u udaljenosti lijevog i desnog vozača. Drugi aspekt: ​​visokotonac ne smije biti daleko od srednjetonske ili bas/srednjetonske glave, inače nećete dobiti dobar tonski balans i usklađivanje faza (obično vođeno duljinom ili širinom dlana). Međutim, ako je visokotonac postavljen na nisku razinu, zvučna pozornica pada i čini se da ste iznad zvuka. Ako je postavka previsoka, zbog velike udaljenosti između visokotonaca i srednjetonaca, gubi se cjelovitost tonske ravnoteže i usklađivanja faza. Na primjer, kada slušate pjesmu sa snimkom klavirske skladbe, na niskim notama isti će instrument zvučati nisko, a na visokim notama će se naglo uzdići.

Usmjerenost VF glave. Kada ste shvatili gdje instalirati HF glavu, trebali biste odlučiti o njezinom smjeru. Kao što pokazuje praksa, za postizanje točne ravnoteže timbra, bolje je usmjeriti visokotonac prema slušatelju, a za postizanje dobre dubine zvučne pozornice koristiti refleksiju. Izbor je određen vašim osobnim osjećajima o glazbi koju slušate. Ovdje je najvažnije zapamtiti da može postojati samo jedno optimalno mjesto slušanja.
Preporučljivo je visokotonac orijentirati u prostoru tako da njegova središnja os bude usmjerena prema bradi slušatelja, odnosno postaviti različit kut zakretanja lijevog i desnog visokotonca. Postoje dvije stvari koje treba imati na umu kada usmjeravate reflektirajući visokotonac. Prvo, upadni kut zvučnog vala jednak je kutu refleksije, a drugo, produljenjem putanje zvuka dižemo zvučnu pozornicu dalje, a ako se zanesete, možete dobiti tzv. efekt tunela, kada je zvučna pozornica daleko od slušatelja, kao na kraju uskog hodnika.

Način postavljanja. Nakon što smo zacrtali, u skladu s danim preporukama, mjesto HF glava, vrijedi započeti eksperimente. Činjenica je da nitko nikada neće unaprijed reći gdje će točno biti osiguran 100% “pogodak” s vašim komponentama. Najoptimalnije mjesto će vam omogućiti da odredite eksperiment, koji je vrlo jednostavan za postavljanje. Uzmite bilo koji ljepljivi materijal, na primjer plastelin, dvostranu traku, čičak ili model vrućeg ljepila, stavite svoju omiljenu glazbu ili testni disk i, uzimajući u obzir sve gore navedeno, počnite eksperimentirati. Isprobajte različite lokacije i mogućnosti orijentacije u svakoj. Prije konačnog instaliranja visokofrekventnog drajvera, bolje je još malo poslušati i ispraviti ga na plastelinu.nigdje.

Kreativnost. Postavljanje i odabir mjesta visokotonca ima svoje nijanse za 2- i 3-komponentne sustave. Konkretno, u prvom slučaju teško je osigurati neposrednu blizinu visokofrekventnog pokretača i niskofrekventnog/srednjetonskog emitera. Ali u svakom slučaju, ne treba se bojati eksperimentiranja - naišli smo na instalacije u kojima su HF glave završile na najneočekivanijim mjestima. Ima li smisla imati dodatni par visokotonaca? Na primjer, američka tvrtka Boston Acoustics proizvodi setove komponentnih zvučnika, gdje skretnica već ima prostor za spajanje drugog para HF glava. Kako sami programeri objašnjavaju, drugi par je neophodan za podizanje razine zvučne pozornice.U testnim uvjetima slušali smo ih kao dodatak glavnom paru visokotonaca i iznenadili smo se koliko se značajno proširio prostor zvučne pozornice i poboljšana razrada nijansi

Harmonijska teorija

Kompresija amplitude

Što uraditi?

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

Nakon što smo analizirali “fenomen” ovakvog preopterećenja, koje navodno oštećuje zvučnike, pokušat ćemo dokazati da je pravi krivac amplitudna kompresija (kompresija) signala.

ZAŠTO ZVUČNICI TREBAJU ZAŠTITU?

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

Prvi tip je preveliki pomak GG difuzora. GG difuzor je površina koja zrači i kreće se kao rezultat primijenjenog električnog signala. Ova površina može biti stožasta, kupolasta ili ravna. Vibracije difuzora pobuđuju vibracije u zraku i emitiraju zvuk. Prema zakonima fizike, da bi proizveo glasniji zvuk ili reproducirao niže frekvencije, difuzor mora oscilirati s većom amplitudom pomaka, približavajući se svojim mehaničkim granicama. Ako je prisiljen pomaknuti se dalje, to će rezultirati pretjeranim otklonom. To se najčešće događa kod niskofrekventnih GG, iako se može dogoditi i kod srednjofrekventnih, pa čak i kod visokofrekventnih GG (ako niske frekvencije nisu dovoljno ograničene). Dakle, preveliki pomak difuzora najčešće dovodi do mehaničkog oštećenja glave.

Drugi neprijatelj GG-a je toplinska energija koja proizlazi iz toplinskih gubitaka u glasovnim zavojnicama. Nijedan uređaj nije 100% učinkovit. Što se tiče GG, 1 W ulazne snage ne pretvara se u 1 W akustične snage. Gotovo većina GG ima učinkovitost manju od 10%. Gubici uzrokovani niskom učinkovitošću pretvaraju se u zagrijavanje glasovnih zavojnica, uzrokujući njihovu mehaničku deformaciju i gubitak oblika. Pregrijavanje okvira glasovne zavojnice uzrokuje slabljenje njegove strukture, pa čak i potpuno uništenje. Osim toga, pregrijavanje može uzrokovati pjenjenje ljepila i ulazak u zračni raspor, uzrokujući da se glasovna zavojnica više ne kreće slobodno. Na kraju, namot glasovne zavojnice može jednostavno pregorjeti poput osigurača. Sasvim je očito da se to ne može dopustiti.

Određivanje dopuštene snage višepojasnih zvučnika uvijek je predstavljalo ozbiljan problem za korisnike i programere. Korisnici koji najčešće mijenjaju oštećene visokotonce

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

Razmotrimo nekoliko pogleda na situaciju.

TEORIJA HARMONIKA

Studije distribucije energije u spektru signala pokazale su da je, bez obzira na vrstu glazbe, razina visokofrekventne energije u zvučnom signalu znatno niža od razine niskofrekventne energije. Ova činjenica dodatno otežava odgonetnuti zašto su visokotonci oštećeni. Čini se da ako je amplituda visokih frekvencija niža, onda bi prvo trebali stradati niskofrekventni, a ne visokofrekventni zvučnici.

Proizvođači zvučnika također koriste ove informacije pri razvoju svojih proizvoda. Razumijevanje energetskog spektra glazbe omogućuje im značajno poboljšanje zvuka visokotonaca korištenjem lakših pokretnih sustava, kao i korištenjem tanje žice u glasovnim zavojnicama. Kod zvučnika snaga visokofrekventnih zvučnika obično ne prelazi 1/10 ukupne snage samog zvučnika.

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

Predloženo je da ako postoji dovoljno niskofrekventnih komponenti u audio signalu da preopterete pojačalo, vjerojatno je da će, kao rezultat ograničenja izlaznog signala, visokofrekventna distorzija biti dovoljno jaka da ošteti visokotonac.

Stol 1. Harmonijske amplitude 100 Hz pravokutni val, 0 dB = 100 W

Ova je teorija postala prilično raširena početkom 70-ih i postupno se počela doživljavati kao "dogma". Međutim, kao rezultat istraživanja pouzdanosti i sigurnosti pojačala snage u tipičnim uvjetima, kao i prakse upravljanja pojačalima i zvučnicima od strane tipičnih korisnika, pokazalo se da je preopterećenje uobičajena pojava i da nije toliko vidljivo za uho kako većina ljudi misli. Odziv indikatora preopterećenja pojačala obično kasni i ne pokazuje uvijek točno stvarno preopterećenje. Osim toga, mnogi proizvođači pojačala namjerno usporavaju svoj odziv na temelju vlastitih ideja o tome koliko izobličenja mora biti da se indikator upali.

Naprednija i bolje zvučna pojačala, uklj. Pojačala s mekim klipom također će oštetiti visokotonce. Međutim, snažnija pojačala manje oštećuju visokotonce. Ove činjenice dodatno jačaju teoriju da je izvor oštećenja visokofrekventnih zvučnika još uvijek preopterećenje pojačala (kliping). Čini se da postoji samo jedan zaključak - klipping je glavni razlog oštećenja visokofrekventnih zvučnika.

Ali nastavimo istraživati ​​ovaj fenomen.

AMPLITUDNA KOMPRESIJA

Kada je amplituda sinusoidnog signala ograničena, pojačalo unosi velika izobličenja u izvorni signal, a oblik rezultirajućeg signala podsjeća na oblik pravokutnika. U ovom slučaju idealni pravokutnik (meandar) ima najveću razinu viših harmonika. (vidi sliku 1). Manje odrezani sinusni val ima harmonike istih frekvencija, ali na nižoj razini.

U tablici 1. pogledajte spektralni sastav pravokutnog signala frekvencije 100 Hz i snage 100 W.

Kao što vidite, snaga koja dolazi do visokotonca nakon prolaska ovog signala kroz idealnu skretnicu s graničnom frekvencijom od 1 kHz manja je 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 W, sposobno pretvoriti sinus u meandar. Daljnje povećanje preopterećenja više neće povećati harmonike.

Riža. 1. Harmonijske komponente kvadratnog vala od 100 Hz u odnosu na sinusni val od 100 Hz

Rezultati ove analize pokazuju da čak i ako se koristi slabi visokofrekventni zvučnik snage 5-10 W u zvučniku od 100 W, njegovo harmonijsko 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. Pa u čemu je stvar?

Razlog je kompresija amplitude signala.

U usporedbi sa starijim modelima pojačala, današnja visokokvalitetna pojačala imaju veći dinamički raspon i bolje zvuče kad se pokreću. Stoga su korisnici u većem iskušenju da pojačaju pojačala i ograniče ih na niskofrekventnim dinamičkim vrhovima, jer u ovom slučaju ne dolazi do velikih zvučnih izobličenja. To rezultira kompresijom dinamičkih karakteristika glazbe. Glasnoća visokih frekvencija se povećava, ali glasnoća niskih frekvencija ne. Uho to percipira kao poboljšanje svjetline zvuka. Neki bi ovo mogli protumačiti kao povećanje glasnoće bez popratne promjene u ravnoteži zvuka.

Na primjer, povećat ćemo razinu signala na ulazu pojačala od 100 W. Niskofrekventne komponente bit će ograničene na 100 W zbog preopterećenja. Kako se ulazna razina dalje povećava, visokofrekventne komponente će rasti sve dok ne dosegnu točku ograničenja od 100 W.

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

Pretpostavimo da se glazbeni signal s niskofrekventnim i visokofrekventnim komponentama dovodi do 100-vatnog pojačala (8 ohma). Koristimo mješavinu HF sinusoidnog signala niske razine i LF signala visoke razine (vidi sliku 2). Razina visokofrekventnih komponenti koje se dovode u visokotonac je najmanje 10 dB niža od razine niskofrekventnih komponenti. Sada povećajmo glasnoću dok se signal ne ograniči (preopterećenje od +3 dB, vidi sl. 3).

Riža. 2. Niska razina, visokofrekventni sinusni val pomiješan s praskom visoke razine, niskofrekventni sinusni val

Riža. 3. Izlaz pojačala od 100 W s 3 dB preopterećenja

Riža. 4. Izlaz pojačala od 100 W s 10 dB preopterećenja

Imajte na umu da su, sudeći prema valnom obliku, samo niskofrekventne komponente bile ograničene, a razina visokofrekventnih komponenti jednostavno je porasla. Naravno, kliping stvara harmonike, ali njihova je razina znatno niža od razine meandra o kojem smo ranije govorili. Amplituda HF komponenti porasla je za 3 dB u odnosu na LF (to je ekvivalentno kompresiji amplitude signala za 3 dB).

Kada je pojačalo preopterećeno za 10 dB, amplituda HF komponenti će se povećati za 10 dB. Dakle, svaki porast glasnoće od 1 dB uzrokuje povećanje amplitude HF komponenti za 1 dB. Rast će se nastaviti sve dok snaga RF komponenti ne dosegne 100 W. U međuvremenu, vršna razina niskofrekventnih komponenti ne može prijeći 100 W (vidi sliku 4). Ovaj grafikon odgovara gotovo 100% kompresiji, jer... gotovo da nema razlike između HF i LF komponente.

Sada je lako vidjeti koliko snaga RF signala premašuje snagu visokotonca od 5-10 W. Istina je da će preopterećenje generirati dodatne harmonike, ali oni nikada neće dosegnuti razinu pojačanih izvornih visokofrekventnih signala.

Možda mislite da bi izobličenje signala bilo nepodnošljivo. Nemojte se zavaravati. Začudit ​​ćete se kada saznate koliko je visoka granica preopterećenja iznad koje se više neće moći ništa slušati. Samo isključite indikator preopterećenja na pojačalu i pogledajte na koju razinu ćete podesiti kontrolu glasnoće pojačala. Izmjerite li osciloskopom razinu izlaznog signala pojačala, iznenadit će vas razina preopterećenja. Razina preopterećenja od 10 dB na niskofrekventnim komponentama je uobičajena.

ŠTO URADITI?

Ako možemo zaštititi pojačala od preopterećenja (klipinga), možemo učinkovitije koristiti zvučnike. Kako bi se spriječilo preopterećenje i rezultirajuća kompresija amplitude, svako moderno pojačalo mora koristiti tzv. graničnici klizanja. Oni sprječavaju spomenutu kompresiju amplitude jer Kada se dosegne vrijednost praga na bilo kojoj frekvenciji, razina svih frekvencija opada za isti iznos.

U vanjskim limitatorima, prag odziva (prag) postavlja korisnik. Fino podešavanje

Ovaj prag za ograničavanje pojačala je prilično težak. Osim toga, razina klipinga pojačala nije konstantna vrijednost. Mijenja se ovisno o naponu napajanja, AC otporu, pa čak i prirodi signala. Prag limitera mora kontinuirano pratiti ove čimbenike. Najispravnije rješenje bilo bi vezati prag za signal preopterećenja pojačala.

Sasvim je logično ugraditi limiter unutar pojačala. U modernim pojačalima lako je s velikom točnošću odrediti trenutak kada dolazi do preopterećenja. Na to reagiraju tzv. ugrađena pojačala. graničnici klizanja. Čim izlazni signal pojačala dosegne razinu preopterećenja, upravljački krug uključuje upravljački element limitera.

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

Postoje dvije mogućnosti korištenja pojačala:

• rad kao dio višepojasnog kompleksa pojačala,

• rad na širokopojasnim zvučnicima.

U prvom slučaju pojačalu se može napajati ili samo niskofrekventni pojas ili srednjofrekventni i visokofrekventni pojas. Prilikom postavljanja dugog vremena otpuštanja i rada pojačala u srednje-visokofrekventnim pojasima, "repovi" oporavka limitera mogu se uho primijetiti. I obrnuto, s kratkim vremenom otpuštanja i radom u niskofrekventnom pojasu, može doći do izobličenja oblika signala.

Kada radite s pojačalom na širokopojasnom zvučniku, morate tražiti neku kompromisnu vrijednost za vrijeme oporavka.

S tim u vezi proizvođači pojačala idu na dva načina - ili se odabire kompromisno vrijeme otpuštanja ili se uvodi vremenski prekidač (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 s vašom motivacijom, nudim vam da se upoznate s nekim od rezultata koje sam postigao sa skromnim sredstvima i znanjem kojim raspolažem.

Za početak, zamorac, tko je on?

Naš pacijent je visokofrekventni zvučnik sa membranom 3GD-31. Glavna zamjerka protiv njega je značajna neujednačenost i neujednačenost frekvencijskog odziva. Oni. Osim neravnomjernosti od oko 10 dB između maksimalnog vrha i dna, postoji mnogo manjih nepravilnosti, zbog čega je frekvencijski odziv sličan šumi. Odlučio sam ne iznositi izmjerene karakteristike na početku članka, jer... Bit će jasnije smjestiti ih uz konačne dobivene nakon svih promjena dizajna.
Glavna ideja mog djelovanja, odnosno dvije glavne ideje, je, prvo, dodati elemente za upijanje zvuka unutar volumena zvučnika kako bi se potisnule rezonancije koje nastaju u zatvorenom volumenu s čvrstim zidovima koji lako reflektiraju zvuk bez primjetno upijajući njegovu energiju, a to je tijelo spomenutog govornika. Druga ideja je obraditi sam materijal difuzora (ne, ne tekućinom A. Vorobyova ;-)), već lakom, što rezultira kompozitnim materijalom koji je bolji od originala (papira) u krutosti, ali nije inferioran od u prigušivanju vlastitih rezonancija, što smanjuje deformaciju difuzora na savijanju tijekom njegovog rada i time pomaže u smanjenju rezonantnih vrhova i padova u frekvencijskom odzivu.

Što mi prolazi kroz glavu?

Činjenica je da sam već duže vrijeme provodio slične pokuse i dobio dosta potvrda o ispravnosti i korisnosti svog pristupa, ali su svi rezultati bili prilično raštrkani. Djelomično je to bila posljedica nedostatka iskustva u akustičkim mjerenjima (a više u interpretaciji dobivenih rezultata), dijelom nedovršenosti same ideje i općeg plana djelovanja. I tako, kada se cijeli taj mozaik u mojoj glavi sklopio u koliko-toliko cjelovitu sliku, odlučio sam provesti eksperiment od početka do kraja, istovremeno radeći sva mjerenja.

Dakle, što je učinjeno?

Za početak, zvučnik je rastavljen. Da biste to učinili, izvodi zavojnice zvučnika su odlemljeni od priključaka na kućištu, zatim je nakon natapanja acetonom odvojen kartonski brtveni prsten, a sam difuzor je odlijepljen od metalnog "lijevka" kućišta na isti način. . Zatim je difuzor uklonjen iz kućišta i za sada ostavljen sa strane.
Prvo je obrađeno kućište zvučnika. Sektori su izrezani od tkanine debljine oko 3 mm, precizno pokrivajući unutarnju površinu tijela, koja je bila krnji stožac. Na dnu (manja baza krnjeg stošca) od istog materijala izrezan je krug s rupom u sredini za zavojnicu. Nakon toga, unutarnja površina tijela i površina praznina platna namazana je jednim slojem Moment ljepila i to gotovo odmah (budući da se vrlo brzo suši i kada sam završio s razvlačenjem uzoraka tkanine, sloj na tijelu se već osušio ) pritisnute jedna uz drugu. Evo fotografije dobivenog poluproizvoda.

U tom trenutku sinula mi je ideja da za pokvareni frekvencijski odziv ne mogu biti krive samo rezonancije u volumenu kućišta, već i u samim zidovima. tijelo je svojevrsno zvono od utisnutog lima. Za mjerenje njegove rezonancije, koristio sam sljedeću tehniku. Postavivši kućište na meku podlogu, s magnetom okrenutim prema dolje, ugradio sam mikrofon točno iznad njega, uključio snimanje zvuka i plastičnom drškom odvijača nekoliko puta udario po vanjskom dijelu kućišta. Zatim sam odabrao najuspješniji signal (u smislu razine) iz snimke i uvezao ga u LspLab za analizu. Rezultati malo kasnije. Potom je, kako bi se karoserija prigušila, izvana presvučena gumom od stare biciklističke zračnice, istom tehnologijom kao i prethodna platnena presvlaka. Zatim, nakon potpunog sušenja - dan kasnije, ponovno su provedena ispitivanja, koristeći istu metodu kao gore. Međutim, zvuk od udarca bio je puno slabiji, pa sam automatski udario malo jače nego tijekom prvog mjerenja - zbog toga se razina signala tijekom drugog mjerenja, po mom mišljenju, pokazala donekle precijenjenom, ali ovo ne igraju značajnu ulogu u ovom slučaju. Dakle, evo prvih usporednih rezultata - prijelaznog odziva kabineta zvučnika (u obliku sonograma). Ispod je izvorna verzija.

Jasno je vidljivo da su nakon modifikacije sve rezonancije iznad 3 kHz potisnute na razinu veću od 20 dB! Iz ove slike se čini da je glavna rezonancija na 1200 Hz (usput, zanimljivo, glavna rezonancija membrane zvučnika nalazi se točno na istoj frekvenciji) postala puno jača. To nije istina, jer program normalizira razine na sonogramu tako da "najjači" signali pocrvene, no ta ljestvica vrijedi samo unutar jednog grafikona, a na slici su dva, pa je crveno na gornjem grafikonu 20 dB slabije od crveno na donjem grafikonu! Ovdje je još jedan - već poznatiji grafikon - frekvencijski odziv oba mjerenja.

Može se vidjeti da učinkovitost prigušenja raste s frekvencijom, a potiskivanje na frekvencijama od 3 kHz i višim prelazi 30 dB! I to unatoč činjenici da sam, kao što sam već rekao, u drugoj dimenziji jače udarao u tijelo! Vama, onima koji vole “smiriti” zvučničke kutije, napomena - poklanjam!

Difuzor je premazan (ne impregniran, nego premazan) nitro lakom (od svih za tu svrhu testiranih materijala najbolje je djelovao na svojstva zvučnika). S unutarnje strane je samo jedan sloj, s vanjske strane tri. Ali, naravno, to nisu bili slojevi koji se ne slikaju na zidovima! Prilikom nanošenja prvog sloja mekom četkom, površina se samo navlaži, i to ne puno. Drugi i treći sloj su malo deblji, ali ukupno su tri sloja toliko tanka da se ispod njih još vidi vlaknasta struktura papira.

Prije montaže dodatno je umetnuta “krafna” od vate u šupljinu između tijela i difuzora kako bi se postiglo maksimalno upijanje zvuka u volumenu. Sljedeća slika prikazuje tijelo pripremljeno za montažu.

Još jedna promjena napravljena je na stezaljkama zavojnice. U početku su tanke žice samog namota zavojnice zalemljene na bakrene zakovice na difuzoru (i zalemljene su pozamašne kapi lema!), koji bi od mase svog tog metala i krutosti dijela trebao stvoriti novi rezonantni sustav. difuzor na kojem je sve to bilo zalijepljeno. Uopće mi se nije sviđalo ovakvo stanje stvari, pa sam odlučio sve ponoviti. Odlemio sam žice zavojnice od zakovica, izbušio ih i zalemio vodove koji povezuju zavojnicu s vanjskim terminalima izravno na žice zavojnice. Sljedeća slika, iako ne baš kvalitetna, pokazuje novo stanje stvari. Preostale rupe su zapečaćene papirnatim krugovima.

Sada ću dati sažeti rezultat.

Za početak, evo frekvencijskog odziva originalnog zvučnika i njega nakon izmjene. Podebljane linije prikazuju frekvencijski odziv i frekvencijski odziv nakon izmjene.

Na prvi pogled nisam postigao veliki uspjeh. Pa, pad na 4 kHz smanjio se za oko 3 dB, vrh na 9 kHz smanjio se za nekoliko dB, a frekvencijski odziv se ujednačio s 12 na 20 kHz. Može se 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 maksimalnu kvalitetu za svoj dizajn. Za usporedbu, dat ću sličan par frekvencijskog odziva za drugi uzorak - lošiji.

Tu su svi čudesni učinci poboljšanja na licu! Međutim, ne koristim ovog govornika kao osnovu za ovaj članak jer su u ovom slučaju to svi podaci koje sam dobio, već sam prikupio više informacija o gore opisanom govorniku.

Sada želim dati prijelazne karakteristike zvučnika. Oni su isti kao i za tijelo - u obliku sonograma, po meni je to jasnije.

Jasno je vidljivo da originalni zvučnik ima odgođene rezonancije u području od 5 i 10 kHz, koje dosežu trajanje do 1,3 ms. Nakon izmjene, prvo se skraćuju 1,5 puta, a drugo, raspadaju se na mnogo manjih, kako intenzitetom tako i trajanjem. Iznad 10 kHz ih uopće nema - nestali su. Općenito, impulsni odziv se znatno poboljšao nego frekvencijski odziv.
Na temelju ovog eksperimenta, kao i nekoliko prethodnih, došao sam do zaključka da premaz laka uglavnom utječe na performanse zvučnika u najvišem frekvencijskom području, a razni materijali za upijanje zvuka rade u srednjem frekvencijskom području.
Čini se da prigušivanje karoserije nije imalo značajan utjecaj na rezultate.

Zaključno želim reći da je ovaj članak napisan uglavnom sa svrhom upoznavanja osoba koje nemaju mogućnosti instrumentalne procjene objektivnih parametara govornika s utjecajem koji konkretne radnje imaju na konkretnog govornika na uzorku.
Kao rezultat ovih eksperimenata pojavila se još jedna ideja za daljnje poboljšanje parametara. To će biti temelj za daljnje pokuse 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 detaljno ispitali pitanje: "Koju snagu treba imati pojačalo?" a sada pokušajmo odgovoriti na drugo: "Koja snaga treba biti zvučnik?" Djelomično je odgovor na ovo pitanje dan u prethodnom materijalu, budući da je, kao što je gore spomenuto, nemoguće razmatrati jedno bez drugog, ali niz je detalja ostao netaknut i, kao što smo obećali, ovaj put ćemo ih analizirati u više detalj.

VRSTE MOĆI

Mnogi proizvođači automobilskih zvučnika koriste nestandardne metode za mjerenje snage, koje, usput rečeno, nisu uvijek atraktivnije od onih koje su općenito prihvaćene za kućansku opremu - samo im je prikladnije. No, većina koristi standardizirane parametre, od kojih nas obično zanimaju tri: nazivna (RMS), najveća i vršna snaga. Glavni od tih parametara je nazivna snaga, a to je ono što ćemo ubuduće misliti kada jednostavno kažemo “snaga”. Brojčani omjer je sljedeći: maksimum je obično 2 puta veći od nazivne snage, a vrh je 3-4 puta veći. Ovo se pravilo ne može nazvati strogim: postoje neki modeli čija je najveća snaga samo malo veća od nazivne.

Bilo kako bilo, budući da je nazivna snaga najmanja od navedenih, brojni se proizvođači služe malim trikom: na pakiranju i prvoj stranici uputa u velikom su broju navedene nerazumno velike brojke snage bez naznake vrste , a istina se može utvrditi samo pronalaženjem tehničkih parametara u dokumentu, ili pogledom na stražnju stranu zvučnika, ili traženjem nekog neupadljivog natpisa na pakiranju. Ne nasjedajte na ovaj trik.

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

ŠTO JE VAŽNIJE – SNAGA ILI OSJETLJIVOST?

U prošlom smo članku primijetili da udvostručenje snage podiže razinu zvučnog tlaka za 3 dB. To jest, zvučnik male snage, ali visoke osjetljivosti može razviti isti zvučni tlak (istu glasnoću zvuka) kao snažnija, ali manje osjetljiva glava. Stoga, ako morate birati između dva zvučnika jednake kvalitete zvuka, od kojih je jedan osjetljiviji, ali manje snažan od drugog, onda je bolje izabrati prvi. Zašto preplaćivati ​​snagu pojačala, ako čak i s onim male snage dobijete istu glasnoću?

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 između deklariranih vrijednosti i stvarnih, pa vam savjetujemo da platite pozornost na naše “posebne nagrade”, a ne na dane brojke.

Ponekad naiđete na zvučnike niske osjetljivosti, ali stvarno velike nazivne snage, koji na maloj snazi ​​sviraju ne samo tiho, nego i lošije kvalitete, ali ako dobro “zavrnete kvaku” zvuk postaje optimalan. Ova se opcija može preporučiti onima koji većinu vremena slušaju samo glasnu glazbu i spremni su kupiti pojačalo snage najmanje sto vata po kanalu.

Značajno povećava glasnoću zvuka i smanjuje otpor zvučnika na 3, pa čak i na 2 ohma - u posljednje vrijeme pojavljuje se sve više takvih modela. Jedina okolnost. Ono o čemu se mora voditi računa je da se pojačalo mora dobro nositi s takvim opterećenjem. Kategorički ne preporučamo spajanje zvučnika od 2-3 ohma izravno na ugrađeno pojačalo auto radija ili CD prijemnika - čak i ako ovo uspije, bit će to ozbiljan test za glavnu jedinicu i, najvjerojatnije, na kraju neće uspjeti .

OMJER 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 slabije pojačalo, kada se počne preopteretiti, ima veću vjerojatnost da će pregorjeti vaše zvučnike nego jače pojačalo! Sve je u vezi s fenomenom koji se zove "kliping" - tj. rad u ograničenom načinu rada, kada pojačalo proizvodi jako izobličen signal s velikim sadržajem viših harmonika. Upravo iz tog razloga u zvučnicima najčešće izgore visokotonci. Usput, u glavnim jedinicama u principu nema regulatora osjetljivosti, tako da samo trebate jednom na uho odrediti početak pojave izobličenja kada se glasnoća poveća, a zatim nikada ne okrećite gumb regulatora dalje od ove razine.

ZVUČNICI SNAGE I FREKVENCIJSKOG RASPONA

Drugi razlog za neuspjeh zvučnika, posebno onih koji reproduciraju niske/srednje frekvencije, je ignoriranje frekvencijskog raspona koji zapravo reproduciraju. Mnogi proizvođači navode prošireni frekvencijski raspon svojih zvučnika kako bi privukli kupce. Na primjer, za koaksijalni zvučnik standardne veličine 10 cm i snage 30 W, frekvencijski raspon je 50 - 20 000 Hz. Nije gornja vrijednost ono što zbunjuje, nego donja. Ako u ovaj zvučnik stavite signal od 50 Hz na navedenoj razini snage, ne samo da nećete čuti 50 Hz, već biste lako mogli uništiti zvučnik. To se često događa kada, zaneseni raznim shemama za podizanje basa, zaborave da zvučnik jednostavno nije sposoban reproducirati donji registar. Rezultat je potrgana membrana woofera/srednjotonca. Kako bi se to spriječilo, raspon frekvencija koje zvučnik reproducira trebao bi biti ograničen korištenjem barem visokopropusnog filtra drugog reda. Postavljena granična frekvencija filtra 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 ispod treba reproducirati subwoofer. Štoviše, ograničavanjem nižeg frekvencijskog raspona signala koje reproduciraju LF/MF zvučnici, odmah ćete osjetiti bolji izlaz u ostatku raspona, njihov življi i glasniji rad. Zvučnici koji mogu dobro raditi bez filtera niske propusnosti 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 filtra: ako zvučnik radi počevši od 2000 Hz, to je jedna snaga, ako od 5000, vrijednost snage je puno veća. Isto se odnosi i na srednjetonske zvučnike, bas/srednjetonske glave i subwoofere - jedina razlika je u tome što oni mogu mijenjati dvije granice reproduciranog frekvencijskog raspona odjednom: gornju i donju.

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

SUBWOOFERI I NJIHOVI PARAMETRI

Zasebno treba razmotriti posebnu klasu zvučnika - subwoofere. Ovaj tip zvučnika je nedavno postao dio auto audio sustava, ali zbog činjenice da vam omogućuje reprodukciju dubljih basova, postao je vrlo popularan među automobilskim entuzijastima. Međutim, subwoofer u automobilu uvelike se 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? Sjetimo se da bi subwoofer u automobilu trebao "izvikivati" buku s ceste, ali kod kuće nema takve potrebe. Osim toga, dizajn automobilskih woofera ima svoje karakteristike. Kako bi dobili duboki bas u malim količinama, proizvođači čine brojne žrtve, od kojih je glavna smanjenje osjetljivosti. Da biste dobili dovoljnu glasnoću uz nisku osjetljivost, morate osigurati visoku zvučnu snagu. Stvaranje snažnog auto pojačala 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 namota glasovne zavojnice. Takvo rješenje daje veću fleksibilnost pri odabiru optimalnog otpora za određeno pojačalo - pojednostavljeno rečeno, omogućuje vam da iz njega "iscijedite" maksimalne vate. Potreban otpor dobiva se odgovarajućim spojem namota (serijski, paralelno, paralelno-serijski). Istina, snaga, otpor i broj namotaja ne utječu na muzikalnost subwoofera. Čak i niske snage, ali pravilno izgrađen subwoofer može nadmašiti svoj monstruozni SPL pandan u kvaliteti zvuka. Iako će vam za stvaranje potrebnog zvučnog tlaka trebati najmanje dva subwoofera male snage. Ovisno o zadatku ili žanrovskoj orijentaciji zvučnika, nazivna snaga subwoofera odabire se 2-4 puta veća od snage zvučnika punog raspona. Što mu je veća snaga, to bolje, jer uvijek možete učiniti da svira tiše, ali glasnije – ne. No, u isto vrijeme, potrebno je uzeti u obzir stvarne mogućnosti on-board mreže vašeg automobila (i novčanika, naravno).

Osim toga, vrsta akustičnog dizajna subwoofera je od velike važnosti. Konkretno, dodatna rezerva snage za najgoru opciju u smislu izlaza je posebno dobrodošla - beskrajni akustični ekran; zvučnik svira u velikoj glasnoći, na primjer, u prtljažniku. Modeli u zatvorenom kućištu imaju veću osjetljivost, ali su i niski, a najbolji što se tiče outputa su modeli s bas refleksom, pogotovo u bandpass kućištu.

ŠTO SE DOGAĐA KADA SE POVEĆA BROJ GLAVA

Česte su instalacije s dvostrukim ili trostrukim LF/MF glavama, a ima jako puno opcija s dva subwoofera. Čemu ovo služi i zašto je potrebno? Udvostručavanjem glava povećavate razinu zvučnog tlaka za najmanje 3 dB, što je jednako udvostručenju snage, pod uvjetom da se udvostručuje i električna snaga koja im se isporučuje iz pojačala. Ako dvije glave dobivaju istu snagu od pojačala kao jedna, tada će se razina zvučnog tlaka malo promijeniti. U ovom slučaju ne dobivamo ništa na snazi, ali će povećano područje zračenja iz difuzora dati dublji bas. Međutim, ovaj učinak ovisi o udaljenosti na kojoj su glave razdvojene i pojavit će se na frekvencijama za koje je ta udaljenost razmjerna valnoj duljini ili je premašuje. Oni koji su zainteresirani za detalje upućuju se na knjigu "Radiodifuzija i elektroakustika" koju je uredio Yu.A. Kovalgin, u izdanju izdavačke kuće “Radio i komunikacije” 1999. godine. Tamo se na stranici 224 govori o problemu učinkovitosti zvučnika koji uključuju više glava istog tipa. U akustici se takvi zvučnici obično nazivaju zvučnici. Koriste se za povećanje usmjerenosti i povećanje učinkovitosti zvučničkih sustava.

Upravo zbog poboljšanja odziva basa, dualne glave se koriste samo za bas/srednjetonske ili subwoofer glave. 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 - posebice, dvije glave od 12 inča lakše je smjestiti 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 SUSTAVA

Nominalni– korijen srednje kvadratne vrijednosti električne snage ograničene danom razinom nelinearnog izobličenja.

Maksimalni sinus– snaga kontinuiranog sinusoidnog signala u zadanom frekvencijskom području, pri kojoj zvučnik može raditi dugo vremena bez mehaničkih i toplinskih oštećenja.

Maksimalna buka– električna snaga posebnog signala šuma u zadanom frekvencijskom području, koju zvučnik može izdržati dulje vrijeme bez toplinskih i mehaničkih oštećenja.

Vrh– maksimalnu kratkotrajnu snagu koju zvučnici mogu izdržati bez oštećenja kada se na njih kratkotrajno (obično 1 s) primijeni poseban šumni signal. Testovi se ponavljaju 60 puta u razmaku od 1 minute.

Maksimalno dugoročno – električna snaga posebnog signala šuma u zadanom frekvencijskom području koju zvučnik može izdržati bez ireverzibilnog mehaničkog oštećenja tijekom 1 minute. Testovi se ponavljaju 10 puta u razmaku od 2 minute.

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