Bulgarian Audiophile Society
Добре дошъл, непознат! Можеш да се регистрираш безплатно тук!
Имай предвид, че този форум не е за начинаещи!


Навигация
·Начало
·Форуми
·Публикувай статия
·Моят акаунт
·Upload
·Download
·Архив
·Връзки
·Класация
·Теми
·Gallery Галерия
·Нова Галерия
·Конвертор на кирилица
 
Реклама


Онлайн магазин
 
Галерия
·Галерия
·Енциклопедия
·Пропаганда
 
Реклама от Google
 
Login
Псевдоним

Парола

Не сте се регистрирали?
Можете да направите това от тук . След като се регистрирате, получавате няколко предимства - можете да променяте изгледа, да конфигурирате коментарите и публикувате съобщения със Вашето име
 
Forums

 Форума на БГАУДИО се премести на нов адрес.
 Форума на БГАУДИО се премести на нов адрес.
 продавам CD Philips CDC 745 за 40 лева
 Philips CD960
 Продавам две 6" ви басчета
 Продавам дек Technics RS-BX404
 Продавам тунер Technics ST-G460
 Как го прави Олег Рулит
 Продавам транзисторен ресивър JVC за 140 лева
 Купувам лампомер TESLA BM215A
 Продавам усилвател със субуфер 8" Megavox
 Пусни своя глас!Бъди пич!Бъди Българин!
 разпродажба 12",15",18" говорители
 Използване на 24 битов сигнал в SpectraLab
 Търся Fostex fe 126
 Китосване или рязане ?
 МОЯТ ПОСЛЕДЕН ЛАМПОВ УСИЛВАТЕЛ
 Продавам активен суб Harman/Kardon с дефект
 Пустите му АМЕРИКАНЦИ
 Подкрепете и този форум...

bgaudio.org Forums

 
 
Озвучителни тела Теснолентови суббасови високоговорителни системи
Публикувано от ???. ?????? ??????? (??? Време: Thursday, August 26 @ 12:33:12 CEST
Със Съдействието на kirilov

Практическо изследване на теснолентови суббасови озвучителни тела

Теснолентови суббасови високоговорителни системи

Практическо изследване на теснолентови суббасови озвучителни тела

Инж.Стойчо Христев; Ивайло Христев

УВОД

Необходимостта от компактни озвучителни тела, възпроизвеждащи качествено най-нискочестотния звуков обхват доведе до появата на теснолентовите суббасови излъчватели.

В озвучителните тела с басрефлекс и със затворен обем, нискочестотният високоговорител възпроизвежда сравнително широка честотна лента, при което максималната акустична мощност на озвучителното тяло се ограничава от максималната възможна амплитуда на мембраната на високоговорителя при най-ниските честоти, позволяваща възпроизвеждане на сигнала с допустими нелинейни изкривявания.

В определени граници увеличаването на изкривяванията при повишаване на излъчваната акустична мощност може да бъде намалено чрез използуването на високоговорители с по-голяма площ на мембраната. За съжаление, по-голямата площ на мембраната увеличава и обема, еквивалентен на гъвкавостта на мембраната. Това увеличаване на Vas води до увеличаване на необходимия обем и следователно до по-големи габарити на озвучителното тяло, необходими за постигане на същата долна гранична честота.

МАЛКО ТЕОРИЯ

Frame1Теснолентовите суббас озвучителни тела възпроизвеждат ниските честоти с по-малки изкривявания поради на по-малкия ход на мембраната. Това се получава благодарение на използуването на един или няколко Хелмхолцови резонатора, поставени пред и зад мембраната на високоговорителя, което дава усилване на звука Q-пъти за честотата на настройка на тези резонатори (Q e качественият фактор на резонатора). Тези озвучителни тела притежават естествено ограничаване за по-високи честоти, което позволява използуването на електрически разделителни филтри с по-малка стръмност, а те въвеждат и по-малки фазови изкривявания. От друга страна, акустичният филтър намалява изкривяванията на озвучителното тяло, защото обхващайки и акустичната част, премахва и евентуални висши хармонични, породени от високоговорителя.

Frame2 Работата на такива озвучителни тела зависи много от параметрите на високоговорителя и кутията. Чувствителността към изменението на параметрите се увеличава в зависимост от разряда на цялата система, като за системите от по-висок ред дори леки отклонения в стойностите на тези параметри могат да предизвикат големи промени в работата на озвучителното тяло.

Обобщеният чертеж на такъв излъчвател, даден на фиг.1. Всички разновидности могат да бъдат получени от тази конфигурация. Еквивалентната схема на този излъчвател е показана на фиг.2. Тъй като се интересуваме от акустичните резултати, всички елементи са акустични аналози. Акустичната част е означена с обобщен акустичен импеданс Za, който ще бъде дефиниран при различните случаи на настоящото разглеждане.

Този вид озвучителни тела могат да бъдат класифицирани в зависимост от реда на еквивалентния лентов филтър и по това дали са симетрични или несиметрични.

Озвучителни тела от четвърти ред

Frame4 Озвучителното тяло от четвърти ред се получава от обобщената кутия, когато се затвори плътно задния акустичен изход. Еквивалентната схема, която отговаря на този случай е показана на фиг.3. Прави впечатление, че тази схема е идентична на схемата, отговаряща на обикновено озвучително тяло с бас рефлекс. Разликата между двете схеми е в това, че сега не се сумират предното и задно излъчване (задно просто няма, защото задния акустичен изход е затворен), а остава само предното. За по-голяма общност на разглеждането елементите на задния обем не са обозначени отделно на схемата, а са включени в елементите на високоговорителя, като влиянието им върху параметрите на последния се изразява в намаляване на гъвкавостта на окачването му (гъвкавостта на затворения обем е последователно свързана с тази на окачването на високоговорителя). Това от своя страна довежда до промяна на резонансната честота и качественият фактор.

При максимално гладките характеристики за озвучителните тела от този тип се получава максимална чувствителност при минимална широчина на пропусканата лента. При промяна на качествения фактор произведението чувствителност-широчина на лентата остава постоянно. Особеното е, че при увеличаване на качествения фактор на високоговорителя се намалява чувствителността, при което се разширява честотната лента на пропускане, а също така се увеличава и неравномерността в тази лента, като при увеличаване на Qt до 1,25 неравномерността в лентата на пропускане достига 3 dB. Увеличаването на качествения фактор при необходимост може да стане най-лесно чрез промяна на Rg. Подобно разширяване на честотната лента при намаляване на чувствителността се получава и при увеличаване на масата на въздуха в тръбата на акустичния вход при запазване на времеконстантата на предния обем (за целта този обем трябва да се намалява при увеличаване на масата на въздуха в тръбата).

Интересно е, че в тръбата се получава резонанс, (подобен на този в тръбите на орган) на честота, по-висока от лентата на пропускане, което повдига нивото на излъчвания на тази честота звук, като понякога неговото ниво е само със 7 dB по-ниско от това в лентата на пропускане. Това явление може да се избегне при използуването на пасивна мембрана вместо тръба, и до известна степен чрез използуването на електрически филтър или чрез използването на тръби с плавно изменящо се сечение.

Демпфането на предния обем довежда до увеличаването на неравномерността в лентата на пропускане без да даде някакви предимства и затова трябва да се избягва.

Озвучителни тела от пети ред.

Такова озвучително тяло се получава, когато последователно на високоговорителя се включи електрически елемент индуктивност. След преобразуването й в акустичен елемент, тя се превръща в гъвкавост. Еквивалентната схема на такова озвучително тяло е показана на фиг.4, където гъвкавостта, еквивалентна на елемента индуктивност е означена като с0.

Frame5 Озвучителното тяло от пети ред се характеризира с наклон на срязване от трети ред за нискочестотния филтър (той оформя срязването от към високите честоти) и типичния за затворена кутия наклон от втори ред за високочестотния филтър (оформящ срязването от към ниските честоти). Така получената честотна характеристика е несиметрична. За отбелязване е, че срязването от трети ред се получава с помощта на електрическа схема само от първи ред.

И тук при увеличаване на качественият фактор на високоговорителя се забелязва намаляване на чувствителността и разширяване на лентата на пропускане. За разлика от озвучителните тела от четвърти ред отсъства “органният” резонанс на тръбата на акустичния изход. При намаляване на предния обем и едновременно запазване на стойността на времеконстантата Т2 () се получава увеличаване на широчината на пропусканата честотна лента при едновременно намаляване на чувствителността, като при намаляване на предния обем с 66% спрямо изчисления за Бътъруъртова характеристика лентата се разширява до малко повече от две октави като чувствителността спада с близо 10 dB.

Озвучителни тела от шести ред

Frame6 Има два вида озвучителни тела от шести ред-симетрични (наклон и на нискочестотния и на високочестотния филтри е от трети ред) и несиметрични (четвърти ред наклон за високочестотния филтър и втори ред за нискочестотния).

Симетричното озвучително тяло от шести ред се получава от озвучителното тяло от пети ред чрез добавяне на кондензатор последователно на високоговорителя. Този кондензатор при преобразуването на схемата в акустичен аналог се превръща в маса, при това паралелно свързана на елементите на високоговорителя и гъвкавостта, съответстваща на индуктивността от озвучително тяло от пети ред. Така получената еквивалентната схема на симетрично озвучително тяло система от шести ред е дадена на фиг.5.

Интересен факт е отсъствието на качественият фактор на високоговорителя в условията за получаване на максимално гладка характеристика. Неговото влияние се изразява само в нарастването на ефективността при нарастването му.

При сравнение на честотната характеристика на високоговорителя, закрепен върху акустичен екран и характеристиката на излъчвателя, се оказва, че на ниво минус 8 dB печалбата е приблизително една терца по-ниска долна гранична честота.

При тези системи произведението L0C0, T02, настройката на предната кутия Т22 са равни на резонанса на излъчвателя (TS2).

Качественият фактор на електрическата схема Q0 оказва влияние върху широчината на пропусканата честотна лента и стръмността на склоновете на срязване, като при увеличаване на този качествен фактор се увеличават и двата параметъра. Оптимална стойност на Q0 е около 1.

Като се променя предния обем, при едновременно запазване на времеконстантата (увеличаване на МА2 и намаляване на СА2) се разширява честотната лента, намалява се чувствителността и се увеличава неравномерността, като при намаляване на обема с 50% спрямо определения за Бътъруъртова характеристика се получава разширяване с около една терца при намаляване на чувствителността с 10 dB и увеличаване на неравномерността с около 4 dB.

Обобщено, когато се увеличава QE на високоговорителя трябва да се увеличават T2S2 и Q0 за да се компенсира.

Frame7Несиметричното озвучително тяло от шести ред се получава когато са отворени и двата акустични изхода-и предния, и задния. Това озвучително тяло е много ефективно-осигурява с 6 dB повишаване на изходния сигнал при същата или по-малка амплитуда на колебание на мембраната.

Заместващата схема е показана на фиг.6.

Тук също е възможно получаването на по-широка пропускана лента за сметка на чувствителността, но настройката е сравнително по-сложна, защото се постига чрез изменение на настройката на предната и задна кутии без изменение на масата на акустичните изходи (т.е. Т1S2 и Т2S2 = const.) Задният обем се увеличава, докато предния се намалява и така произведението Т12=const. Тази процедура не може да бъде повтаряна до безкрайност и широчината на пропусканата лента в този вид озвучителни тела може да бъде увеличавана само до определена стойност.

Озвучителни тела от седми ред.

При двойно отворените озвучителни тела (несиметрично озвучително тяло от шести ред) е желателно да имаме стръмност от трети ред за склона на нискочестотния филтър по същите причини, както и при озвучителните тела от четвърти ред - “органните” резонанси на акустичните изходи. Тук този проблем дори е по-сериозен поради наличието на две тръби. Изискваното затихване се осигурява с помощта на серийно свързана бобина. Заместващата схема е показана на фиг.7.

Frame8Честотната характеристика на тези озвучителни тела е най-широка и обхваща повече от две октави, като неравномерността в лентата на пропускане е много малка. Чувствителността е с два до 3 dB по-висока от тази на единично отворените озвучителни тела при същата или по-малка амплитуда на отклонение на мембраната. За съжаление не може да бъде намерена проста процедура за преобразуване на озвучително тяло от шести ред в такова от седми, както това беше при преминаването на озвучително тяло от четвърти ред към такова от пети ред.

Озвучителни тела от осми ред.

Аналогично на получаването на симетричното озвучително тяло от шести ред, при добавянето на един последователен кондензатор към озвучителното тяло от седми ред получаваме озвучително тяло от осми ред. При това наклона на срязване получава стръмност 24 dB/Oct.

Ефективността на това озвучително тяло е по-висока от тази на озвучителните тела от по-нисък ред, но основен негов недостатък е силното спадане на електрическия импеданс в близост с горната гранична честота - до два пъти по-нисък от постояннотоковото съпротивление на звуковата бобина. По-високата ефективност позволява до известна степен да се избегне този недостатък чрез свързване на едно последователно активно съпротивление.

Ще разгледаме още едно явление, което се проявява при лентовите суббасови озвучителни тела, които излъчват през тръби. Това е създаването на допълнителен шум вследствие на завихрянето на въздуха, излизащ от тръбата. Както са показали Roozen,Vael и Nieuwendijk в [2], има два вида звуци, породени от разделянето на звука в краищата на тръбата-това са широколентовия шум, породен от завихрянето и /2 – резонансите на тръбите (или “органните” резонанси, споменати по-горе). Според същата статия, тези два вида звуци могат да бъдат намалени като се използва тръба с такова сечение, което намалява силата на завихряне, предизвикана от откъсването на потока и струите, формиращи се в края на тръбата по време на фазата на забавяне на потока.Това намаляване на вихрообразуването подобрява и КПД на басрефлексния проход. Посредством математическо моделиране е показано, че силата на завихряне е минимална за тръба със сечение, което бавно се намалява към средата и се увеличава към изходите, а при самите изходи ръбовете са закръглени с не-много голям радиус.Бързо променящото се сечение предизвиква по-силно завихряне. От друга страна острите ръбове или такива с не много голям радиус намаляват качествения фактор на прохода и от там-нивото на /2 – резонансите на тръбите.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ ДАННИ

При представената работа бяха изследвани четири вида озвучителни тела от типовете четвърти ред, шести ред-несиметрично, модификация на озвучително тяло от шести ред – несиметрично, което представлява сдвоено озвучително тяло с обща предна камера, при което високоговорителите работят насрещно и седми ред също сдвоено. При всичките първоначалното оразмеряване беше направено с помощта на компютърна програма “AUDIOCAD”. В няколко случая беше използвана една и съща кутия с различни говорители, за да се провери възможността за настройка на неоптимални кутии. Този случай е доста често срещан в практиката, защото необходимият обем на кутиите често е твърде голям.

Препоръките за настройка на озвучителните тела, дадени в статията на Earl Geddes [1] за озвучителните тела от шести ред-несиметрични изискват промяна на обемите едновременно с промяната на масата на въздуха в тръбите. Това практически е много трудно осъществимо, а при вече изработена кутия е невъзможно. Една от целите на изследването беше да се провери възможността за получаване на нужната характеристика без промяна на обемите. При това, разбира се, чувствителността не може да се контролира, а и съществуват ограничения за получаване на долна гранична честота по-ниска от определена стойност.

Другата цел на изследването беше да се проверят някои начини за намаляване на “органните” резонанси. Единият от тях е получаването на озвучително тяло то седми ред, а другият е използване на тръби с плавно изменящо се сечение и заоблени с малък радиус ръбове.

Frame10
Първото озвучително тяло е от четвърти ред. Използван беше високоговорител ВКН 10260 с номинален диаметър 200 мм, производство на Високоговорители АД-Благоевград. Неговата честотна характеристика е показана на фиг.8 Използваната кутия има обеми :

Отворен обем: V1=7,7 l ; затворен обем V2=22,7 В

Начинът на настройка беше следния: Монтирана беше най-дългата възможна тръба-260 мм и снехме характеристиката. Получената честотна характеристика е показана на фиг.9.

Frame9

Frame11



Frame12

След постепенно скъсяване на тръбата получихме характеристиката на фиг.10 (при дължина на тръбата 230 мм) и след това постепенно се стигна до характеристиката на фиг.11 при дължина на тръбата 110 мм. Ясно се вижда повишаването на чувствителността (с 8 dB в сравнение с дължина на тръбата 260 мм) , заплатено със стесняване на честотната лента. Поставянето на демфащ материал в задния обем не подобрява съществено възпроизвеждания честотен диапазон, а намалява допълнително чувствителността на озвучителното тяло.

Frame13
Второто изследвано озвучително тяло е от шести ред-несиметрично. Отново е използван високоговорител, производство на Високоговорители АД-Благоевград, този път тип ВКН 09360 с номинален диаметър 160 мм. Честотната му характеристика е показана на фиг.12.

Изчислените обеми са:

V1=10,4 l ; V2=26,8 l.

Frame14

След изработване на кутията беше извършена настройка по следния ред: Монтира се тръба с приетия диаметър и дължина равна на изчислената на обем V2, който определя нискочестотния резонанс на озвучителното тяло. На обем V1 се монтира тръба по-дълга от изчислената и се снема честотната характеристика на озвучителното тяло. В нашия случай се получи характеристиката, показана на фиг.13.

Ако характеристиката има неравномерност, по-голяма от необходимата, както е в случая, тръбата се скъсява и отново се повтаря измерването, докато се получи необходимата неравномерност на честотната характеристика. Би могло да се увеличи дължината на тръбата на обем V1 над изчислената, но трябва да се има пред вид, че опита да се настрои твърде ниско резонансната честота на V1 довежда до понижаване на чувствителността, а от определена честота надолу не довежда до разширяване на честотната лента, а само намалява КПД на прохода .

Frame15
Когато по метода на последователните приближения се достигне до оптималния за тази кутия вариант, в случая показан на фиг.14, при необходимост може да се демпфа със звукопоглъщащ материал някой от обемите (или и двата), за да се намалят резонансните пикове в характеристиката и да се намали нейната неравномерност. В случая беше демпфа обема V1 и резултата е показан на фиг.15.

В този вариант озвучителното тяло ще бъде внедрено в завода в Благоевград.

Frame16
Честотите на настройка на двете секции са 50 Hz и 130Hz, при които импеданса е съответно 7,8 и 8,2 . Заграждащите ги максимуми са на 38, 80 и 160 Hz.

Заслужава да се отбележи, че използвания високоговорител е с резонансна честота 54 Hz, а долната гранична честота на озвучителното тяло е 40 Hz, като на тази честота повдигането на честотната характеристика е с 4 dB, а на честота 50 Hz вече е 7 dB.

Третото изследвано озвучително тяло е от шести ред, несиметрично-сдвоено с обща предна камера. При него е използван чешкия високоговорител ARN 226-07/8, чиито данни са:

  • Номинален диаметър 220 мм

  • Паспортна мощност-70 W

  • Номинален импеданс-8

  • Резонансна честота-30Hz

  • Чувствителност-88 dB/1W/1m

Frame17
Кутията е трикамерна, като обема на общата високочестотна камера е 18 l , а на двете нискочестотни камери-по 32 l. Първоначално тръбите бяха с размери-на общата камера Ф110 с дължина 330 мм, и на нискочестотните камери-Ф70 и дължина 350 мм. Честотната характеристика при тези данни е показана на фиг.16.

Изчислените параметри са: Чувствителност= (85,5/1W/1m);

Неравномерност+6,5/-4dB; fд.г.-8dB=40Hz; fг.г.-3dB=180 Hz

Frame18

Тук настройката се извършва при промяна на дължината на тръбата на общата камера, и при необходимост-при едновременно изменение на тръбите на двете нискочестотни камери. След последователни приближения се получи характеристиката на фиг. 17, за която тръбите са 2 бр. Ф70-дължина 300 мм, и 1 бр.Ф110 с дължина 170 мм. Изчислените параметри са: Чувствително= (90/1W/1m); Неравномерност+4/-2dB; fд.г.-8dB=32Hz; fг.г.-3dB=165 Hz. Чувствителността е определена в честотния обхват от 40 до 160Hz

Frame19

При поставяне на демфащ материал в двете камери се получи характеристиката на фиг. 18. Намаляването на чувствителността с 1 dB с лихва се компенсира от намаляването на неравномерността. Субективно звученето се подобрява значително.

Обект на следващото изследване беше възможността за намаляване на органните резонанси. За целта следващото озвучително тяло беше сдвоено от седми ред с обща високочестотна камера. За да се получи по-високия ред, последователно на високоговорителите са свързани бобини. Технологично това е неудобно, понеже бобините се получават големи и тежки, а от там и доста скъпи. Освен това, на практика намаляват не самите органни резонанси, а просто не се пропускат съответните честоти от усилвателя към озвучителното тяло. Породените от работата на високоговорителите висши хармонични за съжаление се пропускат тогава, когато съвпадат с честотите на органните резонанси. Честотната характеристика е показана на фиг.19

Frame20

Frame21

Последното изследване беше свързано с използване на тръби с плавно изменящо се сечение и заоблени изходни и входни ръбове. Беше използвана три камерната кутия, отново с Чешки високоговорители, но този път тип ARN 5688 с номинален диаметър 160 мм, мощност 60W, номинален импеданс 8, резонанс 40 Hz и чувствителност 85 dB. Характеристиката е показана на фиг.20.

Вижда се, че е позобна на тази, получена след поставянето на вата в обемите. Ефекта е добре изразен при по-близките до горна гранична честота органни резонанси, докато при по-високите честоти е доста по-слаб. Слухово се забелязва намаляване на фученето от завихряне. За съжаление, при изработката на тръбите от текстолит не бе постигната добра гладкост на вътрешната им повърхност, а това създава допълнителни условия за завихряне.

В заключение ще кажем, че използвания метод на настройка при предварително изчислена кутия е удобен и дава задоволителни резултати. Дори се получи възможност да се използува една и съща кутия с няколко различни високоговорители.

Насоките на бъдеща работа ще бъдат към по-подробно изследване на необходимата форма на тръбите, за да се получи по-пълно избягване на шумовете от завихряне и органните резонанси.

Смятаме също така да проведем изследване чрез субективно прослушване на влиянието на демпфането върху звученето на суббасови озвучителни тело от тези типове.

ИЗПОЛЗВАНА ЛИТЕРАТУРА

1.E.R.Geddes ,”An Introduction to Band-Pass Loudspeaker Systems,”J. Audio Eng.Soc., vol.37 1989 Май; Корекции vol.38 1990 Март.

2. N.B. Roozen, J.E.M. Vael, J.A.M. Nieuwendijk “Reduction of bass-reflex port nonlinearities by optimizing the port geometry” Доклад на 114-та конвенция на AES

3. ArthurP.Berkhoff, “Impedance Analysis of Subwoofer Systems J. Audio Eng.Soc., vol.42 1994 Януари/Февруари

4. John Vanderkooy, Loudspeaker Ports” Доклад на 113-та конвенция на AES

5. John Vanderkooy, Nonlinearities in Loudspeaker Ports” Доклад на 114-та конвенция на AES

Frame22



 
Връзки
· Повече за Озвучителни тела
· Статии от ???. ?????? ??????? (???


Най-четена Статия Озвучителни тела:
CUTFINGER LOUDSPEAKER

 
Рейтинг за Статия
Среден Резултат: 4.53
Гласа: 15


Моля, използвайте допълнението и гласувайте за тази статия:

Отличен
Много Добър
Добър
Среден
Слаб

 
Опции

 Извеждане в Отделна Страница Извеждане в Отделна Страница

 
_ASSOTOPIC

Озвучителни тела

"Login" | ВХОД | 2 коментари | Търсене в Дискусия
Коментарите са на публикуващият ги. Ние не сме отговорни за тяхното съдържание.

Не е позволено Коментари за Анонимни, моля регистрирайте се

Re: Теснолентови суббасови високоговорителни системи (Резултат: 1)
от oceanman Време: Thursday, August 26 @ 22:37:41 CEST
(Информация за Потребител | Изпращане на Съобщение)
Досега никога тематиката за теснолентовите суббасови говорители не е разисквана така нашироко...В наши издания на български език,искам да кажа.А искам да те попитам,какво е наблюдението ти от изобарик системите....Моя скромен опит показва доста положително отношение към тях...Ще пробваш ли ПАГ?




Re: Теснолентови суббасови високоговорителни системи (Резултат: 1)
от 3aropka Време: Friday, August 27 @ 00:09:19 CEST
(Информация за Потребител | Изпращане на Съобщение)
Чудесна статия!
Може ли да сложите под картинките линкове към картинки с нормални размери, за да са по-четивни?



muzica noua muzica noua
PHP-Nuke Copyright © 2005 by Francisco Burzi. This is free software, and you may redistribute it under the GPL. PHP-Nuke comes with absolutely no warranty, for details, see the license.
Генериране на страницата: 0.04 секунди