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DITES UN MOT SUR LE PAUVRE BEEPER

Traditionnellement, la division des bandes médium et aigu (ou médium-aigu) est réalisée par des croisements passifs (crossovers). Ceci est particulièrement pratique lorsque vous utilisez des ensembles de composants prêts à l'emploi. Cependant, si les performances des crossovers sont optimisées pour ce kit, ils ne sont pas toujours à la hauteur.
Une augmentation de l'inductance de la bobine mobile avec la fréquence entraîne une augmentation de l'impédance de la tête. De plus, cette inductance dans les basses moyennes "moyennes" est de 0,3-0,5 mH, et déjà à des fréquences de 2-3 kHz, l'impédance double presque. Par conséquent, lors du calcul des croisements passifs, deux approches sont utilisées : elles utilisent la valeur réelle de l'impédance à la fréquence de croisement dans les calculs ou introduisent des circuits de stabilisation d'impédance (compensateurs Zobel). Beaucoup a déjà été écrit à ce sujet, nous ne nous répéterons donc pas.
Les tweeters manquent généralement de chaînes stabilisatrices. Dans ce cas, on suppose que la bande de fréquence de fonctionnement est petite (deux ou trois octaves) et que l'inductance est insignifiante (généralement inférieure à 0,1 mH). En conséquence, l'augmentation de l'impédance est faible. Dans les cas extrêmes, l'augmentation d'impédance est compensée par une résistance de 5-10 ohms connectée en parallèle avec le tweeter.
Cependant, tout n'est pas aussi simple qu'il y paraît à première vue, et même une inductance aussi modeste entraîne de curieuses conséquences. Le problème réside dans le fait que les tweeters fonctionnent en conjonction avec le filtre passe-haut. Quelle que soit la commande, il a une capacité connectée en série avec le tweeter, et il forme avec l'inductance de la bobine mobile circuit oscillatoire. La fréquence de résonance du circuit se situe dans la bande de fréquence de fonctionnement du tweeter, et une "bosse" apparaît sur la réponse en fréquence, dont l'amplitude dépend du facteur de qualité de ce circuit. De ce fait, la coloration du son est inévitable. Récemment, de nombreux modèles de tweeters à haute sensibilité (92 dB et plus) sont apparus, dont l'inductance atteint 0,25 mH. Par conséquent, la question de faire correspondre le tweeter avec un crossover passif devient particulièrement aiguë.
L'environnement de simulation Micro-Cap 6.0 a été utilisé pour l'analyse, mais les mêmes résultats peuvent être obtenus en utilisant d'autres programmes (Electronic WorkBench, par exemple). Seuls les cas les plus caractéristiques sont donnés à titre illustratif, le reste des recommandations est donné en fin d'article sous forme de conclusions. Un modèle simplifié du tweeter a été utilisé dans les calculs, ne prenant en compte que son inductance et sa résistance active. Cette simplification est tout à fait acceptable, car le pic d'impédance de résonance de la plupart des tweeters modernes est faible et la fréquence de résonance mécanique du système mobile est en dehors de la bande de fréquences de fonctionnement. Nous tenons également compte du fait que la réponse en fréquence pour la pression acoustique et la réponse en fréquence pour tension électrique- deux grandes différences, comme on dit à Odessa.
L'interaction du tweeter avec le crossover est particulièrement visible pour les filtres de premier ordre, qui sont typiques pour modèles bon marché(Image 1):

cristal "couleur. Une augmentation de l'inductance déplace le pic de résonance vers des fréquences plus basses et augmente son facteur de qualité, ce qui conduit à un "clic" perceptible". Un effet secondaire d'une augmentation du facteur de qualité qui peut être transformé en bon est une augmentation de la pente de la réponse en fréquence Dans la région de fréquence de croisement, il est proche des filtres 2 ordres de grandeur, bien qu'à grande distance il revienne à sa valeur d'origine pour 1 ordre (6 dB / octave).
L'introduction d'une résistance shunt permet "d'apprivoiser" la bosse sur la réponse en fréquence, de sorte que certaines fonctions d'égalisation peuvent également être affectées au crossover. Si le shunt est réalisé sur la base d'une résistance variable (ou d'un ensemble de résistances avec un interrupteur), il est même possible d'effectuer un réglage opérationnel de la réponse en fréquence entre 6 et 10 dB. (photo 2):

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chiffre 4

La troisième façon est d'introduire une résistance en série avec le tweeter. Cette méthode est particulièrement pratique pour les tweeters avec une inductance supérieure à 100 mH. Dans ce cas, l'impédance totale du circuit "résistance-tweeter" change de manière insignifiante pendant la régulation, de sorte que le niveau du signal ne change pratiquement pas (Figure 5):

disque "> Les circuits de stabilisation ne sont pas nécessaires uniquement pour les tweeters à faible inductance (moins de 0,05 mH). Pour les tweeters avec une inductance de bobine mobile de 0,05-0,1 mH, les circuits de stabilisation parallèles (shunts) sont les plus avantageux. Pour les tweeters avec une bobine mobile une inductance de plus de 0,1 mH, des circuits de stabilisation parallèles et en série peuvent être utilisés. La modification de la résistance du circuit de stabilisation vous permet d'influencer la réponse en fréquence. Pour les filtres de 1er ordre, la modification des paramètres du circuit de stabilisation a un effet notable sur la coupure paramètres de fréquence et de bosse. Pour les filtres du 2ème ordre, la fréquence de coupure est déterminée par les paramètres de ses éléments et dépend de l'inductance de la tête et des paramètres du circuit de stabilisation dans une moindre mesure. La valeur de la "bosse" de résonance provoquée par l'inductance du tweeter est directement dépendante de la résistance du shunt et inversement dépendante de la résistance de la résistance série, la fréquence de coupure est en dépendance directe facteur de qualité du filtre. Le facteur de qualité du filtre est proportionnel à la résistance de charge résultante (têtes HF, en tenant compte de la résistance du circuit stabilisateur). Le filtre de facteur de qualité accru peut être calculé selon la méthode standard, mais réduit de 2 à 3 fois par rapport à la résistance de charge nominale.

Les méthodes proposées pour le contrôle de la réponse en fréquence sont également applicables aux filtres d'ordres supérieurs, mais comme le nombre de "degrés de liberté" y augmente, il est difficile de donner des recommandations précises dans ce cas. Un exemple de modification de la réponse en fréquence d'un filtre du troisième ordre en raison d'une résistance shunt est illustré à la figure 6 :

home" les haut-parleurs à trois à quatre voies avaient une réponse en fréquence commutable "normal / crystal / chirp" ("smooth-crystal-chirping"). Ceci a été réalisé en modifiant le niveau des bandes médium et aigus.
Les atténuateurs commutés sont utilisés dans de nombreux croisements et, par rapport au tweeter, ils peuvent être considérés comme une combinaison de circuits de stabilisation en série et en parallèle. Leur impact sur la réponse en fréquence résultante est difficile à prévoir, dans ce cas il est plus commode de recourir à la modélisation.

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Après avoir écouté de la musique pendant une courte période, je suis arrivé à la conclusion qu'à un niveau de volume accru, le niveau pression sonore La HF l'emportait sur les autres fréquences à tel point qu'il y avait une gêne. Je devais soit utiliser les commandes de tonalité, soit simplement éteindre la musique. De par ma nature, je ne voulais ni l'un ni l'autre, alors j'ai rejoint la lutte pour un son "confortable".

Tout d'abord, une résistance est apparue dans le crossover, connecté en série avec le haut-parleur (Fig. 2). Le condensateur a dû être re-sélectionné car la résistance de charge a changé et la fréquence de coupure avec elle. La pression acoustique a été réduite.

Mais le "confort" n'a pas été atteint. Il y a eu un effet inverse. À des niveaux de volume plus élevés, les composants HF étaient modérés, mais avec une diminution du volume, la main elle-même a atteint les commandes de tonalité.

J'ai dû essayer une autre option pour réguler la pression acoustique - shunter la tête avec une résistance de 10-30 ohms (Fig. 3). Cette méthode est parfois utilisée. Plus la valeur de la résistance shunt est petite, plus la suppression est importante.

Mais l'image s'est avérée quelque peu différente de ce qui était prévu. Fondamentalement, la "bosse" résonnante est supprimée et le changement de niveau global est négligeable. L'impact sur la réponse en fréquence n'est pas non plus mauvais, mais la tâche principale n'a pas été résolue. Rien ne fonctionnait sans commandes de tonalité.

Dans ce cas, les résistances ou circuits en série et en parallèle sont appelés dissipateurs. (dissiper signifie disperser). Non seulement ils dissipent la puissance, mais ils absorbent également les produits de la distorsion d'intermodulation dans la dynamique. Ainsi, leur influence sur le caractère du son devrait être particulièrement perceptible dans les tweeters bon marché (Ed.)

Le contrôle de la tonalité est essentiellement une augmentation ou une diminution de la pression acoustique dans une certaine bande de fréquence, selon modèle spécifique unité de tête. Tout le monde a des options de réglage différentes : sur certains appareils, elles suffiraient, sur d'autres, elles ne le seraient pas. Il existe également une opinion selon laquelle l'utilisation de commandes de tonalité intégrées aggrave le son du système en raison de la correction de la réponse en fréquence de l'unité principale et des distorsions de phase supplémentaires.
De plus, il existe des restrictions sur le schéma d'installation acoustique utilisé. Lors de l'utilisation d'une façade à deux bandes, lorsque la bande de réglage coïncide presque complètement avec la zone de fonctionnement du tweeter, le réglage de la pression acoustique avec le contrôle de tonalité n'est pas si critique. Mais dans les systèmes à trois bandes, un tel réglage ne peut pas donner l'effet souhaité, car lorsqu'il est utilisé, la réponse en fréquence de la tête de milieu de gamme sera déformée, dont une partie de la bande de travail tombe nécessairement dans la zone de contrôle des aigus.
Comme solution, dans ces cas, l'utilisation d'un égaliseur avec un nombre suffisant de bandes de contrôle est justifiée. L'utilisation d'un simple égaliseur 7-9 bandes peut ne pas produire l'effet désiré. Les égaliseurs plus avancés coûtent déjà beaucoup d'argent, ce qui, pourrait-on dire, exclut complètement leur utilisation dans la plupart des installations amateurs. Bien que, si l'on considère le système dans son ensemble, l'utilisation d'un égaliseur multibande réduira le temps où personnalisation complète l'ensemble du système. Mais ce n'est pas de cela dont nous parlons en ce moment.

Une idée a surgi - utiliser des lampes à incandescence pour limiter le niveau des composants haute fréquence à volume élevé. Lorsqu'il est chauffé, la résistance de la bobine augmentera et la puissance sera limitée. Les barreters sont parfois utilisés dans les croisements pour se protéger contre les surcharges - les mêmes lampes, mais remplies d'hydrogène. L'hydrogène contribue à la récupération rapide de la faible résistance du filament. Dans ce cas, en raison d'un changement brusque de résistance, la dynamique de la reproduction haute fréquence sera perturbée. Si vous utilisez une lampe conventionnelle, il y aura une compression douce de la gamme des hautes fréquences. Le filament a une inertie thermique qui dépend de sa masse. Plus la lampe est puissante, plus l'inertie thermique est grande.

L'utilisation d'une ampoule comme dissipateur a d'abord été simulée sur ordinateur à l'aide du programme MicroCap. Le circuit croisé a pris la forme suivante (Fig. 4):

Un circuit croisé a été simulé, la tête a été remplacée par un circuit équivalent (pour tenir compte de l'effet de l'inductance de la tête elle-même). Ensuite, les graphiques de réponse en fréquence ont été obtenus pour toutes les options considérées ci-dessus.

Les résultats de la modélisation de la réponse en fréquence sont représentés sur le graphique (Fig. 8) : A faible volume, la résistance de l'ampoule est d'environ 0,5 Ohm. La réponse en fréquence du crossover dans cette section est presque la même que la réponse en fréquence du crossover sans résistance.

D'après les graphiques de réponse en fréquence, on peut voir que la diminution de la pression de -3 dB pour toutes les courbes se produit à peu près à la même fréquence. Pour l'option avec une résistance shunt, la valeur du condensateur a été modifiée, car la fréquence de coupure à la valeur considérée a augmenté.

Courbe 1 - réponse en fréquence de croisement sans résistance. Courbe 2 - Réponse en fréquence d'un crossover avec une résistance série de 1,2 ohms. Courbe 3 - réponse en fréquence d'un crossover avec une résistance shunt de 16 ohms et un condensateur de 3,5 uF. Courbe 4 - réponse en fréquence d'un crossover avec une ampoule. La résistance de la lampe résultant du chauffage de la spirale est de 4 ohms. Courbe 5 - réponse en fréquence d'un crossover avec une ampoule. La résistance de la lampe résultant du chauffage de la spirale est de 6 ohms.

Après la "partie théorique", je suis passé à la pratique. Il était nécessaire de mesurer la résistance des lampes à différentes tensions. En réglant un courant différent avec un rhéostat, il mesure la tension sur la lampe, l'intensité du courant et calcule la résistance selon la loi d'Ohm. Pour trois types de lampes, les résultats suivants ont été obtenus (Fig. 9-11) :

Les graphiques montrent la valeur de tension à laquelle commence un faible échauffement du centre de la spirale.

résultats

Après avoir modifié le schéma de son crossover, il a commencé à écouter. Permettez-moi de vous rappeler que le "confort" du son était déterminé par l'oreille. L'utilisation de l'analyseur RTA n'était pas censée être effectuée en raison de son absence, même à l'échelle de la ville. Uniquement à l'oreille. Si lors d'une écoute prolongée, il n'y a aucune envie d'utiliser les commandes de tonalité ou d'éteindre la source "d'irritation", alors je pense que l'objectif a été atteint.
Dans mon système, l'installation des ampoules des luminaires intérieurs a, me semble-t-il, donné l'effet escompté. L'effet "sifflement" a disparu, et il n'est pas nécessaire d'utiliser les commandes de tonalité pour augmenter ou diminuer le volume.

JUMEAUX SIAMOIS

De nombreuses installations modernes utilisent un double jeu de tweeters. La raison en est les exigences accrues en matière de qualité sonore. L'expansion du modèle à double radiateur facilite la configuration de la scène sonore et la possibilité de surcharger les tweeters à des niveaux de volume élevés est réduite. L'attractivité externe joue également un rôle important, notamment dans les œuvres d'exposition.
Un autre argument en faveur d'une telle solution se présente avec l'amplification canal par canal. La contradiction bien connue entre la répartition inégale de l'énergie du signal musical sur le spectre et la puissance égale des canaux d'amplification est élégamment résolue lorsque les tweeters sont allumés en série. Dans ce cas, la puissance de sortie maximale des canaux "bip" de l'amplificateur est divisée par deux par rapport à une charge normale, ce qui permet d'exploiter pleinement sa plage dynamique et de réduire la distorsion.
Cependant, tout ce qui précède implique l'utilisation d'exactement les mêmes tweeters. Une autre option est également possible - avec différents tweeters reproduisant des plages de fréquences distinctes. Les origines de cette décision doivent être recherchées dans les systèmes acoustiques domestiques il y a un quart de siècle. Reproduire toute la gamme de fréquences au-dessus de 3-5 kHz avec un seul tweeter était alors un véritable défi, il a donc été divisé. La bande de 3-5 à 10-12 kHz était reproduite par un tweeter à cône de petite taille, courant à l'époque, et tout ce qui précède était reproduit par un super tweeter à dôme ou à pavillon à ruban. Avec le développement de la technologie, cette solution est passée de l'équipement domestique de masse, mais a toutes les chances de revenir à l'automobile.
Le problème de reproduire toute la gamme haute fréquence avec un seul tweeter a été résolu depuis longtemps, mais un bon tweeter large bande est un produit délicat et coûteux. Au moins dans la gamme de prix inférieure et moyenne, aucune conception et aucun matériau de dôme ne peuvent encore répondre simultanément à toutes les exigences, qui sont pour la plupart contradictoires. Nécessite une grande rigidité, un faible poids, un bon amortissement interne. Ainsi, pour les produits de masse, les résultats sont décevants :

Le dôme textile offre une excellente élaboration des médiums supérieurs et des détails sonores, mais à l'extrémité supérieure de la plage, le son est généralement étouffé (blocage de la réponse en fréquence). Le dôme métallique offre une excellente reproduction de la partie haute fréquence de la gamme. Cependant, la partie basse fréquence de la gamme n'est pas toujours restituée de manière adéquate, le son est souvent coloré par les résonances du dôme lui-même (l'effet diapason). Un dôme en polymère ou métallisé offre une plage de fréquences assez large, mais, en règle générale, avec une réponse en fréquence et un diagramme de rayonnement irréguliers. Par conséquent, le son peut prendre une couleur différente.

Bilan : avantages différents matériaux doivent être unis et les lacunes doivent être compensées. Les tweeters ont fait l'objet de l'étude :

Prology RX-20s (dôme en soie, inductance 0,22 mH) Prology CX-25 (dôme Mylar métallisé, inductance 0,03 mH)

L'écoute a montré que le tweeter en soie, avec tous les détails du son, manque "d'air", et le tweeter Mylar "clique" magnifiquement, mais lorsqu'il travaille avec un filtre de premier ordre, il a une "voix" perçante. Évidemment, avec un choix approprié de la fréquence de croisement, ils feraient une excellente paire.
Afin de simplifier la conception et de faciliter le fonctionnement de l'amplificateur, il est très avantageux d'utiliser des filtres du premier ordre. Ils créent une distorsion de phase minimale, ce qui se compare favorablement avec d'autres conceptions. Cependant, les filtres de premier ordre fournissent trop peu d'atténuation en dehors de la bande de fonctionnement, ils ne conviennent donc qu'à une faible puissance d'entrée ou à une fréquence de croisement suffisamment élevée (7-10 kHz). Par conséquent, dans les conceptions les plus sérieuses, des filtres d'ordres supérieurs sont utilisés, du deuxième au quatrième.
Dans ce cas, il a été décidé d'utiliser un filtre de quasi second ordre utilisant l'inductance de la bobine acoustique. La sensibilité des tweeters s'est avérée être presque la même et l'inductance différait de presque un ordre de grandeur. Cela a grandement simplifié la conception du crossover passif, car l'inductance de la bobine mobile est entrée dans le circuit.
L'idée a été inspirée par l'article "Dis un mot sur le pauvre couineur" ("Maître 12volts" n°47). Il a pris en compte l'interaction du crossover et du tweeter, ainsi que les méthodes permettant d'influencer la réponse en fréquence résultante. Lorsque vous travaillez avec un filtre haute fréquence passif, l'inductance de la bobine acoustique forme un circuit oscillant avec la capacité du filtre, sa fréquence de résonance se situe dans la bande de fréquence de fonctionnement du tweeter. En conséquence, une "bosse" apparaît sur la réponse en fréquence, dont l'amplitude dépend du facteur de qualité de ce circuit. Cela peut entraîner une coloration du son et d'autres artefacts. Cependant, dans certains cas, ces phénomènes peuvent être mis à profit.

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Figure 2

Le condensateur C1 définit la limite inférieure de la plage de fréquence reproductible de l'ensemble du système. L'inductance de la bobine mobile BA1 est impliquée dans la formation de la réponse en fréquence. Dans la région de fréquence de croisement, la pente de la réponse en fréquence est proche des filtres du 2ème ordre, bien qu'à grande distance, elle revienne à la valeur d'origine pour le 1er ordre (6 dB / octave). La limite supérieure de plage pour BA1 est générée acoustiquement. Étant donné que le retour d'un tweeter en soie à des fréquences supérieures à 11 kHz est sensiblement réduit, cela n'a aucun sens d'introduire une atténuation supplémentaire du signal. En même temps, l'inductance de la bobine mobile et le condensateur C2 forment un filtre coupe-bande pour une fréquence d'environ 5 kHz. La suppression de cette gamme de fréquences a éliminé le son "strident" du tweeter Mylar, le laissant reproduire uniquement la partie haute fréquence de la gamme.
La réponse en fréquence du croisement de tension est illustrée à la figure 3.

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AMÉLIORER LE SON DES HAUT-PARLEURS COAXIAUX

Composant systèmes acoustiques a reçu une large diffusion dans l'audio automobile, et avec l'avènement des kits budgétaires, leur portée s'est sensiblement élargie. La commodité de l'agencement, la facilité de mise en place de la scène sonore leur ont valu une popularité bien méritée. Cependant, dans certains cas, il est plus pratique d'utiliser des haut-parleurs coaxiaux. Les raisons peuvent être multiples : complexité de l'intégration esthétique de systèmes de composants ou de tweeters supplémentaires, volonté de préserver l'aspect d'origine de la cabine, taille non standard, etc. Dans certains cas, il est généralement impossible de remplacer des coaxiaux standards par des d'autres haut-parleurs sans modification radicale des sièges en raison de dimensions ou de caractéristiques de conception spécifiques. Que faire dans ce cas ? Essayez de tirer le maximum des "matières premières" disponibles.
Le plus souvent, des haut-parleurs coaxiaux sont installés dans le tableau de bord et fonctionnent dans une conception acoustique "boîtier ouvert". En raison de l'acoustique court-circuit la reproduction des fréquences inférieures à 200-300 Hz est considérablement affaiblie, quelles que soient la taille du diffuseur et la réponse en fréquence du radiateur lui-même. Toutes les tentatives pour reproduire au moins un semblant de basse sans affiner un endroit régulier sont dénuées de sens. Par conséquent, nous considérerons le coaxial dans le tableau de bord exclusivement comme un émetteur médium-haute fréquence, et nous explorerons comment ses caractéristiques peuvent être améliorées dans ce rôle.

Trois sources et trois composantes
(pas marxisme, bien sûr, mais coaxial) :

Radiateur principal Radiateur secondaire Crossover

Le radiateur principal des constructions de masse est équipé d'un diffuseur en polypropylène de diverses modifications, et dans les câbles coaxiaux standard, il est souvent en papier. En termes de qualité sonore, cette dernière option est préférable. Pourquoi est clair : transition en douceur du mode de fonctionnement à piston au mode zone, pas d'harmoniques, faible poids, limite supérieure plutôt élevée de la plage de fréquences (7-10 kHz).
Si nous nous tournons vers les statistiques, la plupart des câbles coaxiaux de calibre "torpille" (10-13 cm) sont équipés d'un émetteur supplémentaire. Il s'agit le plus souvent d'un tweeter à dôme textile ou plastique d'un diamètre de 13-18 mm, parfois métallisé. La fréquence de résonance naturelle de ces émetteurs est de 1,5 à 3 kHz, nous nous en souviendrons à l'avenir.
Le croisement de la plupart des câbles coaxiaux ne fonctionne qu'avec un tweeter et est formé d'un seul condensateur d'une capacité de 3,3 à 4,7 microfarads, le plus souvent électrolytique. Ainsi, il s'agit du filtre de premier ordre le plus simple avec une fréquence de coupure de 6 à 9 kHz, de sorte que la suppression des signaux hors bande est insuffisante et que le tweeter peut être surchargé. Le résultat est un "cri de cochon" et des harmoniques résonnants perceptibles.

Où commencer

Ainsi, la première et la plus évidente façon d'améliorer la qualité du son est de remplacer le condensateur à oxyde dans le crossover par un plus décent, et en même temps de reconsidérer sa valeur. Si l'émetteur principal est en papier, il récupère en toute confiance la gamme des fréquences moyennes et l'aide du tweeter n'est requise que dans la partie haute fréquence de la gamme. Dans ce cas, la capacité du condensateur peut être réduite jusqu'à 2 μF, cela décalera le retour maximum vers la plage de fréquence supérieure à 10 kHz. Comme indiqué à un moment ("Dites un mot sur le pauvre tweeter" - "Master 12volt" n° 47), la résonance électrique de la capacité du filtre avec l'inductance de la bobine mobile du tweeter forme une petite bosse sur la réponse en fréquence , nous allons donc le "pousser" vers le haut pour améliorer le retour dans cette gamme de fréquences. Augmenter la fréquence de la section augmentera également la capacité de surcharge du tweeter, cela permettra de délivrer plus de puissance aux enceintes sans risque.
Passons maintenant à l'émetteur principal. Étant donné que les coaxiaux n'utilisent pas de diffuseurs "durs" sujets aux résonances internes, la transition du fonctionnement du piston au fonctionnement de la zone se produit en douceur. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de limiter en plus la bande de fréquence par le haut.
Une augmentation de l'inductance de la bobine mobile avec la fréquence entraîne une augmentation de l'impédance de la tête. De plus, cette inductance du coaxial "moyen" est de 0,2-0,4 mH, et déjà à des fréquences de 2-3 kHz, l'impédance double presque. La circonstance est désagréable, mais dans notre cas, elle peut être transformée en bien.
Dans le cas de l'acoustique des composants, le crossover a généralement un stabilisateur d'impédance sous la forme d'un circuit RC connecté en parallèle avec le haut-parleur. Plusieurs travaux ont montré que pour haut-parleurs de milieu de gamme il s'avère plus pratique d'allumer une résistance série (dissipateur). Avec cette connexion, la tête n'est plus alimentée par une source de tension, mais par une source de courant, par conséquent, non seulement l'impédance est stabilisée dans une large plage de fréquences, mais également une réduction significative de la distorsion d'intermodulation, ce qui est particulièrement visible lors de l'utilisation têtes large bande et moyenne fréquence peu coûteuses.
La pratique montre qu'il suffit d'installer une résistance d'une résistance approximativement égale à 0,5-1 de l'impédance nominale de la tête. Pour une fréquence de croisement supérieure à 300 Hz, la dissipation de puissance de la résistance doit être égale à 15-20% de la puissance nominale de la tête. La réduction du recul et la dégradation de l'amortissement doivent également être prises en compte, mais nous avons convenu de ne pas prendre en compte la région des basses fréquences.
Voyons maintenant à quoi mènera l'inclusion d'une résistance en série avec une tête coaxiale. Pour la modélisation, comme d'habitude, nous utilisons l'environnement MicroCap et modèle simple tête dynamique avec des valeurs moyennes pour coaxial Re et Le.

marmonner" dans la région de fréquence de résonance du haut-parleur principal (100-150 Hz). Mais, comme la sensibilité a diminué d'environ 6 dB, vous devrez probablement oublier de connecter le coaxial modifié à l'amplificateur intégré du Et si c'est le cas, il y a un crossover actif pour limiter la bande de fréquence de travail par le bas.
A titre expérimental, plusieurs haut-parleurs coaxiaux de différentes marques ont été soumis à un raffinement :

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

Dans tous les cas, le son "éclairé" de la gamme des fréquences moyennes a été noté, "l'enrouement" du tweeter a disparu avec une puissance d'entrée importante et l'équilibre tonal global s'est amélioré. Même les AUDAX rugueux avec de lourds cônes en carton et des tweeters dégoûtants - et ils ont trouvé un second souffle.

Les conceptions des haut-parleurs haute fréquence (HF) sont les plus diverses. Ils peuvent être ordinaires, en corne ou en dôme. Le principal problème dans leur création est l'expansion de la directionnalité des oscillations émises. À cet égard, les enceintes à dôme présentent certains avantages. Le diamètre du diffuseur ou membrane rayonnante des tweeters HF est compris entre 10 et 50 mm. Souvent les tweeters sont hermétiquement fermés à l'arrière, ce qui exclut la possibilité de modulation de leur rayonnement par le rayonnement des émetteurs LF et MF.

Un tweeter miniature typique avec un diffuseur conique rayonne bien les hautes fréquences, mais a un diagramme de rayonnement très étroit - généralement dans un angle de 15 à 30 degrés (par rapport à l'axe central). Cet angle est défini lorsque la sortie du haut-parleur est généralement réduite de -2 dB. Spécifie l'angle lorsqu'il s'écarte des axes horizontal et vertical. À l'étranger, cet angle est appelé angle de dispersion ou dispersion (dispersion) du son.

Pour augmenter l'angle de diffusion, des diffuseurs ou des buses pour eux de différentes formes sont réalisés (sphérique, en forme de corne, etc.). Tout dépend du matériau du diffuseur. Cependant, les tweeters conventionnels sont incapables d'émettre des sons à des fréquences bien supérieures à 20 kHz. Placer des réflecteurs spéciaux devant le tweeter (le plus souvent sous la forme d'une grille en plastique) vous permet d'élargir considérablement le modèle de directivité. Un tel réseau est souvent un encadrement acoustique élémentaire d'un tweeter ou d'un autre émetteur.

L'éternel sujet de controverse est la question de savoir s'il est nécessaire d'émettre des fréquences supérieures à 20 kHz, car notre oreille ne peut pas les entendre, et même les équipements de studio limitent souvent la plage effective des signaux audio à un niveau de 10 à 15-18 kHz. Cependant, le fait que nous n'entendions pas de tels signaux sinusoïdaux ne signifie pas qu'ils n'existent pas et n'affectent pas la forme des dépendances temporelles de signaux audio réels et plutôt complexes avec des taux de répétition beaucoup plus faibles.

Il existe de nombreuses preuves convaincantes que cette forme est fortement déformée lorsque la gamme de fréquences est artificiellement limitée. L'une des raisons en est les déphasages des différentes composantes du signal complexe. Il est curieux que notre oreille ne perçoive pas les déphasages par elle-même, mais soit capable de distinguer des signaux avec une forme différente de dépendance temporelle, même s'ils contiennent le même ensemble d'harmoniques avec les mêmes amplitudes (mais des phases différentes). Grande importance a la nature de la décroissance de la réponse en fréquence et de la linéarité de la réponse en phase, même en dehors de la plage de fréquence effectivement reproductible.

D'une manière générale, si nous voulons avoir une réponse en fréquence et une réponse en phase uniformes sur toute la gamme sonore, la gamme de fréquences réellement émise par l'acoustique doit être sensiblement plus large que celle du son. Tout cela justifie pleinement le développement de radiateurs à large bande par de nombreuses entreprises leaders dans le domaine de l'électroacoustique.

Placement des radiateurs HF Il y a un problème - le résultat dépend dans une large mesure de l'endroit où les têtes sont placées et de la façon dont elles sont orientées. Parlons de la tête HF, ou tweeter.

Caractéristiques des têtes RF D'après la théorie de la propagation des ondes sonores, on sait qu'avec l'augmentation de la fréquence, le diagramme de rayonnement de l'émetteur se rétrécit, ce qui conduit à un rétrécissement de la zone d'écoute optimale. Autrement dit, vous ne pouvez obtenir un équilibre tonal uniforme et la bonne scène que dans une petite zone d'espace. Par conséquent, l'expansion du diagramme de rayonnement RF est la tâche principale de tous les concepteurs de haut-parleurs. La plus faible dépendance du diagramme de rayonnement à la fréquence est observée dans les tweeters à dôme. C'est ce type d'émetteurs RF qui est le plus courant dans les haut-parleurs automobiles et domestiques. Les autres avantages des radiateurs à dôme sont leur petite taille et l'absence de la nécessité de créer un volume acoustique, et les inconvénients comprennent une fréquence de coupure basse et basse, qui se situe dans la plage de 2,5 à 7 kHz. Toutes ces caractéristiques sont prises en compte lors de l'installation d'un tweeter.Tout influe sur le lieu d'installation : la plage de fonctionnement du tweeter, ses caractéristiques de directivité, le nombre de composants installés (systèmes à 2 ou 3 composants), et même votre goût personnel. Faisons tout de suite une réservation sur le fait qu'il n'y a pas de recommandations universelles sur cette question, nous ne pouvons donc pas vous pointer du doigt - disent-ils, mettez-le ici et tout ira bien! Cependant, il existe aujourd'hui de nombreuses solutions standards avec lesquelles il est utile de se familiariser. Tout ce qui suit s'applique aux circuits sans processeur, mais cela est également vrai lors de l'utilisation d'un processeur, c'est juste que sa présence offre beaucoup plus d'opportunités pour compenser l'impact négatif d'un emplacement non optimal.

considérations pratiques. Rappelons d'abord quelques canons. Idéalement, la distance aux tweeters gauche et droit doit être la même et les tweeters doivent être installés à la hauteur des yeux (ou des oreilles) de l'auditeur. En particulier, il est toujours préférable de pousser les tweeters le plus en avant possible, car plus ils sont éloignés des oreilles, plus la différence de distance entre les haut-parleurs gauche et droit est faible. Le deuxième aspect : le tweeter ne doit pas être loin de la tête médium ou grave/médium, sinon vous n'obtiendrez pas un bon équilibre tonal et un bon accord de phase (généralement guidé par la longueur ou la largeur de la paume). Cependant, si le tweeter est réglé bas, la scène sonore s'effondre vers le bas et vous êtes, pour ainsi dire, au-dessus du son. S'il est réglé trop haut, en raison de la grande distance entre les tweeters et les haut-parleurs médium, l'intégrité de l'équilibre tonal et de l'adaptation de phase est perdue. Par exemple, lors de l'écoute d'une piste avec un enregistrement d'un morceau de piano, aux notes graves, le même instrument sonnera en bas et aux notes aiguës, il montera brusquement.

Directivité de la tête RF. Lorsque nous avons déterminé le site d'installation de la tête RF, nous devons décider de sa direction. Comme le montre la pratique, pour obtenir le bon équilibre de timbre, il vaut mieux pointer le tweeter vers l'auditeur, et pour obtenir une bonne profondeur de scène sonore, utiliser la réflexion. Le choix est déterminé par les sentiments personnels de la musique que vous écoutez. L'essentiel ici est de se rappeler qu'il ne peut y avoir qu'une seule position d'écoute optimale.
Il est souhaitable d'orienter le tweeter dans l'espace de sorte que son axe central soit dirigé vers le menton de l'auditeur, c'est-à-dire de définir un angle de rotation différent des tweeters gauche et droit. Il y a deux choses à garder à l'esprit lors de l'orientation d'un tweeter à réflexion. Premièrement, l'angle d'incidence de l'onde sonore est égal à l'angle de réflexion, et deuxièmement, en allongeant le trajet du son, nous poussons la scène sonore plus loin, et si vous vous laissez emporter, vous pouvez obtenir ce qu'on appelle l'effet tunnel , lorsque la scène sonore est éloignée de l'auditeur, comme au bout d'un couloir étroit.

méthode de réglage. Après avoir défini, conformément aux recommandations ci-dessus, l'emplacement des têtes RF, il convient de commencer les expériences. Le fait est que personne ne dira jamais à l'avance exactement où un "hit" à 100% avec vos composants sera fourni. L'endroit le plus optimal vous permettra de déterminer l'expérience, qui est assez simple à mettre en place. Prenez n'importe quel matériau collant, tel que de la pâte à modeler, du ruban adhésif double face, du velcro ou de la colle chaude pour modèle, mettez votre musique préférée ou un disque de test et, avec tout ce qui précède, commencez à expérimenter. Essayer différentes variantes places et orientations dans chacun. Avant d'installer définitivement le tweeter, mieux vaut écouter un peu plus et le corriger sur de la pâte à modeler.

La créativité. La configuration et le choix de l'emplacement du tweeter ont leurs propres nuances pour les systèmes 2 et 3 pièces. En particulier, dans le premier cas, il est difficile d'assurer une grande proximité du tweeter et de l'émetteur LF/MF. Mais dans tous les cas, n'ayez pas peur d'expérimenter - nous avons vu des installations où des têtes HF se sont retrouvées dans les endroits les plus inattendus. Y a-t-il un intérêt à rajouter une paire de tweeters ? Par exemple, la société américaine "Boston Acoustics" produit des ensembles de haut-parleurs composants, où le crossover a déjà une place pour connecter une deuxième paire de têtes HF. Comme l'expliquent eux-mêmes les développeurs, la deuxième paire est nécessaire pour élever le niveau de la scène sonore.Dans des conditions de test, nous les avons écoutés en complément de la paire principale de tweeters et avons été surpris de voir à quel point l'espace de la scène sonore s'agrandit et les nuances sont améliorées.

J'ai pensé que ce serait utile et intéressant pour beaucoup. Informations tirées d'Internet.

Le tweeter est aussi un tweeter, c'est aussi un tweeter, le plus petit de votre voiture. Généralement installé dans les montants de porte. La taille est d'environ 5 cm de diamètre.

Haut-parleur MF - haut-parleur médium.

woofer - subwoofer (bidbass)

L'une des étapes obligatoires du réglage du son à l'intérieur de la voiture est la sélection de la séparation de fréquence optimale entre toutes les têtes rayonnantes : LF, LF/MF, MF (le cas échéant) et HF. Il existe deux façons de résoudre ce problème.

D'une part, une restructuration, et souvent une refonte complète d'un crossover passif standard, et d'autre part, la connexion des enceintes à un amplificateur fonctionnant en mode d'amplification multibande, dit Bi-amp (amplification bidirectionnelle) ou Tri-amp (amplification à trois voies).

La première méthode nécessite de sérieuses connaissances en électroacoustique et en électrotechnique, par conséquent, pour une utilisation indépendante, elle n'est disponible que pour les spécialistes et les électroniciens radioamateurs expérimentés, mais la seconde, bien qu'elle nécessite un plus grand nombre de canaux d'amplification, est également disponible pour un automobiliste moins formé.

De plus, la grande majorité des amplificateurs de puissance vendus sont initialement équipés d'un crossover actif intégré. Pour de nombreux modèles, il est tellement développé que, avec un succès et une qualité suffisamment élevée, il vous permet de mettre en œuvre une commutation de haut-parleurs multibande avec un grand nombre haut-parleurs. Cependant, l'absence d'un crossover développé dans un amplificateur ou une unité principale n'empêche pas les fans de cette méthode de marquer l'intérieur, car il existe de nombreux crossovers externes sur le marché qui peuvent résoudre ces problèmes.

Tout d'abord, il faut dire que nous ne vous donnerons pas de recommandations universelles à cent pour cent, car elles n'existent pas. En général, l'acoustique est un domaine technologique où l'expérimentation et la créativité jouent un grand rôle, et en ce sens, les fans de technologie audio ont de la chance. Mais pour mener une expérience, pour qu'elle ne marche pas, comme ce professeur fou - avec des explosions et de la fumée - certaines règles doivent être suivies. La première règle est de ne pas nuire, mais d'autres seront discutées ci-dessous.

Surtout, l'inclusion de composants médium et (ou) haute fréquence pose des difficultés. Et le point ici n'est pas seulement que ce sont ces plages qui transportent la charge d'information maximale, étant responsables de la formation de l'effet stéréo, de la scène sonore, et sont également très sensibles à l'intermodulation et à la distorsion harmonique si la fréquence de croisement est mal réglée , mais aussi que cette fréquence dépend directement et de la fiabilité des médiums et des tweeters.

Allumer le tweeter.

Le choix de la fréquence de coupure inférieure de la gamme des signaux fournis à la tête HF dépend du nombre de bandes du système de haut-parleurs. Lorsqu'un haut-parleur à deux voies est utilisé, dans le cas le plus typique, c'est-à-dire lorsque la tête woofer/médium est située dans la portière, il est conseillé de sélectionner la fréquence de coupure la plus basse possible pour remonter le niveau de la scène sonore. Les tweeters modernes de haute qualité avec une basse fréquence de résonance FS (800-1500 Hz) peuvent déjà reproduire des signaux à partir de 2000 Hz. Cependant, la plupart des tweeters utilisés ont une fréquence de résonance de 2 000 à 3 000 Hz, alors rappelez-vous que plus nous réglons la fréquence de croisement près de la fréquence de résonance, plus le tweeter est sollicité.

Idéalement, avec une pente d'atténuation du filtre de 12 dB/oct, la séparation entre la fréquence de croisement et la fréquence de résonance doit être supérieure à une octave. Par exemple, si fréquence de résonance 2000 Hz de tête, puis avec un filtre de cet ordre, la fréquence de coupure doit être réglée sur 4000 Hz. Si vous voulez vraiment choisir une fréquence de croisement de 3000 Hz, la pente de la caractéristique d'atténuation du filtre doit être plus élevée - 18 dB / oct, et meilleure - 24 dB / oct.

Il y a un autre problème à prendre en compte lors du réglage de la fréquence de croisement pour un tweeter. Le fait est qu'après avoir adapté les composants sur la plage de fréquences reproductibles, vous devez toujours les adapter en niveau et en phase. Ce dernier, comme toujours, est une pierre d'achoppement - tout semble être fait correctement, mais le son n'est "pas le même". On sait que le filtre du premier ordre donnera un déphasage de 90 °, le second - 180 ° (phase opposée), etc., donc lors du réglage, ne soyez pas trop paresseux pour écouter des haut-parleurs avec des polarités de commutation différentes.

L'oreille humaine est très sensible à la gamme de fréquences de 1500-3000 Hz, et afin de la transmettre aussi bien et proprement que possible, il faut être extrêmement prudent. Il est possible de casser (diviser) la plage sonore dans cette zone, mais vous devriez réfléchir à la manière d'éliminer correctement les conséquences d'un son désagréable plus tard. De ce point de vue, un système de haut-parleurs à trois voies est plus pratique et plus sûr pour le réglage, et le haut-parleur médium utilisé permet non seulement de reproduire efficacement la plage de 200 à 7000 Hz, mais également de résoudre le problème de la construction d'un scène sonore plus facilement. Dans les haut-parleurs à trois voies, le tweeter est activé à des fréquences plus élevées - 3500-6000 Hz, c'est-à-dire évidemment au-dessus de la bande de fréquences critique, ce qui vous permet de réduire (mais pas d'éliminer) les exigences d'adaptation de phase.

Allumer la tête de milieu de gamme.

Avant d'aborder le choix de la fréquence de séparation des médiums et des graves, intéressons-nous aux caractéristiques de conception des haut-parleurs médiums. Récemment, les haut-parleurs de milieu de gamme avec un diaphragme à dôme ont été très populaires auprès des installateurs. Par rapport aux haut-parleurs de médium à cône, ils offrent un diagramme de rayonnement plus large et sont plus faciles à installer car ils ne nécessitent pas de conception acoustique supplémentaire. Leur principal inconvénient est la fréquence de résonance élevée, qui se situe dans la plage de 450 à 800 Hz.

Le problème est que plus la fréquence de coupure inférieure de la bande de signaux transmise au haut-parleur médium est élevée, plus la distance entre les têtes médium et basse doit être petite, et plus il est critique de savoir exactement où se trouve le woofer et où il est orienté. La pratique montre que les haut-parleurs médium à dôme peuvent être activés avec une fréquence de croisement de 500-600 Hz sans aucun problème d'adaptation. Comme vous pouvez le voir, pour la plupart des articles vendus, il s'agit d'une plage assez critique, donc si vous décidez d'une telle division, l'ordre du filtre de séparation devrait être assez élevé - par exemple, 4e.

Il convient d'ajouter que des haut-parleurs à dôme avec une fréquence de résonance de 300-350 Hz ont récemment commencé à apparaître. Ils peuvent être utilisés à partir d'une fréquence de 400 Hz, mais jusqu'à présent, le coût de telles instances est assez élevé.

La fréquence de résonance des haut-parleurs médium avec diffuseur conique est de l'ordre de 100-300 Hz, ce qui permet de les utiliser à partir d'une fréquence de 200 Hz (en pratique, 300-400 Hz est plus souvent utilisé) et avec un faible -filtre de commande, tandis que le haut-parleur woofer/médium est complètement libéré de la nécessité de travailler dans les médiums. La reproduction sans séparation entre les haut-parleurs de signaux avec des fréquences de 300-400 Hz à 5000-6000 Hz permet d'obtenir un son agréable et de haute qualité.

Allumer le haut-parleur grave/médium.

Peu à peu, nous sommes arrivés à la gamme des basses fréquences. Les haut-parleurs médium/grave modernes vous permettent de travailler efficacement dans la bande de fréquence de 40 à 5000 Hz. La limite supérieure de sa plage de fréquences de fonctionnement est déterminée par l'endroit où le tweeter (dans un haut-parleur à 2 voies) ou le haut-parleur de médium (dans un haut-parleur à 3 voies) commence à fonctionner.

Beaucoup s'inquiètent de la question : vaut-il la peine de limiter sa gamme de fréquences par le bas ? Voyons voir. La fréquence de résonance des haut-parleurs woofer/médium modernes d'une taille de 16 cm se situe dans la plage de 50 à 80 Hz, et en raison de la grande mobilité de la bobine mobile, ces haut-parleurs ne sont pas si critiques pour travailler à des fréquences inférieures à la résonance . Néanmoins, la reproduction des fréquences inférieures à la résonance nécessite certains efforts de sa part, ce qui entraîne une diminution du retour dans la gamme 90-200 Hz, et dans les systèmes bidirectionnels, la qualité de la transmission du milieu de gamme. Étant donné que l'énergie principale des coups de grosse caisse tombe sur la plage de fréquences de 100 à 150 Hz, la première chose que vous perdez est un coup de poing clairement défini (punch - hit). En limitant la gamme de signaux reproduits par la tête basse fréquence à 60-80 Hz par le bas à l'aide d'un filtre passe-haut, vous lui permettrez non seulement de fonctionner beaucoup plus proprement, mais aussi d'obtenir un son plus fort, dans d'autres mots, un meilleur rendement.

Caisson de basses.

Il est préférable de confier la reproduction des signaux avec des fréquences inférieures à 60-80 Hz à un haut-parleur séparé - un subwoofer. Mais rappelez-vous que la plage sonore inférieure à 60 Hz n'est pas localisée dans la voiture, ce qui signifie que l'emplacement d'installation du subwoofer n'est pas si important. Si vous avez rempli cette condition et que le son du subwoofer est toujours localisé, il est tout d'abord nécessaire d'augmenter l'ordre du filtre passe-bas. Il ne faut pas non plus négliger le filtre de suppression des infra basses fréquences (Subsonic, ou Finch). Gardez à l'esprit que le subwoofer a également sa propre fréquence de résonance et qu'en coupant les fréquences inférieures, vous obtenez un son confortable et un fonctionnement fiable du subwoofer. Comme le montre la pratique, la recherche de basses profondes augmente considérablement le coût d'un subwoofer. Croyez-moi, si le système audio que vous avez assemblé avec une bonne qualité reproduit la plage sonore de 50 à 16 000 Hz, cela suffit amplement pour écouter confortablement de la musique dans la voiture.

Méthodes d'appariement de la tête.

Assez souvent la question se pose : dois-je avoir le même ordre de filtres passe-bas et passe-haut ? Ce n'est pas du tout nécessaire, et ce n'est même pas nécessaire du tout. Par exemple, si vous avez installé un haut-parleur avant à deux voies avec une grande séparation des haut-parleurs, afin de compenser les baisses de réponse en fréquence à la fréquence de croisement, la tête basse / médium est souvent incluse avec un filtre d'ordre inférieur . De plus, il n'est même pas nécessaire que les fréquences de coupure du filtre passe-haut et du filtre passe-bas coïncident.

Par exemple, pour compenser l'excès de luminosité au point de séparation, la tête woofer / médium peut fonctionner jusqu'à 2000 Hz, et le tweeter - à partir de 3000 Hz. Il est important de se rappeler que lors de l'utilisation d'un filtre de premier ordre, la différence entre les fréquences de coupure du filtre passe-haut et du filtre passe-bas ne doit pas dépasser une octave et diminuer avec l'ordre croissant. La même technique est utilisée lors de l'appariement d'un subwoofer et d'un midwoofer pour atténuer ondes stationnaires(boum des basses). Par exemple, lors du réglage de la fréquence de coupure du filtre passe-bas du subwoofer sur 50-60 Hz et du filtre passe-haut de la tête LF / MF sur 90-100 Hz, selon les experts, des harmoniques désagréables dues au l'augmentation naturelle de la réponse en fréquence dans cette région de fréquence due aux propriétés acoustiques de la cabine est complètement éliminée.

Donc, si la règle de la quantité à la qualité fonctionne dans l'audio de la voiture, elle n'est vraie que par rapport au coût des composants individuels et des années-homme, qui déterminent l'expérience et la compétence de l'installateur, qui forcera le système à révéler son son. potentiel.

Si vous me demandez pourquoi cela est nécessaire, je ne vous répondrai pas - alors cet article n'est pas pour vous. Si tout est en ordre avec votre motivation, alors je vous propose de revoir certains des résultats que j'ai obtenus avec les modestes moyens et connaissances dont je dispose.

Pour commencer - le cobaye, qui est-il ?

Notre patient est un tweeter avec un diaphragme conique 3GD-31. La principale revendication est une irrégularité significative et une irrégularité de la réponse en fréquence. Ceux. en plus de l'inégalité d'environ 10 dB entre le pic maximal et le creux, il existe de nombreuses irrégularités plus petites, à la suite desquelles la réponse en fréquence est similaire à une forêt. J'ai décidé de ne pas donner les caractéristiques mesurées au début de l'article, car. il sera plus visuel de les placer à côté des derniers obtenus après toutes les modifications de conception.
L'idée principale de mes actions, ou plutôt les deux idées principales, est, premièrement, d'ajouter des éléments insonorisants à l'intérieur du volume de l'enceinte afin de supprimer les résonances qui surviennent dans un volume fermé avec des parois solides qui reflètent facilement le son sans absorption notable de son énergie, ce qui est le cas du haut-parleur spécifié. La deuxième idée est le traitement du matériau du diffuseur lui-même (non, pas avec le liquide d'A. Vorobyov ;-)), mais avec du vernis, résultant en un matériau composite supérieur à l'original (papier) en rigidité, mais pas inférieur à celui-ci en amortissant ses propres résonances, ce qui réduit la déformation en flexion du diffuseur lors de son fonctionnement et contribue ainsi à réduire les pics-creux de résonance dans la réponse en fréquence.

Qu'est-ce qui m'est passé par la tête ?

Le fait est que je mène depuis longtemps des expériences similaires et que j'ai reçu de nombreuses confirmations de l'exactitude et de l'utilité de mon approche, mais tous les résultats étaient plutôt dispersés. Cela était en partie dû au manque d'expérience dans les mesures acoustiques (et plus encore dans l'interprétation des résultats), en partie à cause de la formulation incomplète de l'idée elle-même, le plan d'action général. Et quand toute cette mosaïque s'est formée dans ma tête en une image plus ou moins entière, j'ai décidé de mener l'expérience du début à la fin, en faisant simultanément toutes les mesures.

Alors qu'est-ce qui a été fait?

Pour commencer, le haut-parleur a été démonté. Pour ce faire, les fils de la bobine du haut-parleur ont été soudés à partir des bornes du boîtier, puis, après trempage dans de l'acétone, la bague en carton d'étanchéité a été séparée et le cône lui-même a été décollé de la même manière de «l'entonnoir» métallique du boîtier. . Ensuite, le diffuseur a été retiré du boîtier et mis de côté pour le moment.
Tout d'abord, le boîtier du haut-parleur a été traité. Des secteurs ont été découpés dans du tissu, d'environ 3 mm d'épaisseur, recouvrant exactement la surface interne du corps, qui est un cône tronqué. En bas (la plus petite base du cône tronqué), un cercle a été découpé dans le même matériau avec un trou au milieu pour la bobine. Après cela, la surface intérieure du corps et la surface des flans en tissu ont été enduites d'une couche de colle Moment et presque immédiatement (car elle sèche très rapidement et lorsque j'ai fini d'étaler les motifs en tissu, la couche sur le corps était déjà sèche ) pressés l'un contre l'autre. Voici une photo du produit semi-fini résultant.

À ce moment-là, l'idée m'est venue que non seulement les résonances dans le volume du boîtier, mais aussi dans les murs eux-mêmes, pouvaient être à l'origine de la réponse en fréquence brisée. le boîtier est une sorte de cloche en tôle emboutie. Pour mesurer ses résonances, j'ai appliqué la technique suivante. Après avoir placé le boîtier sur une base souple, avec l'aimant vers le bas, j'ai installé le microphone directement au-dessus, allumé l'enregistrement sonore et frappé plusieurs fois l'extérieur du boîtier avec une poignée de tournevis en plastique. Ensuite, j'ai choisi le signal le plus réussi (en termes de niveau) de l'enregistrement et je l'ai importé dans LspLab pour analyse. Résultats un peu plus tard. Ensuite, afin d'amortir la carrosserie, celle-ci a été collée à l'extérieur avec du caoutchouc provenant d'une ancienne chambre à air de vélo, en utilisant la même technologie que le feutrage précédent. Puis, après séchage complet - en une journée, des tests ont été à nouveau effectués, selon la même méthode que ci-dessus. Cependant, le son de l'impact était beaucoup plus faible, donc j'ai automatiquement frappé un peu plus fort que lors de la première mesure - à cause de cela, le niveau du signal lors de la deuxième mesure, à mon avis, s'est avéré quelque peu surestimé, mais cela ne ne joue pas un rôle significatif dans ce cas. Voici donc les premiers résultats comparatifs - la réponse transitoire du baffle (sous forme de sonagramme). Ci-dessous la version originale.

On voit clairement qu'après la révision, toutes les résonances supérieures à 3 kHz ont été supprimées d'une valeur de niveau de plus de 20 dB ! D'après cette image, il semble que la résonance principale à 1200 Hz (d'ailleurs, fait intéressant, la résonance principale du cône du haut-parleur est située exactement à la même fréquence) est devenue beaucoup plus forte. Ce n'est pas vrai, car le programme normalise les niveaux sur le sonagramme pour que les signaux les plus "forts" deviennent rouges, cependant, cette échelle n'est valable que dans un graphique, et il y en a deux sur l'image, donc le rouge sur le graphique supérieur est de 20 dB plus faible que le rouge sur le graphique inférieur ! Voici un autre graphique - déjà plus familier - la réponse en fréquence des deux mesures.

On peut voir que l'efficacité d'amortissement augmente avec la fréquence et la suppression aux fréquences de 3 kHz et plus dépasse 30 dB ! Et cela malgré le fait que, comme je l'ai dit, dans la deuxième dimension, je frappe plus fort le corps ! Vous, amateurs de boîtiers AC "calme", ​​pour info - je donne !

Le diffuseur a été enduit (non imprégné, c'est-à-dire enduit) de laque nitro (de tous les matériaux testés à cet effet, c'est celui qui a eu le meilleur effet sur les propriétés des enceintes). À l'intérieur, une seule couche, à l'extérieur, trois. Mais, bien sûr, ce n'étaient pas des couches qui peignent pas des murs ! Lorsqu'il est appliqué avec une brosse douce de la première couche, la surface est seulement humidifiée, et pas beaucoup. Les deuxième et troisième couches sont légèrement plus épaisses, mais au total, les trois couches sont si fines que la structure fibreuse du papier est encore visible de dessous.

Avant l'assemblage, un «beignet» supplémentaire de coton a été inséré dans la cavité entre le corps et le diffuseur afin d'obtenir autant que possible une absorption acoustique maximale dans le volume. Dans la figure suivante, le boîtier préparé pour le montage.

Une autre modification a été apportée aux fils de la bobine. Initialement, les fils fins de l'enroulement de la bobine elle-même étaient soudés à des rivets en cuivre sur le diffuseur (et de lourdes gouttes de soudure ont été soudées !), Ce qui devrait créer un nouveau système résonnant à partir de la masse de tout ce métal et de la rigidité de la pièce de le diffuseur sur lequel tout est collé. Je n'aimais pas du tout cet état de fait, alors j'ai décidé de tout refaire. J'ai dessoudé les fils de la bobine des rivets, les ai percés et soudé les laisses reliant la bobine aux bornes externes directement aux fils de la bobine mobile. Dans la photo suivante, bien que pas très bonne qualité, le nouvel état des choses est affiché. Les trous restants sont scellés avec des cercles de papier.

Je vais maintenant donner le résultat récapitulatif.

Pour commencer, voici la réponse en fréquence du haut-parleur d'origine et sa refonte après. Les lignes en gras montrent la réponse en fréquence et la réponse en phase après retouche.

À première vue, je n'ai pas obtenu beaucoup de succès. Eh bien, le creux à 4 kHz a diminué d'environ 3 dB, le pic à 9 kHz a diminué de quelques dB et la réponse en fréquence s'est stabilisée de 12 à 20 kHz. Cela peut être entièrement attribué à des phénomènes aléatoires - les résonances dans le diffuseur ont été redistribuées avec succès. Cependant, il faut dire que cette enceinte n'a pas été très aboutie pour les besoins de mon expérience - elle avait initialement une qualité presque limitante pour sa conception. A titre de comparaison, je vais donner une paire similaire de réponse en fréquence pour un autre échantillon - pire.

Voilà tout l'effet miraculeux du raffinement sur le visage ! Cependant, je ne prends pas ce conférencier comme base de l'article, car dans ce cas, ce sont toutes les données que j'ai reçues, mais j'ai recueilli plus d'informations sur le conférencier décrit ci-dessus.

Maintenant, je veux donner les caractéristiques transitoires du haut-parleur. Ce sont les mêmes que pour le corps - sous forme d'échographies, à mon avis, c'est plus clair.

On voit clairement que le haut-parleur d'origine a des résonances retardées dans la région de 5 et 10 kHz, atteignant jusqu'à 1,3 ms de durée. Après raffinement, d'une part, ils sont raccourcis de 1,5 fois, et d'autre part, ils se décomposent en plusieurs plus petits à la fois en intensité et en durée. Au-dessus de 10 kHz, ils n'existent plus du tout - ils ont disparu. En général, la réponse impulsionnelle s'est améliorée beaucoup plus sensiblement que la réponse en fréquence.
Sur la base de cette expérience, ainsi que de plusieurs précédentes, je suis arrivé à la conclusion que le revêtement de vernis affecte principalement le fonctionnement du haut-parleur dans la plage de fréquences la plus élevée et que divers matériaux insonorisants fonctionnent dans les médiums.
L'amortissement de la coque ne semble pas avoir eu d'effet significatif sur le résultat.

En conclusion, je tiens à dire que cet article a été écrit principalement dans le but de familiariser les personnes qui n'ont pas les moyens d'évaluation instrumentale des paramètres objectifs des locuteurs avec l'effet que des actions spécifiques ont sur un échantillon particulier de locuteurs.
À la suite de ces expériences, une autre idée a surgi pour améliorer encore les paramètres. Ce sera la base d'autres expériences et, en cas de succès, le sujet du prochain article de ce type.

Il y a beaucoup de divers typesémetteurs de son, cependant, les émetteurs les plus courants sont de type électromagnétique ou, comme on les appelle aussi, haut-parleurs.

Les haut-parleurs sont les principaux éléments structurels des systèmes acoustiques (AS). Malheureusement, un haut-parleur n'est pas capable de reproduire toute la gamme de fréquences audibles. Par conséquent, pour une reproduction pleine gamme dans les systèmes acoustiques, plusieurs haut-parleurs sont utilisés, chacun étant conçu pour reproduire sa propre bande de fréquences. Le principe de fonctionnement des haut-parleurs basse fréquence (LF) et haute fréquence (HF) est le même, les différences résident dans la mise en œuvre des éléments structurels individuels.

Le principe de fonctionnement du haut-parleur repose sur l'interaction du champ magnétique alternatif créé par le courant circulant dans le fil de la bobine magnétique, avec le champ magnétique d'un aimant permanent.

Malgré la relative simplicité de conception, les haut-parleurs conçus pour fonctionner dans des systèmes acoustiques de haute qualité ont un grand nombre de paramètres importants dont dépend le son final du système d'enceintes.

L'indicateur le plus important qui caractérise le haut-parleur est la bande de fréquences reproductibles. Elle peut être spécifiée sous la forme d'une paire de valeurs (fréquence de coupure inférieure et fréquence de coupure supérieure) ou donnée sous forme de réponse en fréquence (AFC). La deuxième option est plus informative. La réponse en fréquence est une dépendance graphique du niveau de pression acoustique créé par le haut-parleur à une distance de 1 mètre le long de l'axe de travail, sur la fréquence. La réponse en fréquence vous permet d'évaluer la distorsion de fréquence introduite par le haut-parleur dans le signal d'origine, et également, dans le cas d'utilisation du haut-parleur dans le cadre d'un système multibande, d'identifier valeur optimale fréquence de croisement du filtre de croisement. C'est la réponse en fréquence qui vous permet de classer le haut-parleur en basse fréquence, moyenne fréquence ou haute fréquence.

Sélection d'un caisson de basses

Pour les woofers, en plus de la réponse en fréquence, un groupe essentiel d'indicateurs sont les paramètres dits Thiel-Small. Sur cette base, les paramètres de conception acoustique du haut-parleur (cas du système acoustique) sont calculés. L'ensemble minimal de paramètres est la fréquence de résonance - fs, le facteur de qualité total - Qts, le volume équivalent - Vas.

Les paramètres Thiel-Small décrivent le comportement du haut-parleur dans la région d'action du piston (en dessous de 500 Hz), en le considérant comme un système oscillant. Ensemble avec conception acoustique(AO), le haut-parleur est un filtre passe-haut (HPF), ce qui permet d'utiliser l'appareil mathématique emprunté à la théorie des filtres dans les calculs.

L'estimation des valeurs Til-Small des paramètres de l'enceinte, et en premier lieu, du facteur de qualité total Qts, permet de juger de l'opportunité d'utiliser l'enceinte dans des systèmes acoustiques avec l'un ou l'autre type de conception acoustique (AO) . Pour les haut-parleurs avec une conception acoustique de type à inversion de phase, des haut-parleurs avec un facteur de qualité total allant jusqu'à 0,4 sont principalement utilisés. Il convient de noter que les systèmes à inversion de phase sont les plus exigeants, en termes de conception, par rapport aux enceintes à AO fermée et ouverte. Cette conception est sensible aux erreurs commises dans les calculs et dans la fabrication du boîtier, ainsi qu'à l'utilisation de valeurs non fiables pour les paramètres du woofer.

Lors du choix d'un woofer, le paramètre Xmax joue un rôle important. Xmax indique le déplacement de cône maximal autorisé, auquel un nombre constant de tours de fil de bobine acoustique est maintenu dans l'entrefer du circuit magnétique du haut-parleur (voir la figure ci-dessous).

Pour les haut-parleurs satellites, les haut-parleurs avec Xmax = 2-4 mm conviennent. Pour les subwoofers, des haut-parleurs avec Xmax = 5-9 mm doivent être utilisés. Dans le même temps, la linéarité de la conversion des oscillations électriques en oscillations acoustiques à haute puissance (et, par conséquent, de grandes amplitudes d'oscillations) est préservée, ce qui se manifeste par un rayonnement basse fréquence plus efficace.

Si vous décidez de fabriquer un système d'enceintes "de vos propres mains", vous serez inévitablement confronté à la question du choix de composants de marque, en termes de fréquence des enceintes. Sans expérience dans l'utilisation de produits de différents fabricants, il est parfois difficile de faire choix optimal. Nous devons être guidés par de nombreux facteurs, comparer à bien des égards, pas seulement liés aux caractéristiques du passeport. Les enceintes ACTON compléteront avec succès vos enceintes, car en plus de Haute qualité ont plusieurs avantages :

• ont le meilleur rapport qualité/prix de leur segment ;
• haut-parleurs spécialement conçus pour les conférenciers professionnels utilisés pour sonoriser des événements sociaux et culturels;
• pour les haut-parleurs, une documentation pour la fabrication des enceintes a été élaborée ;
• l'interaction entre le consommateur et le fabricant s'effectue directement sans intermédiaires, ce qui évite les problèmes de disponibilité des pièces de rechange et des composants ;
• soutien à l'information sur la conception de l'UA ;
• haute fiabilité des enceintes ACTON.

DE gamme de modèles vous pouvez vous familiariser avec les enceintes ACTON.

Sélection d'un tweeter

Lors du choix d'un tweeter, la réponse en fréquence détermine la fréquence inférieure de la gamme qu'il reproduit. Il faut que la bande de fréquence du tweeter recouvre légèrement la bande de fréquence du woofer.

Certains tweeters sont conçus pour fonctionner en conjonction avec un pavillon. Contrairement aux tweeters à rayonnement direct (ou, comme on les appelle, tweeters), les tweeters à pavillon, en raison des propriétés du pavillon, ont une fréquence de coupure inférieure de la plage sonore reproduite. La fréquence limite inférieure d'un tel tweeter peut être d'environ 2000-3000 Hz, ce qui, dans de nombreux cas, vous permet d'abandonner le haut-parleur médium dans les haut-parleurs.

à cause de caractéristiques de conception, Les tweeters ont tendance à avoir une sensibilité plus élevée que les woofers. Par conséquent, au stade de la conception du filtre, il prévoit un circuit atténuateur (suppresseur) nécessaire pour réduire l'excès de rayonnement, ce qui ramène les valeurs de sensibilité des tweeters et des woofers au même niveau.

Lors du choix d'un tweeter, il est important de considérer sa puissance, qui est sélectionnée en fonction de la puissance du woofer. Dans ce cas, la puissance du tweeter est prise inférieure à la puissance du woofer, ce qui découle de l'analyse de la densité spectrale du signal sonore correspondant au bruit rose (ayant une décroissance vers les hautes fréquences). Pour un calcul pratique de la puissance dissipée par le tweeter dans des haut-parleurs avec une fréquence de coupure de 3-5 kHz, vous pouvez utiliser le calculateur sur notre site Web.

Rappelons que les tweeters ne peuvent pas être utilisés sans filtre passe-haut (HPF), qui limite la pénétration de la partie basse fréquence du spectre.

Facteurs d'endommagement des haut-parleurs

En cas de fonctionnement anormal, des dommages mécaniques et électriques aux enceintes sont possibles. Les dommages mécaniques se produisent lorsque l'amplitude des oscillations du diffuseur dépasse l'amplitude admissible, qui dépend des propriétés mécaniques des éléments du système en mouvement. La zone de fréquence la plus critique pour de tels dommages est proche de la fréquence de résonance mécanique du haut-parleur et en dessous, c'est-à-dire où l'amplitude d'oscillation est maximale. Les dommages électriques résultent d'une surchauffe irréversible de la bobine acoustique. La bande de fréquence la plus critique pour de tels dommages correspond à la bande située à proximité de la résonance électromécanique du haut-parleur. Les dommages des deux types se produisent en raison du dépassement de la puissance électrique maximale autorisée fournie au haut-parleur. Afin d'éviter de telles conséquences, la valeur de la puissance maximale est normalisée.

Il existe plusieurs normes utilisées par les constructeurs pour standardiser la puissance de leurs produits, la plus proche des conditions réelles dans le cas de l'utilisation d'un système d'enceintes pour la sonorisation d'événements publics peut être la norme AES. Selon cette norme, la puissance est définie comme le carré de la valeur efficace de la tension dans une certaine bande de bruit rose, que le haut-parleur est capable de supporter pendant au moins 2 heures, divisé par la valeur de l'impédance minimale Zmin. La norme réglemente la présence de l'enceinte en "air libre" sans étui. Certains constructeurs mettent l'enceinte dans un étui lors des essais, rapprochant ainsi ses conditions de fonctionnement des conditions réelles, ce qui, de leur point de vue, conduit à des résultats plus objectifs. Connaître la puissance de l'enceinte sert de guide pour choisir un amplificateur dont la puissance doit correspondre à la puissance AES de l'enceinte.

Il convient de noter que la valeur réelle de la puissance fournie au haut-parleur est difficile à évaluer sans mesures spéciales et peut varier considérablement même avec le même réglage de contrôle du volume sur les dispositifs de chemin audio.

De nombreux facteurs peuvent influencer cela, tels que :

• Le spectre du signal reproduit (genre musical, fréquence et gamme dynamique d'une œuvre musicale, instruments de musique dominants) ;
• Caractéristiques des circuits de filtrage passifs et des croisements actifs qui limitent le spectre du signal d'origine entrant dans les haut-parleurs ;
• L'utilisation d'un égaliseur et d'autres dispositifs de correction de fréquence dans le chemin audio ;
• Mode de fonctionnement de l'amplificateur (apparition de distorsions non linéaires et d'écrêtage) ;
• La conception du système de haut-parleurs ;
• Dysfonctionnement de l'amplificateur (apparition d'une composante constante dans le spectre du signal amplifié)

Les mesures suivantes augmentent la fiabilité des systèmes de haut-parleurs :

• Abaissement de la fréquence de coupure supérieure du woofer à l'aide d'un filtre passe-bas (LPF). Dans ce cas, la partie du spectre du signal qui contribue de manière significative à l'échauffement de la bobine est limitée ;
• Limitation de la bande passante en dessous de la fréquence d'accord bass-reflex à l'aide des circuits LOW-PASS (filtre passe-haut). Cette mesure limite l'amplitude des oscillations du cône en dehors de la plage de fonctionnement des haut-parleurs du côté des basses fréquences, évitant les dommages mécaniques au woofer ;
• Ajuster le HPF du tweeter à une fréquence plus élevée ;
• Concevoir des enceintes qui offrent les meilleures conditions pour la convection naturelle des enceintes ;
• L'exclusion des haut-parleurs avec un amplificateur fonctionnant en mode de distorsion non linéaire, écrêtage;
• Prévention de l'apparition de clics de commutation forts, "enroulement" du microphone;
• Utilisation d'un limiteur dans le chemin audio.

A noter que les systèmes acoustiques qui sont utilisés pour la sonorisation professionnelle (notamment dans les discothèques) sont souvent contraints de travailler à forte puissance. Pendant le fonctionnement, le chauffage de la bobine acoustique du haut-parleur peut atteindre 200 degrés et les éléments du circuit magnétique - 70 degrés. Un fonctionnement à long terme dans des conditions extrêmes conduit au fait que les haut-parleurs "brûlent". Cela peut être dû à un dépassement de la puissance électrique autorisée fournie au haut-parleur, ainsi qu'à un dysfonctionnement de l'amplificateur. À bien des égards, la sécurité de l'ensemble dépend des qualifications du DJ. À cet égard, quel que soit le haut-parleur que vous choisissez, vous devez tenir compte de la disponibilité des kits de réparation. Dans le même temps, la situation est encore compliquée par le fait qu'en règle générale, pas un haut-parleur ne brûle à la fois, mais plusieurs, ce qui désactive l'ensemble. Compte tenu de tout ce qui précède, nous concluons que la question du calendrier et du coût de livraison des kits de réparation est également extrêmement importante au stade du choix des haut-parleurs pour les haut-parleurs.