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DIRE UNA PAROLA SUL POVERO BEEPER

Tradizionalmente, la divisione delle bande dei medi e degli acuti (o medio-bassi-alti) è prodotta da crossover passivi (filtri crossover). Ciò è particolarmente conveniente quando si utilizzano set di componenti già pronti. Tuttavia, mentre le prestazioni dei crossover sono ottimizzate per questo kit, non sono sempre all'altezza del compito.
Un aumento dell'induttanza della bobina mobile con la frequenza provoca un aumento dell'impedenza della testa. Inoltre, questa induttanza nel mediobasso "medio" è 0,3-0,5 mH e già a frequenze di 2-3 kHz l'impedenza quasi raddoppia. Pertanto, quando si calcolano i crossover passivi, vengono utilizzati due approcci: utilizzano nei calcoli il valore reale dell'impedenza alla frequenza di crossover o introducono circuiti di stabilizzazione dell'impedenza (compensatori di Zobel). Molto è già stato scritto su questo, quindi non ci ripeteremo.
I tweeter di solito mancano di catene stabilizzatrici. In questo caso, si presume che la banda di frequenza operativa sia piccola (due o tre ottave) e l'induttanza sia insignificante (solitamente inferiore a 0,1 mH). Di conseguenza, l'aumento dell'impedenza è piccolo. In casi estremi, l'aumento dell'impedenza viene compensato da una resistenza da 5-10 ohm collegata in parallelo al tweeter.
Tuttavia, non tutto è così semplice come sembra a prima vista, e anche un'induttanza così modesta porta a curiose conseguenze. Il problema sta nel fatto che i tweeter funzionano in combinazione con il filtro passa-alto. Indipendentemente dall'ordine, ha una capacità collegata in serie al tweeter e forma un circuito oscillatorio con l'induttanza della bobina mobile. La frequenza di risonanza del circuito è nella banda di frequenza operativa del tweeter e sulla risposta in frequenza appare una "gobba", la cui entità dipende dal fattore di qualità di questo circuito. Di conseguenza, la colorazione del suono è inevitabile. Di recente sono comparsi molti modelli di tweeter ad alta sensibilità (92 dB e oltre), la cui induttanza raggiunge 0,25 mH. Pertanto, il problema dell'abbinamento del tweeter con un crossover passivo diventa particolarmente acuto.
Per l'analisi è stato utilizzato l'ambiente di simulazione Micro-Cap 6.0, ma gli stessi risultati possono essere ottenuti utilizzando altri programmi (Electronic WorkBench, ad esempio). Solo i casi più caratteristici sono forniti a titolo illustrativo, il resto delle raccomandazioni è fornito alla fine dell'articolo sotto forma di conclusioni. Nei calcoli è stato utilizzato un modello semplificato del tweeter, tenendo conto solo della sua induttanza e della sua resistenza attiva. Questa semplificazione è abbastanza accettabile, poiché il picco di impedenza di risonanza della maggior parte dei tweeter moderni è piccolo e la frequenza della risonanza meccanica del sistema in movimento è al di fuori della banda di frequenza operativa. Prendiamo anche in considerazione che la risposta in frequenza per la pressione sonora e la risposta in frequenza per tensione elettrica- due grandi differenze, come si dice a Odessa.
L'interazione del tweeter con il crossover è particolarmente evidente per i filtri del primo ordine, che sono tipici per modelli economici(immagine 1):

cristallo "colore. Un aumento dell'induttanza sposta il picco risonante a frequenze più basse e aumenta il suo fattore di qualità, il che porta a un notevole "clic". Un effetto collaterale di un aumento del fattore di qualità che può essere trasformato in buono è un aumento del pendenza della risposta in frequenza Nella regione della frequenza di crossover, è vicino ai filtri 2 ordini di grandezza, sebbene a grande distanza ritorni al suo valore originale per 1 ordine (6 dB / ottava).
L'introduzione di una resistenza shunt permette di "domare" la gobba sulla risposta in frequenza, in modo che alcune funzioni di equalizzazione possano essere assegnate anche al crossover. Se lo shunt è realizzato sulla base di un resistore variabile (o un set di resistori con un interruttore), è anche possibile eseguire la regolazione operativa della risposta in frequenza entro 6-10 dB. (immagine 2):

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figura 4

Il terzo modo è introdurre un resistore in serie con il tweeter. Questo metodo è particolarmente conveniente per i tweeter con un'induttanza superiore a 100 mH. In questo caso, l'impedenza totale del circuito "resistenza-tweeter" cambia in modo insignificante durante la regolazione, quindi il livello del segnale praticamente non cambia (Figura 5):

disco "> I circuiti di stabilizzazione non sono necessari solo per i tweeter a bassa induttanza (inferiore a 0,05 mH). Per i tweeter con un'induttanza della bobina mobile di 0,05-0,1 mH, i circuiti di stabilizzazione paralleli (shunt) sono i più vantaggiosi. Per i tweeter con bobina mobile induttanza superiore a 0,1 mH, è possibile utilizzare circuiti stabilizzatori sia in parallelo che in serie. La modifica della resistenza del circuito stabilizzatore consente di influenzare la risposta in frequenza. Per i filtri di 1° ordine, la modifica dei parametri del circuito stabilizzatore ha un effetto notevole sul cutoff parametri di frequenza e gobba.Per i filtri del 2° ordine, la frequenza di taglio è determinata dai parametri dei suoi elementi e dipende in misura minore dall'induttanza della testa e dai parametri del circuito stabilizzante.Il valore della "gobba" risonante causata dall'induttanza del tweeter dipende direttamente dalla resistenza dello shunt e inversamente dalla resistenza del resistore in serie La frequenza di taglio è direttamente dipendente fattore di qualità del filtro. Il fattore di qualità del filtro è proporzionale alla resistenza di carico risultante (prevalenze HF, tenendo conto della resistenza del circuito stabilizzante). Il filtro del fattore di qualità maggiorato può essere calcolato secondo il metodo standard, ma ridotto di 2-3 volte rispetto alla resistenza di carico nominale.

I metodi proposti per il controllo della risposta in frequenza sono applicabili anche a filtri di ordine superiore, ma poiché il numero di "gradi di libertà" aumenta, è difficile fornire raccomandazioni specifiche in questo caso. Un esempio di modifica della risposta in frequenza di un filtro del terzo ordine a causa di un resistore shunt è mostrato nella Figura 6:

home" gli altoparlanti a tre-quattro vie avevano una risposta in frequenza commutabile "normale / cristallo / chirp" ("smooth-crystal-chirping"). Ciò è stato ottenuto modificando il livello delle bande dei medi e degli acuti.
Gli attenuatori commutati sono utilizzati in molti crossover e, in relazione al tweeter, possono essere considerati una combinazione di circuiti stabilizzatori in serie e in parallelo. Il loro impatto sulla risposta in frequenza risultante è difficile da prevedere, in questo caso è più conveniente ricorrere alla modellazione.

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Dopo aver ascoltato la musica per un breve periodo, sono giunto alla conclusione che a un livello di volume maggiore, il livello di pressione sonora HF prevaleva sul resto delle frequenze a tal punto da creare disagio. Ho dovuto usare i controlli del tono o semplicemente spegnere la musica. Per mia natura, non volevo né l'uno né l'altro, quindi mi sono unito alla lotta per un suono "confortevole".

Innanzitutto nel crossover è apparsa una resistenza, collegata in serie all'altoparlante (Fig. 2). Il condensatore ha dovuto essere riselezionato perché la resistenza di carico è cambiata e la frequenza di taglio con essa. La pressione sonora è stata ridotta.

Ma il "comfort" non è stato raggiunto. C'è stato un effetto opposto. A livelli di volume più alti, le componenti HF erano in moderazione, ma con una diminuzione del volume, la mano stessa raggiungeva i controlli di tono.

Ho dovuto provare un'altra opzione per regolare la pressione sonora: deviare la testa con una resistenza di 10-30 ohm (Fig. 3). Questo metodo viene talvolta utilizzato. Minore è il valore della resistenza di shunt, maggiore è la soppressione.

Ma l'immagine si è rivelata in qualche modo diversa da quella prevista. Fondamentalmente, la "gobba" risonante viene soppressa e il cambiamento di livello generale è trascurabile. Anche l'impatto sulla risposta in frequenza non è male, ma il compito principale non è stato risolto. Niente ha funzionato senza controlli di tono.

I resistori o i circuiti in serie e in parallelo in questo caso sono chiamati dissipatori. (dissipare significa disperdere). Non solo dissipano potenza, ma assorbono anche i prodotti della distorsione di intermodulazione nella dinamica. Quindi la loro influenza sul carattere del suono dovrebbe essere particolarmente evidente nei tweeter economici (ndr)

Il controllo del tono è essenzialmente un aumento o una diminuzione della pressione sonora in una determinata banda di frequenza, a seconda modello specifico unità principale. Ognuno ha diverse possibilità di regolazione: su alcuni dispositivi sarebbero sufficienti, su altri no. Si ritiene inoltre che l'uso dei controlli di tono integrati peggiori il suono del sistema a causa della correzione della risposta in frequenza dell'unità principale e di ulteriori distorsioni di fase.
Inoltre, ci sono restrizioni sullo schema di installazione acustica utilizzato. Quando si utilizza un frontale a due bande, quando la banda di regolazione coincide quasi completamente con l'area della testata degli acuti, la regolazione della pressione sonora con il controllo del tono non è così critica. Ma nei sistemi a tre bande, una tale regolazione non può dare l'effetto desiderato, poiché quando viene utilizzata, la risposta in frequenza della testa della gamma media risulterà distorta, parte della banda di lavoro della quale ricade necessariamente nella zona di controllo dei toni alti.
Come via d'uscita, in questi casi, è giustificato l'uso di un equalizzatore con un numero sufficiente di bande di controllo. L'uso di un semplice equalizzatore a 7-9 bande potrebbe non produrre l'effetto desiderato. Equalizzatori più avanzati costano già un sacco di soldi, il che drammaticamente, si potrebbe anche dire, esclude completamente il loro uso nella maggior parte delle installazioni amatoriali. Anche se, se consideriamo il sistema nel suo insieme, l'uso di un equalizzatore multibanda ridurrà il tempo in cui personalizzazione completa l'intero sistema. Ma non è di questo che stiamo parlando adesso.

È nata un'idea: utilizzare lampade a incandescenza per limitare il livello dei componenti ad alta frequenza ad alto volume. Quando riscaldata, la resistenza della bobina aumenterà e la potenza sarà limitata. I barreter vengono talvolta utilizzati nei crossover per proteggere dal sovraccarico: le stesse lampade, ma riempite di idrogeno. L'idrogeno contribuisce al rapido recupero della bassa resistenza del filamento. In questo caso, a causa di un brusco cambiamento di resistenza, la dinamica della riproduzione ad alta frequenza verrà interrotta. Se usi una lampada convenzionale, ci sarà una compressione regolare della gamma delle alte frequenze. Il filamento ha un'inerzia termica che dipende dalla sua massa. Più potente è la lampada, maggiore è l'inerzia termica.

L'uso di una lampadina come dissipatore è stato inizialmente simulato su un computer utilizzando il programma MicroCap. Il circuito di crossover ha assunto la seguente forma (Fig. 4):

È stato simulato un circuito crossover, la testina è stata sostituita con un circuito equivalente (per tenere conto dell'effetto dell'induttanza della testina stessa). Quindi sono stati ottenuti i grafici della risposta in frequenza per tutte le opzioni considerate sopra.

I risultati della modellazione della risposta in frequenza sono mostrati nel grafico (Fig. 8): A basso volume, la resistenza della lampadina è di circa 0,5 Ohm. La risposta in frequenza del crossover in questa sezione è quasi la stessa della risposta in frequenza del crossover senza resistenza.

Dai grafici della risposta in frequenza si può vedere che la diminuzione della pressione di -3 dB per tutte le curve avviene approssimativamente alla stessa frequenza. Per l'opzione con resistenza di shunt, il valore del condensatore è stato modificato, poiché la frequenza di taglio al valore considerato è aumentata.

Curva 1 - risposta in frequenza di crossover senza resistenza. Curva 2 - Risposta in frequenza di un crossover con una resistenza in serie di 1,2 ohm. Curva 3 - risposta in frequenza di un crossover con una resistenza di shunt di 16 ohm e un condensatore da 3,5 uF. Curva 4 - risposta in frequenza di un crossover con una lampadina. La resistenza della lampada a seguito del riscaldamento della spirale è di 4 ohm. Curva 5 - risposta in frequenza di un crossover con una lampadina. La resistenza della lampada a seguito del riscaldamento della spirale è di 6 ohm.

Dopo la "parte teorica" ​​sono passato alla pratica. Era necessario misurare la resistenza delle lampade a diverse tensioni. Impostando una corrente diversa con un reostato, ha misurato la tensione sulla lampada, l'intensità della corrente e ha calcolato la resistenza secondo la legge di Ohm. Per tre tipi di lampade sono stati ottenuti i seguenti risultati (Fig. 9-11):

I grafici mostrano il valore di tensione a cui inizia un debole riscaldamento del centro della spirale.

risultati

Dopo aver apportato modifiche allo schema del suo crossover, ha iniziato ad ascoltare. Lascia che ti ricordi che il "comfort" del suono è stato determinato dall'orecchio. L'uso dell'analizzatore RTA non doveva essere effettuato a causa della sua mancanza anche su scala cittadina. Solo a orecchio. Se durante l'ascolto prolungato non si desidera utilizzare i controlli di tono o disattivare la fonte di "irritazione", allora credo che l'obiettivo sia stato raggiunto.
Nel mio impianto, l'installazione delle lampadine delle luci interne, mi sembra, ha dato l'effetto sperato. L'effetto "fischio" è scomparso e non è necessario utilizzare i controlli di tono per aumentare o diminuire il volume.

GEMELLI SIAMESI

Molte installazioni moderne utilizzano un doppio set di tweeter. Il motivo è l'aumento dei requisiti per la qualità del suono. L'espansione del pattern a doppio radiatore semplifica l'impostazione del palcoscenico sonoro e si riduce la possibilità di sovraccaricare i tweeter ad alti livelli di volume. Anche l'attrattiva esterna gioca un ruolo importante, soprattutto nelle opere espositive.
Un altro argomento a favore di tale soluzione sorge con l'amplificazione canale per canale. La nota contraddizione tra la distribuzione non uniforme dell'energia del segnale musicale sullo spettro e l'uguale potenza dei canali dell'amplificatore viene elegantemente risolta quando i tweeter vengono accesi in serie. In questo caso, la potenza massima di uscita dei canali "beep" dell'amplificatore è dimezzata rispetto a un carico normale, il che consente un utilizzo più completo della sua gamma dinamica e riduce la distorsione.
Tuttavia, tutto quanto sopra implica l'uso esattamente degli stessi tweeter. È anche possibile un'altra opzione, con tweeter diversi che riproducono gamme di frequenza separate. Le origini di questa decisione vanno cercate nei sistemi acustici domestici un quarto di secolo fa. La riproduzione dell'intera gamma di frequenze al di sopra di 3-5 kHz con un tweeter è stata quindi una vera sfida, quindi è stata divisa. La banda da 3-5 a 10-12 kHz era riprodotta da un tweeter a cono di piccole dimensioni, comune a quegli anni, e tutto quanto sopra era riprodotto da un super tweeter a cupola oa tromba a nastro. Con lo sviluppo della tecnologia, questa soluzione è passata dalle apparecchiature domestiche di massa, ma ha tutte le possibilità di tornare a quelle automobilistiche.
Il problema di riprodurre l'intera gamma delle alte frequenze con un tweeter è stato risolto molto tempo fa, ma un buon tweeter a banda larga è un prodotto delicato e costoso. Almeno nella fascia di prezzo medio-bassa, nessun design e materiale della cupola può ancora soddisfare contemporaneamente tutte le esigenze, per la maggior parte contraddittorie. Richiede elevata rigidità, peso ridotto, buon smorzamento interno. Pertanto, per i prodotti di massa, i risultati sono deludenti:

La cupola in tessuto fornisce un'eccellente elaborazione dei medi superiori e dei dettagli del suono, ma all'estremità superiore della gamma il suono è solitamente attutito (blocco della risposta in frequenza). La cupola in metallo offre un'eccellente riproduzione della parte ad alta frequenza della gamma. Tuttavia, la parte bassa della gamma non è sempre riprodotta adeguatamente, il suono è spesso colorato dalle risonanze della cupola stessa (l'effetto diapason). Una cupola polimerica o metallizzata fornisce una gamma di frequenze abbastanza ampia, ma, di regola, con una risposta in frequenza e un diagramma di radiazione significativi e irregolari. Di conseguenza, il suono può assumere un colore diverso.

Conclusione: i vantaggi di diversi materiali devono essere combinati e gli svantaggi devono essere compensati. I tweeter sono stati l'oggetto dello studio:

Prology RX-20s (cupola in seta, induttanza 0,22 mH) Prology CX-25 (cupola in mylar metallizzato, induttanza 0,03 mH)

L'ascolto ha mostrato che il tweeter in seta, con tutti i dettagli del suono, manca di "aria" e il tweeter in Mylar "scatta" magnificamente, ma quando si lavora con un filtro del primo ordine, ha una "voce" penetrante. Ovviamente, con un'opportuna scelta della frequenza di crossover, costituirebbero un'ottima coppia.
Per semplificare la progettazione e facilitare il funzionamento dell'amplificatore, è molto vantaggioso utilizzare filtri del primo ordine. Creano una distorsione di fase minima, che si confronta favorevolmente con altri design. Tuttavia, i filtri del primo ordine forniscono un'attenuazione insufficiente al di fuori della banda operativa, quindi sono adatti solo per una bassa potenza di ingresso o una frequenza di crossover sufficientemente alta (7-10 kHz). Pertanto, nei modelli più seri, vengono utilizzati filtri di ordini superiori, dal secondo al quarto.
In questo caso si è deciso di utilizzare un filtro quasi del secondo ordine sfruttando l'induttanza della bobina mobile. La sensibilità dei tweeter si è rivelata quasi la stessa e l'induttanza differiva di quasi un ordine di grandezza. Ciò ha notevolmente semplificato la progettazione del crossover passivo, poiché l'induttanza della bobina vocale è entrata nel circuito.
L'idea è stata ispirata dall'articolo "Dì una parola sul povero squeaker" ("Master 12volt" n. 47). Ha considerato l'interazione del crossover e del tweeter, nonché i metodi per influenzare la risposta in frequenza risultante. Quando si lavora con un filtro passivo ad alta frequenza, l'induttanza della bobina mobile forma un circuito oscillatorio con la capacità del filtro, la sua frequenza di risonanza è nella banda di frequenza operativa del tweeter. Di conseguenza, sulla risposta in frequenza appare una "gobba", la cui entità dipende dal fattore di qualità di questo circuito. Ciò può causare la colorazione del suono e altri artefatti. Tuttavia, in alcuni casi, questi fenomeni possono essere avvantaggiati.

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figura 2

Il condensatore C1 definisce il limite inferiore della gamma di frequenza riproducibile dell'intero sistema. L'induttanza della bobina mobile BA1 è coinvolta nella formazione della risposta in frequenza. Nella regione della frequenza di crossover, la pendenza della risposta in frequenza è vicina ai filtri del 2° ordine, anche se a grande distanza ritorna al valore originale del 1° ordine (6 dB / ottava). Il limite superiore dell'intervallo per BA1 è formato acusticamente. Poiché il ritorno di un tweeter in seta a frequenze superiori a 11 kHz è notevolmente ridotto, non ha senso introdurre un'ulteriore attenuazione del segnale. Allo stesso tempo, l'induttanza della bobina mobile e del condensatore C2 formano un filtro notch per una frequenza di circa 5 kHz. La soppressione di questa gamma di frequenze ha eliminato il suono "stridulo" del tweeter in Mylar, lasciandolo riprodurre solo la parte ad alta frequenza della gamma.
La risposta in frequenza del crossover di tensione è mostrata nella Figura 3.

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MIGLIORA IL SUONO DEGLI ALTOPARLANTI COASSIALI

Componente sistemi acustici ha ricevuto un'ampia distribuzione nelle auto audi o, e con l'avvento dei kit economici, il loro campo di applicazione si è notevolmente ampliato. La comodità del layout, la facilità di allestire il palcoscenico sonoro hanno guadagnato loro la meritata popolarità. Tuttavia, in alcuni casi è più conveniente utilizzare altoparlanti coassiali. Le ragioni possono essere molte: la complessità dell'integrazione estetica di sistemi di componenti o tweeter aggiuntivi, il desiderio di preservare l'aspetto originale dell'abitacolo, una dimensione fuori standard, ecc. In alcuni casi è generalmente impossibile sostituire i coassiali standard con altri diffusori senza un'alterazione radicale delle sedute dovuta a specifiche dimensioni o caratteristiche costruttive. Cosa fare in questo caso? Cerca di spremere il massimo dalle "materie prime" disponibili.
Molto spesso, gli altoparlanti coassiali sono installati nel cruscotto e funzionano in un design acustico "a custodia aperta". A causa dell'acustica corto circuito la riproduzione delle frequenze inferiori a 200-300 Hz risulta notevolmente indebolita, indipendentemente dalle dimensioni del diffusore e dalla risposta in frequenza del radiatore stesso. Tutti i tentativi di riprodurre almeno una parvenza di basso senza rifinire un luogo regolare sono privi di significato. Pertanto, considereremo il coassiale nel cruscotto esclusivamente come un emettitore di frequenze medie e alte ed esploreremo come le sue caratteristiche possono essere migliorate in questo ruolo.

Tre fonti e tre componenti
(non marxismo, ovviamente, ma coassiale):

Radiatore principale Radiatore secondario Crossover

Il radiatore principale delle costruzioni di massa è dotato di un diffusore in polipropilene di varie modifiche e nei coassiali standard è spesso realizzato in carta. In termini di qualità del suono, è preferibile quest'ultima opzione. Perché è chiaro: transizione graduale dalla modalità di funzionamento a pistone alla modalità a zone, senza sfumature, peso ridotto, limite superiore della gamma di frequenza piuttosto alto (7-10 kHz).
Se passiamo alle statistiche, la maggior parte dei coassiali di calibro "siluro" (10-13 cm) sono dotati di un emettitore aggiuntivo. Molto spesso si tratta di un tweeter con una cupola in tessuto o plastica con un diametro di 13-18 mm, a volte metallizzato. La frequenza di risonanza naturale di tali emettitori è 1,5-3 kHz, lo ricorderemo per il futuro.
Il crossover della maggior parte dei coassiali funziona solo con un tweeter ed è formato da un singolo condensatore con una capacità di 3,3-4,7 microfarad, il più delle volte elettrolitico. Pertanto, questo è il filtro del primo ordine più semplice con una frequenza di taglio di 6-9 kHz, quindi la soppressione dei segnali fuori banda è insufficiente e il tweeter potrebbe essere sovraccarico. Il risultato è uno "strillo porcellino" e evidenti sfumature risonanti.

Da dove cominciare

Quindi, il primo e più ovvio modo per migliorare la qualità del suono è sostituire il condensatore di ossido nel crossover con uno più decente e allo stesso tempo riconsiderarne il valore. Se l'emettitore principale è la carta, riconquista con sicurezza la gamma delle frequenze medie e l'aiuto del tweeter è richiesto solo nella parte delle alte frequenze della gamma. In questo caso, la capacità del condensatore può essere ridotta fino a 2 μF, questo sposterà il ritorno massimo nell'intervallo di frequenza superiore a 10 kHz. Come notato una volta ("Dì una parola sul povero tweeter" - "Master 12volt" n. 47), la risonanza elettrica della capacità del filtro con l'induttanza della bobina del tweeter forma una piccola gobba sulla risposta in frequenza , quindi lo "spingeremo" verso l'alto per migliorare il ritorno in questa gamma di frequenze. Aumentando la frequenza della sezione aumenterà anche la capacità di sovraccarico del tweeter, ciò consentirà di erogare più potenza agli altoparlanti senza rischi.
Ora affrontiamo l'emettitore principale. Poiché i coassiali non utilizzano diffusori "duri" soggetti a risonanze interne, il passaggio dal funzionamento a pistone a quello a zona avviene senza intoppi. Pertanto, non è necessario limitare ulteriormente la banda di frequenza dall'alto.
Un aumento dell'induttanza della bobina mobile con la frequenza provoca un aumento dell'impedenza della testa. Inoltre, questa induttanza del coassiale "medio" è 0,2-0,4 mH e già a frequenze di 2-3 kHz l'impedenza quasi raddoppia. La circostanza è spiacevole, ma nel nostro caso può essere vinta.
Nel caso dell'acustica a componenti, il crossover ha solitamente uno stabilizzatore di impedenza sotto forma di un circuito RC collegato in parallelo con l'altoparlante. Diversi lavori lo hanno dimostrato per teste di fascia media risulta più conveniente accendere un resistore in serie (dissipatore). Con questo collegamento la testina non è più alimentata da una sorgente di tensione, ma da una sorgente di corrente, quindi non solo l'impedenza viene stabilizzata in un ampio range di frequenze, ma anche una significativa riduzione della distorsione di intermodulazione, particolarmente evidente quando si utilizza testine economiche a banda larga e media frequenza.
La pratica mostra che è sufficiente installare un resistore con una resistenza approssimativamente uguale a 0,5-1 dell'impedenza nominale della testa. Per una frequenza di crossover superiore a 300 Hz, la dissipazione di potenza del resistore dovrebbe essere pari al 15-20% della potenza nominale della testina. Dovrebbero essere presi in considerazione anche la riduzione del rinculo e il degrado dello smorzamento, ma abbiamo deciso di non considerare la regione delle basse frequenze.
Ora vediamo a cosa porterà l'inclusione di un resistore in serie con una testina coassiale. Per la modellazione, come al solito, utilizziamo l'ambiente MicroCap e modello semplice testa dinamica con valori medi per Re e Le coassiali.

mormorio" nella regione della frequenza di risonanza dell'altoparlante principale (100-150 Hz). Ma, poiché la sensibilità è diminuita di circa 6 dB, molto probabilmente dovrai dimenticare di collegare il coassiale modificato all'amplificatore integrato del unità principale E in tal caso, è presente un crossover attivo per limitare la banda di frequenza di lavoro dal basso.
Come esperimento, diversi altoparlanti coassiali di marche diverse sono stati sottoposti a perfezionamento:

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

In tutti i casi è stato notato il suono "illuminato" della gamma delle frequenze medie, la "raucedine" del tweeter è scomparsa con una grande potenza in ingresso e il bilanciamento tonale generale è migliorato. Anche il ruvido AUDAX con pesanti coni di cartone e tweeter disgustosi - e hanno trovato un secondo vento.

I design degli altoparlanti ad alta frequenza (HF) sono i più diversi. Possono essere ordinari, a corno oa cupola. Il problema principale nella loro creazione è l'espansione della direzionalità delle oscillazioni emesse. A questo proposito, i diffusori a cupola presentano alcuni vantaggi. Il diametro del diffusore o della membrana radiante dei tweeter HF è compreso tra 10 e 50 mm. Spesso i tweeter sono ben chiusi nella parte posteriore, il che esclude la possibilità di modulazione della loro radiazione da parte dell'irradiazione degli emettitori LF e MF.

Un tipico tweeter in miniatura con un diffusore a cono irradia bene le alte frequenze, ma ha un diagramma di radiazione molto stretto, di solito entro un angolo compreso tra 15 e 30 gradi (rispetto all'asse centrale). Questo angolo viene impostato quando l'uscita dell'altoparlante viene ridotta in genere di -2 dB. Specifica l'angolo in caso di deviazione dall'asse orizzontale e verticale. All'estero, questo angolo è chiamato angolo di dispersione o dispersione (dispersione) del suono.

Per aumentare l'angolo di diffusione, vengono realizzati diffusori o ugelli di varie forme (sferici, a forma di corno, ecc.). Molto dipende dal materiale del diffusore. Tuttavia, i tweeter convenzionali non sono in grado di irradiare suoni a frequenze molto superiori a 20 kHz. Il posizionamento di riflettori speciali davanti al tweeter (il più delle volte sotto forma di un reticolo di plastica) consente di espandere significativamente il modello di direttività. Tale reticolo è spesso un'inquadratura acustica elementare di un tweeter o di un altro emettitore.

L'eterno argomento di controversia è la questione se sia necessario irradiare frequenze superiori a 20 kHz, poiché il nostro orecchio non può sentirle e anche le apparecchiature da studio spesso limitano la gamma effettiva dei segnali audio a un livello da 10 a 15-18 kHz. Tuttavia, il fatto che non sentiamo tali segnali sinusoidali non significa che non esistano e non influiscano sulla forma delle dipendenze temporali di segnali audio reali e piuttosto complessi con frequenze di ripetizione molto più basse.

Ci sono molte prove convincenti che questa forma è fortemente distorta quando la gamma di frequenze è limitata artificialmente. Uno dei motivi sono gli sfasamenti delle varie componenti del segnale complesso. È curioso che il nostro orecchio non percepisca da solo gli sfasamenti, ma sia in grado di distinguere segnali con una diversa forma di dipendenza dal tempo, anche se contengono lo stesso insieme di armoniche con le stesse ampiezze (ma fasi diverse). Grande importanza ha la natura del decadimento della risposta in frequenza e della linearità della risposta di fase, anche al di fuori dell'intervallo di frequenza effettivamente riproducibile.

In generale, se vogliamo avere una risposta in frequenza e una risposta di fase uniformi su tutta la gamma sonora, la gamma di frequenza effettivamente emessa dall'acustica dovrebbe essere notevolmente più ampia di quella sonora. Tutto ciò giustifica pienamente lo sviluppo di radiatori a banda larga da parte di molte aziende leader nel campo dell'elettroacustica.

Posizionamento dei radiatori HF C'è un problema: il risultato dipende in larga misura da dove sono posizionate le teste e da come sono orientate. Parliamo della testata HF, o tweeter.

Caratteristiche delle testine RF Dalla teoria della propagazione dell'onda sonora, è noto che con l'aumentare della frequenza, il diagramma di radiazione dell'emettitore si restringe e questo porta a un restringimento della zona di ascolto ottimale. Cioè, puoi ottenere un equilibrio tonale uniforme e la scena giusta solo in una piccola area di spazio. Pertanto, l'espansione del diagramma di radiazione RF è il compito principale di tutti i progettisti di altoparlanti. La più debole dipendenza del diagramma di radiazione dalla frequenza si osserva nei tweeter a cupola. È questo tipo di emettitori RF che è il più comune negli altoparlanti automobilistici e domestici. Altri vantaggi dei radiatori a cupola sono le loro dimensioni ridotte e l'assenza della necessità di creare un volume acustico, e gli svantaggi includono una frequenza di taglio inferiore e bassa, che si trova nell'intervallo 2,5-7 kHz. Tutte queste caratteristiche vengono prese in considerazione durante l'installazione di un tweeter.Tutto influisce sul luogo di installazione: il raggio d'azione del tweeter, le sue caratteristiche di direttività, il numero di componenti installati (sistemi a 2 o 3 componenti) e persino il tuo gusto personale. Prenotiamo subito che non ci sono raccomandazioni universali su questo argomento, quindi non possiamo puntare il dito contro di te - dicono, mettilo qui e tutto andrà bene! Tuttavia, oggi ci sono molte soluzioni standard che sono utili per familiarizzare. Tutto quanto segue si applica ai circuiti senza processore, ma questo vale anche quando si utilizza un processore, è solo che la sua presenza offre molte più opportunità per compensare l'impatto negativo di una posizione non ottimale.

considerazioni pratiche. Ricordiamo innanzitutto alcuni canoni. Idealmente, la distanza tra i tweeter sinistro e destro dovrebbe essere la stessa e i tweeter dovrebbero essere installati all'altezza degli occhi (o delle orecchie) dell'ascoltatore. In particolare, è sempre meglio spingere i tweeter il più in avanti possibile, perché più sono lontani dalle orecchie, minore è la differenza di distanza tra i driver sinistro e destro. Il secondo aspetto: il tweeter non deve essere lontano dalla testata midrange o basso/midrange, altrimenti non otterrai un buon bilanciamento tonale e adattamento di fase (solitamente guidato dalla lunghezza o dalla larghezza del palmo). Tuttavia, se il tweeter è impostato in basso, il palcoscenico sonoro collassa verso il basso e sei, per così dire, al di sopra del suono. Se impostato su un valore troppo alto, a causa della grande distanza tra i tweeter e i driver di gamma media, l'integrità del bilanciamento tonale e della corrispondenza di fase viene persa. Ad esempio, quando si ascolta una traccia con la registrazione di un pezzo per pianoforte, alle note basse lo stesso strumento suonerà in basso e alle note alte si alzerà bruscamente.

Direttività della testa RF. Quando abbiamo capito il sito di installazione della testa RF, dovremmo decidere la sua direzione. Come dimostra la pratica, per ottenere il corretto bilanciamento timbrico, è meglio orientare il tweeter verso l'ascoltatore, e per ottenere una buona profondità del palcoscenico sonoro, utilizzare la riflessione. La scelta è determinata dai sentimenti personali della musica che ascolti. La cosa principale qui è ricordare che può esserci solo una posizione di ascolto ottimale.
È auspicabile orientare il tweeter nello spazio in modo che il suo asse centrale sia diretto verso il mento dell'ascoltatore, cioè per impostare un diverso angolo di rotazione dei tweeter sinistro e destro. Ci sono due cose da tenere a mente quando si orienta un tweeter a riflessione. In primo luogo, l'angolo di incidenza dell'onda sonora è uguale all'angolo di riflessione e, in secondo luogo, allungando il percorso sonoro, portiamo ulteriormente il palcoscenico sonoro e, se ci lasciamo trasportare, possiamo ottenere il cosiddetto effetto tunnel , quando la scena sonora è lontana dall'ascoltatore, come alla fine di uno stretto corridoio.

metodo di impostazione. Dopo aver delineato, in conformità con le raccomandazioni di cui sopra, la posizione delle teste RF, vale la pena iniziare gli esperimenti. Il fatto è che nessuno dirà mai in anticipo esattamente dove verrà fornito un "colpo" del 100% con i tuoi componenti. Il posto più ottimale ti consentirà di determinare l'esperimento, che è abbastanza semplice da configurare. Prendi qualsiasi materiale appiccicoso, come plastilina, nastro biadesivo, velcro o colla a caldo per modellismo, metti la tua musica preferita o un disco di prova e, con tutto quanto sopra, inizia a sperimentare. Provare diverse varianti luoghi e orientamenti in ciascuno. Prima di installare finalmente il tweeter, è meglio ascoltare un po' di più e correggerlo sulla plastilina.

Creatività. L'impostazione e la scelta della posizione del tweeter ha le sue sfumature per i sistemi a 2 e 3 pezzi. In particolare, nel primo caso è difficile garantire la vicinanza del tweeter e dell'emettitore LF/MF. Ma in ogni caso, non abbiate paura di sperimentare: abbiamo visto installazioni in cui le teste HF sono finite nei posti più inaspettati. Ha senso un paio di tweeter aggiuntivi? Ad esempio, l'azienda americana "Boston Acoustics" produce set di altoparlanti a componenti, dove il crossover ha già un posto per collegare una seconda coppia di testine HF. Come spiegano gli stessi sviluppatori, la seconda coppia è necessaria per alzare il livello del palcoscenico sonoro.In condizioni di test, li abbiamo ascoltati come un'aggiunta alla coppia principale di tweeter e siamo rimasti sorpresi di quanto lo spazio del palcoscenico sonoro si espanda e le sfumature sono migliorate.

Ho pensato che sarebbe stato utile e interessante per molti. Informazioni tratte da Internet.

Il tweeter è anche un tweeter, è anche un tweeter, il più piccolo della tua auto. Tipicamente installato nei montanti delle porte. La dimensione è di circa 5 cm di diametro.

Altoparlante MF - altoparlante di gamma media.

woofer - subwoofer (bidbass)

Una delle fasi obbligatorie della regolazione del suono all'interno dell'auto è la selezione della separazione di frequenza ottimale tra tutte le teste radianti: LF, LF/MF, MF (se presente) e HF. Ci sono due modi per risolvere questo problema.

In primo luogo, una ristrutturazione, e spesso una riprogettazione completa di un normale crossover passivo, e in secondo luogo, il collegamento dei diffusori ad un amplificatore operante in modalità di amplificazione multi-banda, il cosiddetto Bi-amp (amplificazione a due vie) o Tri-amp (amplificazione a tre vie).

Il primo metodo richiede una seria conoscenza dell'elettroacustica e dell'ingegneria elettrica, quindi, per un uso indipendente, è disponibile solo per specialisti e ingegneri elettronici radioamatori esperti, ma il secondo, sebbene richieda un numero maggiore di canali di amplificazione, è disponibile anche per un automobilista meno preparato.

Inoltre, la stragrande maggioranza degli amplificatori di potenza venduti è inizialmente dotata di un crossover attivo integrato. Per molti modelli è così sviluppato che, con successo e qualità sufficientemente elevata, consente di implementare la commutazione multi-banda degli altoparlanti con un largo numero Altoparlanti. Tuttavia, l'assenza di un crossover sviluppato in un amplificatore o in un'unità principale non impedisce ai fan di questo metodo di segnare l'interno, poiché ci sono molti crossover esterni sul mercato che possono risolvere questi problemi.

Innanzitutto, va detto che non ti forniremo raccomandazioni universali al cento per cento, poiché non esistono. In generale, l'acustica è un campo della tecnologia in cui la sperimentazione e la creatività giocano un ruolo importante e, in questo senso, i fan dell'audio sono fortunati. Ma per condurre un esperimento, in modo che non funzioni, come quel professore matto - con esplosioni e fumo - bisogna seguire alcune regole. La prima regola è non nuocere, ma altre saranno discusse di seguito.

Soprattutto, l'inclusione di componenti di gamma media e (o) ad alta frequenza causa difficoltà. E il punto qui non è solo che sono queste gamme che trasportano il massimo carico di informazioni, essendo responsabili della formazione dell'effetto stereo, del palcoscenico sonoro, e sono anche altamente suscettibili all'intermodulazione e alla distorsione armonica se la frequenza di crossover è impostata in modo errato , ma anche che questa frequenza dipende direttamente e dall'affidabilità della gamma media e dei tweeter.

Accendo il tweeter.

La scelta della frequenza di taglio più bassa della gamma dei segnali forniti alla testata HF dipende dal numero di bande del sistema di altoparlanti. Quando viene utilizzato un altoparlante a due vie, nel caso più tipico, ad es. quando la testa woofer/midrange è posizionata nella porta, si consiglia di selezionare la frequenza di taglio più bassa possibile per alzare il livello del palcoscenico sonoro. I moderni tweeter di alta qualità con una bassa frequenza di risonanza FS (800-1500 Hz) possono già riprodurre segnali da 2000 Hz. Tuttavia, la maggior parte dei tweeter utilizzati ha una frequenza di risonanza di 2000-3000 Hz, quindi ricorda che più vicino alla frequenza di risonanza impostiamo la frequenza di crossover, maggiore è lo stress posto sul tweeter.

Idealmente, con una pendenza del filtro di 12 dB/ott, la separazione tra la frequenza di crossover e la frequenza di risonanza dovrebbe essere maggiore di un'ottava. Ad esempio, se frequenza di risonanza 2000 Hz prevalenza, quindi con un filtro di questo ordine, la frequenza di crossover dovrebbe essere impostata a 4000 Hz. Se vuoi davvero scegliere una frequenza di crossover di 3000 Hz, la pendenza della caratteristica di attenuazione del filtro dovrebbe essere maggiore - 18 dB / ott, e migliore - 24 dB / ott.

C'è un altro problema da considerare quando si imposta la frequenza di crossover per un tweeter. Il fatto è che dopo aver abbinato i componenti sulla gamma di frequenza riproducibile, è ancora necessario abbinarli in livello e fase. Quest'ultimo, come sempre, è un ostacolo: tutto sembra essere fatto correttamente, ma il suono "non è lo stesso". È noto che il filtro del primo ordine darà uno sfasamento di 90 °, il secondo - 180 ° (fase opposta), ecc., Quindi durante la sintonizzazione, non essere troppo pigro per ascoltare altoparlanti con diverse polarità di commutazione.

L'orecchio umano è molto sensibile alla gamma di frequenza di 1500-3000 Hz, e per trasmetterlo nel modo migliore e pulito possibile, bisogna stare estremamente attenti. È possibile interrompere (dividere) la gamma sonora in quest'area, ma dovresti pensare a come eliminare correttamente le conseguenze del suono sgradevole in seguito. Da questo punto di vista, un sistema acustico a tre vie è più comodo e sicuro per l'accordatura e l'altoparlante di gamma media in esso utilizzato consente non solo di riprodurre efficacemente la gamma da 200 a 7000 Hz, ma anche di risolvere il problema di costruire un scena sonora più facilmente. Negli altoparlanti a tre vie il tweeter si accende alle frequenze più alte - 3500-6000 Hz, cioè ovviamente al di sopra della banda di frequenza critica, e questo permette di ridurre (ma non eliminare) i requisiti per l'adattamento di fase.

Accendere la testa della gamma media.

Prima di discutere la scelta della frequenza di separazione delle gamme dei medi e dei bassi, passiamo alle caratteristiche progettuali dei diffusori di gamma media. Recentemente, gli altoparlanti di fascia media con un diaframma a cupola sono stati molto apprezzati dagli installatori. Rispetto ai driver midrange a cono, forniscono un diagramma di radiazione più ampio e sono più facili da installare perché non richiedono un design acustico aggiuntivo. Il loro principale svantaggio è l'elevata frequenza di risonanza, che si trova nell'intervallo 450-800 Hz.

Il problema è che maggiore è la frequenza di taglio più bassa della banda dei segnali inviati all'altoparlante di gamma media, minore dovrebbe essere la distanza tra la gamma media e le teste dei bassi, e più critico è dove si trova esattamente il woofer e dove è orientato . La pratica mostra che i diffusori di gamma media a cupola possono essere accesi con una frequenza di crossover di 500-600 Hz senza problemi di abbinamento. Come puoi vedere, per la maggior parte degli articoli venduti, questo è un intervallo abbastanza critico, quindi se decidi su una tale divisione, l'ordine del filtro di separazione dovrebbe essere piuttosto alto, ad esempio il 4°.

Va aggiunto che recentemente sono comparsi altoparlanti a cupola con una frequenza di risonanza di 300-350 Hz. Possono essere utilizzati a partire da una frequenza di 400 Hz, ma finora il costo di tali istanze è piuttosto elevato.

La frequenza di risonanza degli altoparlanti medi con cono a cono è nell'intervallo 100-300 Hz, il che ne consente l'utilizzo a partire da una frequenza di 200 Hz (in pratica si usa più spesso 300-400 Hz) e con un basso -ordina il filtro, mentre il woofer/midrange è completamente svincolato dalla necessità di lavorare nel midrange. La riproduzione senza separazione tra gli altoparlanti di segnali con frequenze da 300-400 Hz a 5000-6000 Hz consente di ottenere un suono piacevole e di alta qualità.

Accensione dell'altoparlante woofer/midrange.

A poco a poco siamo arrivati ​​alla gamma delle basse frequenze. I moderni altoparlanti medio/bassi consentono di lavorare efficacemente nella banda di frequenza da 40 a 5000 Hz. Il limite superiore della sua gamma di frequenza operativa è determinato dal punto in cui il tweeter (in un altoparlante a 2 vie) o il driver midrange (in un altoparlante a 3 vie) iniziano a funzionare.

Molti sono preoccupati per la domanda: vale la pena limitare la sua gamma di frequenze dal basso? Bene vediamo. La frequenza di risonanza dei moderni altoparlanti woofer/midrange con una dimensione di 16 cm si trova nella gamma di 50-80 Hz e, a causa dell'elevata mobilità della bobina mobile, questi altoparlanti non sono così critici per funzionare a frequenze inferiori a quella di risonanza . Tuttavia, la riproduzione di frequenze al di sotto di quella risonante richiede da essa alcuni sforzi, il che porta ad una diminuzione del ritorno nell'intervallo 90-200 Hz, e nei sistemi a due vie, la qualità della trasmissione della gamma media. Poiché l'energia principale dei colpi della grancassa cade nella gamma di frequenza da 100 a 150 Hz, la prima cosa che si perde è un pugno ben definito (punch - hit). Limitando la gamma dei segnali riprodotti dalla testina a bassa frequenza a 60-80 Hz dal basso con l'aiuto di un filtro passa-alto, non solo le consentirai di funzionare in modo molto più pulito, ma otterrai anche un suono più forte, in altri parole, un ritorno migliore.

Subwoofer.

È meglio affidare la riproduzione di segnali con frequenze inferiori a 60-80 Hz a un altoparlante separato: un subwoofer. Ma ricorda che la gamma sonora inferiore a 60 Hz non è localizzata nell'auto, il che significa che la posizione di installazione del subwoofer non è così importante. Se hai soddisfatto questa condizione e il suono del subwoofer è ancora localizzato, prima di tutto è necessario aumentare l'ordine del filtro passa basso. Inoltre, non dovresti trascurare il filtro di soppressione delle frequenze infra-basse (Subsonico o Finch). Ricorda che anche il subwoofer ha una propria frequenza di risonanza e, tagliando le frequenze sotto di essa, ottieni un suono confortevole e un funzionamento affidabile del subwoofer. Come dimostra la pratica, la ricerca di bassi profondi aumenta significativamente il costo di un subwoofer. Credetemi, se il sistema audio che avete assemblato riproduce con una buona qualità la gamma sonora da 50 a 16.000 Hz, questo è abbastanza per ascoltare comodamente la musica in macchina.

Metodi di abbinamento della testa.

Abbastanza spesso sorge la domanda: dovrei avere lo stesso ordine di filtri passa basso e passa alto? Non è affatto necessario, e non è nemmeno necessario. Ad esempio, se hai installato un altoparlante anteriore a due vie con un'ampia separazione degli altoparlanti, per compensare i cali nella risposta in frequenza alla frequenza di crossover, la testata dei bassi/medi è spesso inclusa con un filtro di ordine inferiore . Inoltre, non è nemmeno necessario che le frequenze di taglio del filtro passa alto e del filtro passa basso coincidano.

Ad esempio, per compensare l'eccessiva luminosità nel punto di separazione, la testa woofer / midrange può funzionare fino a 2000 Hz e il tweeter - a partire da 3000 Hz. È importante ricordare che quando si utilizza un filtro del primo ordine, la differenza tra le frequenze di taglio del filtro passa alto e del filtro passa basso non dovrebbe essere superiore a un'ottava e diminuire con l'ordine crescente. La stessa tecnica viene utilizzata quando si accoppia un subwoofer e un midwoofer per attenuare le onde stazionarie (rimbombo dei bassi). Ad esempio, quando si imposta la frequenza di taglio del filtro passa basso del subwoofer su 50-60 Hz e il filtro passa alto della testina LF / MF su 90-100 Hz, secondo gli esperti, sfumature sgradevoli dovute al l'aumento naturale della risposta in frequenza in questa regione di frequenza dovuto alle proprietà acustiche della cabina viene completamente eliminato.

Quindi, se la regola quantità-qualità funziona nell'audio per auto, vale solo in termini di costo dei singoli componenti e anni uomo, che determinano l'esperienza e la capacità dell'installatore, che costringerà il sistema a rivelare il suo suono potenziale.

Se mi chiedi perché questo è necessario, non ti risponderò, quindi questo articolo non fa per te. Se tutto è in ordine con la tua motivazione, offro in revisione alcuni dei risultati da me ottenuti con i mezzi e le conoscenze modeste che ho a disposizione.

Per cominciare - il porcellino d'India, chi è?

Il nostro paziente è un tweeter con diaframma a cono 3GD-31. L'affermazione principale è una significativa irregolarità e irregolarità della risposta in frequenza. Quelli. oltre all'irregolarità di circa 10dB tra il picco massimo e il calo, ci sono molte irregolarità minori, per cui la risposta in frequenza è simile a quella di una foresta. Ho deciso di non fornire le caratteristiche misurate all'inizio dell'articolo, perché. sarà più visivo posizionarli accanto a quelli finali ottenuti dopo tutte le modifiche al design.
L'idea principale delle mie azioni, o meglio le due idee principali, è, in primo luogo, aggiungere elementi fonoassorbenti all'interno del volume dell'altoparlante in modo da sopprimere le risonanze che sorgono in un volume chiuso con pareti solide che riflettono facilmente il suono senza un notevole assorbimento della sua energia, come nel caso dell'altoparlante specificato. La seconda idea è la lavorazione del materiale del diffusore stesso (no, non con il liquido di A. Vorobyov ;-)), ma con vernice, risultando in un materiale composito che è superiore all'originale (carta) in termini di rigidità, ma non inferiore a esso nello smorzare le proprie risonanze, il che riduce la deformazione flessionale del diffusore durante il suo funzionamento e quindi aiuta a ridurre i picchi di risonanza nella risposta in frequenza.

Cosa mi è preso per la testa?

Il fatto è che conduco esperimenti simili da molto tempo e ho ricevuto molte conferme sulla correttezza e utilità del mio approccio, ma tutti i risultati sono stati piuttosto dispersi. Ciò era dovuto in parte alla mancanza di esperienza nelle misurazioni acustiche (e ancor più nell'interpretazione dei risultati ottenuti), e in parte all'incompleta formulazione dell'idea stessa, del piano d'azione generale. E quando tutto questo mosaico si è formato nella mia testa in un quadro più o meno intero, ho deciso di condurre l'esperimento dall'inizio alla fine, facendo contemporaneamente tutte le misurazioni.

Allora cosa è stato fatto?

Per cominciare, l'altoparlante è stato smontato. Per fare ciò, sono stati saldati i cavi della bobina dell'altoparlante dai terminali sulla custodia, quindi, dopo l'immersione con acetone, è stato separato l'anello di cartone di tenuta e il diffusore stesso è stato staccato allo stesso modo dall'"imbuto" di metallo della custodia . Successivamente, il diffusore è stato rimosso dall'alloggiamento e messo da parte per il momento.
In primo luogo, l'alloggiamento dell'altoparlante è stato elaborato. I settori sono stati ritagliati in tela, di circa 3 mm di spessore, che ricoprono esattamente la superficie interna del corpo, che è un tronco di cono. Nella parte inferiore (la base più piccola del tronco di cono) è stato ritagliato un cerchio dello stesso materiale con un foro al centro per la bobina. Successivamente, la superficie interna del corpo e la superficie dei grezzi di tela sono state imbrattate con uno strato di colla Moment e quasi immediatamente (perché si asciuga molto rapidamente e quando ho finito di stendere i modelli di tela, lo strato sul corpo era già asciutto ) premuti l'uno contro l'altro. Ecco una foto del semilavorato risultante.

In quel momento, mi è venuta in mente l'idea che non solo le risonanze nel volume del case, ma anche nelle pareti stesse, potessero essere responsabili della risposta in frequenza interrotta. la cassa è una specie di campana realizzata in lamiera stampata. Per misurare le sue risonanze, ho applicato la tecnica seguente. Dopo aver posizionato la custodia su una base morbida, con il magnete rivolto verso il basso, ho installato il microfono direttamente sopra di essa, ho acceso la registrazione del suono e ho colpito più volte l'esterno della custodia con un'impugnatura di plastica a cacciavite. Quindi ho scelto il segnale di maggior successo (in termini di livello) dal record e l'ho importato in LspLab per l'analisi. Risultati un po' più tardi. Successivamente, per inumidire la scocca, veniva incollata esternamente con la gomma di un'antica camera d'aria di bicicletta, utilizzando la stessa tecnologia dell'infeltrimento precedente. Quindi, dopo la completa essiccazione - in un giorno, sono state eseguite nuovamente le prove, secondo lo stesso metodo di cui sopra. Tuttavia, il suono dell'impatto era molto più debole, quindi ho automaticamente colpito un po' più forte che durante la prima misurazione - per questo motivo, il livello del segnale durante la seconda misurazione, secondo me, si è rivelato un po' sopravvalutato, ma questo non non svolgono un ruolo significativo in questo caso. Quindi, ecco i primi risultati comparativi: la risposta transitoria del cabinet degli altoparlanti (sotto forma di un sonogramma). Di seguito la versione originale.

Si vede chiaramente che dopo la revisione, tutte le risonanze superiori a 3 kHz sono state soppresse da un valore di livello superiore a 20 dB! Da questa immagine, sembra che la risonanza principale a 1200 Hz (a proposito, è interessante notare che la risonanza principale del cono dell'altoparlante si trova esattamente alla stessa frequenza) sia diventata molto più forte. Questo non è vero, perché il programma normalizza i livelli sull'ecografia in modo che i segnali più "forti" diventino rossi, ma questa scala è valida solo all'interno di un grafico, e ce ne sono due nell'immagine, quindi il rosso sul grafico superiore è più debole di 20 dB rispetto al rosso nel grafico in basso! Ecco un altro grafico, già più familiare, della risposta in frequenza di entrambe le misurazioni.

Si può vedere che l'efficienza di smorzamento aumenta con la frequenza e la soppressione a frequenze di 3 kHz e oltre supera i 30 dB! E questo nonostante, come dicevo, nella seconda dimensione colpissi il corpo più forte! Voi, amanti delle scatole AC "calmate", per la cronaca - cedo!

Il diffusore è stato ricoperto (non impregnato, cioè rivestito) di vernice nitro (di tutti i materiali testati a tale scopo, ha avuto il miglior effetto sulle proprietà degli altoparlanti). All'interno solo uno strato, all'esterno tre. Ma, ovviamente, questi non erano strati che dipingono non muri! Se applicato con un pennello morbido del primo strato, la superficie viene solo inumidita e non molto. Il secondo e il terzo strato sono leggermente più spessi, ma in totale i tre strati sono così sottili che la struttura fibrosa della carta è ancora visibile da sotto di essi.

Prima del montaggio è stata inserita un'ulteriore "ciambella" di ovatta nell'intercapedine tra il corpo e il diffusore in modo da ottenere il massimo assorbimento acustico nel volume il più possibile. Nella figura seguente, la custodia preparata per il montaggio.

Un'altra modifica è stata apportata ai cavi della bobina. Inizialmente, i sottili fili dell'avvolgimento stesso della bobina sono stati saldati a rivetti di rame sul diffusore (e sono state saldate pesanti gocce di saldatura!), che dovrebbe creare un nuovo sistema risonante dalla massa di tutto questo metallo e dalla rigidità della parte di il diffusore su cui è tutto incollato. Non mi piaceva affatto questo stato di cose, quindi ho deciso di rifare tutto. Ho dissaldato i fili della bobina dai rivetti, li ho perforati e ho saldato i guinzagli che collegano la bobina ai terminali esterni direttamente ai fili della bobina mobile. Nella foto successiva, anche se non molto buona qualità, viene mostrato il nuovo stato di cose. I restanti fori sono sigillati con cerchi di carta.

Ora darò il risultato di sintesi.

Per cominciare, ecco la risposta in frequenza dell'altoparlante originale e la sua rielaborazione successiva. Le linee in grassetto mostrano la risposta in frequenza e la risposta di fase dopo la rilavorazione.

A prima vista, non ho ottenuto molto successo. Bene, il calo a 4kHz è diminuito di circa 3dB, il picco a 9kHz è diminuito di un paio di dB e la risposta in frequenza si è stabilizzata da 12 a 20kHz. Può essere completamente attribuito a fenomeni casuali: le risonanze nel diffusore sono state ridistribuite con successo. Tuttavia, va detto che questo diffusore non ha avuto molto successo ai fini del mio esperimento: inizialmente aveva una qualità quasi limitante per il suo design. Per fare un confronto, darò una coppia simile di risposta in frequenza per un altro campione, peggio.

Ecco tutto il miracoloso effetto della raffinatezza sul viso! Tuttavia, non prendo questo relatore come base dell'articolo, perché in questo caso questi sono tutti i dati che ho ricevuto, ma ho raccolto maggiori informazioni sul relatore sopra descritto.

Ora voglio dare le caratteristiche transitorie dell'altoparlante. Sono gli stessi del corpo - sotto forma di ecografie, secondo me, questo è più chiaro.

Si vede chiaramente che l'altoparlante originale ha risonanze ritardate nella regione di 5 e 10 kHz, raggiungendo fino a 1,3 ms di durata. Dopo l'affinamento, in primo luogo, vengono ridotti di 1,5 volte e, in secondo luogo, si suddividono in molti più piccoli sia per intensità che per durata. Sopra i 10 kHz non esistono affatto: sono scomparsi. In generale, la risposta all'impulso è migliorata in modo molto più evidente rispetto alla risposta in frequenza.
Sulla base di questo esperimento, così come di molti precedenti, sono giunto alla conclusione che il rivestimento di vernice influisce principalmente sul funzionamento dell'altoparlante nella gamma di frequenze più alte e vari materiali fonoassorbenti funzionano nella gamma media.
Lo smorzamento dello scafo non sembra aver avuto un effetto significativo sul risultato.

In conclusione, voglio dire che questo articolo è stato scritto principalmente con lo scopo di far conoscere a persone che non dispongono dei mezzi di valutazione strumentale dei parametri oggettivi dei relatori l'effetto che azioni specifiche hanno su un particolare campione di oratori.
Come risultato di questi esperimenti, è nata un'altra idea per migliorare ulteriormente i parametri. Sarà la base per ulteriori esperimenti e, in caso di successo, l'argomento del prossimo articolo del genere.

Ci sono molti vari tipi emettitori di suoni, invece, gli emettitori più comuni sono di tipo elettromagnetico, o, come vengono anche chiamati, altoparlanti.

Gli altoparlanti sono i principali elementi strutturali dei sistemi acustici (AS). Sfortunatamente, un altoparlante non è in grado di riprodurre l'intera gamma di frequenze udibili. Pertanto, per la riproduzione a gamma completa nei sistemi acustici, vengono utilizzati diversi altoparlanti, ognuno dei quali è progettato per riprodurre la propria banda di frequenza. Il principio di funzionamento degli altoparlanti a bassa frequenza (LF) e ad alta frequenza (HF) è lo stesso, le differenze risiedono nell'implementazione dei singoli elementi strutturali.

Il principio di funzionamento dell'altoparlante si basa sull'interazione del campo magnetico alternato creato dalla corrente che scorre attraverso il filo della bobina magnetica, con il campo magnetico di un magnete permanente.

Nonostante la relativa semplicità del design, gli altoparlanti progettati per funzionare in sistemi acustici di alta qualità hanno un gran numero di parametri importanti da cui dipende il suono finale del sistema di altoparlanti.

L'indicatore più importante che caratterizza l'altoparlante è la banda di frequenze riproducibili. Può essere specificato come una coppia di valori (frequenza di taglio inferiore e frequenza di taglio superiore) o fornito come risposta in frequenza (AFC). La seconda opzione è più informativa. La risposta in frequenza è una dipendenza grafica del livello di pressione sonora creato dall'altoparlante a una distanza di 1 metro lungo l'asse di lavoro, dalla frequenza. La risposta in frequenza consente di valutare la distorsione in frequenza introdotta dall'altoparlante nel segnale originale e inoltre, nel caso di utilizzo dell'altoparlante come parte di un sistema multibanda, di identificare valore ottimale frequenza di crossover del filtro crossover. È la risposta in frequenza che consente di classificare l'altoparlante in bassa frequenza, media frequenza o alta frequenza.

Selezione di un subwoofer

Per i woofer, oltre alla risposta in frequenza, un gruppo essenziale di indicatori sono i cosiddetti parametri Thiel-Small. Sulla base di essi, vengono calcolati i parametri di progettazione acustica per l'altoparlante (custodia del sistema acustico). L'insieme minimo di parametri è la frequenza di risonanza - fs, il fattore di qualità totale - Qts, il volume equivalente - Vas.

I parametri Thiel-Small descrivono il comportamento dell'altoparlante nella regione di azione del pistone (sotto i 500Hz), considerandolo come un sistema oscillante. Insieme a progettazione acustica(AO), l'altoparlante è un filtro passa-alto (HPF), che consente di utilizzare l'apparato matematico mutuato dalla teoria dei filtri nei calcoli.

La stima dei valori Til-Small dei parametri dell'altoparlante e, prima di tutto, il fattore di qualità totale Qts, consente di valutare l'opportunità di utilizzare l'altoparlante in sistemi acustici con l'uno o l'altro tipo di progettazione acustica (AO) . Per gli altoparlanti con design acustico del tipo a fase invertita, vengono utilizzati principalmente altoparlanti con un fattore di qualità totale fino a 0,4. Va notato che i sistemi a fase invertita sono i più esigenti, in termini di design, rispetto ai diffusori con AO chiuso e aperto. Questo design è sensibile agli errori commessi nei calcoli e nella fabbricazione della custodia, nonché quando si utilizzano valori inaffidabili per i parametri del woofer.

Nella scelta di un woofer, il parametro Xmax gioca un ruolo importante. Xmax indica lo spostamento massimo del cono consentito per mantenere un numero costante di spire del filo della bobina mobile nel traferro del circuito magnetico dell'altoparlante (vedere la figura sotto).

Per gli altoparlanti satellite, sono adatti altoparlanti con Xmax = 2-4 mm. Per i subwoofer, devono essere utilizzati altoparlanti con Xmax=5-9mm. Allo stesso tempo, viene preservata la linearità della conversione delle oscillazioni elettriche in acustiche ad alte potenze (e, di conseguenza, grandi ampiezze di oscillazioni), che si manifesta in una radiazione a bassa frequenza più efficiente.

Se decidi di realizzare un sistema di altoparlanti "con le tue mani", inevitabilmente dovrai affrontare la questione della scelta dei componenti di marca, in termini di frequenza degli altoparlanti. Senza esperienza nella gestione di prodotti di vari produttori, a volte è difficile da realizzare scelta ottimale. Dobbiamo essere guidati da molti fattori, confrontare in molti modi, non solo relativi alle caratteristiche del passaporto. Gli altoparlanti ACTON completeranno con successo i tuoi altoparlanti, perché, oltre a Alta qualità avere una serie di vantaggi:

• avere il miglior rapporto qualità/prezzo nel proprio segmento;
• altoparlanti appositamente progettati per altoparlanti professionali utilizzati per il suono di eventi sociali e culturali;
• per gli altoparlanti è stata sviluppata la documentazione per la fabbricazione di custodie;
• l'interazione tra consumatore e produttore avviene direttamente senza intermediari, il che evita problemi con la disponibilità di eventuali pezzi di ricambio e componenti;
• supporto informativo sulla progettazione dell'UA;
• alta affidabilità degli altoparlanti ACTON.

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Selezione di un tweeter

Quando si sceglie un tweeter, la risposta in frequenza determina la frequenza più bassa della gamma che riproduce. È necessario che la banda di frequenza del tweeter si sovrapponga leggermente alla banda di frequenza del woofer.

Alcuni tweeter sono progettati per funzionare in combinazione con una tromba. A differenza dei tweeter a radiazione diretta (o, come vengono chiamati, tweeter), i tweeter a tromba, a causa delle proprietà della tromba, hanno una frequenza di taglio più bassa della gamma sonora riprodotta. La frequenza limite inferiore di un tale tweeter può essere di circa 2000-3000 Hz, il che in molti casi consente di abbandonare l'altoparlante di gamma media negli altoparlanti.

per colpa di caratteristiche del progetto, i tweeter tendono ad avere una sensibilità maggiore rispetto ai woofer. Pertanto, in fase di progettazione del filtro, prevede un circuito attenuatore (soppressore) necessario per ridurre la radiazione in eccesso, che porta i valori di sensibilità dei tweeter e dei woofer allo stesso livello.

Quando si sceglie un tweeter, è importante considerare la sua potenza, che viene selezionata in base alla potenza del woofer. In questo caso, la potenza del tweeter viene presa inferiore alla potenza del woofer, che deriva dall'analisi della densità spettrale del segnale sonoro corrispondente al rumore rosa (che ha un calo verso le alte frequenze). Per un calcolo pratico della potenza dissipata dal tweeter negli altoparlanti con frequenza di crossover di 3-5 kHz, puoi utilizzare il calcolatore sul nostro sito web.

Ricordiamo che i tweeter non possono essere utilizzati senza un filtro passa-alto (HPF), che limita la penetrazione della parte a bassa frequenza dello spettro.

Fattori di danno degli altoparlanti

In caso di modalità di funzionamento anomale, sono possibili danni meccanici ed elettrici agli altoparlanti. Il danno meccanico si verifica quando l'ampiezza delle oscillazioni del diffusore supera l'ampiezza consentita, che dipende dalle proprietà meccaniche degli elementi del sistema mobile. La zona di frequenza più critica per tale danno è vicina alla frequenza della risonanza meccanica dell'altoparlante e inferiore, ad es. dove l'ampiezza di oscillazione è massima. I danni elettrici derivano dal surriscaldamento irreversibile della bobina mobile. La banda di frequenza più critica per danni di questo tipo corrisponde alla banda situata vicino alla risonanza elettromeccanica dell'altoparlante. Danni di entrambi i tipi si verificano a seguito del superamento della massima potenza elettrica consentita fornita all'altoparlante. Per evitare tali conseguenze, il valore della potenza massima viene normalizzato.

Esistono diversi standard che i produttori utilizzano per standardizzare la potenza dei loro prodotti.Il più vicino in termini di condizioni reali nel caso di utilizzo di un sistema di altoparlanti per il punteggio di eventi pubblici può essere lo standard AES. La potenza secondo questo standard è definita come il quadrato della tensione RMS in una certa banda di rumore rosa, che l'altoparlante è in grado di sopportare per almeno 2 ore, divisa per il valore dell'impedenza minima Zmin. La norma regola la presenza dell'altoparlante in "aria libera" senza custodia. Alcuni produttori mettono l'altoparlante nella custodia durante i test, avvicinando così le sue condizioni di lavoro alle condizioni reali, il che, dal loro punto di vista, porta a risultati più oggettivi. Conoscere la potenza dell'altoparlante serve come guida nella scelta di un amplificatore la cui potenza dovrebbe corrispondere alla potenza AES dell'altoparlante.

Vale la pena notare che il valore reale della potenza erogata all'altoparlante è difficile da valutare senza misure speciali e può variare ampiamente anche a parità di regolazione del volume sui dispositivi del percorso audio.

Molti fattori possono influenzare questo, come ad esempio:

• Lo spettro del segnale riprodotto (genere musicale, frequenza e gamma dinamica di un'opera musicale, strumenti musicali prevalenti);
• Caratteristiche dei circuiti di filtro passivi e dei crossover attivi che limitano lo spettro del segnale originale che entra negli altoparlanti;
• L'uso di un equalizzatore e altri dispositivi di correzione della frequenza nel percorso audio;
• Modalità di funzionamento dell'amplificatore (comparsa di distorsioni non lineari e clipping);
• Il design del sistema di altoparlanti;
• Malfunzionamento dell'amplificatore (presenza di una componente costante nello spettro del segnale amplificato)

Le seguenti misure aumentano l'affidabilità dei sistemi di altoparlanti:

• Abbassamento della frequenza di taglio superiore del woofer utilizzando un filtro passa basso (LPF). In questo caso viene limitata la parte dello spettro del segnale che contribuisce in modo significativo al riscaldamento della bobina;
• Limitazione della larghezza di banda al di sotto della frequenza di sintonizzazione bass reflex utilizzando i circuiti LOW-PASS (filtro passa alto). Questa misura limita l'ampiezza delle oscillazioni del cono al di fuori del range operativo dei diffusori dal lato delle basse frequenze, prevenendo danni meccanici al woofer;
• Regolazione dell'HPF del tweeter su una frequenza più alta;
• Progettazione di casse acustiche che forniscano le migliori condizioni per la convezione naturale degli altoparlanti;
• L'esclusione degli altoparlanti con un amplificatore operante nella modalità di distorsione non lineare, clipping;
• Prevenzione del verificarsi di forti clic di commutazione, "avvolgimento" del microfono;
• Utilizzo di un limitatore nel percorso audio.

Si noti che i sistemi acustici utilizzati per il suono professionale (soprattutto nelle discoteche) sono spesso costretti a lavorare ad alta potenza. Durante il funzionamento, il riscaldamento della bobina mobile dell'altoparlante può raggiungere i 200 gradi e gli elementi del circuito magnetico - 70 gradi. Il funzionamento a lungo termine in condizioni estreme porta al fatto che gli altoparlanti "bruciano". Ciò può essere causato dal superamento della potenza elettrica consentita fornita all'altoparlante, nonché da un malfunzionamento dell'amplificatore. In molti modi, la sicurezza del set dipende dalle qualifiche del DJ. A questo proposito, qualunque sia l'altoparlante che scegli, devi considerare la disponibilità di kit di riparazione. Allo stesso tempo, la situazione è ulteriormente complicata dal fatto che, di regola, non si brucia un altoparlante alla volta, ma diversi, il che disabilita l'intero set. Considerando tutto quanto sopra, concludiamo che la questione dei tempi e dei costi di consegna dei kit di riparazione è estremamente importante anche nella fase di scelta dei diffusori per i diffusori.