|
|
Оглавление2. Внешнее оформление громкоговорителей 3. Практические рекомендации по проектированию и изготовлению домашних акустических систем 4. История развития современных систем звуковоспроизведения Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу3. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ИЗГОТОВЛЕНИЮ ДОМАШНИХ АКУСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ3.1. Общие сведения по проектированию домашних АСНесмотря на обилие современной аудиотехники, создание самодельных АС (на новой элементной базе) не утратило своей актуальности. Достоинство процесса самостоятельного создания АС заключено в свободе выбора конструкции и получении желаемого результата независимо (или почти независимо) от затрат, чего нельзя достичь в массовом производстве. Несмотря на то, что в данном пособии уже приведены основные конструкции АС и теоретические аспекты, далее некоторые из них будут повторены для систематизации. Первое. Акустика помещения (жилой комнаты) далека от совершенства. Если невозможно улучшить акустику помещения по всем правилам (пропорции "золотого сечения", разумного использования звукопоглощающих материалов, выбора места размещения АС, выбора точки прослушивания и т.д.), то необходимо попытаться в комнате минимизировать стоячие волны, привести в приемлемое значение уровень реверберации, убрать или задемпфировать резонирующие предметы (поверхности) и организовать правильную зону прослушивания [9]. Второе. Появление новых источников звука, основанных на цифровых технологиях: видео HI-FI (с ЧМ записью звука) магнитофоны, ПК (MPEG), компакти мини-диски предъявляет к АС новые требования: повышенная равномерность фазо-частотной и амплитудно-частотной характеристик, широкий динамический диапазон, минимальные интермодуляционные искажения. Природа искажений в АС обусловлена физикой процесса звуковоспроизведения и настолько многогранна, что все виды искажений вряд ли можно устранить на практике. Однако часть из них хорошо изучена в радиолюбительском мире, а значит поддается контролю в процессе конструирования. Главное правило: каждый вид искажений уменьшается индивидуально и тщательно. Третье. Стоимость работ. В любом случае стоимость материалов и комплектующих, затраченных на изготовление хорошей "домашней" АС, будет несоизмеримо меньше стоимости АС, которую бы Вы приобрели, будь такая возможность. Значит, вкладывать в конструкцию свои знания, что называется "для себя" – очень выгодно. Последнее. При покупке фирменной АС никто, кроме производителя, не даст Вам рекомендаций по ее размещению и правильной "настройке" под конкретную обстановку. Этой информации ни у продавцов, ни в Интернете нет – только субъективные мнения «экспертов» из тех же магазинов, за исключением некоторых моделей АС, к которым приложены распечатки измеренных АЧХ и коэффициента гармоник в рабочей полосе частот. Выбор динамических головок. В домашних условиях рекомендуется построить двухполосную конструкцию. Затраты на исследования и эксперименты для трехполосной конструкции возрастают в два раза по сравнению с двухполосной АС. Необходимо подобрать динамические головки для двухполосной АС из расчета их акустических мощностей (номинальная мощность с учетом чувствительности) НЧ-СЧ к СЧ-ВЧ как 1,5...3,0 к 1,0. Перекрытие частотных диапазонов головок должно составлять не менее 2 октав, иначе не удастся обеспечить точное согласование и плавность переходов фазо-частотных характеристик головок в области частоты раздела фильтров. Разделительные фильтры желательно применять 2-го порядка для НЧ и третьего для ВЧ-головок. Следующий параметр, влияющий на подбор пары головок – диаметры их диффузоров. Известно, что чем больше эффективный диаметр излучателя (Dэфф = Dг / √2, Dг – диаметр диффузора, измеренный по центру гофра), тем уже диаграмма направленности головки на верхней рабочей частоте. Известна формула, связывающая угол направленности излучения динамической головки с длиной излучаемой волны (λ) и эффективным диаметром диффузора Dэфф. Излучение в переднее полупространство обеспечивается при выполнении условия . Узкая направленность излучения для использования в жилом помещении не применяется. Это обусловливает выбор частоты раздела полос НЧ-ВЧ для данной головки в районе 1500...2000 Гц, при этом обеспечивается угол раскрытия диаграммы излучения около 30°. При использовании НЧ-головки с меньшим диаметром диффузора допустимая частота раздела полос может быть пропорционально повышена. Рассуждая аналогичным образом, выбор ВЧ-головки следует сделать в пользу конструкций с малым диаметром излучающей поверхности (6ГДВ-1, 6ГДВ-6, 10ГДВ-2 и др.). Также рекомендуется произвести доработку выбранных динамических головок с целью снижения призвуков и паразитных резонансов диффузоров по методикам, неоднократно приводимым в литературе. Не целесообразно снижать собственную добротность НЧ-головки. Конструктивные параметры выбранной головки гораздо выгоднее измерить и учесть при расчете акустического оформления, выходных параметров усилителя мощности (УМ) и электрической схемы фильтров. В противном случае снижается КПД головки на низких частотах, что еще больше усложнит задачу согласования с ВЧ головкой для получения равномерной акустической АЧХ АС. Применение способов снижения собственной добротности низкочастотной головки имеет еще один существенный недостаток. Искажения фазы излучения АС, в которой установлена задемпфированная головка, на низких частотах имеет большую величину, нежели при использовании незадемпфированной головки и специальных цепей коррекции. Например, АС на 6ГД-2, Qts = 0,37 (задемпфирована панелью акустического сопротивления) имеет ровную АЧХ, но сдвиг фазы на частоте 50 Гц равен + π/2, в то время как при Qts = 0,71 (без ПАС) с коррекцией АЧХ в УМ – сдвиг фазы на той же частоте составляет всего + π/6, т.е. в 3 раза меньше. Следующий шаг – выбор акустического оформления. Для упрощения настройки разделительных фильтров АС и обеспечения большей свободы при размещении систем в комнате рекомендуется выбрать конструкцию с отдельными корпусами для каждой из головок. Это позволяет перемещать ВЧ-излучатель относительно НЧ по глубине для настройки фазы излучения в области частоты раздела фильтров, а в случае установки ВЧ-головки в шарообразном корпусе на кольцевой подставке – направить акустическую ось ВЧ-головки прямо на слушателя при любой ориентации корпуса низкочастотного звена. Существует масса конструкций корпусов для одних и тех же НЧ-головок. Выбор конструкции определяется вкусом разработчика. Приемлемым для домашней конструкции АС (с точки зрения толщины используемых материалов стенок корпуса, веса и размеров готовой АС, удобства размещения ее в комнате) является корпус объемом 30-45 литров. Причем корпус объемом 30-35 литров целесообразно выполнить с соблюдением внутренних размеров в пропорции "золотого сечения". Корпус больших объемов целесообразно выполнить в виде напольной конструкции с обязательной сшивкой противоположных боковых панелей распорками. Толщина материала корпуса 16-25 мм с обязательным оклеиванием внутренней поверхности линолеумом и поролоновыми ковриками толщиной 15-30 мм или самодельными матами (вата + марля) толщиной 20-30 мм. НЧ-головку размещают у верхнего края узкой боковой панели, которая будет являться передней. В большинстве случаев закрытая АС такого объема с установленной имеющейся в распоряжении низкочастотной головкой будет иметь результирующую добротность больше единицы, т.е. на АЧХ в районе резонансной частоты будет наблюдаться всплеск +2...+6дБ. Более того, нижняя граница воспроизводимых частот такой АС составит 75-100 Гц, что явно недостаточно. Тем не менее, эти виды искажений АЧХ АС прекрасно моделируются математически и могут быть предопределены выбором динамической головки, легко измерены и минимизированы активными фильтрами, включаемыми перед УМ или иным способом. Выбор типа корпуса. Закрытая АС проще в изготовлении, но позволяет использовать потенциал динамической головки в области НЧ только на 25-40% независимо от собственной резонансной частоты головки. Причина этого кроется в невозможности динамической головки развить требуемый уровень акустической мощности в области резонансной частоты из-за конструкционных ограничений хода диффузора и, как следствие – появление больших нелинейных и интермодуляционных искажений. При уменьшении частоты воспроизводимого сигнала ниже 50-80 Гц большинство низкочастотных головок в закрытых АС объемом 30-45 литров не могут обеспечить акустическое давление на уровне создаваемого этой же головкой при номинальной подводимой электрической мощности на частотах 300-2000 Гц. Спад максимальной акустической мощности (не путать с АЧХ) при уменьшении частоты ниже резонансной (Fs – резонансная частота головки в объеме корпуса АС), почти линейный с наклоном 24 дБ на октаву. Максимальный уровень акустической мощности закрытой АС на частоте 30 Гц при Fs, равной 60 Гц – менее 1Вт для 100-ваттной головки, поэтому единственной приемлемой является конструкция с применением фазоинвертора. Внимание! Авторские права на книгу "Акустические системы. Учебное пособие" (Сальникова Е.Н., Стаценко Л.Г.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
