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无线电电子与电气工程百科全书 多频段扬声器的声学设计。 无线电电子电气工程百科全书
在外国无线电爱好者中最普遍的是二分频和三分频声学系统。 通常，为了进一步改善低频回波，扬声器外壳配备了一个反相器。 我使用其他技术来提高具有两个和三个信号频率分离频带的扬声器的性能。 带槽式逆变器的两分频扬声器。 通常，逆变器孔为矩形，位于低频头孔的略下方。 由于反相器仅在几乎没有辐射方向性的低频处改善声音，因此孔的位置及其形状对于反相器的正常工作并不重要。 最主要的是它的面积应该等于扩散器面积的一半左右。 鉴于上述情况，提出了一种具有位于后壁的反相器槽的双向扬声器的原始设计。 该扬声器的设计可以从图 1 所示的草图中理解。
扬声器的第一个设计特点是一个 26 毫米宽和 860 毫米长的槽孔，即后壁的整个长度。 第二个特点是表壳的棱柱形：前面板宽度为610mm，后面板宽度为190mm。 上下墙为 285x650 毫米大小的矩形，带有两个截角。 这样做是为了方便将扬声器放在房间角落的地板上。 这同时实现了两个目标。 首先，将扬声器放置在房间内不会干扰的地方。 其次，由于来自两个侧壁和房间地板的信号的反射，产生了额外的几分贝的低频提升。 扬声器外壳由厚约 20 毫米的胶合板或刨花板制成。 带装饰织物的侧撑板条，横截面为 90x50 毫米 - 由松木制成。 侧壁与上下墙的连接处用横截面为 40x40 毫米的矩形板加固，也很快制成。 为了消除中高频信号反射的影响，在外壳内放置了一层厚度至少为 50 毫米的天然棉或矿棉绗缝层。 这种涂层必须覆盖在外壳的整个内表面上。 重复设计时，可以使用6GD-12型低频头和3GD-31型高频头，调整前面板上的孔的大小，考虑到电路的尺寸。国内头的扩散器。 通过这种头组合，扬声器能够有效地再现 40 Hz 至 16 kHz 频段的信号。 宽带信号的输入功率可达6-8瓦。 分频滤波器的分频频率应约为 3 kHz。 图上。 图2a为分频滤波器与电阻为8欧姆的低频头和电阻为6,5欧姆的高频头联合工作的示意图。 在这种情况下，需要电阻 R1 来均衡高频和低频滤波器输出的负载电阻。 如果使用国产8欧高频头，必须排除电阻R1。
在线圈的制造中，可以使用具有图 41,6 所示尺寸的纸板框架。 1。 在这种情况下，L100 线圈应包含 2 匝，L120 - 3 匝 PEV-0,9 线，直径为 1,1-1 mm。 电容 C2 和 C160 所需的电容可以通过并联几个容量为 1,0、0,5 和 0,1 μF 的 XNUMX V MBM 类型的电容来获得。 带反向指数喇叭的扬声器 目前，在业余爱好者和专业人士中，所谓的小型扬声器系统，简称MAC，非常流行。 它们体积小、易于使用、具有可重现频率的宽带宽，正变得越来越普遍。 诚然，它们有许多缺点。 最显着的是整个频带内的相对较低的回波。 对于此类扬声器的正常操作，需要大约 10 W 或更大的输入功率，而对于传统类型的扬声器，则需要 2-3 倍以下。 现代低频放大器功率的增加在一定程度上弥补了这一缺点。 MAC 扬声器还有另一个缺点，因为音盆会产生特定的非线性失真。 事实上，这种扬声器使用带有非常轻的扩散器悬挂的特殊低频头。 因此，磁头的自然共振频率非常低，达到 10-16 Hz。 当磁头安装在密封良好的外壳中时，其谐振频率增加2-3倍，达到高质量声音再现所需的值，等于20-45赫兹。 由于包含在扬声器外壳内部容积中的空气的弹性，这种头的扩散器会发生阻尼。 在这种情况下，扩散器就像压缩机活塞一样工作，交替压缩和膨胀外壳内的空气。 出于这个原因，轻微悬挂的低音扬声器被称为压缩或空气悬浮锥形驱动器。 低频 MAC 驱动器产生额外非线性失真的原因是这些磁头锥体的前后表面具有不同的声阻抗。 前表面与开放空间接触，后表面与密封扬声器外壳中的空气接触。 显然，为了消除低频头的附加特定非线性失真，有必要使扩散器的两个表面的声阻抗相等或至少结合在一起。 在其中一本杂志上，发表了一种两分频小型扬声器的简要说明，其中这种类型的谐波失真得到了显着衰减。 该扬声器的外部尺寸为 196x236x300 mm，重量为 4,9 kg，在 60 Hz 至 16 kHz 的频带内以 10 W 的标称输入功率提供有效的声音再现。 改进的本质是使用反向指数号筒作为低频驱动器的附加声学负载。 号角制作在扬声器前面板的主体上，厚度为20mm，如图3，a所示。 从正面看前面板的视图如图 3b 所示。 音箱的内表面衬有一层约50毫米厚的羊毛，磁头的磁系统由插入后壁和磁系统之间的木制支架额外压住。 扬声器外壳用硝基胶密封，用于从内部涂抹所有接头和连接。 正面的前面板覆盖有薄薄的收音机织物，机身本身贴有仿膜或贴面珍贵木材。
重复设计时，可以使用 6GD-5 型的压缩低频头和 ZGD-31 型的高频头。 在本设计中，建议使用交叉频率约为 3 kHz 的交叉滤波器。 诚然，3GD-31 型的磁头比设计作者使用的高频磁头要大一些。 这将需要对前面板进行一些返工。 但是，如果您使用 2GD-36 型的高频头，您可以不做任何改动。 使用 2GD-36 型磁头可以将有效再现频率的频带扩展到 18-20 kHz。 诚然，这里有一个特点。 这种类型的磁头的一些样本具有相对较高的低频再现频率 - 约 6-3 kHz。 因此，可能需要将分频频率从 6 kHz 更改为 1 kHz。 为此，根据图 2 的方案将滤波器的线圈 L2 和 L70 的匝数分别减少到 90 和 1 就足够了，同时电容器 C2 和 CXNUMX 的电容减少了一半 具有扩展极性模式的扬声器 观察表明，其中扩散器开口位于一个通常是正面的平面中的宽带和多频带扬声器由于辐射图的狭窄而具有一个缺点。 水平面的方向尤其明显。 因此，立体声效果的表现区域变窄，信号的较高频率的再现被削弱。 为了克服这个缺点，使用了各种方法，包括以某种方式相对于主扬声器放置额外的扬声器，将中高频头分开，减少立体声系统的低频信号一个单声道信号等。业余无线电实践表明，扬声器数量的增加会使生活空间变得混乱，导致连接导体的数量增加。 因此，更方便的是制造这样的扬声器，该扬声器在水平面上具有宽辐射模式并且不会占用太多空间。 图上。 图 4a 为扬声器外壳的示意图，图 4a 为扬声器外壳的示意图。 图1b是其分离过滤器的示意图。 从图中可以看出，扬声器有一对并联的低频和高频头。 高频头通过最简单的分频滤波器连接，由电容 C1 和电阻 R2 和 RXNUMX 组成。
根据设计说明，低频头的额定功率为 15 W，高频头的额定功率为 10 W。 因此，该扬声器可用于使用高达 30 瓦的 ULF。 由于大约 6 kHz 的相对较高的交叉频率，高频头实际上对功率没有影响。 扬声器的主要优点是在高达 270 kHz 的频率下具有 12° 的宽水平辐射方向图。 就这样实现了，如图所示。 如图4、a所示，通过在相互垂直的平面上放置成对的高频头和低频头，并且这种四个头的布置不会增加扬声器外壳的横截面。 滤波器的一个特点（图 4，b）是存在一个附加电阻器 R1，由触点 B1 闭合。 在开路触点的情况下，扬声器的幅频特性在整个可重现频带（从 60 Hz 到 18 kHz）内是一致的。 当触点闭合时，更高频率（从 7 到 18 kHz）的输出额外增加约 3 dB。 当房间里有很多柔软的物体时，可能需要进行这种校正：窗帘、窗帘和其他强烈吸收高频声音振动能量的材料。 考虑到房间的声学效果，扬声器头在扬声器中的特殊放置为在立体声安装中协调扬声器的放置和相互位置开辟了新的可能性。 图 5 显示了如何通过水平转动扬声器来实现这一点。 因此，如果房间中等大小，并且墙壁没有悬垂，那么我们可以建议将扬声器放置在图 5，a 中所示的位置。 在这种情况下，可以将扬声器外壳推到靠近侧壁的位置。 在具有柔软（悬垂）墙壁的同一房间内，建议将扬声器放置在距离侧壁不小于 0,7 m 的位置（图 5，b）。
如果房间狭窄，那么您可以将扬声器的主要辐射指向侧壁。 由于墙壁的再反射和再发射，可以获得扩展立体底座的效果（图5，c，d）。 在一个大房间里，当扬声器彼此相距较远时，可能会产生它们会聚的效果，为此需要将扬声器的主辐射指向彼此（图5，e， F）。 重复设计时，建议为每个扬声器实例使用两个 4GD-4 或 4GD-35 类型的头用于低频路径，两个头用于高频路径。 在这种情况下，提供给扬声器的标称信号功率可以达到8瓦。 使用铭牌功率为 4 W 的 36GD-8 型磁头时，允许短时过载高达 16 W。 当然，面板中切口的直径必须与家用头的扩散器支架的尺寸相协调。 应该注意的是，近年来出现了大量的业余和专业扬声器，宽带和多频段，其中或多或少部分的辐射指向房间的墙壁。 在所讨论的扬声器中，平均而言，大约一半的输入功率分配给侧面辐射。 无线电爱好者的设计是众所周知的，在九个相同类型的宽带头中，只有一个……向前方辐射。 其余八个的主要辐射指向后方，朝向房间的墙壁，即，只有 10% 的扬声器提供的功率用于向听众的辐射。 诚然，剩余 90% 的辐射功率不会消失得无影无踪。 从墙壁和地板反射到侧面和背面的辐射以散射反射信号的形式部分到达听众，对其的感知会产生身处宽敞音乐厅的错觉。 通过改变这种扬声器相对于墙壁和地板的位置，以某种方式在相对于听众的水平面内转动它们，可以在给定房间内实现电声设备的最佳发声。 三分频扬声器 之前关于三分频扬声器已经说了很多。 图 6 显示了一个三分频扬声器的设计草图。 扬声器外壳由厚约 20 毫米的刨花板制成。 船体底部不见了。 在地板和侧壁之间留下了大约 25 毫米高和 200 毫米长的间隙。 其目的是在再现信号的较低频率处产生额外的同相辐射。
不寻常的是头部的位置。 所以，中频头安装在顶墙上。 低频和高频磁头放置在倾斜的面板上。 两个面板（顶部面板和倾斜面板）都沿图 6 中虚线所示的轮廓覆盖有织物，营造出扬声器箱体的经典矩形形状的错觉。 头部的这种布置允许使用现代家庭相对较低的天花板的良好反射和散射特性，以获得空间声源而不是点声源。 重复设计时，可以使用一个4GD-43型低频头、一个4GD-8E型中频头和一个ZGD-31型高频头。 在这种情况下，抽屉的顶板和斜板应相应改变。 为了校正高频头的电阻，可以在其输出端并联一个 10-12 欧姆的恒定电阻。 综上所述，提供给扬声器的标称功率可以是5瓦。 文学:
出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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