新型吸音材料。方案、说明

新型吸音材料可以将扬声器内部的声压降低 50 倍（！）无线电电子电气工程百科全书

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声音再现的主要问题之一是声音质量，即声源的有效运作。在该技术中，一方面以高可靠性记录和再现音频范围的电信号的可能性与另一方面将电信号转换为声音信号的低质量之间积累了矛盾。随着电信号数字记录的出现，所有有关记录和回放质量的问题实际上已被消除，然而，由于低频和寄生谐波再现中出现的无法解决的问题，这些成果的显着使用是困难的，主要是由于扬声器音量的气动反应，尤其是廉价且小型的扬声器。

可以说，在再现低频时，即使在 100 升扬声器中，低频头的锥体也会因气动效应而承受高达 3:4 kg.s 的负载。这种气动力限制了扩散器振荡的范围，并且还导致扩散器本身和柱体积中的自发变形和大量共振。振荡范围的限制会导致低频幅频特性下降，并导致寄生谐振（再现信号的谐波失真）。

100升扬声器的幅频特性下降从60Hz左右开始，为了保证从30Hz开始的高品质声音，扬声器体积已经达到400升。

正如您所看到的，即使在非常昂贵的扬声器（高达 400 升）中，整个八度音阶的再现效果也不能令人满意 - 16:32 Hz，并且谐波失真比允许值高 20 倍。在平均成本列中，容量为 60:100 升，第二个八度音程的再现效果不理想 - 32:64 Hz，而第一个八度音程实际上不存在，谐波失真超过允许极限 50:100 倍。

解决这个问题的最后一个词是有源低音炮 - 一种单独的扬声器，旨在专门再现声谱的低频区域。此类低音炮的尺寸范围为 70:40 升，频率范围通常为 30:150 Hz，但“声音甜美”扬声器不超过 10:12 升。低音炮中低频的上升是由放大器内置的强制放大模式提供的，这不可避免地会增加谐波失真。为了将低音炮与一对标准扬声器相匹配，需要一个特殊的数字滤波器——所有这些加在一起的价格约为 500 美元。

正如您所看到的，借助箱体内部的吸音来改善小型扬声器的声学特性仍然很有吸引力。

所提出的用于形成吸声环境的新的原创技术解决方案可以显着简化情况。经实验获得在这样的环境下声压降低高达50倍。此外，与空气相比，吸声介质具有明显更高的粘度，这种质量与降低声压的能力相结合，对抑制箱体中的众多共振具有最有利的效果，即导致幅频特性的平滑（矫直）和谐波失真的减少。吸收介质的尺寸和形状以及声压的大小没有限制。

现代音响系统通常包含 3 个电声换能器：高频、中频和低频（低音扬声器）。前 2 个换能器不需要大音量即可实现高质量声音再现，因此它们在供货时已封装好，而低音扬声器需要大音量，因此其外壳是扬声器箱体。新技术解决方案将低音扬声器箱体的物理尺寸减小到低音扬声器本身的尺寸，并开启了在箱体中提供低音扬声器的可能性，然后对扬声器箱体的特殊要求就消失了。

例如，用 10 升阻尼介质封装 6 英寸低音扬声器可提供以下性能：

频率范围（不均匀度为 0,5 dB，衰减为 31,5 Hz-6 dB） - 31,5 ... 1250 Hz。
最大声压为 110 dB。
90 dB 时的谐波系数 - 0,5%

表 1. 限制和当前音频精度。
主要参数。	音频范围内电信号的数字记录和再现。	人的极限。	世界一流的电声换能器（输出扬声器）MONOLITH-111X	国产音箱35-AC（专为音乐爱好者而跑）	国产顶级音箱3 SL-113
频率再现频带，Hz。	10-20000	16-22000	28-24000	50-20000	63-25000
频率响应不均匀度，dB。	0.5	0.5	⁺/_-2	⁺/_-5	⁺/_-3
非线性失真（清晰因子），%。	0.005	0.05	1	12	2
动态范围，分贝。	90	120	120	100	110
首选响度（动态范围），dB。	-	业余爱好者80。专业人士 90	-	-	-
体积，升。	-	-	380	70	125
成本，美元。	500	-	7000 一对夫妇	300 一对夫妇	500 一对夫妇

新型吸音材料可将扬声器内部产生的声压降低 50 倍 (!)
图。 1

新型吸音材料可将扬声器内部产生的声压降低 50 倍 (!)
图。 2

与现代低音炮相比，即使采用封闭式声学设计，借助所提出的解决方案，低频再现也深了半个八度，锥体所承受的气动负载不超过自由空间，介质是粘性的，正如扬声器系统自谐振消失所证明的那样——所有这些都确保了极低的谐波失真。如果我们考虑到新技术解决方案提供了更小的尺寸，不需要放大器和昂贵的数字滤波器，并且价格低了几倍，那么您会不由自主地开始与那些相信现代低音炮的人站在一起是一种“让步”：“一种绝望的姿态，是由于认识到用古典扬声器实现最深低音的严重局限性而产生的。” 真正解决重低音问题的方法是俄罗斯专利号2107949的发明“高品质声音再现装置”。

作者：理学博士 I. Vozhenin；出版：compnet.ru/nika

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