带迷宫的双向扬声器。方案、说明

带迷宫的两路扬声器。无线电电子电气工程百科全书

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文章提出了一种采用进口 Tonsil 和 SEAS 头的扬声器设计。声学设计 - 一个封闭的盒子，带有迷宫，填充聚酯纤维。

几十年来，扬声器设计的主要问题是如何在不使用超大扬声器和不使用非常昂贵的驱动器的情况下获得良好的低音再现？良好的再现意味着低截止频率、高返回和没有“咕噜声”，即主谐振的低品质因数。这篇文章概述了解决这个问题的一种变体，尽管没有发明任何根本性的新东西，只是以一种新的方式放置重音。 Aldoshina I. A. 和 Voishvillo A. G. 所著的《高质量声学系统和发射器》（M.：无线电和通信，1985 年）一书中描述了所使用的技术解决方案。

这里提到的扬声器主谐振所需的低品质因数立即排除了诸如反相器和声学谐振器的其他选项等类型的声学设计。我们不会考虑喇叭和传输线等类型的设计，因为它们的可预测性差、计算复杂且尺寸相当大。还有一个简单的解决方案——封闭的盒子。一般认为，封闭箱体的主要低频谐振的最佳品质因数为0,707，尽管有些地方提出意见认为，为了高质量的声音再现，品质因数不应超过0,5。事实上，从物理过程可知，品质因数小于 0,5 的 RLC 链路的传输特性会变得非周期性。

上图。图 1 显示了封闭箱设计中活塞驱动驱动器的理论声压与频率的关系。

带迷宫的 XNUMX 路扬声器

频率响应曲线 1 对应的品质因数等于 0,5；曲线2 - 0,707；曲线 3 - 1. 扬声器的频率响应（曲线 1）可以在放大器中使用简单的一阶 RC 电路进行校正，例如，如图 2 所示。 1：曲线 0,5 - 品质因数为 2 时的扬声器特性，曲线 3 - 放大器中校正链路的频率响应，曲线 XNUMX - 声压产生的频率响应。

带迷宫的 XNUMX 路扬声器

从图中可以看出，这样不仅可以拉直频率响应，还可以降低截止频率。例如，与图 2 中的曲线 1 相比， 1 截止频率降低了近 2/2 倍频程。相频特性也向左移动。相反，图3和图1中的特性XNUMX和XNUMX。如果不使用谐振电路，则无法改善图XNUMX所示的情况。

显然，所提出的路径并不总是可以接受的，因为这些扬声器只能与特定的放大器一起使用，但实践已经表明这种方法在再现低音音域音乐信号方面具有不可否认的优势。

通常，专为封闭声学设计而设计的低频头具有较高的品质因数 (Qts> 0,5)。要获得扬声器主谐振品质因数不大于0,5，这样的头几乎不适用；在这种情况下，适合使用 Qts = 0,3 ... 0,37 的头，这些头通常是为反相器设计的。声学设计也应该不那么普通——它应该很好地抑制主要的低频共振和高频共振。

“低Q”封闭盒的实际实现如图3所示。 10、在矩形箱体内部设置隔板，使内部容积成为横截面呈指数递减的折叠迷宫通道。此外，挡板还可以减少墙壁的振动。整个内部空间充满了密度为 11 ... 3 g/dm6 的合成防冻剂。放大器中的校正深度应不超过 10 ... XNUMX dB。

带迷宫的 XNUMX 路扬声器

现在介绍一下分频滤波器（交叉）和扬声器中频段数量的选择。现代动感头完全可以让您同时使用两个乐队。带有基于高弹性模量纤维的复合扩散器的 LF-MF 头具有平滑的频率响应，频率高达 2.5...3 kHz。好的高频头可以从 1 ... 1,5 kHz 的频率开始工作。因此，2kHz的交叉频率是相当适用的。有时，有些扬声器的交叉频率介于 MF 和 HF 之间，甚至为 1 kHz（例如，在 AC“Chario Constellation Pegasus”中）。毕竟，交叉频率越低，垂直平面内的辐射方向图就越好。

现代文献中，例如前面提到的书中，对分频滤波器的设计进行了非常详细的描述。只有很少有人注意到滤波器只有在加载有源且与频率无关的负载时才能正常工作的说法。因此，绝对有必要将补偿电路与磁头并联，其计算可以在同一文献中找到。对于分频频率约为2kHz的两路扬声器来说，高音扬声器需要完整的补偿电路，低音扬声器需要仅补偿高频时线圈的电感的电路。

带迷宫的 XNUMX 路扬声器

举个例子，如图所示。图4显示了用于扬声器的带有补偿电路的分频滤波器的图，其图如图3所示。它还显示了所应用的头的类型和特征。

LF-MF 头 - 扁桃体 GTS-20/60 基于 Nomex 的四层扩散器：

直流电阻 - 6,6 欧姆；
电压为 2,83 V - 91 dB / m 时的灵敏度水平；
共振频率 - 40 Hz；
总品质因数 - 0,33；
电气品质因数 - 0,38；
机械品质因数 - 2,5;
等效体积 - 26 dm3；
扩散器支架直径 - 207 mm；
重量 - 1,8 公斤。

射频头 - SEAS H831：

推荐频率范围 - 2000...25000 Hz；
标称阻抗 - 6 欧姆；
电压为 2,45 V - 92 dB / m 时的灵敏度水平；
直流电阻——4,80m；
共振频率 - 1050 Hz；
扩散器直径 - 27 毫米。

尽管应用了三阶滤波器，但磁头仍同相打开；考虑到磁头的实际频率响应，各频段辐射的频率特性对应于四五阶。

结果，获得了扬声器的以下特性：

主要低频谐振的电气品质因数，考虑到放大器的输出电阻 2,4 Ohm - 0,7 ... 0,74；
机械品质因数 - 1,3 ... 1,5;
总品质因数 - 0,45 ... 0,5；
共振频率 - 50...52 Hz；
电压为 2,83 V - 90 dB/m 时的灵敏度水平。

考虑到放大器中安装的校正电路，较低的可再现频率为 32 ... 35 Hz（频率响应下降 - 4,5 dB，相移 - 90°）。在一个15平方米的房间里，安装两个这样的扬声器的扬声器系统，可以清楚地听到频率从2Hz开始的音调信号，并且低音音域的声音不会“过度延伸”。这些扬声器的阻抗模块的频率响应比较稳定，除了主要的低频谐振外，与25欧姆的电阻偏差不超过±8%。

作者：A.Ivanov，伊万诺夫

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