带低音反射的两分频扬声器。方案、说明

带低音反射的两路扬声器。无线电电子电气工程百科全书

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我之前从文献中了解到丹麦公司 Peerless 充满活力的领导者。此外，美国杂志《SPEAKER BUILDER》的版面还刊登了几款使用该公司音箱头的高端扬声器的介绍。在“Russian Hi-End 99”展览（在“Arkada”公司的展览中）上“现场”看到了样品后，我决定在新的双向扬声器中使用相同的样品。就我的目的而言，具有最佳性价比的最优选的是直径为 176 毫米的动态中低音驱动器和直径为 105 毫米的高音扬声器。技术文档指出了动态磁头的全名，包含有关其用途和设计特征的信息。我认为在这种情况下，对头部名称进行详尽的解码（括号中 - 商业文档中使用的命名法编号）很有用。

LF-MF 头 - 176 WR 33 102 SD AL 8 (850122)：

176 - 以毫米为单位的总直径；
WR - 带有橡胶扩散器悬架的“低音”头；
33——音圈直径，mm；
102——磁铁直径，mm；
SD——复合材料制成的三层扩散器；
AL - 存在一种特殊装置，可以限制扩散器振荡大幅度时的失真；
8 - 以欧姆为单位的标称电阻。

高频头 - 105 DT 26 72 SF FF 8 (812774)：

105 - 以毫米为单位的总直径；
DT——“圆顶”高频头；
26——音圈直径，mm；
72——磁铁直径，mm；
SF——浸渍织物天篷；
FF——磁系统间隙中存在磁流体；
8 - 以欧姆为单位的标称电阻。

这些头的最大长期功率分别为 100 和 70 W。

扬声器设计从低音中音动圈头的声学设计计算开始。为此，作者使用了在两个头部样本上测量的参数（见表1）。

表1

头部样本	1	2
谐振频率 F_s, 赫兹	50,4	49,2
第五卷_as, 相当于声学灵活性, l	16,2	17,1
总品质因数 Q_ts	0,414	0,402

考虑到滤波器线圈和引线的有源电阻（0,7欧姆），计算时采用品质因数Qts=0,44的值。根据计算机模拟的结果，选择工作容积为18升、调谐频率为42Hz的移相器作为声学设计。指定的调谐频率是使用一根长 11,5 厘米、内径 5 厘米的管子实现的，该管子用纸粘在壁厚约 5 毫米的地方。

外壳图如图所示。 1、本体采用18mm厚的家具胶合板制成。为了减少墙壁的振动，本体从内部粘贴有水玻璃隔振器。为了增加结构的刚性，箱体内有两个跳线，将内部容积分成三个隔室。上面两块填充了最蓬松的一块低密度合成防寒剂（每块面积1,4平方米）。下层隔室，即相位逆变器管所在的位置，从内部覆盖在水玻璃隔离层上，并覆盖有绒长为 2 毫米的人造毛皮。

带低音反射的两分频扬声器

上图。图2示出了声压的频率响应，其取自近场中的正弦信号并且表征了反相器的操作。虚线和灰色线分别显示头部和低音反射管的辐射的频率响应，实线显示扬声器的最终频率响应。磁头频率响应的下降使您可以评估由于反相器的作用而减少锥体振荡（和非线性失真）幅度的区域。扩压器冲程的明显限制出现在 30 至 45 Hz 的频率范围内。

带低音反射的两分频扬声器

考虑到相位关系，扬声器低频区的频率响应是动圈头辐射与倒相管相互作用的结果，计算出每个频率的矢量和：这些辐射。应该注意的是，所得的频率响应不能通过将下面两条曲线的纵坐标相加来获得。扬声器在40Hz频率相对于150Hz频率的频率响应为6,5dB，这对于有效容积为18升的扬声器来说似乎完全可以接受。

为所使用的动圈头开发分频滤波器非常方便，首先，由于低中频头的均匀频率响应高达 5 kHz，并且在范围边缘平滑衰减，其次，由于良好的高频头部共振的阻尼。高频头的谐振频率为 1170 Hz，允许您选择约 2500 Hz 的交叉频率。上图。图3显示了第一个版本的分频滤波器的电路。该滤波器包括一个用于补偿LF-MF磁头音圈电感的R1C2电路、一个使磁头与反冲对齐的分压器R2R3以及两个与磁头串联的一阶链路。

带低音反射的两分频扬声器

乍一看，异相包含磁头（这是二阶滤波器的特征）是不寻常的。从电气比率的角度来看，在分频滤波器中，这种磁头的包含应导致分频频率附近的频率响应下降。然而，在开发扬声器时，更重要的是要考虑与滤波器部分一起工作的磁头的辐射不均匀性对声压方面所产生的频率响应的影响。上图。图 4 显示了各个磁头的频率响应（细线）以及对正弦信号采取的最终扬声器频率响应。由两个头的辐射形成的频率响应的频率区间，我们称为联合辐射区域。

带低音反射的两分频扬声器

对于所考虑的情况，联合辐射区域实际上限制在 1 ... 3,6 kHz 内。交叉频率位于联合辐射区域内，其值可以有条件地取在原始频率响应的交点处，即大约2,5kHz的频率处。在交叉频率附近，频率响应的斜率接近每倍频程 12 dB，这对于二阶滤波器来说是典型的。米。图4清楚地示出了具有一阶电链路的滤波器与头一起在声学上表现为二阶滤波器。这解释了磁头的反相包含。

上图。图5示出了滤波器的第二版本的电路，其中三阶链路与RF头串联。

带低音反射的两分频扬声器

特点如图。图6所示的类似。 4，但第二个滤波器选项的频率响应被删除。它的目的是减少同辐射面积。根据之前开发的经验，我知道在大多数情况下，减小该区域可以改善立体声全景中声源的定位。事实证明，在本例中也是如此。此外，音调平衡也发生了变化——中频频谱的上部出现了一些强调。当然，我的评估是主观的，因此敢于重复这一发展的读者有机会根据自己的喜好选择过滤器选项。

带低音反射的两分频扬声器

最好通过与 VIFA 公司的动圈头（“Radio”，1999 年，第 2 期）上的其他扬声器进行比较来表征所开发扬声器的音质。最明显的区别在于低频声音的再现：Peerless头的低音强劲很多，但在声像细节的处理上却比VIFA头稍逊一筹。否则，很难优先选择其中一款扬声器，因为在我看来，VIFA 套装的声音更柔和、更舒适，而 Peerless 驱动器的声音则更加开放和动态。当然，这些差异使您可以根据听众的音乐喜好选择一个或另一个扬声器。

总结所做的工作，仍然需要给出所开发扬声器的主要参数的简短列表。

表2

频率范围 50 ... 15000 Hz 内声压的频率响应不均匀性，dB，仅此而已	±2
6 dB 不均匀度时的可重现频率范围，Hz	40 20000 ...
额定电阻，欧姆	8
尺寸，mm	220x500x226
重量kg	12

上图。图7显示了扬声器在三分之一倍频程噪声频带中的频率响应。此处还给出了阻抗模块的特性。

作者：S.Bat，莫斯科

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