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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Akustisches Design von Breitbandköpfen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Lautsprecher Das akustische Design dynamischer Köpfe besteht aus einer Box oder einem Schirm, der dazu dient, die Amplituden-Frequenz-Eigenschaften der Köpfe in den niedrigeren Frequenzen des Audiobereichs auszugleichen. Dynamische Köpfe ohne akustisches Design funktionieren bei niedrigen Frequenzen schlecht. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Vorder- und Rückseite des Kopfkegels Schallschwingungen mit gleicher Amplitude, aber entgegengesetzter Phase anregen. Bei niedrigeren Frequenzen, wo die Abstrahlung omnidirektional ist, addieren sich gegenphasige Schwingungen und kompensieren sich gegenseitig, wodurch die Schallleistung des Kopfes stark abfällt. Um die gegenseitige Beeinflussung von durch die vorderen Rückflächen des Diffusors angeregten Schwingungen zu eliminieren, kann der dynamische Kopf im einfachsten Fall in der Mitte einer quadratischen Blende aus dickem Sperrholz oder Spanplatte mit den Abmessungen LxL in Metern mit L = 0,06 platziert werden / Fmin. Hier ist Fmin die minimale Frequenz des wiedergegebenen Signals, kHz. Beispielsweise bestimmt diese Formel bei einer minimalen Signalfrequenz von 50 Hz die Seite des Quadrats von 1,2 m. Offensichtlich ist es unbequem, einen Breitbandkopf in einem so sperrigen akustischen Design zu verwenden. Daher sind Schallwände in Amateurdesigns selten. Stattdessen sind verschiedene facettenreiche Boxen weit verbreitet. Boxen mit und ohne Rückwand. Es ist zu beachten, dass das Design des akustischen Designs dynamischer Köpfe komplexe Berechnungen und genaue Informationen über die Eigenschaften des Kopfes erfordert. Die Betrachtung dieser Fragen würde den Rahmen dieses Buches sprengen. Im Folgenden betrachten wir Beispiele dafür, wie ausländische Funkamateure das akustische Design von Breitbandköpfen durchführen. Ultraflacher Bassreflex Phasenwender sind Kästen aus dickem Sperrholz oder einem anderen ähnlichen Holzmaterial (Kiefernbretter, Spanplatten), in denen sich zwei Löcher befinden. Einer dient der Installation eines dynamischen Kopfes, der andere dient der akustischen Kommunikation zwischen dem Innenvolumen der Box und der Außenumgebung. Wenn bestimmte Verhältnisse zwischen den Abmessungen des Kopfdiffusors, des zweiten Lochs und des Kastens selbst unter Berücksichtigung der Frequenzeigenschaften des Kopfs ausgewählt werden, ist es möglich sicherzustellen, dass bei niedrigeren Frequenzen die Schwingungen durch die hintere Oberfläche des Kopfdiffusors angeregt werden am Ausgang des zweiten Lochs des Phaseninverters wird in Phase mit den Schwingungen sein, die durch den Vorderflächendiffusor angeregt werden. Diese bemerkenswerte Eigenschaft eines Phasenwenders wird seit langem in Amateur- und professionellen Installationen eingesetzt. Der Phaseninverter hat einen Nachteil - die Sperrigkeit der Box, die in der Form einem Würfel nahe kommt. In dieser Hinsicht verdient das Design eines ultraflachen Phaseninverters Aufmerksamkeit. Die Konstruktionszeichnung ist in Abb. 1 dargestellt.
Wie aus der Beschreibung des Originals hervorgeht, ist das Gehäuse der Phasenwenderbox aus trockenen Kiefernbrettern oder Spanplatten mit einer Dicke von etwa 20 mm zusammengesetzt. Gesamtabmessungen des Gehäuses 150 x 1580 x 630 mm. Das Gehäuse ist so konzipiert, dass ein dynamischer Breitbandkopf installiert werden kann, ähnlich dem Haushaltskopf des Typs 4GD-35 oder 4GD-36. Das Loch für den Phaseninverter hat Abmessungen von 50 x 125 mm und befindet sich unter dem Kopfloch. Die Diffusorhalterung des Kopfes ist außen bündig fixiert, was Verluste bei allen Frequenzen reduziert. Um unerwünschte Schwingungen der Vorder- und Rückfläche des Gehäuses zu eliminieren, gibt es fünf Abstandshalter, die in der Zeichnung in Fig. 1 durch gestrichelte Duschen angedeutet sind, die die Vorder- und Rückwand verbinden. Abstandshalter mit den Maßen 20 x 109 x 200 mm sind aus dem gleichen Material wie der Kastenkörper. Verbinden Sie die Karosserieteile mit Schrauben und Nitrokleber. Die äußere Veredelung des Gehäuses reduziert sich darauf, die Frontplatte mit Radiostoff, am besten lose, zu bespannen und die Wände mit einer Dekorfolie zu bekleben oder zu furnieren. Der Phasenwender passt gut in das Interieur eines modernen Raums und kann direkt an der Wand platziert werden. Für ein Stereo-Setup werden zwei Lautsprecher benötigt. Bei der Wiederholung des Designs sollten die Abmessungen der Befestigungslöcher für einen bestimmten Typ von dynamischem Kopf geklärt werden. Darüber hinaus ist es möglich, Köpfe wie 4GD-4, 4GD-7, 4GD-28 zu verwenden. Lautsprecher - Orgelpfeife Hohe Anforderungen an die Qualität der akustischen Installation einerseits und die begrenzte Fläche des Wohnzimmers, in der Lautsprecher platziert werden können, andererseits zwingen Designer, nach Lösungen zu suchen, die diesen Anforderungen entsprechen, oder einen akzeptablen Kompromiss finden. Von besonderem Interesse ist in diesem Zusammenhang der Aufbau eines Einweglautsprechers mit zwei in Reihe geschalteten breitbandigen dynamischen Köpfen. Der Lautsprecher ist in der amerikanischen Amateurfunkliteratur beschrieben. Skizzen der Frontplatte und des Querschnitts sind in Abb. 2 dargestellt.
Der beschriebene Lautsprecher hat ein Gehäuse in Form einer Säule mit einem Querschnitt von 200 x 200 mm, einer Höhe von 800 mm und zwei Schlitzen an der Basis, die zwischen dem Boden und den um 26 mm verkürzten Seitenwänden gebildet sind, wie in Abb. 2 dargestellt . An der Oberseite des Gehäuses befinden sich zwei Löcher zur Installation dynamischer Köpfe an der Vorder- und Rückwand des Gehäuses. Die Abmessungen des Ausschnitts und die Eigenschaften der Köpfe ermöglichen die Verwendung inländischer dynamischer Köpfe vom Typ ZGD-38 in dieser Konstruktion. Die Wände des Gehäuses bestehen aus Sperrholz oder Spanplatten mit einer Dicke von ca. 15 mm. Die längliche Form des Lautsprecherkörpers und die geringe Bodenfläche, die er einnimmt, ermöglichen den Einsatz solcher Lautsprecher in Stereo- und Quadrophonie-Installationen. Darüber hinaus zeichnet sich der Lautsprecher der beschriebenen Bauart durch einen verbesserten Tieffrequenzgang und ein erweitertes Strahlungsmuster in der horizontalen Ebene aus. Der erste Vorteil ist auf das Phänomen der stehenden Wellen zurückzuführen, das im Inneren des Lautsprechergehäuses beobachtet wird, das sich wie eine auf eine Frequenz von etwa 100 Hz abgestimmte Orgelpfeife verhält. Bei dieser Frequenz passt ein Viertel der Welle entlang des Lautsprechergehäuses, was zum Anheben der tieferen Frequenzen beiträgt. Bei einer doppelt so hohen Frequenz von 200 Hz hingegen passt genau die halbe Wellenlänge auf die Länge des Körpers. Gleichzeitig wird eine Unterdrückung der Strahlung aus dem unteren Teil des Körpers beobachtet, wodurch das unangenehme Murmeln beseitigt wird, das für akustische Installationen mit großen linearen Abmessungen charakteristisch ist. Der zweite Vorteil ist mit der Verwendung von zwei Köpfen verbunden, die in entgegengesetzte Richtungen strahlen. Indem Sie die Abstrahlrichtung der Lautsprecher durch Drehen um die Längsachse ändern, erreichen Sie die beste Klangwiedergabe in einem bestimmten Raum. In diesem Fall sollte man nicht bedauern, dass die Hälfte der abgestrahlten Leistung in die entgegengesetzte Richtung relativ zum Hörer gerichtet ist. Bässe und mittlere Frequenzen, die von Wänden und Möbeln reflektiert werden, erzeugen eine wiederholte Wiederemission von Schall, als würden die kleinen Dimensionen der Schallquellen selbst verwischt und der Eindruck von räumlichem Klang erzeugt. Lautsprecher - Gruppenstrahler Ein Gruppenstrahler ist ein Satz von dynamischen Köpfen desselben Typs, die in derselben Ebene in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet und in Phase, in Reihe oder parallel oder in Reihe-Parallel miteinander verbunden sind. Um eine gute Leistung eines Gruppenstrahler-Lautsprechers sicherzustellen, ist es notwendig, dass alle Köpfe vom gleichen Typ sind und dass jedem Kopf die gleiche Leistung zugeführt wird. Die Nichteinhaltung dieser Anforderungen oder eine Verletzung des Gleichtaktbetriebs der Köpfe verringert die Effizienz des Gruppenstrahlers. Die weite Verbreitung dieser Art von Lautsprechern im Ausland hat mehrere Gründe. Das erste ist, dass es mit Hilfe mehrerer Köpfe mit geringer Leistung möglich ist, einen Lautsprecher mit hoher Leistung zu schaffen. So wurden in einer schwedischen Amateurfunkzeitschrift Beschreibungen von Amateurlautsprechern veröffentlicht, die bis zu 6-8 Breitbandköpfe des gleichen Typs mit jeweils 20 W enthielten. Solche Lautsprecher können mit Verstärkern mit einer Ausgangsleistung von bis zu 100-200 Watt arbeiten. Ein weiterer Grund für die Verbreitung von Gruppenstrahlern ist ihre inhärente Verbesserung der Renditen bei mittleren und insbesondere den niedrigsten Frequenzen. Diese Verbesserung ist auf eine Vergrößerung der Öffnungsfläche der Diffusoren proportional zur Anzahl der Köpfe zurückzuführen. Bei den niedrigsten Frequenzen beträgt diese Erhöhung 6 dB für vier Köpfe, 8 dB für sechs und 9 dB für acht. Dadurch wird die Bandbreite effektiv reproduzierbarer Frequenzen um etwa eine Terz oder eine halbe Oktave im Vergleich zur Bandbreite eines Einzelkopfes in gleicher Bauform in den Bereich niedrigerer Frequenzen erweitert. Der dritte Grund ist, dass die Tiefe des Gehäuses eines solchen Lautsprechers 1,5- bis 2-mal geringer sein kann als die eines Lautsprechers mit einem einzelnen Kopf, d. h. der Gruppenstrahler kann ziemlich flach sein und in der Nähe des Bodens platziert werden Wand oder sogar an der Wand aufgehängt. Lassen Sie uns auf zwei Varianten des Designs eines Lautsprechers vom Typ Gruppenstrahler eingehen, der vier dynamische Köpfe von jeweils 6 W enthält. Bei diesen Lautsprechern ist es am bequemsten, Tieftonköpfe des Typs 6GD-2 zu verwenden. Bei einer Verringerung der Lochdurchmesser können Köpfe vom Typ 4GD-4 oder 4GD-7, 4GD-av verwendet werden. 4GD-35, 4GD-36. Den ersten und letzten beiden Köpfen sollte der Vorzug gegeben werden.
Der Aufbau der Gehäuse beider Varianten ist in Abb. dargestellt. 3,a,b. Die Gehäuse bestehen aus 20 mm starken Spanplatten. Die Teile werden mit Schrauben und Kleber zusammengefügt. Der Unterschied zwischen den Optionen liegt in der Form der Vorderwand: in Abb. 3, und es ist flach, in Abb. 3,6 - in der Mitte leicht gefaltet. Beide Konstruktionen weisen im Tieftonbereich annähernd die gleichen Eigenschaften auf. Die Ergebnisse der vom Autor durchgeführten Berechnungen sind in Abb. 4 dargestellt, aus der ersichtlich ist, dass die Leistung der Köpfe mit zunehmender Entfernung spürbar zunimmt Ab einer Signalfrequenz unter 260 Hz wird ein Abstand zwischen den Mittelpunkten ihrer Diffusoren von 600 mm beobachtet.
Der Hauptvorteil eines Lautsprechers mit gebrochener Frontplatte (Abb. 3b) ist eine etwas bessere Abstrahlgleichmäßigkeit bei mittleren und hohen Frequenzen in beiden Ebenen. Bei einem Lautsprecher mit flacher Frontplatte (Abb. 3a) hingegen verengt sich die Abstrahlcharakteristik bei diesen Frequenzen. In letzter Zeit sind Gruppenstrahler weit verbreitet, sie werden oft als Niederfrequenzstrahler für Systeme mit mehreren Signalfrequenz-Trennbändern verwendet. Solche Systeme, die für eine Eingangsleistung von bis zu 50–100 W oder mehr ausgelegt sind, werden häufig für Klangbühnen, Tanzsäle und Diskotheken verwendet. Literatur:
Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru
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