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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Selbstmontage des Akustiksystems. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Lautsprecher Hier beschreiben wir, wie Sie mit Ihren eigenen Händen ein Lautsprechersystem erstellen. Einführung In letzter Zeit wurden viele Fragen zu Lautsprechern und Subwoofern gestellt. Die überwiegende Mehrheit der Antworten findet sich auf den ersten drei Seiten jedes von Profis verfassten Buches. Das Material richtet sich in erster Linie an Anfänger, Faule ;) und ländliche Heimwerker, erstellt auf der Grundlage von Büchern von I.A. Aldoshchina, V.K. Ioffe, teilweise Ephrussi, Zeitschriftenveröffentlichungen in Wireless World, AM und (ein wenig) persönlicher Erfahrung. Informationen aus dem Internet und FIDOnet wurden NICHT verwendet. Das Material erhebt in keiner Weise den Anspruch, das Problem vollständig abzudecken, sondern ist ein Versuch, die Grundlagen der Akustik an den Fingern zu erklären. Am häufigsten klingt die Frage etwa so: „Ich habe einen Lautsprecher gefunden, was soll ich damit machen?“ oder „Genosse, sagt man, dass es solche Subwoofer gibt?“ Hier betrachten wir nur eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen: Erstellen Sie unter Verwendung des vorhandenen Lautsprechers eine Box mit möglichst optimalen Tieftonparametern. Diese Option unterscheidet sich stark von der Aufgabe des Fabrikdesigners – die niedrigere Frequenz des Systems auf den gemäß den Spezifikationen erforderlichen Wert zu bringen. Q & A Q: Bei der Gelegenheit fand ich einen großen Lautsprecher ohne Erkennungszeichen. Wie findet man heraus, ob man daraus einen Subwoofer machen kann? A: Sie müssen seine T/S-Parameter messen. Entscheiden Sie anhand dieser Daten über die Art des HF-Designs. Q: Was sind T/S-Parameter? A: Der von Till und Small vorgeschlagene Mindestparametersatz zur Berechnung des HF-Designs: Q: Wie misst man T/S-Parameter? A: Dazu müssen Sie eine Schaltung aus einem Generator (Sie können eine Computer-Soundkarte verwenden), einem Voltmeter, einem Widerstand und einem zu untersuchenden Lautsprecher zusammenbauen. Der Lautsprecher ist mit einer Ausgangsspannung von mehreren Volt über einen Widerstand mit einem Widerstandswert von etwa 1 kOhm mit dem Generatorausgang verbunden. 1. Wir entfernen V (F) = Frequenzgang des Lautsprecherwiderstands im Resonanzbereich. Der Lautsprecher muss sich während dieser Messung im freien Raum (fern von reflektierenden Oberflächen) befinden. Wir ermitteln den Widerstand des Lautsprechers bei Gleichstrom (das wird sich als nützlich erweisen), wir zeichnen die Resonanzfrequenz in der Luft Fs auf (dies ist die Frequenz, bei der die Voltmeterwerte maximal sind :), die Voltmeterwerte Uo bei der minimalen Frequenz (also zum Beispiel 10 Hz) und Um bei der Resonanzfrequenz Fs.
Wir finden Vas=Vc*((Fc/Fs)^2-1). Diese Technik wurde 4 in Audio Store #99 geschrieben. Es gibt andere, wenn die mechanischen Parameter des Kopfes, Masse, Flexibilität usw. gemessen werden. Q: Ich habe jetzt Lautsprechereinstellungen, was soll ich damit machen? A: Beim Design jedes Lautsprechers wird auf eine bestimmte Art von akustischem Design geschärft. Um herauszufinden, was genau, schauen wir uns den Qualitätsfaktor an. Richtiger wäre es, die Köpfe nicht nach dem Qualitätsfaktor zu sortieren, sondern nach dem Wert von Fs/Qts. Ich werde aus dem Gedächtnis zitieren, Widerwillen, die Formeln zu berechnen. Elastizität, Fleischigkeit, Trockenheit und andere ähnliche Eigenschaften des von einem Basslautsprecher abgegebenen Klangs werden weitgehend durch das Einschwingverhalten des aus dem Lautsprecher, dem Niederfrequenzdesign und der Umgebung gebildeten Systems bestimmt. Damit dieses System keine Spitze in der Impulsantwort hat, muss sein Gütefaktor kleiner als 0,7 für Systeme mit Abstrahlung von einer Seite des Lautsprechers (geschlossen und Phasenwender) und 1,93 für Zwei-Wege-Systeme (Schirm und offen) sein kastenförmiges Design) Q: Wo kann ich über offenes Design lesen? A: Offene Schubladen und Paravents sind die einfachste Art der Dekoration. Vorteile: einfache Berechnung, keine Erhöhung der Resonanzfrequenz (nur die Art des Frequenzgangs hängt von der Größe des Bildschirms ab), nahezu unveränderter Gütefaktor. Nachteile: Größe der Frontplatte. Ausreichend kompetente und einfache Berechnungen dieser Art von Konstruktion finden sich in V.K. Ioffe, M. V. Lizunkov. Haushaltsakustiksysteme, M., Radio und Kommunikation. 1984. Ja, und im alten Radio gibt es wahrscheinlich primitive Funkamateurberechnungen. Q: Wie berechnet man eine geschlossene Box? A: Es gibt zwei Arten von "Closed Box"-Designs, Endlossieb und Kompressionsaufhängung. Der Einstieg in die eine oder andere Kategorie hängt vom Verhältnis der Flexibilität der Lautsprecheraufhängung und der Luft in der Box ab, Alpha wird angezeigt (das erste kann übrigens gemessen werden, und das zweite kann durch Befüllen berechnet und geändert werden). Für ein unendliches Sieb ist das Verhältnis der Flexibilität kleiner als 3, für eine Kompressionssuspension ist es mehr als 3-4. In erster Näherung können wir davon ausgehen, dass Köpfe mit einem höheren Qualitätsfaktor für ein endloses Sieb geschärft werden, mit einem kleineren - für eine Kompressionssuspension. Für einen zukunftsweisenden Lautsprecher hat eine geschlossene Schallwandbox mehr Volumen als eine Kompressionsbox. (Allgemein gesagt, wenn es einen Lautsprecher gibt, dann hat der optimale Fall dafür eine eindeutig definierte Lautstärke. Fehler, die bei der Messung von Parametern und Berechnungen aufgetreten sind, können in geringem Umfang durch Füllen korrigiert werden). Lautsprecher für geschlossene Gehäuse haben im Gegensatz zu Köpfen für offene Gehäuse starke Magnete und weiche Aufhängungen. Die Formel für die Resonanzfrequenz eines Lautsprechers in V-Volumen-Bauweise Fñ=Fs*SQRT(1+Vas/V), sondern eine ungefähre Formel, die die Resonanzfrequenzen und Qualitätsfaktoren des Kopfes im Gehäuse (Index "c") und im offenen Raum (Index "s") in Beziehung setzt Fc/Qtc=Fs/Qts Mit anderen Worten: Der erforderliche Qualitätsfaktor des akustischen Systems kann nur durch die Wahl des Volumens eines geschlossenen Kastens erreicht werden. Welchen Qualitätsfaktor soll ich wählen? Menschen, die den Klang natürlicher Musikinstrumente noch nicht gehört haben, entscheiden sich in der Regel für Lautsprecher mit einem Qualitätsfaktor von mehr als 1,0. Lautsprecher mit einem solchen Qualitätsfaktor (=1.0) haben den geringsten ungleichmäßigen Frequenzgang im Tieftonbereich (was hat Klang damit zu tun?), allerdings auf Kosten einer kleinen Überschwingung im Einschwingverhalten. Der glatteste Frequenzgang wird bei Q=0.7 und eine völlig aperiodische Impulsantwort bei Q=0.5 erreicht. Nomogramme für Berechnungen können dem oben genannten Buch entnommen werden. Q: In Artikeln über Kolumnen finden sich häufig Wörter wie "Annäherung nach Chebyshev, Butterworth" usw. Was hat das mit Spalten zu tun? A: Das Lautsprechersystem ist ein Hochpassfilter. Der Filter kann durch eine Übertragungskennlinie beschrieben werden. Die Übertragungskennlinie kann immer an eine bekannte Funktion angepasst werden. In der Filtertheorie werden mehrere Arten von Potenzfunktionen verwendet, die nach den Mathematikern benannt sind, die diese oder jene Funktion zuerst aufgesaugt haben. Die Funktion wird durch die Ordnung (maximaler Exponent, d.h. H(s)=a*S^2/(b2*S^2+b1*S+b0) hat eine zweite Ordnung) und einen Satz von Koeffizienten a und b (aus diesen Koeffizienten kann man dann zu den Werten realer Elemente des elektrischen Filters oder elektromechanischen Parametern übergehen). Außerdem, wenn es um die Approximation der Übertragungscharakteristik geht B. mit einem Butterworth- oder Tschebyscheff-Polynom oder etwas anderem, muss dies so verstanden werden, dass die Kombination der Eigenschaften des Lautsprechers und des Gehäuses (oder Kapazitäten und Induktivitäten in einem elektrischen Filter) so ist, dass die Frequenz- und Phaseneigenschaften sein können mit größter Genauigkeit an das eine oder andere Polynom angepasst werden. Den glattesten Frequenzgang erhält man, wenn er durch ein Butterworth-Polynom angenähert werden kann. Die Chebyshev-Näherung zeichnet sich durch einen wellenförmigen Frequenzgang und eine größere Ausdehnung des Arbeitsabschnitts (nach GOST bis -14 dB) im Bereich niedrigerer Frequenzen aus. Q: Welche Art von Näherung ist für einen Phaseninverter zu wählen? A: Bevor Sie also einen einfachen Phasenwender bauen, müssen Sie das Volumen der Box und die Abstimmfrequenz des Phasenwenders (Rohre, Löcher, Passivstrahler) kennen. Wenn wir als Kriterium den glattesten Frequenzgang wählen (und das ist nicht das einzig mögliche Kriterium), dann erhalten wir folgende Tabelle A) Qts < 0,3 - die Kurve quasi dritter Ordnung wird am glattesten B) Qts = 0,4 - besser beschrieben durch Butterworth-Kurven C) Qts > 0,5 - Sie müssen laut Chebyshev Wellen im Frequenzgang zulassen. Im Fall A) wird der Phaseninverter 40-80% über der Resonanzfrequenz abgestimmt, im Fall B) auf der Resonanzfrequenz, im Fall C) unter der Resonanzfrequenz. Außerdem stellt sich in diesen Fällen ein unterschiedliches Volumen des Gehäuses ein Um die genauen Stimmfrequenzen zu finden, muss man die Originalformeln nehmen, die umständlich genug sind, um sie hier anzugeben. Deshalb schicke ich Interessenten zum AudioMagazin für 1999, nach diesem Bildungsprogramm wird es dort schon erfahrbar sein, oder zu Aldoshinas Büchern. Und sogar die Artikel von Ephrussi in Radio for 69 werden passen. Abschluss Wenn Sie, nachdem Sie das alles gelesen haben, immer noch den Wunsch verspüren, selbst etwas zu nieten, können Sie ein Programm im Internet (z. B. WinspeakerZ) nehmen und alles selbst berechnen, wobei Sie bedenken müssen, dass Sie aus G keine Süßigkeiten machen können .. Sie sollten sich nicht zu einer Reduzierung der Grenzfrequenz hinreißen lassen und auf keinen Fall versuchen, den Rückgang des Frequenzgangs durch einen Verstärker auszugleichen. Der Frequenzgang gleicht sich vielleicht ein wenig aus, aber der Klang wird durch eine Fülle von Harmonischen und Subharmonischen bereichert. Im Gegenteil: Die besten Ergebnisse in puncto Hörkomfort lassen sich dadurch erzielen, dass man die tiefsten Frequenzen am PA-Eingang zwangsweise verliert, d.h. Frequenzen unterhalb der Grenzfrequenz des Tieftöners. Noch ein Hinweis zu den Bassreflexen: Ein Fehler bei der Einstellung der Bassreflex-Resonanzfrequenz von 20 % führt zu einem Anstieg oder Abfall des Frequenzgangs um 3 dB. Ja, ich hätte fast vergessen, Subwoofer zu erwähnen, die eigentlich Bandpass-Resonatoren sind. Der Gütefaktor der Lautsprecher dürfte für sie noch geringer sein. Der einfachste Bandpass ist auch berechenbar, aber da hört meine Höflichkeit auf. Veröffentlichung: cxem.net
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