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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Multiband-Lautsprechersysteme. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Lautsprecher Die hohen Anforderungen an moderne Lautsprecher lassen sich nur mit Mehrwege-Lautsprechersystemen mit zwei, drei oder mehr Treibern erfüllen, die jeweils nur einen entsprechenden Teil des Spektrums des dem Lautsprecher zugeführten breitbandigen Signals wiedergeben. Abhängig von der Anzahl der Wiedergabebänder können akustische Systeme Zwei-, Drei-Wege usw. sein. Am weitesten verbreitet in der Amateurpraxis sind Zwei- und Drei-Wege-Akustiksysteme. Lautsprecher mit einer großen Anzahl von Bändern werden von Profis verwendet. Ein wesentlicher Bestandteil jedes Multiband-Lautsprechersystems sind Crossover-Filter, die sicherstellen, dass jedem dynamischen Kopf nur die Signalfrequenzen zugeführt werden, für die es wiedergegeben werden soll. Die Gesamtzahl der Filter entspricht der Anzahl der Köpfe. Je nachdem, welches Frequenzband der Kopf wiedergeben soll, unterscheidet man dynamische Köpfe mit niedrigen, mittleren und hohen Frequenzen. Empfohlene Werte für Grenzfrequenzen von Crossover-Filtern sind 500 Hz, 1, 2, 3, 4, 8 kHz. Die Wahl der Werte für die Grenzfrequenzen der Bandtrennung hängt von den Frequenzeigenschaften der dynamischen Köpfe und den Werten ihrer Nennleistung ab. Auf Abb. Fig. 1 zeigt die Leistungskurven von Tief-, Mittel- und Hochtonköpfen in Abhängigkeit von der Grenzfrequenz der Bandtrennung im Verhältnis zur Leistung eines breitbandigen, leistungsfähigen Kopfes gleich der Ausgangsleistung des VLF, für den die Multiband-Lautsprechersystem soll zusammenarbeiten. Die gestrichelte Linie gibt die Leistung des Hochfrequenzkopfes des Drei-Wege-Systems an.
Wie aus Abb. 1, bei einer hohen Trennfrequenz (2-4 kHz), sollte die Leistung des Niederfrequenzkopfes gleich der des Breitbandkopfes sein, während die Leistung des Hochfrequenzkopfes eines Zwei-Wege-Systems und das Mittelfrequenz-Dreiwegesystem kann nur 25 bis 15 % betragen. Bei einer niedrigen Übergangsfrequenz sollte die Leistung der Köpfe für niedrige und mittlere Frequenzen (oder Höhen) 82 bzw. 60 % der Leistung des Breitbandkopfes betragen. Theoretisch könnte in Bezug auf Standard-Soundprogramme die Leistung von Mittel- und Hochfrequenzköpfen um das 1,5- bis 2-fache im Vergleich zu den Daten in Abb. 1. Dies sollte jedoch nicht getan werden, da es notwendig ist, eine Reserve der Nennleistung der Köpfe im Falle eines ULF-Betriebs mit Überlast oder seiner Selbsterregung zu haben. Geschieht dies nicht, können Hoch- und Mitteltonköpfe ausfallen. XNUMX-Band-Crossover-Filter In Abb. Abbildung 2 zeigt die schematischen Diagramme der einfachsten Single-Link- (a) und Double-Link-Filter (b) mit Trennung sowie deren Amplituden-Frequenz-Charakteristik für eine Oktavänderung der Signalfrequenz (c). Single-Link-Filter enthalten jeweils einen Kondensator und eine Induktivität und sorgen für eine Dämpfungssteilheit über die Übergangsfrequenz hinaus von 6 dB/Okt., d. h. mit jeder Erhöhung der Signalfrequenz, die doppelt so hoch ist wie die Übergangsfrequenz, wird das Signal um 6 dB gedämpft (4-fache Leistung).
Zweiteilige Filter enthalten zwei Kondensatoren und zwei Induktivitäten unterschiedlicher Nennleistung, wie in Abb. 2, geb. Sie sind komplexer als Single-Link-Modelle, bieten jedoch die doppelte Steilheit der Dämpfungscharakteristik bei einer Übergangsfrequenz von -12 dB/Okt. Der Unterschied in den Eigenschaften dieser Filter ist in Abb. zu sehen. 2, c. Abhängig von den Nennwerten der Widerstände der dynamischen Köpfe R können die Bandtrennfrequenz F, die Kapazitäten der Kondensatoren C und die Induktivitäten der Spulen L nach den bekannten Formeln bestimmt werden:
wobei C die Kapazität des Kondensators F ist; L-Induktivität der Spule, H; F-Band-Trennfrequenz, Hz; R-Widerstand der Schwingspule des Kopfes, Ohm. Bei der Berechnung der Parameter der Elemente von einteiligen Trennfiltern nach dem Schema der Abb. 2,a Es ist zweckmäßig, die Daten des in Abb. 3a gezeigten Nomogramms zu verwenden, das die Abhängigkeiten der Induktivitäten der Spulen und Kapazitäten der Kondensatoren von der Frequenz der Trennung der Bänder und dem Widerstand der dynamischen Schwingspulen zeigt Köpfe (4, V und 16 Ohm). Wenn die Abmessungen des Spulenrahmens und die Wicklungsmenge bekannt sind, kann die Anzahl der Windungen mit einer Formel berechnet werden, die die in Abb. 3b:
wobei n die Anzahl der Windungen der Wicklung ist; Z-Induktivität der Spule, H; d ist der durchschnittliche Durchmesser der Spule, cm; b-Wickelbreite, cm; c ist die durchschnittliche Dicke der Wicklung, cm. Die Daten in Abb. 3, a, b kann auch bei der Berechnung von Trennfiltern mit zwei Gliedern verwendet werden (siehe Abb. 2, b). In diesem Fall nimmt die Kapazität der Kondensatoren ab und die Induktivität erhöht sich um das Zweifache, was zu einer Erhöhung der Windungszahl der Wicklung um das 2-fache führt. Bei der Herstellung von Trennfilterelementen ist Folgendes zu beachten. Kondensatoren müssen unpolar sein, d. h. nicht elektrolytisch. Dies können Papier-, Metall-Papier- oder Keramikkondensatoren sein. Wenn kein Kondensator mit der erforderlichen Kapazität vorhanden ist, kann er aus mehreren Kondensatoren mit einer kleineren Kapazität bestehen, wobei deren Anzahl so gewählt wird, dass die Gesamtkapazität dem erforderlichen Wert entspricht. Es wird empfohlen, Kondensatoren mit einer Kapazitätsschwankung von nicht mehr als ±10 % des Nennwerts zu verwenden.
Die Bewicklung der Induktivitäten sollte mit möglichst dickem Draht der Marke PEV-2 erfolgen, damit der Wirkverlust an Signalleistung in den Trennfiltern minimal ist. Im Durchschnitt wird mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1 mm gewickelt, und je größer die Eingangsleistung ist, desto dicker sollte der Draht sein. Dies ist ein großer Nachteil von Multiband-Akustiksystemen - in sperrigen Frequenzweichenfiltern gehen 10 bis 25 % der dem Lautsprecher zugeführten Leistung verloren. Hier haben elektroakustische Systeme mit Multiband-ULF klare Vorteile. Dualbandfilter für... Einzelkopf Lassen Sie den Leser nicht denken, dass ein Tippfehler gemacht wurde. Alles ist richtig. Dies ist ein einstellbarer Filter, der entwickelt wurde, um die niedrigen und hohen Frequenzen in einem Lautsprecher mit nur einem dynamischen Kopf zu betonen.
Sein Schaltplan ist in Abb. dargestellt. 4,a, Amplituden-Frequenz-Kennlinie - in Abb. 4, geb. Mit dem variablen Widerstand R1 können Sie die Dämpfung des Signals bei einer Durchschnittsfrequenz von etwa 1 kHz auf einen Pegel von -16 dB im Vergleich zu Frequenzen von 0,1 und 10 kHz einstellen. Das Funktionsprinzip des Filters basiert auf der Verwendung eines Serienresonanzkreises bestehend aus einer 1-mH-Induktivität L1 und zwei in Reihe geschalteten Elektrolytkondensatoren C1 und C2 mit jeweils 50 μF. Durch die Rücken-an-Rücken-Verbindung von Kondensatoren können Sie zwei Elektrolytkondensatoren als einen unpolaren verwenden. Ein variabler Widerstand überbrückt den Resonanzkreis und beeinflusst dadurch den Amplituden-Frequenzgang des Filters als Ganzes. Ein einstellbarer Filter, der zwischen einem Lautsprecher mit einem einzigen Gr1-Breitbandkopf mit einer Impedanz von 8 Ohm und ULF geschaltet wird, trägt zu einer deutlichen Verbesserung der Klangqualität des Lautsprechers bei, wenn er mit niedriger Eingangsleistung betrieben wird. Der Filter trägt sozusagen der physiologischen Eigenschaft des menschlichen Ohrs Rechnung, mit abnehmender Lautstärke seine Empfindlichkeit bei niedrigen und hohen Frequenzen gegenüber den mittleren zu reduzieren. Offensichtlich ist der Filter nach dem Schema von Abb. 4 und am besten geeignet für einfache elektroakustische Geräte, die keine effektiven Lautstärke- und Klangregler haben. Dreiband-Crossover-Filter Das schematische Diagramm des einfachsten Dreiband-Crossover-Filters mit zwei Abschnitten und seine Amplituden-Frequenz-Charakteristik sind in Abb. 5 dargestellt. 750, a und b. Die Übergangsfrequenzen betragen jeweils 7 Hz (zwischen Mitte und Mitte) und 12 kHz (zwischen Mitte und Höhe). Die Steilheit der Einbrüche der Amplituden-Frequenz-Kennlinien außerhalb der Bandbreite -4 dB/Okt. Je nach Wahl der Kondensatorkapazitäten und Spuleninduktivitäten kann das Filter mit Tief-, Mittel- und Hochtonköpfen mit einem Schwingspulenwiderstand von 8, 16 und XNUMX Ohm arbeiten. In diesem Fall können in einer Installation nur Köpfe mit gleichem Widerstand verwendet werden.
Bei der Herstellung einer Dreiband-Frequenzweiche nach dem Schema von Abb. 5, und Daten zu Induktivitäten und Kondensatoren sind aus Tabelle entnommen. 1. Bei der Auswahl von Kondensatoren und der Herstellung von Spulen sollte man sich an den Empfehlungen orientieren, die in der Beschreibung von Zweiband-Frequenzfiltern gegeben werden, und auch das Nomogramm und die Zeichnung in Abb. 3 verwenden. XNUMX, a, b. Wie die Amateurfunkpraxis zeigt, verbessert der Einsatz von Zwei- und Drei-Wege-Lautsprechersystemen, die mit einfachsten Frequenzweichen ausgestattet sind, die Klangqualität gegenüber Lautsprechern mit nur einem Breitbandkopf deutlich. Gleichzeitig erfordert die volle Nutzung der Möglichkeiten von Multiband-Systemen ein spezielles akustisches Design der Köpfe und eine Korrektur ihrer Eigenschaften. Tabelle 1
Literatur
Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru
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