|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Lý thuyết và thực hành của biến tần phase. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Loa phóng thanh Bài viết của một chuyên gia âm học người Ý được sao chép lại ở đây với sự đồng ý của tác giả, ban đầu có tựa đề Teoria e pratica del condotto di accordo. Đó là, trong bản dịch nghĩa đen - "Lý thuyết và thực hành của bộ nghịch lưu pha." Tiêu đề này, theo ý kiến của chúng tôi, tương ứng với nội dung của bài báo chỉ về mặt hình thức. Thật vậy, chúng ta đang nói về mối quan hệ giữa mô hình lý thuyết đơn giản nhất của bộ nghịch lưu pha và những bất ngờ mà thực tiễn đang chuẩn bị. Nhưng điều này - nếu chính thức và hời hợt. Nhưng về bản chất, bài viết chứa câu trả lời cho các câu hỏi phát sinh, theo đánh giá của biên tập viên, mọi lúc khi tính toán và sản xuất một loa siêu trầm biến tần pha. Câu hỏi thứ nhất: "Nếu tính biến tần theo công thức đã biết từ lâu thì biến tần pha thành phẩm có đúng tần số đã tính không?" Đồng nghiệp người Ý của chúng tôi, người đã ăn thịt khoảng chục con chó trong đời trên bộ đảo pha, trả lời: "Không, nó sẽ không hoạt động." Và sau đó anh ấy giải thích lý do tại sao và quan trọng nhất là nó sẽ không hiệu quả đến mức nào. Câu hỏi thứ hai: "Tôi đã tính đường hầm, nhưng nó dài quá, không vừa chỗ nào. Làm thế nào?" Và ở đây, người ký đưa ra các giải pháp ban đầu đến mức chúng tôi đặt tiêu đề chính là khía cạnh này trong công việc của anh ấy. Vì vậy, từ khóa trong tiêu đề mới không nên được hiểu theo cách mới của tiếng Nga (nếu không chúng ta đã viết: "tóm lại - biến tần pha"), mà hoàn toàn theo nghĩa đen. Về mặt hình học. Và bây giờ Signor Matarazzo có quyền phát biểu. Biến tần pha: tóm lại!
Hình 1. Sơ đồ của bộ cộng hưởng Helmholtz. Điều đó từ đó mọi thứ đến.
Hình 2. Thiết kế cổ điển của biến tần pha. Trong trường hợp này, ảnh hưởng của tường thường không được tính đến.
Hình 3. Biến tần pha có đường hầm, các đầu của đường hầm nằm trong không gian trống. Không có hiệu ứng tường ở đây.
Hình 4. Bạn có thể đưa đường hầm ra ngoài hoàn toàn. Ở đây một lần nữa sẽ có một "độ giãn dài ảo".
Hình 5. Bạn có thể có một "phần mở rộng ảo" ở cả hai đầu đường hầm bằng cách tạo một mặt bích khác.
Hình 6. Đường hầm nằm cách xa các bức tường của hộp.
Hình 7. Khe hầm nằm sát tường. Do ảnh hưởng của bức tường, chiều dài "âm thanh" của nó lớn hơn chiều dài hình học.
Hình 8. Đường hầm có dạng hình nón cụt.
Hình 9. Các kích thước chính của đường hầm hình nón.
Hình 10. Các kích thước của đường hầm hình nón phiên bản có rãnh.
Hình 11. Đường hầm hàm mũ.
Hình 12. Đường hầm hình đồng hồ cát.
Hình 13. Các kích thước chính của đường hầm có dạng đồng hồ cát.
Hình 14. Phiên bản có rãnh của đồng hồ cát. Công thức ma thuật Một trong những mong muốn phổ biến nhất trong e-mail của tác giả là đưa ra một "công thức kỳ diệu" để người đọc ACS có thể tự tính toán biến tần pha. Về nguyên tắc, điều này không khó. Biến tần pha là một trong những triển khai của thiết bị được gọi là "bộ cộng hưởng Helmholtz". Công thức tính toán của nó không phức tạp hơn nhiều so với mô hình phổ biến và dễ tiếp cận nhất của bộ cộng hưởng như vậy. Một chai Coca-Cola rỗng (chỉ một chai chứ không phải lon nhôm) chỉ là một bộ cộng hưởng như vậy, được điều chỉnh ở tần số 185 Hz, điều này đã được xác minh. Tuy nhiên, bộ cộng hưởng Helmholtz đã cũ hơn nhiều so với bao bì của loại đồ uống phổ biến này, đang dần trở nên lỗi thời. Tuy nhiên, sơ đồ cổ điển của bộ cộng hưởng Helmholtz tương tự như một cái chai (Hình 1). Để một bộ cộng hưởng như vậy hoạt động, điều quan trọng là nó phải có thể tích V và một đường hầm có diện tích mặt cắt ngang S và chiều dài L. Biết được điều này, tần số điều chỉnh của bộ cộng hưởng Helmholtz (hay biến tần pha, là điều tương tự) bây giờ có thể được tính theo công thức:
trong đó Fb là tần số điều chỉnh tính bằng Hz, s là tốc độ âm thanh bằng 344 m/s, S là diện tích của đường hầm tính bằng mét vuông. m, L là chiều dài của đường hầm tính bằng m, V là thể tích của hộp tính bằng mét khối. m. Công thức này thực sự kỳ diệu, theo nghĩa là cài đặt phản xạ âm trầm không phụ thuộc vào các thông số của loa sẽ được cài đặt trong đó. Thể tích của hộp và kích thước của đường hầm xác định tần số điều chỉnh một lần và mãi mãi. Mọi thứ dường như được thực hiện. Bắt đầu nào. Giả sử chúng ta có một hộp có thể tích 50 lít. Chúng tôi muốn biến nó thành một hộp phản xạ âm trầm được điều chỉnh ở tần số 50Hz. Chúng tôi quyết định làm cho đường hầm có đường kính 8 cm. Theo công thức vừa cho, tần số điều chỉnh là 50 Hz sẽ thu được nếu chiều dài của đường hầm là 12,05 cm. Chúng tôi cẩn thận sản xuất tất cả các bộ phận, lắp ráp chúng thành một cấu trúc, như trong bộ lễ phục. 2, và để xác minh, chúng tôi đo tần số cộng hưởng thực tế của biến tần pha. Và thật ngạc nhiên, chúng tôi thấy rằng nó không phải là 50 Hz, như nó phải theo công thức, mà là 41 Hz. Có gì sai và chúng ta đã sai ở đâu? Vâng, không ở đâu cả. Biến tần pha mới chế tạo của chúng tôi sẽ được điều chỉnh đến tần số gần với tần số thu được theo công thức Helmholtz nếu nó được chế tạo, như thể hiện trong Hình. 3. Trường hợp này gần nhất với mô hình lý tưởng được mô tả bởi công thức: ở đây cả hai đầu của đường hầm đều "treo trong không trung", tương đối xa bất kỳ chướng ngại vật nào. Trong thiết kế của chúng tôi, một trong những đầu của đường hầm giao phối với bức tường của hộp. Đối với không khí dao động trong đường hầm, điều này không thờ ơ, do ảnh hưởng của "mặt bích" ở cuối đường hầm, nó dường như là độ giãn dài ảo của nó. Biến tần pha sẽ được cấu hình như thể chiều dài của đường hầm là 18 cm chứ không phải 12 như thực tế. Lưu ý rằng điều tương tự sẽ xảy ra nếu đường hầm được đặt hoàn toàn bên ngoài hộp, một lần nữa căn chỉnh một trong các đầu của nó với tường (Hình 4). Có một sự phụ thuộc thực nghiệm của "độ giãn dài ảo" của đường hầm tùy thuộc vào kích thước của nó. Đối với một đường hầm hình tròn, một vết cắt nằm đủ xa các bức tường của hộp (hoặc các chướng ngại vật khác) và vết cắt còn lại nằm trong mặt phẳng của bức tường, độ giãn dài này xấp xỉ bằng 0,85D. Bây giờ, nếu chúng ta thay thế tất cả các hằng số vào công thức Helmholtz, đưa ra một hiệu chỉnh cho "độ giãn dài ảo" và biểu thị tất cả các kích thước theo đơn vị quen thuộc, công thức cuối cùng cho chiều dài của đường hầm có đường kính D, đảm bảo rằng một hộp âm lượng V được điều chỉnh theo tần số Fb, sẽ trông như thế này:
Ở đây tần số tính bằng hertz, thể tích tính bằng lít, chiều dài và đường kính của đường hầm tính bằng milimét, như chúng ta đã quen. Kết quả thu được có giá trị không chỉ bởi vì nó cho phép ở giai đoạn tính toán thu được giá trị độ dài gần với giá trị cuối cùng, đưa ra giá trị tần số điều chỉnh cần thiết, mà còn bởi vì nó mở ra một số dự trữ nhất định để rút ngắn đường hầm. Chúng tôi đã giành được gần một đường kính. Có thể rút ngắn đường hầm hơn nữa trong khi vẫn duy trì cùng tần số điều chỉnh bằng cách tạo mặt bích ở cả hai đầu, như thể hiện trong hình. 5. Bây giờ, mọi thứ dường như đã được tính đến, và được trang bị công thức này, chúng ta dường như trở nên toàn năng. Đây là nơi chúng ta gặp khó khăn. Khó khăn đầu tiên Khó khăn đầu tiên (và chính) như sau: nếu một hộp tương đối nhỏ cần được điều chỉnh ở tần số khá thấp, thì bằng cách thay đường kính lớn vào công thức tính chiều dài của đường hầm, chúng ta sẽ có được chiều dài lớn. Hãy thử thay một đường kính nhỏ hơn - và mọi thứ sẽ ổn. Đường kính lớn cần chiều dài lớn, đường kính nhỏ chỉ cần chiều dài nhỏ. Có gì sai với điều đó? Và đây là những gì. Di chuyển, nón loa với mặt sau "đẩy" không khí thực tế không thể nén được qua đường hầm biến tần pha. Vì thể tích không khí dao động không đổi, nên vận tốc không khí trong đường hầm sẽ lớn hơn vận tốc dao động của bộ khuếch tán nhiều lần, vì diện tích mặt cắt ngang của đường hầm nhỏ hơn diện tích bộ khuếch tán nhiều lần. Nếu bạn tạo một đường hầm nhỏ hơn mười lần so với bộ khuếch tán, tốc độ dòng chảy trong đó sẽ cao và khi nó đạt tới 25 - 27 mét mỗi giây, chắc chắn sẽ xuất hiện nhiễu loạn và tiếng ồn của máy bay phản lực. Nhà nghiên cứu vĩ đại về hệ thống âm thanh R. Small đã chỉ ra rằng tiết diện tối thiểu của đường hầm phụ thuộc vào đường kính của loa, hành trình lớn nhất của hình nón và tần số điều chỉnh của biến tần pha. Small đã đưa ra một công thức hoàn toàn theo kinh nghiệm nhưng hiệu quả để tính toán kích thước tối thiểu của một đường hầm:
Small rút ra công thức của mình theo đơn vị quen thuộc, sao cho đường kính loa Ds, hành trình hình nón tối đa Xmax và đường kính đường hầm tối thiểu Dmin được biểu thị bằng inch. Tần số điều chỉnh của biến tần pha, như thường lệ, tính bằng hertz. Bây giờ mọi thứ không còn màu hồng như trước. Nó thường chỉ ra rằng nếu bạn chọn đúng đường kính của đường hầm, thì nó sẽ dài ra vô cùng. Và nếu bạn giảm đường kính, có khả năng đường hầm sẽ "còi" ngay cả ở công suất trung bình. Ngoài tiếng ồn phản lực thích hợp, các đường hầm có đường kính nhỏ còn có xu hướng được gọi là "cộng hưởng nội tạng", tần số của nó cao hơn nhiều so với tần số điều chỉnh của biến tần pha và được kích thích trong đường hầm bởi các nhiễu loạn ở mức cao. tốc độ dòng chảy. Đối mặt với tình trạng khó xử này, độc giả ACS thường gọi cho biên tập viên và yêu cầu giải pháp. Tôi có ba trong số chúng: dễ, trung bình và cực đoan. Một giải pháp đơn giản cho các vấn đề nhỏ Khi chiều dài ước tính của đường hầm gần như vừa với thân tàu và chỉ rút ngắn một chút chiều dài của nó với cùng một thiết lập và diện tích mặt cắt ngang, tôi khuyên bạn nên sử dụng đường hầm có rãnh thay vì đường hầm tròn và không đặt nó trong giữa thành trước của thân tàu (như trong Hình 6), nhưng gần với một trong các thành bên (như trong Hình 7). Sau đó, ở cuối đường hầm, nằm bên trong hộp, hiệu ứng "độ giãn dài ảo" sẽ bị ảnh hưởng do bức tường nằm bên cạnh nó. Các thí nghiệm cho thấy rằng với diện tích mặt cắt ngang và tần số điều chỉnh không đổi, đường hầm được hiển thị trong Hình. 7 ngắn hơn khoảng 15% so với cấu trúc như trong hình. 6. Về nguyên tắc, biến tần pha rãnh ít bị cộng hưởng nội tạng hơn biến tần tròn, nhưng để bảo vệ bạn nhiều hơn, tôi khuyên bạn nên lắp đặt các bộ phận hấp thụ âm thanh bên trong đường hầm, dưới dạng các dải nỉ hẹp được dán vào bề mặt bên trong của đường hầm trong khu vực của một phần ba chiều dài của nó. Đây là một giải pháp đơn giản. Nếu nó không đủ, bạn sẽ phải chuyển sang mức trung bình. Giải pháp trung bình cho các vấn đề lớn hơn Một giải pháp độ phức tạp trung gian là sử dụng đường hầm hình nón cụt, như trong Hình. 8. Các thí nghiệm của tôi với các đường hầm như vậy đã chỉ ra rằng ở đây có thể giảm diện tích mặt cắt ngang của đầu vào so với mức tối thiểu cho phép theo Công thức nhỏ mà không gây nguy hiểm cho tiếng ồn phản lực. Ngoài ra, đường hầm hình nón ít bị cộng hưởng nội tạng hơn nhiều so với đường hầm hình trụ. Năm 1995, tôi đã viết một chương trình tính toán các đường hầm hình nón. Nó thay thế một đường hầm hình nón bằng một chuỗi các đường hầm hình trụ và, bằng các phép tính gần đúng liên tiếp, tính toán độ dài cần thiết để thay thế một đường hầm có tiết diện không đổi thông thường. Chương trình này được tạo cho tất cả mọi người và có thể tải xuống từ trang web của tạp chí ACS audiocarstereo.it/ trong phần Phần mềm ACS. Một chương trình nhỏ chạy trên nền DOS, bạn có thể tải về và tự tính toán. Và bạn có thể làm điều đó khác đi. Khi chuẩn bị phiên bản tiếng Nga của bài viết này, kết quả tính toán bằng chương trình CONICO đã được tóm tắt trong một bảng, từ đó bạn có thể lấy phiên bản hoàn chỉnh. Bảng được biên soạn cho đường hầm có đường kính 80 mm. Giá trị đường kính này phù hợp với hầu hết các loa siêu trầm có đường kính hình nón là 250 mm. Sau khi tính toán chiều dài cần thiết của đường hầm bằng công thức, hãy tìm giá trị này trong cột đầu tiên. Ví dụ, theo tính toán của bạn, hóa ra bạn cần một đường hầm dài 400 mm chẳng hạn để điều chỉnh một hộp có thể tích 30 lít đến tần số 33 Hz. Dự án không tầm thường và sẽ không dễ dàng để đặt một đường hầm như vậy bên trong một chiếc hộp như vậy. Bây giờ hãy nhìn vào ba cột tiếp theo. Nó hiển thị kích thước của đường hầm hình nón tương đương được chương trình tính toán, chiều dài của nó sẽ không còn là 400 mà chỉ là 250 mm. Hoàn toàn là một vấn đề khác. Ý nghĩa của các kích thước trong bảng được hiển thị trong hình. 9.
Bảng 2 được tổng hợp cho đường hầm ban đầu có đường kính 100 mm. Điều này sẽ phù hợp với hầu hết các loa siêu trầm với trình điều khiển 300mm. Nếu bạn quyết định tự mình sử dụng chương trình, hãy nhớ rằng: một đường hầm hình nón cụt được tạo với góc nghiêng của máy phát điện a từ 2 đến 4 độ. Góc hơn 6 - 8 độ này không được khuyến nghị, trong trường hợp này, nhiễu loạn và tiếng ồn phản lực có thể xảy ra ở đầu vào (hẹp) của đường hầm. Tuy nhiên, ngay cả với một độ côn nhỏ, việc giảm chiều dài của đường hầm là khá đáng kể. Một đường hầm ở dạng hình nón cụt không nhất thiết phải có mặt cắt ngang hình tròn. Giống như một cái bình thường, hình trụ, đôi khi sẽ thuận tiện hơn khi làm nó ở dạng có rãnh. Thậm chí, như một quy luật, nó thuận tiện hơn vì sau đó nó được lắp ráp từ các bộ phận phẳng. Kích thước của phiên bản có rãnh của đường hầm hình nón được đưa ra trong các cột sau của bảng và ý nghĩa của các kích thước này được hiển thị trong hình. 10. Thay thế đường hầm thông thường bằng đường hầm hình nón có thể giải quyết nhiều vấn đề. Nhưng không phải tất cả. Đôi khi chiều dài của đường hầm lớn đến mức thậm chí rút ngắn 30 - 35% là không đủ. Đối với những trường hợp khó... ... một giải pháp tối ưu cho những vấn đề lớn Một giải pháp cực đoan là sử dụng một đường hầm với các đường viền theo cấp số nhân, như trong Hình. 11. Đối với một đường hầm như vậy, diện tích mặt cắt ngang đầu tiên giảm dần, sau đó tăng dần đến mức tối đa. Từ quan điểm về sự nhỏ gọn đối với một tần số điều chỉnh nhất định, khả năng chống lại tiếng ồn phản lực và cộng hưởng nội tạng, đường hầm hàm mũ không có gì sánh bằng. Nhưng nó không bằng nhau về độ phức tạp trong sản xuất, ngay cả khi các đường viền của nó được tính toán theo cùng một nguyên tắc như đã được thực hiện trong trường hợp đường hầm hình nón. Để vẫn có thể tận dụng lợi thế của đường hầm hàm mũ trong thực tế, tôi đã nghĩ ra cách sửa đổi của nó: đường hầm mà tôi gọi là "đồng hồ cát" (Hình 12). Đường hầm đồng hồ cát bao gồm một phần hình trụ và hai phần hình nón, do đó bề ngoài giống một dụng cụ đo thời gian cổ xưa. Hình dạng này cho phép rút ngắn đường hầm so với tiết diện ban đầu, không đổi, ít nhất một lần rưỡi, hoặc thậm chí nhiều hơn. Để tính toán đồng hồ cát, tôi cũng đã viết một chương trình, bạn có thể tìm thấy chương trình này ở đó, trên trang web của ACS. Và giống như đối với đường hầm hình nón, đây là một bảng với các tùy chọn tính toán được tạo sẵn.
Ý nghĩa của các kích thước trong bảng 3 và 4 sẽ rõ ràng từ hình. 13. D và d lần lượt là đường kính của phần hình trụ và đường kính lớn nhất của phần hình nón, L1 và L2 là độ dài của các phần. Lmax là tổng chiều dài của đường hầm đồng hồ cát, chỉ để so sánh, nó đã được làm ngắn hơn bao nhiêu, nhưng nói chung, đây là L1 + 2L2. Về mặt công nghệ, việc tạo ra một chiếc đồng hồ cát có tiết diện hình tròn không phải lúc nào cũng dễ dàng và thuận tiện. Do đó, ở đây nó cũng có thể được tạo ra ở dạng một khe định hình, nó sẽ xuất hiện, như trong Hình. 14. Để thay thế đường hầm có đường kính 80 mm, tôi khuyên bạn nên chọn chiều cao rãnh là 50 mm và để thay thế đường hầm hình trụ 100 mm - bằng 60 mm. Sau đó, chiều rộng của phần có tiết diện không đổi Wmin và chiều rộng tối đa ở lối vào và lối ra của đường hầm Wmax sẽ giống như trong bảng (độ dài của các phần L1 và L2 - như trong trường hợp của phần hình tròn, không có gì thay đổi ở đây). Nếu cần, có thể thay đổi chiều cao h của rãnh hầm bằng cách điều chỉnh đồng thời cả Wmin và Wmax sao cho các giá trị của diện tích mặt cắt ngang (h.Wmin, h.Wmax) không đổi. Ví dụ, tôi đã sử dụng biến thể đường hầm đồng hồ cát của biến tần pha khi tôi chế tạo loa siêu trầm rạp hát tại nhà với tần số điều chỉnh là 17 Hz. Chiều dài ước tính của đường hầm hóa ra là hơn một mét, và bằng cách tính toán "đồng hồ cát", tôi đã có thể giảm gần một nửa, trong khi không có tiếng ồn ngay cả ở công suất khoảng 100 watt. Hy vọng điều này sẽ giúp bạn quá ... Đôi nét về tác giả: Jean-Pierro Matarazzo sinh năm 1953 tại Avellino, Ý. Từ đầu những năm 70, ông đã làm việc trong lĩnh vực âm học chuyên nghiệp. Trong nhiều năm, ông chịu trách nhiệm thử nghiệm hệ thống âm thanh cho tạp chí "Suono" ("Âm thanh"). Vào những năm 90, ông đã phát triển một số mô hình toán học mới về quá trình phát ra âm thanh bằng bộ khuếch tán loa và một số dự án về hệ thống âm thanh cho ngành công nghiệp, bao gồm cả mô hình Opera phổ biến ở Ý. Kể từ cuối những năm 90, anh ấy đã tích cực cộng tác với các tạp chí "Đánh giá âm thanh", "Video kỹ thuật số" và quan trọng nhất đối với chúng tôi là "ACS" ("Âm thanh nổi trên ô tô"). Trong cả ba, anh phụ trách đo đạc các thông số và kiểm tra âm học. Còn gì nữa không?. Đã cưới. Hai con trai đang lớn, 7 tuổi và 10 tuổi. Tác giả: Jean-Pierro Matarazzo. Bản dịch từ tiếng Ý của E. Zhurkova; Xuất bản: cxem.net
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Cổ là điểm yếu của một cầu thủ bóng đá ▪ Giờ ban ngày ngắn ảnh hưởng đến khả năng tinh thần ▪ Rèn luyện trí não dẫn đến sự hình thành các tế bào thần kinh mới
▪ phần mô tả công việc của trang web. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Tàu cao tốc TGV. Lịch sử phát minh và sản xuất ▪ bài viết Đá lửa cho bật lửa làm bằng gì? đáp án chi tiết ▪ bài báo Thí nghiệm của Galileo Galilei. Phòng thí nghiệm Khoa học Trẻ em
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
= 3,14, điều đó không cần phải nói.
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này