|
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 Phương pháp pha để tính toán các bộ lọc tách biệt của hệ thống âm thanh. 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 Trong những năm gần đây, yêu cầu về chất lượng của thiết bị tái tạo âm thanh đã tăng lên đáng kể. Trước hết, điều này đề cập đến độ rộng của dải tần hoạt động và độ lớn của các biến dạng pha và phi tuyến. Chất lượng phát lại phần lớn phụ thuộc vào thiết kế của hệ thống loa (AS). Đặc biệt, loa nhiều băng tần, trong đó lắp đặt hai, ba đầu động trở lên, được sử dụng rộng rãi để tái tạo các tần số thấp, trung bình và cao. Để phân tách các dải của phổ âm thanh, các đầu động được bật thông qua các bộ lọc phân tần theo thứ tự thứ nhất, thứ hai hoặc cao hơn. Tuy nhiên, như đã biết, không thể tách chính xác các tần số của tín hiệu âm thanh phức tạp ở tần số cắt fp (Hình 1). Do đó, có một vùng hoạt động chung giữa các dải tái tạo liền kề của các đầu động. Tín hiệu có tần số phân tần fp được tái tạo bởi cả hai đầu ở mức gần như nhau. Ở các tần số khác của vùng hoạt động chung, các mức tín hiệu được áp dụng cho các đầu khác nhau rõ rệt về biên độ. Để tái tạo âm thanh lý tưởng trong vùng hoạt động chung, các điều kiện phải được cung cấp cho hoạt động cùng pha của cả hai đầu về áp suất âm thanh (sau đây gọi là hoạt động cùng pha của các đầu), tức là không được có sự lệch pha giữa các dòng điện của đầu và vùng hoạt động chung phải càng nhỏ càng tốt. Tuy nhiên, những điều kiện này rất khó thực hiện. Các bộ lọc bậc nhất (Hình 1, a) rất đơn giản, các đặc tính tần số biên độ (AFC) của chúng có dạng phẳng và do đó, vùng hoạt động chung của các đầu động tương đối rộng. Ví dụ: vùng hoạt động chung của đầu VA1 tần số thấp và VA2 tần số trung bình xấp xỉ bằng 50 ... 5000 Hz (Hình 1, b).
Đối với loa có ba đầu động, có thể có các vùng hoạt động đồng thời của cả ba đầu (Hình 1, b, 500 ... 5000 Hz). (Các đặc tính tần số biên độ được xây dựng ở mức tín hiệu có thể nghe được thực tế âm thanh của đầu động.) Trong các bộ lọc phân tách như vậy, nối tiếp với đầu tần số thấp (LF) BA1, cuộn cảm L1 được bật, điện trở cảm ứng của nó tỷ lệ thuận với tần số. Như đã biết, trong mạch có điện trở thuần cảm thì dòng điện trễ pha so với điện áp đặt vào, còn trong mạch có điện dung thì nó dẫn trước điện áp. Do đó, biên độ của dòng điện và góc dịch chuyển giữa dòng điện và điện áp đặt vào không cố định và phụ thuộc vào tần số phức tạp. Ví dụ, đối với các bộ lọc chéo đơn giản, đặc tính tần số pha (PFC) có dạng như trong hình. 1, c. Trong vùng tác động chung 50 ... 5000 Hz, tùy thuộc vào tần số, góc (p của độ lệch pha giữa các dòng điện đi qua đầu BA1 và BA2 thay đổi tương ứng từ 142 đến 35 °. Một hình ảnh tương tự được quan sát giữa các đặc tính tần số pha của đầu VA2 và VAZ. Góc lệch pha giữa các dòng điện của đầu ở các cạnh của vùng tác động chung là 60 và 100 °. Rõ ràng là góc lệch pha giữa các dòng điện của các đầu BA1 - BA2, VA2 - VAZ quá lớn và phụ thuộc vào tần số nên không đảm bảo hoạt động đồng pha của các đầu về áp suất âm trong vùng tác động chung. Nếu dòng điện trong đầu thứ nhất thay đổi theo định luật Ii sin ot và trong thứ hai - l2 sin(o)t + cpi2), do đó, giữa các dòng điện của các đầu động có sự lệch pha một góc (pi2 và trong trường hợp này trong không gian xung quanh, áp suất âm thanh sẽ tỷ lệ thuận với cái gọi là dòng điện tương đương Ie IЭ = Tôi1 tội lỗi ωt + tôi2sin (ωt + φ1-2) = TôiMtội lỗi (ωt + α), có biên độ IM được xác định từ biểu thức: IM = root.q (Tôi12 + Tôi22 + Tôi1I2cos phi1-2), và góc giữa dòng điện tương đương và dòng điện của cột đầu tiên có thể được xác định như sau: tgα = (Tôi2tội lỗi φ1-2) / (TÔI1 + Tôi2 cos phi1-2), tức là, góc a không chỉ phụ thuộc vào góc pha giữa các dòng điện tổng hợp (pi2, mà còn phụ thuộc vào tỷ số biên độ I của chúng1 / Tôi2. Trong vùng tác động chung của các đầu động, góc lệch pha có thể thay đổi từ 0 đến φ1-2tùy thuộc vào tỷ lệ biên độ của dòng điện và do đó, trong quá trình tái tạo âm thanh, các biến dạng của bản ghi gốc sẽ được đưa vào.
Với các tham số đã biết của các phần tử của bộ lọc tách và đầu động, các đặc tính tần số pha và biên độ có thể được tính toán và vẽ đồ thị (Hình 2 b, c). Trong công thức (1), có các điện kháng của tụ điện C3, cuộn cảm L1 và cuộn dây của đầu động BA1, chúng phụ thuộc vào tần số phức tạp. Kết quả là, trong các bộ lọc bậc hai, góc dịch pha giữa dòng đầu động và điện áp đặt vào không cố định mà thay đổi nhiều tùy thuộc vào tần số. Vì vậy, ví dụ, đối với bộ lọc chéo tần số thấp, góc lệch pha giữa dòng điện của đầu động và điện áp đặt vào bộ lọc, tùy thuộc vào tần số, có thể thay đổi từ -10 đến -270 ° ở tần số lần lượt là 20 và 20000 Hz (Hình 2, c). Đối với đầu động tần số trung bình, góc này có thể thay đổi từ +110 đến -75° ở tần số 80 và 20000 Hz (Hình 3) và đối với đầu tần số cao, từ +135 đến -50° (ở 150 và 20000 Hz).
2 - giống nhau, nhưng ở C4 = 20 uF 3 - giống nhau, nhưng ở C4 \u20d XNUMX microfarad (có vẻ như một lỗi đánh máy trong bài viết) 4 giống nhau, nhưng ở C4 = 80 uF 5 như nhau, nhưng với L2 = 0,6 uF 6 giống nhau, nhưng với R3 = 5 ohms Do đó, góc pha giữa dòng điện của đầu động tần số thấp và điện áp đặt vào bộ lọc có thể thay đổi khi tần số của điện áp đặt vào thay đổi. đến 260°, và đối với loa trung và loa tweeter, cùng một góc thay đổi 185°. Hoàn cảnh này là lý do chính cho hoạt động lệch pha của những người đứng đầu năng động trong khu vực hành động chung của họ. Bằng cách thay đổi các tham số của các phần tử bộ lọc phân tần, bạn có thể điều chỉnh phản hồi pha của từng đầu động. Do đó, có thể có được các đặc điểm giống hệt nhau của các đầu và do đó, đảm bảo các điều kiện cho hoạt động của chúng cùng pha trong vùng hoạt động chung. Vì vậy, đối với bộ lọc chéo tần số thấp theo sơ đồ của Hình. 2, và đặc tính tần số pha trải qua những thay đổi sau: với sự gia tăng điện dung của tụ điện C3 (đường cong 2), phần trung tâm của đặc tính dịch chuyển song song sang trái; giảm điện dung của tụ điện C3 (đường cong 3) dịch chuyển song song với phần trung tâm của đặc tính sang phải; với sự gia tăng điện trở của điện trở R1 và giảm độ tự cảm của cuộn cảm L1, phần bên trái dịch chuyển sang vùng có các góc nhỏ với sự dịch chuyển đồng thời của phần trung tâm sang bên phải (đường cong 5); việc đưa điện trở R2 nối tiếp với tụ điện C3 làm dịch chuyển phía bên phải của đặc tính (đường cong 4) sang vùng có các góc nhỏ hơn. Khi thay đổi các tham số của bộ lọc chéo, không chỉ đặc tính tần số pha được điều chỉnh mà đặc tính tần số biên độ cũng bị biến dạng. Vì vậy, trong hình. 2,6: từ việc tăng điện dung của tụ điện C3 (đường cong 2), biên độ dòng điện tăng nhẹ, băng thông tần số giảm; với sự giảm điện dung của tụ điện C3 (đường cong 3), dòng điện giảm và băng thông tăng lên; sự gia tăng điện trở của điện trở R1 làm giảm giá trị cực đại của biên độ dòng điện mà không ảnh hưởng đến băng thông của bộ lọc (đường cong 5); sự giảm độ tự cảm của cuộn cảm L1 đi kèm với sự gia tăng biên độ dòng điện và mở rộng băng thông của bộ lọc, v.v. Các mạch điện của bộ lọc chéo cho đầu động tần số trung bình và tần số cao có thể giống nhau, chỉ khác nhau về giá trị của các tham số của các phần tử (Hình 3, a). Đối với một mạch như vậy, giá trị dòng điện đầu có thể được tính theo công thức
Với điện dung của tụ điện C4 = 40 μF đối với đầu động ZGD1, đặc tính tần số pha có dạng tương tự như đặc tính của đầu tần số thấp, nhưng nó bị lệch về vùng có các góc dương. Việc thay đổi thông số của các phần tử lọc tách ảnh hưởng đến đáp ứng pha (Hình 3,6) như sau: - tăng điện dung của tụ điện C4 (đường cong 4) chuyển phần trung tâm của đặc tính sang vùng tần số thấp; - giảm độ tự cảm của cuộn cảm L2 (đường cong 5) làm dịch chuyển phần trung tâm sang vùng có tần số cao và đầu bên trái của đặc tính sang vùng có giá trị nhỏ hơn của các góc φ; - tăng điện trở chủ động của đầu RД(hoặc điện trở của điện trở mắc nối tiếp với nó) dịch chuyển toàn bộ đặc tính song song theo hướng tăng góc dịch dòng; - sự gia tăng điện trở của điện trở R3 (đường cong 6) làm thẳng đặc tính, dịch chuyển các phần bên phải và bên trái về phía các giá trị góc nhỏ hơn. Ảnh hưởng của những thay đổi trong các tham số của cùng một phần tử đến đặc tính tần số biên độ như sau: - tăng điện dung của tụ điện C4 dẫn đến tăng giá trị cực đại của đặc tính biên độ, tăng mạnh về độ không đồng đều của nó, vùng truyền tăng về phía tần số thấp; - tăng điện trở chủ động của đầu RДgiảm nhẹ độ không đồng đều của đáp ứng tần số; - sự gia tăng điện trở của điện trở R4 làm giảm sự không đồng đều của đáp ứng tần số và đồng thời chuyển nó về phía tần số thấp; - điện trở R3 làm mịn các đặc tính không đồng đều. Với các kiểu ảnh hưởng đã biết của sự thay đổi các tham số của bộ lọc tách đối với các đặc tính pha và tần số biên độ của chúng, việc tạo ra các đặc tính pha (kết hợp) giống hệt nhau của các đầu động tần số thấp và tần số trung bình không gặp bất kỳ khó khăn cụ thể nào. Khó khăn lớn nhất là sự phối hợp các đặc tính pha của đầu động tần số cao và tần số trung bình. Cả hai bộ lọc phân tách đều là điện dung và tất nhiên, việc nhận dạng các đặc tính tần số pha của chúng có thể xảy ra với cùng giá trị điện dung của các tụ điện C4 và điều này mâu thuẫn với điều kiện phân tách tần số. Do đó, một tùy chọn là lắp tụ điện C4 dung lượng thấp (khoảng 2 μF) và cuộn cảm L2 có độ tự cảm nhỏ (dưới 0,1 mH) trong bộ lọc tần số cao. Thay đổi điện dung của tụ điện C4 có ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính pha và biên độ. Ngoài ra, hiện tượng cộng hưởng có thể xuất hiện, do đó, cần thực hiện các biện pháp để giảm độ không đồng đều của đáp ứng tần số, chẳng hạn như mắc nối tiếp với tụ điện C4 (trong Hình 3) một điện trở R3 có điện trở nhỏ. Tùy chọn thứ hai để khớp pha dòng điện của đầu VA2 và VAZ là xây dựng các bộ lọc theo các sơ đồ khác nhau: Ví dụ: đầu VAZ có thể được bật thông qua bộ lọc tách bậc ba
Quy trình tính toán các đặc tính tần số pha và biên độ của hệ thống âm thanh có thể như sau. Đầu tiên, để thực hiện phép tính, cần phải biết điện trở hoạt động và điện trở cảm ứng của từng đầu động ở tần số trong vùng hoạt động hữu ích của chúng. Điện trở hoạt động có thể được đo bằng cầu DC, ôm kế hoặc dụng cụ khác. Việc xác định điện kháng cảm ứng của đầu động có liên quan đến một số khó khăn, vì nó phụ thuộc phức tạp vào tần số và điều kiện lắp đặt đầu. Do đó, điện kháng cảm ứng của các đầu động phải được xác định trong điều kiện hoạt động bình thường của chúng (được lắp trong hộp có tường phía sau kín, v.v.). Trong thực tế, điện trở cảm ứng của các đầu động được xác định bằng thực nghiệm và tính toán. Để làm điều này, hãy đo trở kháng của đầu theo sơ đồ của Hình. 4. Điện trở phụ hoạt động r trong mạch hình. 4,a nên nhiều hơn, và trong sơ đồ của hình. 4,6 - thấp hơn lực cản đầu dự kiến 10...20 lần. Theo các sơ đồ này, sự phụ thuộc của trở kháng của đầu động vào tần số được loại bỏ. Theo sơ đồ trong Hình. 4, và phép đo được thực hiện bằng phương pháp thay thế. Bằng cách đặt tần số của bộ tạo âm thanh đều đặn G, vôn kế PV đo độ sụt áp xoay chiều trên điện trở của cuộn dây của đầu động VA. Sau đó, thay vì đầu, một biến trở R được bật và bằng cách thay đổi điện trở của nó, giá trị điện áp tương tự sẽ thu được trên nó. Trong trường hợp này, điện trở chủ động R bằng tổng trở 2d1 của đầu động ở một tần số cho trước. Số lượng điểm đo được xác định bởi loại đầu (LF, HF) và độ không đồng đều của các đặc điểm của nó. Trên giá trị thu được của trở kháng cho từng giá trị tần số, điện kháng cảm ứng của đầu động được xác định theo công thức Xdi = hình vuông ngắn (Zdi2 - Rd2) Mức điện áp đầu ra của bộ tạo âm hầu như không ảnh hưởng đến kết quả đo. Vì vậy, khi điện áp thay đổi từ 1 đến 30 V, trở kháng của đầu động thay đổi 5 ... 8%. Các phép đo theo sơ đồ của hình. 4,6 chính xác hơn, giá trị trở kháng đầu là Zdi = r Udi / Ur Theo các giá trị nhất định của điện trở của các đầu động đối với các tần số cụ thể và các tham số dự kiến của các phần tử của bộ lọc tách, các đặc tính tần số pha và tần số biên độ được tính bằng các công thức (1) và (2). Dựa trên các đặc điểm biên độ được xây dựng, tần số ranh giới của phần và vùng hoạt động chung của các đầu động được xác định, cũng như sự không đồng đều của các đặc điểm và nhu cầu cân bằng của chúng. Dựa trên các đặc điểm giống nhau, người ta có thể rút ra kết luận về độ dốc của phân tách tần số, về việc đánh giá chất lượng của các bộ lọc phân tần và về các cách thay đổi mong muốn (dịch chuyển, thu hẹp, v.v.). Sau đó, các đặc tính pha được xây dựng và đặc biệt chú ý đến sự hội tụ của chúng trong vùng hoạt động chung của các đầu động. Sau khi phân tích các đặc điểm được xây dựng và nếu có bất kỳ thiếu sót nào, dựa trên bản chất đã biết về tác động của việc thay đổi các thành phần của bộ lọc tách đối với các đặc điểm của chúng, một tùy chọn hiệu chỉnh được vạch ra và các đặc điểm được tính toán lại. Các đặc tính thu được được xây dựng, phân tích, v.v... cho đến khi thu được kết quả theo yêu cầu. Sau đó, tất cả các yếu tố của hệ thống âm thanh được gắn kết và tiến hành kiểm tra điện. Theo phương pháp trên, chúng tôi đã xác định được các thông số của bộ lọc tách cho hệ thống âm học dựa trên các đầu động: 6GD2 (L1 = 7,9 mH, R2 = 1 Ohm, C3 \u30d 5,5 μF, Rd \u1d 1,45 Ohm, R1 \u2d 1,3 Ohm); ZGD4 (L1 = 4 mH, R60 = 6,8 ôm, C3 = 2 μF, Rd1 ôm, R2 = 0,08 ôm); 4GDZ (L0,5 = 4 mH, R2 = 8,70 Ôm, C3 = 1uF, Rd = XNUMXm, RXNUMX = XNUMX Ôm).
Trên hình. Hình 5 và 6 cho thấy các đặc tính đo được của đầu động tần số thấp (LF - 6GD2) và tần số trung bình (MF-ZGD1). Như bạn thấy, tần số cắt fP1 = 400 Hz, vùng hoạt động chung là 80...2000 Hz và góc dịch chuyển giữa các đặc tính pha-tần số là 150...190°. Do đó, cần phải đảo ngược cực của công tắc trên một trong các đầu động ("xoay" dòng điện 180°). Như sẽ trở nên rõ ràng khi kết hợp đầu tần số trung bình với đầu tần số cao, nên thay đổi cực tính của việc bao gồm đầu tần số trung bình (Hình 6, đảo ngược đặc tính dải trung). Trong trường hợp này, góc dịch pha giữa các dòng điện đầu lần lượt là 30 và 10°, ở tần số 80 và 2000 Hz. Để có sự kết hợp chính xác hơn các đặc tính trong vùng 500 ... 2000 Hz, nên tăng điện trở R2 lên 1,3 Ohm (xem Hình 2, a). Tương tự như vậy, các đặc tính pha của các đầu động tần số trung bình và cao tần được khớp với nhau. Nhờ kết hợp các đặc điểm pha của các đầu động tần số thấp, trung bình và cao, có vẻ như có thể tạo ra một hệ thống âm thanh với khả năng tái tạo chất lượng cao của toàn bộ dải tần và phần mở rộng "rõ ràng" của dải tần có thể tái tạo. Trong quá trình sản xuất các bộ lọc tách làm tụ C3 và C4, cần sử dụng tụ giấy cho điện áp hoạt động ít nhất 100 V, ví dụ MBGP2 cho 160 V. Điện trở R1-R4 có thể được chế tạo bằng dây có đường kính 0,4 ... 0,6 mm từ bất kỳ hợp kim điện trở cao nào; cuộn dây là lưỡng cực. Cuộn cảm trong bộ lọc tần số cao được làm trên bất kỳ khung hình trụ nào bằng dây đồng có đường kính 0,6. ..0,8mm (khoảng 140 vòng). Cuộn cảm L2 của bộ lọc tầm trung (khoảng 240 vòng) được chế tạo bằng dây có đường kính 0,8 mm, điện trở hoạt động không được vượt quá điện trở của điện trở R4, vì tổng điện trở hoạt động của cuộn cảm và điện trở bổ sung được biểu thị trong sơ đồ theo R4. Nếu giá trị của điện cảm không đủ cho giá trị yêu cầu của điện trở hoạt động, một lõi ferit nhỏ sẽ được đưa vào cuộn dây. Cuộn cảm L1 của bộ lọc thông thấp được làm trên khung cỡ trung bình (đường kính ngoài 25 ... 30 mm) với dây 0,8 mm. Điện trở hoạt động của cuộn dây là 1,45 ohms. Để tăng độ tự cảm, một lõi ferit hình chữ U được đưa vào cuộn dây từ một máy biến áp quét ngang. Không nên sử dụng lõi làm bằng vật liệu khác (thép biến áp, sắt carbonyl, v.v.) vì chúng cho thấy sự phụ thuộc của giá trị điện cảm vào cường độ hoặc tần số của dòng điện. Điều này có thể dẫn đến biến dạng phi tuyến tính. Các dây kết nối trong các bộ lọc phải có tiết diện tối thiểu là 0,8 mm2và để kết nối với thiết bị khuếch đại - ít nhất 1,5 mm2. Điều này là cần thiết để giảm điện áp và tổn thất điện năng trong dây dẫn và loại bỏ các ảnh hưởng lẫn nhau có thể có giữa các bộ lọc. Hoàn toàn không thể chấp nhận việc sử dụng các phần tử riêng biệt trong mạch của hai bộ lọc, ví dụ, tụ lọc tần số cao C4 nên được kết nối sau một tụ lọc tần số trung bình tương tự (như thường được thực hiện trong thực tế). Nếu điều kiện này không được đáp ứng, các ảnh hưởng lẫn nhau sẽ xuất hiện trên biên độ và đặc biệt là trên các đặc tính pha-tần số. Tác giả: A. Vakhrameev; 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
▪ Chuột thông minh Cheerdots 2 tích hợp ChatGPT ▪ Kích thích điện giúp nghe ngoại ngữ ▪ Buồng trứng được in trên máy in 3D ▪ Máy tính xách tay Toshiba Satellite P50t với màn hình Ultra HD ▪ Các nhà sản xuất Đài Loan đang loại bỏ OLED
▪ phần của trang web Bảo mật và an toàn. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết của Nicolas Malebranche. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ Làm thế nào để Lemmings chết? đáp án chi tiết ▪ Bài viết Tài xế xe nâng. Mô tả công việc ▪ bài viết Sơn, khô dầu. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này