Đoản mạch âm thanh trong loa và cách khắc phục. 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

 Bình luận bài viết

Có thể có một thiết kế âm thanh khác của loa bên cạnh biến tần pha hoặc hộp kín hiện đang được sử dụng rộng rãi, cũng như các biến thể đắt tiền hơn của loa kèn và loa mê cung không? Bài viết này mô tả một phương pháp để mở rộng dải tần của các tần số thấp được tái tạo hiệu quả trong các thùng loa kiểu mở và cung cấp các thiết kế loa thực tế.

Trong loa, khi hình nón của hình nón đầu điện động dao động, các bề mặt phía trước và phía sau của nó sẽ khiến không khí chuyển động, luân phiên tạo ra lực nén và độ hiếm của nó. Do đó, khi áp suất tăng ở một bên của bộ khuếch tán, thì ngược lại, nó lại giảm. Ở tần số thấp, nếu đầu động không có thiết kế âm học (trong không gian trống), do nhiễu xạ của sóng âm, xảy ra đoản mạch âm và kết quả là áp suất âm trong không gian xung quanh bị yếu đi rất nhiều.

Để loại bỏ hiện tượng có hại này, đầu động được đặt trong một màn chắn âm thanh, giúp loại bỏ hiệu ứng bù của các dao động xả nén ngược pha. Các thiết kế chính của màn hình như vậy và các tính năng của chúng được mô tả trong [1-3]. Hãy để chúng tôi nhớ lại ngắn gọn các biến thể nổi tiếng này.

Tấm chắn có kích thước phải đủ lớn và ít nhất phải tương xứng với bước sóng âm thanh ở tần số tái tạo thấp nhất. Ở tần số thấp hơn (hàng chục hertz), kích thước của tấm chắn lớn - vài mét, điều này không thể chấp nhận được đối với các thiết kế thực tế.

Một hộp có bức tường phía sau mở là một tấm chắn "gấp". Thiết kế âm thanh như vậy của loa đã được sử dụng rộng rãi trong những năm 30-60 của thế kỷ trước, khi các yêu cầu đối với dải rung động âm thanh tái tạo là nhỏ.

Một hộp có mê cung, chiều dài bằng một nửa bước sóng ở tần số thấp [1], phức tạp một cách phi lý trong thiết kế và công nghệ sản xuất, do đó, thực tế không phổ biến.

Một cái sừng, là một ống dẫn sóng phân kỳ, cũng được sử dụng để tăng âm thanh phát ra. Ở tần số thấp, kích thước của còi quá lớn.

Hộp kín, thường chứa đầy vật liệu hấp thụ âm thanh để ngăn sóng đứng và các sóng khác. Trong trường hợp này, năng lượng âm thanh phát ra từ bề mặt phía sau của bộ khuếch tán sẽ bị tiêu tán bên trong hộp.

Một hộp kín với biến tần pha hiện là một trong những kiểu thiết kế âm thanh phổ biến nhất, được đề xuất từ ​​​​năm 1930. Biến tần pha là một đường ống hoặc lỗ được làm trong hộp. Biến tần pha hoạt động ở dải tần rất hẹp và với dải tín hiệu tần số thấp đủ rộng, các quá trình nhất thời bị trì hoãn dưới dạng "tô màu" âm thanh của thanh ghi âm trầm. Kết quả là, các nhạc cụ có âm sắc khác nhau nghe rất giống nhau, tức là biến tần thực sự làm biến dạng âm thanh thực. Như trong phiên bản trước, khoảng một nửa công suất âm thanh bị mất trong hộp. Việc không có thiết kế âm thanh hiệu quả khác buộc các nhà phát triển hệ thống âm thanh (AS) phải sử dụng giải pháp kỹ thuật này [2, 3].

Khắc phục hiện tượng ngắn mạch âm thanh trong loa đồng thời tạo ra một thiết kế âm thanh đơn giản và tiết kiệm năng lượng cho loa, hoạt động ở dải tần số âm thanh rộng mà hầu như không bị mất âm thanh, hiện đang là một vấn đề quan trọng và chưa được giải quyết [2, 4].

Các giải pháp kỹ thuật được mô tả trong bài báo, loại trừ đoản mạch âm thanh, cho phép sử dụng phòng âm thanh để tăng hiệu quả của AU ở tần số thấp. Đồng thời, các yêu cầu đối với việc thiết kế thiết kế âm thanh giảm đi do loại bỏ sóng đứng trong hộp, do năng lượng âm thanh của bức xạ phía sau của đầu rời hộp vào không gian, phát ra âm thanh. Trong những thiết kế này, ảnh hưởng của độ đàn hồi của không khí bị giới hạn bởi thể tích của hộp bị giảm hoặc biến mất hoàn toàn, đồng thời làm tăng tần số cộng hưởng của loa.

Năng lượng âm thanh trong vật liệu rắn lan truyền dưới dạng dòng và sự lan truyền trực giao đối với trục bức xạ nhỏ hơn nhiều (đến -30 dB) so với dọc theo trục bức xạ [5]. Trong môi trường không khí, các nguyên tắc cộng vectơ của vận tốc dao động cũng hoạt động, bất kể tần số và pha của các luồng dao động âm tổng hợp. Từ lý thuyết dao động [6] người ta cũng biết rằng hai dao động điều hòa có cùng tần số và pha tùy ý giữa chúng và truyền vuông góc với nhau thì không tương tác với nhau. Ở vùng gần các bộ phát, các tỷ số giữa vận tốc dao động và tốc độ lan truyền, cũng như bước sóng a và đường kính của bộ phát d (lỗ bức xạ), hóa ra lại rất quan trọng. Việc tách các luồng âm thanh của bức xạ trực tiếp và ngược lại của đầu và chuyển đổi chúng thành các luồng trực giao so với nhau giúp loại bỏ ngắn mạch âm thanh của bộ phát.

Bằng các biện pháp mang tính xây dựng - với sự trợ giúp của "ống dẫn sóng" - có thể xoay luồng âm thanh được tạo bởi bề mặt phía sau của bộ khuếch tán loa 90 độ, như trong Hình. 1 (vectơ B). Trong vùng lân cận của điểm O, vận tốc dao động của dòng tiếp tuyến từ ống dẫn sóng và dòng bức xạ phía trước của đầu (vector A) được thêm vào. Nếu lưu lượng và vận tốc rung động bằng nhau, khi tính R kết quả, chúng ta thu được tổng áp suất âm lớn hơn 1,41 lần so với từng thành phần.

Do đó, trong không gian gần bộ phát, áp suất âm thanh p tăng thêm 3 dB. Công suất âm thanh phát ra từ các loa trong phòng [7] sẽ tăng gấp đôi, do đó, để có được cùng một công suất âm thanh cho một loa như vậy, sẽ cần một UMZCH bằng một nửa công suất:

Ra = p2V/Tc 10-5, W (tại Rr = 3 m),

trong đó V là thể tích của căn phòng; Тс - thời gian trung bình của âm vang tối ưu; Rr - bán kính cần.

Như có thể thấy từ công thức, giá trị của công suất âm thanh Ra tăng lên đáng kể nếu các giải pháp thiết kế nổi tiếng cho thiết kế âm thanh của loa bị loại bỏ. Với tác dụng của vật liệu hấp thụ âm thanh thường được nhét vào hộp kín của loa để hấp thụ năng lượng bức xạ từ mặt sau của hình nón, lợi ích thực sự có thể còn lớn hơn.

Theo nguyên tắc loại trừ ngắn mạch âm thanh đã nêu, tác giả đã phát triển các cấu trúc thiết kế âm thanh, một trong những biến thể của cấu trúc này được thể hiện trong Hình. 2.

Trong trường hợp có tường phía sau trống 1, phần dưới của bảng điều khiển phía trước 2 ("sàn bị hỏng") nghiêng một góc so với phương thẳng đứng, tạo thành phần trên của bảng điều khiển phía trước một "ống dẫn sóng" cho sóng âm thanh được tạo ra từ phía sau đầu loa. Khi tính toán thiết kế, điều quan trọng là phải đáp ứng điều kiện là diện tích mặt cắt ngang của ống dẫn sóng, qua đó luồng âm thanh truyền từ hộp, không nhỏ hơn diện tích bề mặt phía sau của bộ khuếch tán. Nếu không, việc tái tạo các tần số thấp nhất sẽ yếu đi do tính đàn hồi còn lại của không khí trong hộp.

Các phép đo được thực hiện trong buồng không dội âm của Viện Âm thanh thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga đã xác nhận các giả định được xem xét, cho phép chúng tôi đưa ra các khuyến nghị được trình bày trong bài viết này. Âm thanh phát ra từ ống dẫn sóng bị suy giảm ở vùng tần số cao và nghe êm tai hơn so với âm thanh của luồng trực diện. Điều này hoàn toàn không làm giảm tính nhạc của âm thanh do hướng khác của dòng chảy mở rộng: căn phòng cũng tham gia vào việc hình thành hình ảnh âm thanh, khiến nó trở nên đồ sộ. Ngay cả khi căn phòng có nhiều chất hấp thụ âm thanh, chẳng hạn như thảm và đồ nội thất bọc, thì tính tự nhiên của âm thanh và sự rộng rãi của nó vẫn không bị mất đi.

Trên cơ sở phương pháp đã đề xuất, tác giả đã phát triển và chế tạo hệ thống loa stereo “Tsunami”. Mỗi loa của hệ thống sử dụng 15 đầu tần số thấp 3712 inch L-100 (của Đức) công suất cực đại 6 W và 4 đầu tần số cao 20GDV-5000. Dải âm thanh được chia thành hai dải - 5000...25000 Hz và 110...5 Hz. Hiệu quả đo được ở chế độ LF là 600 dB/VBt-m với chất lượng tái tạo âm thanh tuyệt vời. Với sự trợ giúp của chiếc loa này, với công suất điện trung bình là XNUMX W, một hội trường với XNUMX người đã được phát ra cho mỗi kênh.

Kết quả nghiên cứu thử nghiệm các mẫu loa và hệ thống âm thanh đã được tác giả trình bày trong báo cáo tại Phiên âm thanh Nizhny Novgorod [7].

Trên hình. 3 cho thấy một thiết kế loa khác và sơ đồ véc tơ truyền của các luồng âm thanh A, B và R.

Luồng âm thanh A ở phía trước, luồng B ở phía sau. Vectơ R là kết quả của phép cộng các vectơ A và B. Trong hình này, các ký hiệu sau của các phần tử: 1 - đầu âm thanh; 2 - thân; 3 - ống dẫn sóng cho đầu ra năng lượng âm thanh của bức xạ phía sau; 4 - lỗ đầu ra của ống dẫn sóng; 5 - tường dẫn sóng; 6 - bức tường phía trước của ống dẫn sóng. Một loa như vậy cung cấp sự phân phối âm thanh lan tỏa hơn trong không gian. Đầu tần số cao cũng được lắp đặt ở thành trước của loa.

Phân tích các sơ đồ vectơ thể hiện trong hình. Hình 1 và 3 cho thấy rằng phương pháp được đề xuất để loại bỏ sự đóng âm thanh giữa các luồng A và B giúp khắc phục hiện tượng có hại này trong các hệ thống âm thanh với mức tăng năng lượng và chất lượng đồng thời.

Công việc thử nghiệm được thực hiện với đầu 4A-32 trong phòng kín lớn sử dụng máy phát âm thanh GZ-33, vôn kế VZ-33, máy đo tần số 43-32 và máy đo tiếng ồn chính xác 00017 với micrô điện dung loại MKD.

Để có được các thông số so sánh, một loa thông thường có đầu 4A-32 cũng đã được nghiên cứu; một loa nối tiếp 35GD-4 trong hộp kín được lấy làm nguyên mẫu. Đáp ứng tần số đo được của nó được hiển thị trong hình. 4.

Trong dải tần số 80 ... 12000 Hz, độ nhạy đặc trưng trung bình là khoảng 94 dB / VBt-m với độ không đồng đều lên tới 26 dB. Vật liệu hấp thụ âm thanh được đặt trong vỏ. Âm thanh của loa này không có chất lượng cao.

Trên hình. Hình 5a là kết quả đo đáp tuyến tần số của loa Tsunami (thiết kế giống như hình 1) với cùng đầu 4A-32. Hiệu suất trung bình của bức xạ phía trước tăng lên 98 dB/VBt-m trong dải tần số 40...20000 Hz, độ không đồng đều đáp ứng tần số giảm xuống 9 dB, dải tần tái tạo được mở rộng. Mức tăng hiệu quả điện âm của nguyên mẫu và AS "Tsunami" hóa ra là 6,4 lần!

Trên hình. Hình 5,6 thể hiện đáp ứng tần số của loa dọc theo vectơ B, từ đó suy ra dải tần bức xạ là 50..J6000 Hz với hiệu suất 96 dB/W-m và độ không đồng đều trong dải là 12 dB. Trong AS 35GD-4 và những loại tương tự, năng lượng bức xạ phía sau của đầu được chuyển thành nhiệt.

AS được tạo bởi tác giả bằng cách tương tự với thiết kế trong hình. 2 sử dụng vỏ từ TV ống "Rubin", "Electron" và các loại khác đã cho kết quả xuất sắc. Đã qua sử dụng các đầu 4A-32, 6GD-2, v.v., có khả năng tái tạo tần số thấp tốt. Tác giả không sử dụng các đầu có hệ thống chuyển động nặng do hiệu suất thấp và dải tần hoạt động không đủ rộng. Việc sản xuất loa được đề xuất, không có đoản mạch âm thanh, có sẵn tại nhà và được quan tâm khi thanh lý thiết bị lỗi thời.

Phương pháp được đề xuất để loại bỏ đoản mạch âm thanh trong loa cũng giúp cải thiện đáng kể loa vành. Trên hình. Hình 6 cho thấy thiết kế đơn giản của loa vành 1, được chế tạo trên cơ sở đầu điện động (bộ khuếch tán) thông thường 2. Phát âm thanh trực tiếp xảy ra qua vành loa 3 và bức xạ trở lại từ đầu qua ống dẫn sóng đối xứng 4. Biểu đồ véc-tơ của các luồng bức xạ âm trong mặt phẳng ngang được cho ở cùng một vị trí.

Các thiết kế AS được trình bày trong bài viết, được xây dựng trên cơ sở các điều khoản đã nêu, chỉ là một phần nhỏ trong số các tùy chọn có thể có.

Văn chương

1. Sapozhkov M.A. Điện âm học. - M.: Thông tin liên lạc, 1978.
2. Dyakonov B.P. Thiết bị âm thanh gia dụng. - Smolensk, Rusich, 1997.
3. Burko B. G., Lyamin P. M. Hệ thống âm thanh gia dụng: vận hành, sửa chữa. - Minsk, "Belarus", 1996,350 tr.
4. Olson G., Massa F. Âm học ứng dụng. Bản dịch từ tiếng Anh, ed. I. G. Dreizen và Yu. M. Sukharevsky. - M.: NXB Phát thanh, 1938, tr. 349.
5. Nosov VN Nghiên cứu và phát triển các phương pháp thống kê kiểm soát âm học của đá. - M.: MGI, Luận án phó tiến sĩ khoa học kỹ thuật, 1972, tr. 157.
6. Malov N. N. Nguyên tắc cơ bản của lý thuyết dao động. - M.: Giác Ngộ, 1971. tr. 62.
7. Nosov VN Các vấn đề về điện âm và giải pháp. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm mẫu loa và hệ thống âm học. - Nizhny Novgorod: Kỷ yếu của Đại học bang Nizhny Novgorod về Phiên âm thanh Nizhny Novgorod, tháng 2002 năm XNUMX

Tác giả: V. Nosov, Moscow

Xem các bài viết khác razdela Loa phóng thanh.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến ​​phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Sự du hành xuyên lục địa của vi khuẩn 20.12.2020 Công trình nghiên cứu của các nhà khoa học đến từ Đại học Granada, Tây Ban Nha đã tiết lộ bí mật về sự di chuyển của vi sinh vật từ lục địa này sang lục địa khác. Theo một nghiên cứu mới, vi khuẩn di chuyển trong các hạt bụi trong khí quyển được gọi là iberulite, có thể được hít vào bởi con người. Iberulite là các phân tử sinh học khí quyển lớn, có kích thước trung bình khoảng một trăm micrômét, được đặc trưng bởi sự di chuyển xuyên lục địa với sự vận chuyển của các vi sinh vật sống. Như các nhà khoa học nói, iberulites là "chất thúc đẩy" cho vi khuẩn. Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà khoa học đã phân tích cặn bụi trong khí quyển ở thành phố Granada ở Tây Ban Nha. Họ phát hiện ra rằng thành phần của các trầm tích này không đồng nhất - ngoài các khoáng chất khác nhau, thành phần sinh học là vi khuẩn và các sinh vật đơn bào khác. Theo nghiên cứu, loại bụi này có nguồn gốc từ sa mạc Sahara và các loại đất địa phương. Phân tích các iberulite, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng chúng được hình thành do tương tác vật lý và hóa học giữa các hạt bụi, vi sinh vật từ đất Sahara bắt đầu hình thành các sol khí và các phân tử hơi nước từ các đám mây. Một trong những tác giả của nghiên cứu kết luận rằng vi khuẩn có thể tồn tại trong iberulites vì ​​chúng cung cấp một nơi sinh sản, một vi sinh vật giàu chất dinh dưỡng và bảo vệ tia cực tím cho vi khuẩn.

Tin tức thú vị khác:

▪ Ai giỏi ở một mình

▪ Máy tính xách tay Dell Latitude 13 Education Series

▪ Khách đến quán cà phê được phục vụ bởi robot

▪ Công nghệ không dây NearLink

▪ Bộ định tuyến mới cho mạng truyền thông DS33Z41

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần mô tả công việc của trang web. Lựa chọn bài viết

▪ bài báo Trở thành Caesar hoặc không là gì cả. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Quốc gia, dân tộc, ngôn ngữ. Bách khoa toàn thư lớn cho trẻ em và người lớn

▪ bài viết Đặc điểm của quy chế lao động nữ

▪ bài viết Intercom. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài báo Bút sáp màu. tiêu điểm bí mật

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024