2.2. Акустические системы
Акустические системы (АС) – это громкоговорители, исполь-
зуемые в бытовой радиоэлектронной аппаратуре как функциональные
звенья. В отечественных стандартах одиночный громкоговоритель на-
зывают головкой громкоговорителя (ГГ), а в международных стан-
дартах и акустическая система, и одиночный динамик – все называет-
ся громкоговорителем.
АС бывают встроенными (например в корпус телевизора) или
выносными (колонки).
Сейчас очень много различных моделей АС.
Элементы акустических систем:
- излучатели (НЧ, СЧ, и ВЧ ГГ);
- корпус;
- электронные устройства (защиты, коррекции);
- регуляторы уровня.
Излучатели в большинстве АС электродинамического типа,
принцип действия которых поясняется на рис. 18.
Иногда бывают АС с нетрадиционными электростатическими и
изодинамическими излучателями, но они встречаются редко. В вы-
Рис. 17. Схема защиты от эхо-сигналов путем
применения управляемых сигналами дуплексного
канала усилителей
32
носных акустических системах, как правило, многополосный прин-
цип, т.е. есть НЧ и ВЧ громкоговорители, часто и СЧ. Чем выше час-
тота, тем меньше размер диффузора громкоговорителя. Иногда пишут
суперНЧ или суперВЧ, это означает использование частот ниже 25 Гц
и выше 20 кГц соответственно.
Рис. 18. Громкоговоритель электродинамического типа
В высшей категории акустических систем используют 3 или
4 поддиапазона частот, т.е. по виду АС и размерам громкоговорите-
лей можно узнать категорию акустической системы.
Требования к ГГ разных частотных диапазонов различны:
1. НЧ ГГ должен быть мощным и температурно стойким (на-
пример у ГГ музыкальных сигналов мощностью 100 – 150 Вт темпе-
ратура катушки достигает 150-200
о
С);
2. Линейность упругих характеристик при больших смещениях
диффузора;
3. Низкие собственные резонансные частоты;
4. Сохранение поршневого характера колебаний в широком
диапазоне частот.
НЧ ГГ обычно корпусные электродинамические. Только один
тип в нашей стране АС 25АСЭ-101, где используется электростатиче-
ский излучатель. Название расшифровывается так: напольная
АС 25-100 Вт 45 – 20000 Гц – пленочный излучатель, мембрана кото-
рого управляется сигналами электростатического поля.
Среднечастотные ГГ имеют такие же требования, к которым до-
бавляется требование низких нелинейных искажений.
33
ВЧ громкоговорители работают в диапазоне частот от 20 Гц до
30 кГц. Часто на высоких частотах применяют нетрадиционные ГГ –
пьезокерамические, электростатические и др.
Корпус АС – основной элемент в области НЧ за счет регулиро-
вания нагрузки на тыловую часть диффузора. В областях СЧ и ВЧ
важна роль корпуса за счет колебаний стенок корпуса и влияния фор-
мы корпуса на дифракционные эффекты.
Чаще всего используют 3 вида корпусов: закрытый, фазоин-
версный и с пассивными излучателями, как показано на рис. 19. Реже
используются корпуса типа лабиринт, свернутый рупор, трансмисси-
онная линия и т.д.
а) б) в)
Рис. 19. Типы корпусов акустических систем: а – закрытый корпус;
б – фазоинверсный корпус; в – корпус с пассивными излучателями
Закрытый корпус подавляет излучение тыловой части ГГ. Фазо-
инверсный – за счет трубки увеличивает звуковое давление в опреде-
ленной области низких частот. Иногда применяют корпус типа лаби-
ринт, в котором необходимый фазовый набег достигается движением
звуковой волны от тыльной части диффузора по лабиринту, организо-
ванному внутри АС. Корпус с пассивным излучателем, то есть с под-
вижной системой без магнита и катушки, также увеличивает звуковое
давление за счет использования тыла ГГ особенно в области резо-
нансных частот системы излучателя (масса, гибкость, воздух в корпусе).
Традиционно в большинстве АС прямоугольные корпуса, хотя
острые углы увеличивают неравномерность амплитудно-частотной
характеристики и поэтому для повышения качества стали делать эл-
липсоидные, сферические и т.д.
34
Стенки вносят значительный вклад в процесс звукоизлучения.
Так как резонансы стенок негармоничны по отношению к резонансам
диффузора, то они вызывают неприятное ощущение по звучанию.
Вибрация стенок возникает как из-за колебаний внутреннего для АС
объема воздуха, так и за счет прямой передачи колебаний через диф-
фузородержатель.
Диффузородержатель создает помехи в области СЧ и ВЧ. При-
меняют звуко- и виброизоляцию: ткань, прокладки из резины, порис-
того картона, мягких пластмасс и т.д. Используют минеральную стек-
лоткань, синтетические волокна и применяют конструктивные меры
по увеличения жесткости стенок.
Известны конструкции АС с корпусами из кирпича, мрамора,
бетона и др. Обычно применяют ДСП или фанеру толщиной 18 –
20 мм. Под диффузородержатель обязательно устанавливают аморти-
зирующие прокладки. Применяют растяжки между боковыми стенка-
ми, ребра жесткости по диагонали стенок (что увеличивает резонанс-
ные частоты). Таким образом, у высококачественных АС сложные
корпуса, тяжелые конструкции и значительный вес.
Электронные устройства – прежде всего разделительные фильт-
ры, которые одновременно выполняют задачи коррекции. Чаще всего
применяются пассивные фильтры, редко активные (каждый со своим
усилителем). У нас в стране широко распространена одна модель ак-
тивной АС – S-70 35АС- d3 (S-70). Используют фильтры Баттерворта
второго – четвертого порядка (т.е. 2 – 4 – резонансные ветви). В ак-
тивной АС используют усилители со сложным комплексным выход-
ным сопротивлением, согласованным с сопротивлением ГГ.
Из-за большой мощности АС применяют защиту от механиче-
ских и тепловых перегрузок. Используют датчики и пороговые схемы,
нагруженные на ключи, коммутирующие ГГ. Выходные клеммы АС
обычно пружинного типа специальной конструкции.
По действующим стандартам классифицируют АС по трем
группам, как указано в табл. 4. Различают категории: нулевая (выс-
шая); первая; вторая. Категории отличаются не только по частотным,
но и по другим свойствам.
Полное наименование АС включает в себя величину предельной
мощности, буквы АС, номер группы сложности и номер разработки.
Например, 75АС-001.
35
У нас в стране производились 4 вида АС нулевой сложности.
Особенно распространены 100АС063 (изготовитель Москва);
50АС061 – электроника; 50АС061- М – используют НЧ ГГ с диафраг-
мами из вспененного никеля, а также купольные СЧ и ВЧ ГГ из окси-
дированной алюминиевой фольги.
Таблица 4
Группы АС
Параметры
0 1 2
Рабочая полоса частот, Гц
40 – 25000
50 – 12500
100 – 8000
Коэффициент гармоник К
г
, %
1,5 %
2 %
4 %
Различия ЧХ звукового давления
в полосе 250-8000 Гц, дБ
2дБ
2дБ
4дБ
75АС-001 – (Корвет, Кливер – изготовитель в С. Петербурге) –
имеет повышенную чувствительность.
Из АС объемом 50-60 дм
3
нулевой группы широко применяются
25АС-027, 35АС-033 (изготовитель в С. Петербурге).
Do'stlaringiz bilan baham: |