Zbuduj system głośników Hi-Fi Open Baffle z siecią zwrotnicy

Zbuduj system głośników Hi-Fi Open Baffle z siecią zwrotnicy

Przedstawiona tutaj wysokiej jakości konstrukcja głośnika hi-fi z otwartą przegrodą stanowi substytut zwykłej obudowy głośnika. Jego wzór emisji dźwięku przypomina wzór elektrostatyczny. Działa bez obudowy lub obudowy dla głośników niskotonowych, chociaż wykorzystuje normalną dynamikę dla jednostek napędowych. Reprodukcja zapewnia niezwykle „przestrzenny” wpływ na uszy.



Uwagi projektowe

Energia elektryczna jest zwykle zamieniana na energię akustyczną za pomocą dynamicznej jednostki napędowej. Możesz znaleźć inne formy, takie jak jednostki elektrostatyczne i wstęgowe, jednak są one zwykle droższe, a czasem dodatkowo bardziej podatne lub bardziej skomplikowane w budowie w porównaniu do klasycznego typu stożkowego, który istnieje od około 70 lat.

Na całym świecie wiele milionów plików jednostki napędowe do głośników są produkowane corocznie. Tylko niewielki procent z nich jest tworzony dla sprzętu hi-fi: reszta jest przeznaczona do telefonów, radia samochodowego. przenośne radia i tak dalej.





Zazwyczaj głośnik stożkowy jest uważany za odpowiedni tylko do wysokiej jakości przetwarzania dźwięku, ponieważ ten typ ma zdolność wprawiania powietrza w ruch na znacznym poziomie (jest to jedyny ważny aspekt fizycznej charakterystyki słyszenia).

Kiedy „membrana” ma naśladować niskie częstotliwości, bardzo ważne jest, aby przód i tył jej membrany nie były w stanie „wykryć” siebie nawzajem (w przeciwnym razie może dojść do zwarcia akustycznego).



Z tego powodu do odtwarzania niskich częstotliwości stosuje się zwykle szczelną obudowę lub obudowę typu bass-reflex.

Ten rodzaj obudowy ma tę wadę, że ma tendencję do oscylowania ze stożkiem (chyba że jest przykręcony do betonu).

Kilku specjalistów uważa, że ​​wzorzec powinien skupiać się jak źródło punktowe, czyli wszystkie zakresy częstotliwości muszą być transmitowane pod kątem 360 °.

Praktycznie charakterystyka promieniowania jednostek średnich i wysokotonowych jest ograniczona do około 180 °, tylko głośniki niskotonowe mogą osiągnąć około 360 °.

Możesz znaleźć rozwiązanie tego problemu, na przykład mocując jednostki napędowe również z tyłu obudowy. Inną opcją jest zastosowanie sterowników elektrostatycznych, ponieważ popychają one fale do przodu i do tyłu.

Ponieważ dźwięk odtwarzany z przodu jest w przeciwfazie z dźwiękiem z tyłu, modele te reagują inaczej niż radiator wielokierunkowy.

Tego rodzaju jednostki są w rezultacie znane jako promienniki dipolowe, mimo że styl promieniowania jest ośmiokątny. Dźwięk z tego typu urządzeń może być jednak niezwykle przyjemny w odbiorze, po prostu dlatego, że fale dźwiękowe z tyłu docierają do słuchacza poprzez kilka odbić, które wzmacniają efekt stereoskopowy.

Omawiany projekt wysokiej jakości głośników z otwartą przegrodą, który nie jest całkowicie nowy w świecie muzycznym, ale prawie nigdy nie był tematem przedsięwzięcia ZRÓB TO SAM, ma na celu połączenie tych kilku czynników. Mówiąc prościej, taki, który działa jako radiator dipolowy, ale wykorzystuje zwykłe dynamiczne jednostki napędowe.

Niskie częstotliwości są przetwarzane przez dwa głośniki niskotonowe umieszczone na maleńkiej osłonie, podczas gdy średnie i wysokie częstotliwości są przetwarzane przez kilka głośników i parę głośników wysokotonowych, po jednym z przodu i po jednym z tyłu.

Wskazówki techniczne

Gdy jednostka napędowa głośnika jest zamontowana na środku płyty, jej charakterystyka częstotliwościowa poniżej dolnej częstotliwości granicznej (określonej przez wymiary płyty) będzie zmniejszać się z prędkością 6 dB na oktawę.

Pod częstotliwością rezonansową jednostki napędowej, która wzrośnie do 18 dB na oktawę, nie ma to jednak znaczenia, jeśli chodzi o jednostki napędowe o niskiej częstotliwości rezonansowej.

Efekt ten jest korzystniejszy w porównaniu z efektem w obudowie zamkniętej (12 dB na oktawę) lub w obudowie basowej (12-18 dB na oktawę).

Wadą jest oczywiście to, że niższa częstotliwość odcięcia jest wyższa (połowa długości fali: średnica płytki). Przy tej częstotliwości przednia i tylna strona stożka zaczynają się znosić, powodując degradację wynikającej z tego funkcjonalności.

To tak, jakby powietrze wypychane do przodu było zasymilowane przez powietrze zasysane przez stożek z tyłu. Częstotliwość odcięcia 60 Hz wymaga płyty o wymiarach około 3 x 3 cale (10 x 10 stóp).

Ponadto czysta charakterystyka wymaga asymetrycznego montażu jednostki napędowej, aby zapewnić rozłożenie „zwarć” w szerokim zakresie częstotliwości.

Ten typ dużej płyty jest oczywiście poza widokiem aplikacji domowych, gdzie modele o identycznej funkcjonalności zajmują mniej miejsca.

Niemniej jednak konstrukcja otwartej przegrody nadal budzi ciekawość, ponieważ wyklucza niezliczone (niepożądane) konsekwencje, jakie obudowa ma na reprodukcję dźwięku (fale stojące: wibrujące razem itd.).

Wibracje obudowy faktycznie stają się dużym wyzwaniem, gdy obudowa jest wykonana z drewna. W przypadku użytku domowego panel o umiarkowanych wymiarach nałożony na podłogę pomieszczenia może być ewentualnie próbowany w celu sztucznego poprawienia jego wymiarów, a tym samym zmniejszenia częstotliwości odcięcia.

Ponadto można zastosować kompensację elektryczną, aby (w pewnym stopniu) uzupełnić dekadencję akustyczną. Prawdopodobnie obniży to do pewnego stopnia sprawność i moc, jednak można to utrzymać w realistycznych granicach dzięki zastosowaniu dużego stożka i ograniczeniu korekcji.

Obecny układ przebiega na wysokiej, wąskiej płycie, na której zainstalowano kilka 210-milimetrowych wooferów i jest przeznaczony do pionowego ustawienia na ziemi. (Obliczona) niska częstotliwość odcięcia (-3 dB] jest bliska 100 Hz.

Ponieważ dodatkowy wzmacniacz uznano za zbędny. Sieć korekcyjna jest w rzeczywistości pasywnym typem LC podłączonym do wejścia głośników niskotonowych, patrz rys.3.

Ponadto można zastosować kompensację elektryczną, aby (w pewnym stopniu) uzupełnić dekadencję akustyczną. Prawdopodobnie obniży to do pewnego stopnia sprawność i moc, jednak można to utrzymać w realistycznych granicach dzięki zastosowaniu dużego stożka i ograniczeniu korekcji.

Obecny układ głośników Hi-Fi działa na wysokiej, wąskiej płycie, na której zainstalowano kilka 210-milimetrowych głośników niskotonowych i jest przeznaczony do pionowego ustawienia na ziemi. (Obliczona) niska częstotliwość odcięcia (-3 dB) jest bliska 100 Hz. Ponieważ dodatkowy wzmacniacz uznano za zbędny, sieć korekcji zwrotnicy jest w rzeczywistości pasywnym typem LC podłączonym do wejścia głośników niskotonowych, patrz rys. 3.

obwód sieci zwrotnicy dla otwartego obwodu głośnika z przegrodą

Ryc.3

Lista części

Lista części

Charakterystykę (zmierzoną) głośnika niskotonowego zainstalowanego na płycie, sieci korekcyjnej oraz głośnika regulowanego przedstawiono na rys.1.

charakterystyka głośnika niskotonowego

Ryc.1

Aby utrzymać sprawność i obsługę mocy w dopuszczalnych granicach, korekcja została ograniczona do nieco powyżej 1 oktawy.

Sprawność spada o 8 dB. Użycie pary głośników niskotonowych w rzeczywistości nie poprawia wydajności (ogólna impedancja jest niższa, chociaż rozpraszanie jest większe). a moc wyjściowa pozostaje praktycznie identyczna jak w przypadku jednego 210-milimetrowego głośnika niskotonowego w zamkniętej obudowie. Badaną charakterystykę przedstawiono na rys.2.

sprawność głośników jest zmniejszona o 8 dB

Ryc.2

Zaobserwowano, że częstotliwość odcięcia -3 dB jest zmniejszona do około 35 Hz, co jest dobrą wartością dla zastosowań hi-fi.

Zwróć uwagę, że skorygowana krzywa składa się z efektów filtra dolnoprzepustowego, aby ponownie zaczął się przesuwać powyżej 200 Hz. Powstały symbol prądu stałego to wąska przegroda, która zapewnia lepszą moc basów przy niższych częstotliwościach niż kilka „tradycyjnych” głośników.

Może się wydawać, że proponowany układ otwartej przegrody nie będzie dobrze odtwarzał niskich częstotliwości. Może to jednak wynikać z faktu, że projektanci skrzynek zwykle nie uwzględniają efektu rzeczywistego pomieszczenia lub przestrzeni, co skutkuje szczytem niskiej częstotliwości, gdy tylko głośnik zostanie użyty w pomieszczeniu.

Charakterystyka głośników niskotonowych testowanych z przodu iz tyłu jest zasadniczo taka sama przy niskich częstotliwościach. To po prostu nie jest sytuacja w przypadku squawkerów (jednostek średniej klasy i głośników wysokotonowych, co oznacza, że ​​muszą być replikowane z tyłu).

Ponadto squakery mają znacznie zakrzywioną charakterystykę częstotliwości i gorszą wydajność promieniowania. Z tego powodu ważne stało się umieszczenie tych jednostek w małej obudowie

Wybór jednostek napędowych

Aby być świadkiem ulepszonego promieniowania, średnica jednostek napędowych musi być mała w porównaniu z odtwarzaną długością fali dźwięku.

Dlatego konieczna jest metoda trójstronna. Biorąc pod uwagę, że wybór różnych typów jednostek napędowych w systemie zwykle powoduje trudności z dostępnością, zdecydowano się wybrać wszystkie 3 typy z oferty jednego dostawcy.

Sieć krzyżowa

Obwód sieci zwrotnicy można zobaczyć na rys. 3, a jego sprawdzone wyjście na rys. 4. Dławiki L2 i R2 zapewniają korekcję niskich częstotliwości, jak pokazano na rys. 1.

korekcja niskich częstotliwości

Ryc.4

Właściwe filtrowanie jest wykonywane przez L1-C1. Ta sekcja podaje nachylenie drugiego rzędu w przybliżeniu powyżej 400 Hz (wygląda na dość zredukowane, rys. 4, ale może tak być, ponieważ krzywe tam odnoszą się tylko do mocy elektrycznej: sprawności jednostek napędowych nie są uwzględnione.

Rezystor R1 gwarantuje dość stałą rezystancję na wyjściu systemu, niezależnie od wpływu L2-R2 i zależnej od częstotliwości impedancji głośników niskotonowych. Część dla squawkerów obejmuje L4-C2 dla kołysania przy 400 Hz i L5-C3 dla tego samego przy 5 kHz. Nachylenia wynoszą około 12 dB na oktawę.

Wraz z naturalnym kołysaniem się głośników wysokotonowych daje to ostrzejsze nachylenie, co jest kluczowe, aby mieć pewność, że urządzenia ze średniej półki nie radzą sobie z nadmierną ilością mocy. Tłumik R3-R4 między sekcją a jednostkami napędowymi zapewnia dopasowanie poziomu przy prawie 3,5 dB. Sekcja głośnika wysokotonowego (drugiego rzędu) obejmuje L5-C4.

Tłumik R5-R6 zapewnia dopasowanie poziomu przy około 5,5 dB, aby zapewnić najwyższą, fl przy akustycznej odpowiedzi częstotliwościowej. Sieć zwrotnicy najlepiej jest rozwinąć na małej płycie Veroboard ogólnego przeznaczenia, patrz rys. 5, gdzie przedstawiono odpowiednie rozmieszczenie komponentów.

Ryc.5

Cewki indukcyjne z rdzeniem są dość ciężkie i dlatego muszą być odpowiednio zamocowane, jeśli to możliwe, za pomocą niemetalowych nakrętek, śrub i podkładek. Cewki indukcyjne L1, L2 i L4 to typy cewek z rdzeniem HQ. Ten materiał nie powoduje zniekształceń zarówno przy wysokich, jak i niskich częstotliwościach i jest również dość tani.

Ponieważ przypuszcza się, że L1 i L2 przenoszą stosunkowo duże prądy, cewki powietrzne lub mają nieżelazny lub gorszy materiał rdzenia. Pomimo faktu, że C2 jest wybrany jako elektrolit dwubiegunowy, typ MKT może być również używany równie skutecznie.

Jak konstruować

Zasadniczo wszystkie przekroje pokazane na rys. 6 są wykonane z 25 mm [1 cal] płyty wiórowej o średniej gęstości. Głównym elementem jest panel A, płyta o wysokości 1150 mm, na której zamontowano parę głośników niskotonowych, pisk i głośnik wysokotonowy.

Zwróć uwagę, że wszystkie jednostki napędowe muszą być przykręcone do zagłębionych otworów, co znacznie zwiększy ich efektywność promieniowania. Jest to jednak istotne tylko z przodu, ponieważ transmisja dźwięku z tyłu nie jest tak ważna.

Ryc.6

Widok z boku dotychczasowego projektu wygląda jak pojedyncza, solidna sekcja 50 mm [2 cale], która rozszerza się na podstawie.

W razie potrzeby wykończ to lakierem lub fornirem. Pamiętaj o panelu E Po wyschnięciu lakieru lub forniru poprowadź przewody do głośników i zainstaluj jednostki napędowe z przodu - nie zapomnij o kablach tylnego głośnika i głośnika wysokotonowego.

Podłącz kable do urządzeń. Oznacz końcówki kabli, aby nie powodować później zamieszania w odniesieniu do różnych końcówek kablowych.

Otwory, przez które przechodzą przewody, należy uszczelnić wodoodpornie np. sol. pistolet do klejenia. Następnie zabezpieczyć panel E wkrętami do płyty wiórowej od góry do tyłu, jak pokazano na Rys. 6b. Łby śrub powinny być zagłębione.

Ryc.7

Zakryj przestrzenie między panelami odpowiednią taśmą. Następnie zainstaluj tylny squawker i głośnik wysokotonowy.

Upewnij się, że połączenia kabli do tych sekcji są replikami tych z przodu, co oznacza, że ​​podłącz linię + przedniego głośnika wysokotonowego do linii - tylnego głośnika wysokotonowego, podobnie jak z głośnikami średniotonowymi.

Biegunowość elektryczna zgodna z siecią zwrotnicy będzie zależeć od przednich głośników.

Następnie zainstaluj zwrotnicę pod głośnikami niskotonowymi, jak pokazano na zdjęciu na rys. 7. Na koniec, utwórz mocowanie w kształcie litery L, jak pokazano na rys. 7, przykręć go do panelu podstawy, jak pokazano, i przymocuj do niego gniazda . Podłącz odpowiednio gniazda do sieci zwrotnicy.

Specyfikacja techniczna




Poprzedni: 2N3055 Arkusz danych, wyprowadzenia, obwody aplikacji Dalej: Jak naprawić nietoperze przeciw komarom