Ridurre la frequenza di risonanza dell'altoparlante. Frequenza di risonanza naturale dell'altoparlante Fs. Aumento del diametro interno degli anelli di montaggio

Tratto dal sito della rivista "Autosound"
Contesto
Nella parte precedente della nostra conversazione, si è scoperto cosa è buono Vari tipi design acustico e ciò che è male. Sembrerebbe che ora "gli obiettivi siano chiari, mettetevi al lavoro, compagni .." Nessuna tale fortuna. In primo luogo, progettazione acustica, in cui l'altoparlante stesso non è installato, solo una scatola assemblata con vari gradi di cura. E spesso è impossibile assemblarlo fino a quando non viene determinato quale altoparlante verrà installato al suo interno. In secondo luogo, e questo è il divertimento principale nella progettazione e produzione di subwoofer per auto: le caratteristiche di un subwoofer si distinguono poco dal contesto delle caratteristiche, anche le più basilari, dell'auto in cui funzionerà. C'è anche un terzo. Un sistema di altoparlanti mobili ugualmente adatto a qualsiasi tipo di musica è un ideale raramente raggiunto. Un buon installatore di solito si riconosce dal fatto che, quando "prende una lettura" da un cliente che ordina un'installazione audio, chiede di portare dei campioni di ciò che il cliente ascolterà sull'impianto che ha ordinato una volta completata.
Come puoi vedere, ci sono molti fattori che influenzano la decisione e non c'è modo di ridurre tutto a ricette semplici e univoche, il che trasforma la creazione di installazioni audio mobili in un'occupazione fortemente legata all'arte. Ma si possono ancora delineare alcune linee guida generali.
Cifir
Mi affretto ad avvertire i timidi, i pigri e gli istruiti umanitari: non ci saranno praticamente formule. Il più a lungo possibile, proveremo a fare a meno anche di una calcolatrice, un metodo di calcolo mentale dimenticato.
I subwoofer sono l'unico collegamento nell'acustica dell'auto in cui misurare l'armonia con l'algebra non è un affare senza speranza. Per dirla in modo più schietto, è semplicemente impensabile progettare un subwoofer senza calcolo. I parametri dell'altoparlante fungono da dati iniziali per questo calcolo. Quale? Sì, non quelli che ti ipnotizzano nel negozio, assicurati! Per calcolare, anche in modo approssimativo, le caratteristiche di un altoparlante a bassa frequenza, è necessario conoscerne i parametri elettromeccanici, che sono innumerevoli. Questa è la frequenza di risonanza, e la massa del sistema in movimento, e l'induzione nel gap del sistema magnetico, e almeno altre due dozzine di indicatori, comprensibili e poco chiari. Rovesciato? Non sorprendente. Solo una ventina di anni fa, due australiani si sono rivelati sconvolti: Richard Small e Nevil Thiel. Hanno suggerito di utilizzare un insieme universale e piuttosto compatto di caratteristiche invece di montagne di tsifiri, che hanno perpetuato, abbastanza meritatamente, i loro nomi. Ora, quando vedi una tabella nella descrizione dell'oratore chiamata parametri Thiel/Small (o semplicemente T/S), sai di cosa sto parlando. E se non trovi un tavolo del genere, vai all'opzione successiva: questo è senza speranza.
L'insieme minimo di caratteristiche che devi scoprire è:
Frequenza di risonanza naturale dell'altoparlante Fs
Fattore di qualità totale Qts
Il volume equivalente di Vas.
In linea di principio ci sono altre caratteristiche che sarebbe utile conoscere, ma questo, in generale, è sufficiente. (Il diametro dell'altoparlante non è incluso qui, poiché è già visibile senza documentazione.) Se manca almeno un parametro dei "tre straordinari", è una cucitura. Ora, cosa significa tutto questo.
frequenza naturaleè la frequenza di risonanza dell'altoparlante senza alcun design acustico. Viene misurato in questo modo: l'altoparlante è sospeso in aria alla massima distanza possibile dagli oggetti circostanti, quindi ora la sua risonanza dipenderà solo dalle sue caratteristiche: la massa del sistema in movimento e la rigidità della sospensione. C'è un'opinione secondo cui più bassa è la frequenza di risonanza, migliore sarà il subwoofer. Questo è vero solo in parte; per alcuni progetti, una frequenza di risonanza inutilmente bassa è un ostacolo. Per riferimento: basso è 20 - 25 Hz. Sotto i 20 Hz è raro. Sopra i 40 Hz è considerato alto per un subwoofer.
Bontà piena. Il fattore di qualità in questo caso non è la qualità del prodotto, ma il rapporto tra forze elastiche e viscose che esistono nel sistema di movimento dell'altoparlante vicino alla frequenza di risonanza. Un sistema di altoparlanti mobili è molto simile alla sospensione di un'auto, dove sono presenti una molla e un ammortizzatore. La molla crea forze elastiche, cioè accumula e rilascia energia nel processo di oscillazione, e l'ammortizzatore è una fonte di resistenza viscosa, non accumula nulla, ma assorbe e dissipa sotto forma di calore. La stessa cosa accade quando il diffusore e tutto ciò che vi è collegato vibra. Una figura di merito elevata significa che predominano le forze elastiche. È come un'auto senza ammortizzatori. Basta imbattersi in un sasso e la ruota comincerà a sobbalzare, sfrenata da qualsiasi cosa. Salta alla frequenza di risonanza che è insita in questo sistema oscillatorio.
Applicato a un altoparlante, ciò significa un superamento della risposta in frequenza alla frequenza di risonanza, maggiore è, maggiore è il fattore di qualità totale del sistema. Il fattore di qualità più alto, misurato in migliaia, appartiene alla campana, che, di conseguenza, non vuole suonare a nessuna frequenza diversa da quella risonante, fortunatamente nessuno lo richiede.
Un metodo popolare per diagnosticare la sospensione di un'auto tramite wiggle non è altro che misurare il fattore di qualità della sospensione in modo artigianale. Se ora mettiamo in ordine la sospensione, cioè attacchiamo un ammortizzatore parallelo alla molla, l'energia accumulata durante la compressione della molla non ritornerà tutta indietro, ma sarà parzialmente rovinata dall'ammortizzatore. Questa è una diminuzione del fattore qualità del sistema. Ora torniamo alla dinamica. Niente che andiamo avanti e indietro? Questo, dicono, è utile ... Tutto sembra essere chiaro con la primavera all'oratore. Questa è una sospensione diffusore. E l'ammortizzatore? Ammortizzatori: fino a due, che lavorano in parallelo. Il fattore di qualità completa dell'altoparlante è costituito da due: meccanico ed elettrico. Il fattore di qualità meccanica è determinato principalmente dalla scelta del materiale di sospensione, e principalmente dalla rondella di centraggio, e non dall'ondulazione esterna, come talvolta si crede. Di solito non ci sono grandi perdite qui e il contributo del fattore di qualità meccanica al totale non supera il 10-15%. Il contributo principale appartiene alla figura elettrica di merito. L'ammortizzatore più duro che opera nel sistema oscillatorio di un altoparlante è un insieme di una bobina mobile e un magnete. Essendo per sua natura un motore elettrico, esso, come dovrebbe essere per un motore, può funzionare da generatore, e questo è esattamente ciò che fa vicino alla frequenza di risonanza, quando la velocità e l'ampiezza del movimento della bobina sono massime. Muovendosi in un campo magnetico, la bobina genera una corrente e il carico per tale generatore è impedenza di uscita amplificatore, cioè praticamente zero. Risulta lo stesso freno elettrico di cui sono dotati tutti i treni elettrici. Anche lì, in frenata, i motori di trazione sono costretti a funzionare come generatori, e il loro carico sono le batterie delle resistenze di frenatura sul tetto.
L'entità della corrente generata sarà naturalmente tanto maggiore quanto più forte è il campo magnetico in cui si muove la bobina mobile. Si scopre che più potente è il magnete dell'altoparlante, minore, a parità di altre condizioni, è il suo fattore di qualità. Ma, naturalmente, poiché sia la lunghezza del filo di avvolgimento che l'ampiezza dell'intercapedine nel sistema magnetico sono coinvolte nella formazione di questo valore, sarebbe prematuro trarre una conclusione definitiva solo sulla base della dimensione del magnete. E il preliminare - perché no?...
Concetti basilari- il fattore di qualità totale del diffusore è considerato basso se è inferiore a 0,3 - 0,35; alto - più di 0,5 - 0,6.
volume equivalente. La maggior parte delle testate degli altoparlanti moderni si basa sul principio della "sospensione acustica".
A volte li chiamiamo "compressione", il che è sbagliato. Le teste di compressione sono una storia completamente diversa, associata all'uso delle trombe come design acustico.
Il concetto di sospensione acustica consiste nell'installare l'altoparlante in un tale volume d'aria, la cui elasticità è paragonabile all'elasticità della sospensione dell'altoparlante. In questo caso si scopre che parallelamente alla molla già presente nella sospensione ne è stata installata un'altra. In questo caso, il volume equivalente sarà quello in cui la molla che appare è uguale in elasticità a quella esistente. Il valore del volume equivalente è determinato dalla rigidità della sospensione e dal diametro del diffusore. Più morbida è la sospensione, maggiore sarà la dimensione del cuscino d'aria, la cui presenza inizierà a disturbare chi parla. Lo stesso accade con una modifica del diametro del diffusore. Un grande diffusore a parità di cilindrata comprimerà maggiormente l'aria all'interno del cassonetto, sperimentando così una maggiore forza reciproca di elasticità del volume d'aria.
È questa circostanza che spesso determina la scelta della dimensione dell'altoparlante, in base al volume disponibile per adattarsi al suo design acustico. I coni grandi creano i prerequisiti per un subwoofer ad alto rendimento, ma richiedono anche grandi volumi. L'argomento tratto dal repertorio della stanza in fondo al corridoio della scuola "ne ho di più" va qui applicato con cautela.
Il volume equivalente ha relazioni interessanti con la frequenza di risonanza che è facile perdere senza rendersene conto. La frequenza di risonanza è determinata dalla rigidità della sospensione e dalla massa del sistema in movimento, e il volume equivalente è determinato dal diametro del diffusore e dalla rigidità stessa.
Di conseguenza, una tale situazione è possibile. Supponiamo che ci siano due altoparlanti della stessa dimensione e con la stessa frequenza di risonanza. Ma solo uno di loro ha ottenuto questo valore di frequenza grazie a un diffusore pesante e una sospensione rigida, e l'altro, al contrario, un diffusore leggero su una sospensione morbida. Il volume equivalente di una tale coppia, con tutte le somiglianze esterne, può differire in modo molto significativo e, se installato nella stessa scatola, i risultati saranno notevolmente diversi.
Quindi, stabilito cosa significano i parametri vitali, inizieremo finalmente a scegliere una promessa sposa. Il modello sarà così: crediamo che tu abbia deciso, sulla base, diciamo, dei materiali dell'articolo precedente di questa serie, con il tipo di design acustico e ora devi scegliere un altoparlante tra centinaia di alternative. Dopo aver padroneggiato questo processo, ti sarà dato senza difficoltà il contrario, cioè la scelta di un design adatto per l'altoparlante selezionato. Voglio dire, quasi senza sforzo.
scatola chiusa
Come accennato nell'articolo precedente, una scatola chiusa è il design acustico più semplice, ma tutt'altro che primitivo, anzi, avendo, soprattutto in macchina, una serie di importanti vantaggi rispetto ad altri. La sua popolarità in applicazioni mobili non svanisce affatto, quindi inizieremo con esso.
Cosa succede alle caratteristiche del diffusore quando installato in una scatola chiusa? Dipende da una singola quantità: il volume della scatola. Se il volume è così grande che l'altoparlante quasi non se ne accorge, arriviamo all'opzione di uno schermo infinito. In pratica, questa situazione si realizza quando il volume della scatola (o altro volume chiuso posto dietro il diffusore, o, più semplicemente, quello che c'è da nascondere - il bagagliaio di un'auto) supera di tre volte il volume equivalente dell'altoparlante o Di più. Se questa relazione viene soddisfatta, la frequenza di risonanza e il fattore di qualità totale del sistema rimarranno quasi gli stessi di quelli del diffusore. Ciò significa che devono essere scelti di conseguenza. È noto che il sistema di altoparlanti avrà la risposta in frequenza più uniforme con un fattore di qualità totale pari a 0,7. Valori più piccoli migliorano la risposta all'impulso, ma il rolloff inizia in frequenza piuttosto elevata. In generale, la risposta in frequenza acquisisce un aumento vicino alla risonanza e le caratteristiche transitorie si deteriorano in qualche modo. Se ti concentri su musica classica, jazz o generi acustici, un sistema leggermente sovrasmorzato con un fattore di qualità di 0,5 - 0,7 sarebbe la scelta migliore. Per i generi più energici, l'enfasi sui bassi, che si ottiene con un fattore di qualità di 0,8 - 0,9, non fa male. E infine, gli amanti del rap saranno attratti programma completo, se dal sistema avrà un fattore di qualità pari all'unità o anche superiore. Il valore di 1.2 dovrebbe, forse, essere riconosciuto come limite per qualsiasi genere che pretenda di essere musicale.
Va inoltre tenuto presente che quando si installa un subwoofer nell'abitacolo, le basse frequenze salgono, a partire da una certa frequenza, a causa delle dimensioni dell'abitacolo. Valori tipici per l'inizio dell'aumento della risposta in frequenza di 40 Hz per grande macchina, come una jeep o un minivan; 50 - 60 per il centro, come una figura otto o "lombo"; 70 - 75 per uno piccolo, con Tavria.
Ora è chiaro: per installare in modalità schermo infinito (o Freeair, se non ti dà fastidio che il cognome sia brevettato da Stillwater Designs), hai bisogno di un altoparlante con un fattore di qualità totale di almeno 0,5 o anche superiore e una frequenza di risonanza di almeno 40 hertz spot pubblicitari - 60, a seconda di cosa scommetti. Tali parametri di solito significano una sospensione piuttosto rigida, solo questo salva l'altoparlante dal sovraccarico in assenza di "supporto acustico" dal volume chiuso. Ecco un esempio: l'azienda Infinity produce versioni delle stesse teste con indici br (bass reflex) e ib (infinite baffle) nelle serie Reference e Kappa I parametri Thiel-Small, ad esempio, per una Reference da dieci pollici differiscono come segue:
Parametro T/S 1000w.br 1000w.ib
Fs 26Hz 40Hz
Vaso 83 litri 50 litri
Si può vedere che la versione ib in termini di frequenza di risonanza e fattore di qualità è pronta per funzionare "così com'è" e, a giudicare sia dalla frequenza di risonanza che dal volume equivalente, questa modifica è molto più dura dell'altra, ottimizzata per il funzionamento in un inverter di fase e, quindi, è più probabile che sopravviva in condizioni difficili Freeair.
E cosa succederà se, senza prestare attenzione alle lettere minuscole, porti in queste condizioni un altoparlante con l'indice br che sembra due gocce d'acqua? Ed ecco cosa: a causa del fattore di bassa qualità, la risposta in frequenza inizierà a crollare già a frequenze di circa 70 - 80 Hz, e la testa "morbida" sfrenata si sentirà molto a disagio all'estremità inferiore della gamma e sovraccaricandola c'è facile.
Quindi abbiamo concordato:
Per l'utilizzo in modalità "schermo infinito" è necessario scegliere un diffusore con fattore di qualità totale elevato (non inferiore a 0,5) e frequenza di risonanza (non inferiore a 45 Hz), specificando tali requisiti in funzione del tipo di diffusore predominante materiale musicale e le dimensioni della cabina.
Ora sul volume "celeste". Se si mette un diffusore ad un volume paragonabile al suo volume equivalente, il sistema acquisirà caratteristiche significativamente diverse da quelle con cui il diffusore è entrato in questo impianto. Innanzitutto, se installato in un volume chiuso, la frequenza di risonanza aumenterà. La rigidità è aumentata, ma la massa è rimasta la stessa. Anche la bontà aumenterà. Giudicate voi stessi: aggiungendo la rigidità di un volume d'aria piccolo, cioè inflessibile, per aiutare la rigidità della sospensione, abbiamo quindi, per così dire, messo una seconda molla e lasciato il vecchio ammortizzatore.
Con una diminuzione del volume, il fattore qualità del sistema e la sua frequenza di risonanza crescono allo stesso modo. Quindi, se vediamo un diffusore con un fattore di qualità, diciamo, di 0,25, e vogliamo avere un sistema con un fattore di qualità, diciamo, di 0,75, anche la frequenza di risonanza triplicherà. E com'è l'oratore lì? 35 hz? Quindi, nel volume corretto, dal punto di vista della forma della risposta in frequenza, risulterà essere 105 Hz, e questo, sai, non è più un subwoofer. Quindi si adatta. Vedi, non hai nemmeno bisogno di una calcolatrice. Diamo un'occhiata a un altro. Frequenza di risonanza 25 Hz, fattore di qualità 0,4. Si scopre un sistema con un fattore di qualità di 0,75 e una frequenza di risonanza intorno ai 47 Hz. Abbastanza degno. Proviamo proprio lì, senza lasciare il bancone, a stimare di quanto avrà bisogno la scatola. È scritto che Vas = 160 litri (o 6 cu.ft, che è più probabile).
(Qui scriverei una formula - è semplice, ma è impossibile - l'ho promesso). Pertanto, per i calcoli allo sportello, darò un cheat sheet: copia e metti nel tuo portafoglio se l'acquisto di un altoparlante per bassi è incluso nei tuoi piani di acquisto:
La frequenza di risonanza e il fattore di qualità aumenteranno se il volume della scatola proviene da Vas
1,4 volte 1
1,7 volte 1/2
2 volte 1/3
3 volte 1/8
Con noi - circa due volte, quindi risulta una scatola con un volume di 50-60 litri, sarà un po 'troppo ... Andiamo al prossimo. E così via.
Si scopre che, affinché venga fuori un design acustico concepibile, i parametri dei diffusori non solo devono trovarsi in un certo intervallo di valori, ma anche essere collegati tra loro.
Le persone esperte hanno ridotto questo collegamento all'indicatore Fs / Qts.
Se il valore Fs/Qts è 50 o meno, il parlante è nato per una scatola chiusa. In questo caso, il volume richiesto della scatola sarà il più piccolo, il più basso Fs o il più piccolo Vas.
Secondo i dati esterni dei "reclusi naturali" possono essere riconosciuti da diffusori pesanti e sospensioni morbide (che danno una bassa frequenza di risonanza), magneti non molto grandi (in modo che il fattore di qualità non sia troppo basso), bobine vocali lunghe (poiché il corsa del cono di un altoparlante operante in una cassa chiusa, può raggiungere valori piuttosto elevati).
Invertitore di fase
Un altro tipo di design acustico popolare è un invertitore di fase, con tutto l'ardente desiderio al bancone è impossibile contare, anche approssimativamente. Ma per stimare l'idoneità delle dinamiche per lui, puoi farlo. E parleremo del calcolo in generale separatamente.
La frequenza di risonanza di questo tipo di impianto è determinata non solo dalla frequenza di risonanza dell'altoparlante, ma anche dall'impostazione dell'invertitore di fase. Lo stesso vale per il fattore Q del sistema, che può variare notevolmente al variare della lunghezza del tunnel, anche a volume corporeo costante. Poiché l'invertitore di fase può essere, a differenza di una scatola chiusa, sintonizzato su una frequenza vicina o addirittura inferiore a quella dell'altoparlante, la frequenza di risonanza della testina è "permessa" essere più alta rispetto al caso precedente. Ciò significa, con una buona scelta, un cono più leggero e, di conseguenza, una migliore risposta all'impulso, che è ciò di cui ha bisogno l'invertitore di fase, poiché la sua risposta ai transitori "innata" non è delle migliori, peggiori di quella di una scatola chiusa, a meno. Ma è auspicabile che il fattore qualità sia il più basso possibile, non superiore a 0,35. Riducendolo allo stesso Fs/Qts, la formula per scegliere un altoparlante per un bass reflex è semplice:
Gli altoparlanti con un valore Fs / Qts di 90 o più sono adatti per il funzionamento in un inverter di fase.
Segni esterni di una roccia invertita di fase: diffusori di luce e potenti magneti.
Bandpass (abbastanza brevemente)
Gli altoparlanti a striscia, per tutti i loro meriti sonori (questo nel senso della massima efficienza, rispetto ad altri tipi) sono i più difficili da calcolare e realizzare, e abbinare le loro caratteristiche all'acustica interna di un'auto con esperienza insufficiente può trasformare in un inferno pece, quindi con questo tipo Quando si tratta di design acustico, è meglio andare oltre le rocce e utilizzare le raccomandazioni dei produttori di altoparlanti, anche se questo ti lega le mani. Tuttavia, se le mani sono ancora slegate e non vedono l'ora di provare: per i passabanda singoli, sono adatti quasi gli stessi altoparlanti degli invertitori di fase, e per quelli doppi o quasi a striscia, sono le stesse o, più desiderabili, testine con un valore Fs/Qts di 100 e superiore.
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19.01.2006 15:47 # 0+

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Parametri Thiele & Small
Questo è un gruppo di parametri introdotti da A.N. Thiele e successivamente R.H. Piccolo, con il quale è possibile descrivere in modo completo le caratteristiche elettriche e meccaniche delle teste degli altoparlanti a media e bassa frequenza operanti nella regione di compressione, ovvero quando non si verificano vibrazioni longitudinali nel diffusore e può essere paragonato a un pistone.
Fs (Hz) - la frequenza di risonanza naturale della testa dell'altoparlante nello spazio aperto. A questo punto, la sua impedenza è massima.
Fc (Hz) - la frequenza di risonanza del sistema acustico per un armadio chiuso.
Fb (Hz) - frequenza di risonanza dell'invertitore di fase.
F3 (Hz) - frequenza di taglio alla quale l'uscita della testina viene ridotta di 3 dB.
Vas (metri cubi) - volume equivalente. Questo è un volume d'aria chiuso eccitato dalla testa avente una flessibilità pari a quella del sistema di movimento della testa Cms.
D (m) - diametro effettivo del diffusore.
Sd (mq) - area effettiva del diffusore (circa 50-60% dell'area costruttiva).
Xmax (m) - spostamento massimo del diffusore.
Vd (cubi.m) - volume eccitato (prodotto di Sd per Xmax).
Re (Ohm) - resistenza dell'avvolgimento di testa corrente continua.
Rg (Ohm) - l'impedenza di uscita dell'amplificatore, tenendo conto dell'influenza dei cavi di collegamento e dei filtri.
Qms (valore adimensionale) - fattore di qualità meccanica della testa dell'altoparlante alla frequenza di risonanza (Fs), tiene conto delle perdite meccaniche.
Qes (valore adimensionale) - fattore di qualità elettrica della testa dell'altoparlante alla frequenza di risonanza (Fs), tiene conto delle perdite elettriche.
Qts (valore adimensionale) - il fattore di qualità totale della testa dell'altoparlante alla frequenza di risonanza (Fs), tiene conto di tutte le perdite.
Qmc (valore adimensionale) - fattore di qualità meccanica del sistema acustico alla frequenza di risonanza (Fs), tiene conto delle perdite meccaniche.
Qec (valore adimensionale) - fattore di qualità elettrica del sistema acustico alla frequenza di risonanza (Fs), tiene conto delle perdite elettriche.
Qtc (valore adimensionale) - il fattore di qualità totale del sistema acustico alla frequenza di risonanza (Fs), tiene conto di tutte le perdite.
Ql (valore adimensionale) - fattore di qualità del sistema acustico alla frequenza (Fb), tenendo conto delle perdite di dispersione.
Qa (valore adimensionale) - il fattore di qualità del sistema acustico alla frequenza (Fb), tenendo conto delle perdite di assorbimento.
Qp (valore adimensionale) - il fattore di qualità del sistema acustico a una frequenza (Fb), tenendo conto di altre perdite.
N0 (valore adimensionale, a volte %) - efficienza relativa (C.P.D.) del sistema.
Cms (m/N) - la flessibilità del sistema di movimento della testa dell'altoparlante (spostamento sotto carico meccanico).
Mms (kg) - massa effettiva del sistema in movimento (include la massa del diffusore e l'aria che oscilla con esso).
Rms (kg/s) - resistenza meccanica attiva della testa.
B (Tl) - induzione nel gap.
L (m) è la lunghezza del conduttore della bobina mobile.
Bl (m/N) - coefficiente di induzione magnetica.
Pa - potenza acustica.
Pe - energia elettrica.
C=342 m/s - velocità del suono nell'aria in condizioni normali.
P=1.18 kg/m^3 - densità dell'aria in condizioni normali.
Le è l'induttanza della bobina.
BL è il valore della densità del flusso magnetico moltiplicato per la lunghezza della bobina.
Spl è il livello di pressione sonora in dB.

Ri: parametri Thiel-Small e design acustico dell'altoparlante.

BassBox 6.0 PRO fantastico programma per il calcolo del design acustico di un altoparlante da 12 MB, il numero di serie è all'interno del file * .txt:
Il programma ha base enorme dati sui parametri din un largo numero produttori, è in grado di calcolare il volume, tenendo conto dello spessore delle pareti. Generalmente molto comodo.

Parametri di Small Thiele

Parametri di Small Thiele
Fino al 1970, non esistevano metodi standard di settore facili, convenienti per ottenere dati comparativi sulle prestazioni degli altoparlanti. I test individuali eseguiti dai laboratori erano troppo costosi e richiedevano tempo. Allo stesso tempo, i metodi per ottenere dati comparativi sugli altoparlanti erano necessari sia per gli acquirenti che per la scelta modello desiderato, e produttori di apparecchiature per una descrizione più accurata dei loro prodotti e un confronto ragionato dei vari dispositivi.
Progettazione di altoparlanti Nei primi anni '70, Neville Thiele e Richard Small presentarono un documento alla conferenza AES. Thiele era il capo ingegnere di ricerca e sviluppo per l'Australian Broadcasting Commission. A quel tempo era responsabile del Laboratorio federale di ingegneria (Laboratorio federale di ingegneria) e si occupava dell'analisi del funzionamento di apparecchiature e sistemi per la trasmissione di segnali audio e video. Small era uno studente post-laurea presso la School of Engineering dell'Università di Sydney.
L'obiettivo di Thiele e Small era mostrare come i parametri che hanno dedotto aiutino ad abbinare il cabinet a un particolare diffusore. Tuttavia, il risultato è che queste misurazioni forniscono molte più informazioni: possono trarre conclusioni molto più approfondite sulle prestazioni di un altoparlante rispetto ai soliti dati su dimensioni, potenza di uscita massima o sensibilità.
Elenco dei parametri denominati "Parametri Small-Thiele": Fs, Re, Le, Qms, Qes, Qts, Vas, Cms, Vd, BL, Mms, Rms, EBP, Xmax / Xmech, Sd, Zmax, range di frequenza operativa (Utilizzo Freq. Range), potenza nominale (Power Handling), sensibilità (Sensitivity).
fs
Rif
Questo parametro descrive la resistenza CC dell'altoparlante misurata con un ohmmetro. Viene spesso indicato come DCR. Questo valore di resistenza è quasi sempre inferiore all'impedenza nominale dell'altoparlante, il che preoccupa molti acquirenti perché temono che l'amplificatore venga sovraccaricato. Tuttavia, poiché l'induttanza di un altoparlante aumenta con la frequenza, è improbabile che la resistenza costante influisca sul carico.
Le
Questo parametro corrisponde all'induttanza della bobina mobile, misurata in mH (millihenry). Secondo lo standard stabilito, l'induttanza viene misurata a una frequenza di 1 kHz. All'aumentare della frequenza, l'impedenza salirà al di sopra del valore Re, poiché la bobina mobile funge da induttore. Di conseguenza, l'impedenza dell'altoparlante non è un valore costante. Può essere rappresentato come una curva che cambia con la frequenza del segnale di ingresso. Il valore massimo dell'impedenza (Zmax) si verifica alla frequenza di risonanza (Fs).
parametri Q
Vas/Cms
Il parametro Vas ti dice quale deve essere il volume d'aria che, compressa al volume di un metro cubo, offre la stessa resistenza del sistema di sospensione (volume equivalente). Il fattore di flessibilità del sistema di sospensione per un dato altoparlante è indicato come Cms. Vas è uno dei parametri più difficili da misurare poiché la pressione dell'aria cambia in base all'umidità e alla temperatura e quindi richiede un laboratorio ad altissima tecnologia per misurare. Cms si misura in metri per newton (m/N) e rappresenta la forza con cui il sistema di sospensione meccanica resiste al movimento del diffusore. In altre parole, Cms corrisponde alla misura di rigidezza della sospensione meccanica dell'altoparlante. Il rapporto tra i parametri Cms e Q può essere paragonato alla scelta tra maggiore comfort e migliori prestazioni di guida che fanno le case automobilistiche. Se consideriamo i picchi e i bassi del segnale audio come i dossi della strada, il sistema di sospensione dell'altoparlante è simile alle molle di un'auto: idealmente dovrebbe resistere a una guida molto veloce su una strada disseminata di grandi massi.
Vd
Questo parametro indica il volume massimo di aria che può essere espulso dal diffusore (Peak Diaphragm Displacement Volume). Viene calcolato moltiplicando Xmax (la lunghezza massima della parte della bobina mobile che si estende oltre il traferro magnetico) per Sd (l'area della superficie di lavoro del cono). Vd si misura in centimetri cubi. I subwoofer di solito hanno i valori Vd più alti.
BL
Espresso in Tesla per metro, questo parametro caratterizza la forza motrice dell'altoparlante. In altre parole, BL chiarisce quanta massa può "sollevare" l'altoparlante. Questo parametro viene misurato come segue: una certa forza viene applicata al diffusore diretto nell'altoparlante e la forza attuale viene misurata per contrastare la forza applicata - la massa in grammi viene divisa per la forza attuale in ampere. Un valore elevato del parametro BL indica una potenza dell'altoparlante molto elevata.
mms
Questo parametro è la combinazione del peso del gruppo cono e della massa del flusso d'aria che il cono dell'altoparlante sposta durante il funzionamento. Il peso del gruppo cono è pari alla somma del peso del cono stesso, della rondella di centraggio e della bobina mobile. Nel calcolo della massa del flusso d'aria spostato dal diffusore, viene utilizzato il volume d'aria corrispondente al parametro Vd.
rms
Questo parametro descrive la perdita di resistenza meccanica del sistema di sospensione dell'altoparlante. È una misura delle qualità assorbenti della sospensione di un altoparlante ed è misurata in N/s/m.
EBP
Questo parametro è uguale a Fs diviso per Qes. Viene utilizzato in molte formule legate alla costruzione di armadi per sistemi acustici, e in particolare, per determinare quale cabinet è meglio scegliere per un dato altoparlante - design chiuso o inverter di fase. Quando il valore EBP si avvicina a 100, ciò significa che un tale altoparlante è più adatto per il funzionamento in un involucro bass-reflex. Nel caso in cui l'EBP sia vicino a 50, è meglio installare questo altoparlante in un armadio chiuso. Tuttavia, questa regola è solo un punto di partenza durante la creazione di un sistema di altoparlanti ed è soggetta a eccezioni.
Xmax/Xmech
Il parametro definisce la massima deviazione lineare. L'uscita dell'altoparlante diventa non lineare quando la bobina mobile inizia a uscire dal traferro magnetico. Sebbene il sistema di sospensione possa creare una non linearità nel segnale di uscita, la distorsione inizia ad aumentare in modo significativo nel momento in cui il numero di spire della bobina mobile nel traferro magnetico inizia a diminuire. Per determinare Xmax, è necessario calcolare la lunghezza della parte della bobina mobile che è andata oltre il taglio superiore del magnete e dividerla a metà. Questo parametro viene utilizzato per determinare la massima pressione sonora (SPL) che l'altoparlante può erogare mantenendo la linearità del segnale, ovvero il valore THD normalizzato.
Quando si determina Xmech, vengono effettuate le misurazioni della corsa della bobina mobile fino a quando si verifica una delle seguenti situazioni: la rondella di centraggio viene distrutta o la bobina mobile poggia contro la protezione copertina posteriore, o la bobina mobile lascia il gap magnetico o altri vincoli fisici del diffusore iniziano a svolgere un ruolo. La più piccola delle lunghezze di corsa della bobina ottenute viene divisa a metà e il valore risultante viene assunto come spostamento meccanico massimo del diffusore.
SD
Questo parametro corrisponde all'area della superficie di lavoro del diffusore. Misurato in cm2.
Zmax
Questo parametro corrisponde all'impedenza dell'altoparlante alla frequenza di risonanza.
Intervallo di frequenza operativa (intervallo di frequenza utilizzabile)
Uso dei produttori diversi modi per misurare la gamma di frequenza operativa. Molti metodi sono considerati accettabili, ma portano a risultati diversi. All'aumentare della frequenza, la radiazione fuori asse dell'altoparlante diminuisce in proporzione al diametro. A un certo punto diventa appuntito. La tabella mostra la frequenza alla quale si verifica questo effetto in funzione della dimensione dell'altoparlante.
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Potenza nominale (gestione della potenza)
Questo è un parametro molto importante nella scelta di un altoparlante. È necessario sapere con certezza che l'emettitore resisterà alla potenza del segnale che gli viene fornito. Pertanto, è necessario scegliere un altoparlante in grado di sopportare la potenza fornita con un margine. Il criterio determinante per quanta potenza avrà un altoparlante è la sua capacità di rimuovere il calore. Le principali caratteristiche di progettazione che influenzano un'efficiente dissipazione del calore sono le dimensioni della bobina mobile, le dimensioni del magnete, la ventilazione della struttura, nonché i materiali moderni ad alta tecnologia utilizzati nella costruzione della bobina mobile. Le dimensioni più grandi della bobina mobile e del magnete forniscono una dissipazione del calore più efficiente, mentre la ventilazione mantiene la struttura fresca.
Nel calcolo della potenza di un altoparlante, oltre alla capacità di resistere al calore, sono importanti anche le proprietà meccaniche dell'altoparlante. Dopotutto, il dispositivo può sopportare il calore che si verifica quando viene applicata una potenza di 1 kW, ma anche prima che questo valore venga raggiunto, fallirà a causa di danni strutturali: la bobina mobile si appoggerà contro la parete posteriore o la bobina mobile uscire dal traferro magnetico, il cono si deformerà, ecc. Per evitare guasti, è necessario conoscere l'intervallo di frequenza effettivo, il parametro Xmech e la potenza nominale.
Sensibilità
Questo parametro è uno dei più importanti nell'intera specifica dell'altoparlante. Ti consente di capire quanto efficacemente e con quale volume il dispositivo riprodurrà il suono quando viene applicato un segnale di una o dell'altra potenza. Sfortunatamente, i produttori di altoparlanti usano metodi diversi per calcolare questo parametro - non ne esiste uno stabilito. Quando si determina la sensibilità, il livello di pressione sonora viene misurato a una distanza di un metro quando viene applicata una potenza di 1 W all'altoparlante. Il problema è che a volte la distanza di 1 m viene calcolata dal parapolvere e talvolta dalla sospensione dell'altoparlante. Per questo motivo, può essere abbastanza difficile determinare la sensibilità degli altoparlanti.
Preso da

Questa è la frequenza di risonanza dell'altoparlante, senza alcun design acustico. L'altoparlante è rigidamente sospeso in aria, alla massima distanza dagli oggetti circostanti. In questa posizione, la sua risonanza dipenderà solo dalle sue caratteristiche. Le masse del sistema in movimento e la rigidità della sospensione. C'è un'opinione secondo cui più bassa è la frequenza di risonanza, migliore sarà il subwoofer. Questo è vero solo in parte. Per alcuni progetti, la frequenza di risonanza è troppo bassa, interferenza. La bassa frequenza di risonanza è considerata 20 - 25 Hz. Sotto i 20 Hz è raro. Sopra i 40 Hz è considerato alto per un subwoofer.

Fattore di qualità totale Qts

Il fattore di qualità in questo caso non è la qualità del prodotto, ma il rapporto tra forze elastiche e viscose che esistono nel sistema di movimento dell'altoparlante, vicino alla frequenza di risonanza. Un sistema di altoparlanti mobili, molto simile alla sospensione di un'auto, dove sono presenti una molla e un ammortizzatore. La molla crea forze elastiche, cioè accumula e rilascia energia nel processo di oscillazione, e l'ammortizzatore, fonte di resistenza viscosa, non accumula nulla, ma assorbe energia e la dissipa. La stessa cosa accade quando il diffusore vibra, e tutto ciò che è attaccato ad esso.

Un fattore di alta qualità significa che predominano le forze elastiche. È come un'auto senza ammortizzatori. Basta imbattersi in un sasso e la ruota comincerà a sobbalzare, sfrenata da qualsiasi cosa. Salta alla frequenza di risonanza che è insita in questo sistema oscillatorio. Nel caso di un altoparlante, ciò significa un superamento della risposta in frequenza alla frequenza di risonanza, tanto maggiore quanto più alto è il fattore di qualità totale del sistema.

A proposito, il fattore di qualità più alto, misurato in migliaia di unità, è nella campana, che per la sua forma non vuole suonare a nessuna frequenza diversa da quella di risonanza.

Un metodo popolare per diagnosticare la sospensione di un'auto mediante oscillazione non è altro che una valutazione del fattore di qualità della sospensione. Se alla molla viene aggiunto un ammortizzatore, l'energia accumulata durante la compressione della molla non ritornerà tutta indietro, ma sarà parzialmente dissipata dall'ammortizzatore. Questo fenomeno è chiamato diminuzione del fattore qualità del sistema. Torniamo alla dinamica. Le molle degli altoparlanti sono sospensioni del diffusore. E l'ammortizzatore? Ci sono due ammortizzatori che lavorano insieme.

Il fattore di qualità completo dell'altoparlante è costituito da due fattori di qualità: meccanico ed elettrico. Il fattore di qualità meccanica è determinato principalmente dalla scelta del materiale di sospensione, e, inoltre, principalmente dal materiale della rondella di centraggio, e non del labbro esterno, come molti credono. Di solito non ci sono grandi perdite qui e il contributo del fattore di qualità meccanica al totale non supera il 10-15%.

L'ammortizzatore più rigido che opera nel sistema oscillatorio di un altoparlante è un insieme di una bobina mobile e un magnete. Il sistema magnetico dell'altoparlante, nel design e nel principio di funzionamento, è molto simile ai motori elettrici. Di conseguenza, come i motori elettrici, anche il motore dell'altoparlante può essere un generatore di corrente elettrica. Cosa fa l'altoparlante vicino alla frequenza di risonanza, quando la velocità e l'ampiezza del movimento della bobina mobile sono massime.

Muovendosi in un campo magnetico, la bobina genera una corrente e il carico per un tale generatore è l'impedenza di uscita dell'amplificatore, cioè quasi zero. Come qualsiasi generatore, è difficile che il motore di un altoparlante si muova se la resistenza di carico è minima. Il risultato è una specie di freno elettrico. L'entità della corrente generata in questo caso, tanto maggiore quanto più forte è il campo magnetico in cui si muove la bobina mobile, e maggiore è la velocità e l'ampiezza delle oscillazioni della bobina nello spazio.

Si scopre che più potente è il magnete dell'altoparlante, minore, a parità di altre condizioni, è il suo fattore di qualità. Naturalmente, il fattore qualità dipenderà non solo dal magnete. Dipenderà dalla bobina, dalla quantità di filo nello spazio nello stesso momento, ecc. e così via. Tuttavia, come linea guida approssimativa, è del tutto possibile prendere il fattore del fattore di piena qualità dell'altoparlante.

Un fattore di bassa qualità di un diffusore è considerato inferiore a 0,3 - 0,35.

Gli altoparlanti con Qts maggiore di 0,5 - 0,6 sono considerati altoparlanti di alta qualità.

Il volume equivalente di Vas.

La maggior parte delle testate degli altoparlanti moderni si basa sul principio della "sospensione acustica". A volte vengono chiamati "compressione", il che, in realtà, non è corretto. Le testine a compressione sono una storia diversa con i driver a tromba.

Il concetto di sospensione acustica consiste nell'installare l'altoparlante in un tale volume d'aria, la cui elasticità è paragonabile all'elasticità della sospensione dell'altoparlante. Allo stesso tempo, si scopre che oltre alla "molla" già presente nella sospensione, ne viene aggiunta un'altra esterna. Equivalente, considera il volume d'aria, che, nella sua elasticità, sarà uguale all'elasticità delle sospensioni degli altoparlanti. La quantità di volume equivalente per ciascun altoparlante è determinata dalla rigidità della sospensione e dal diametro dell'altoparlante. Più morbida è la sospensione, maggiore sarà la dimensione del cuscino d'aria, la cui presenza influenzerà in modo significativo l'altoparlante.

Quest'anno sul Journal of the American Acoustic Society, gli scienziati Jiajun Zhao, Likun Zhang e Ying Wu hanno pubblicato un articolo "Enhancing monochromatic multipole emission by a subwavelength enclosure of degenerate Mie resonances" sulla loro invenzione, che aumenta la potenza sonora delle basse frequenze onde dovute alle risonanze. A giudicare dal rapporto dei ricercatori, una custodia in plastica con un diametro di 10 cm, inventata da loro e prodotta su una stampante 3D, può aumentare di 200 volte la potenza sonora di un altoparlante a bassa frequenza.

Tradizionalmente, per aumentare il volume (pressione sonora), viene utilizzato un aumento della potenza del segnale e, nel caso di basse frequenze e un'ampia area di radiazione. Questi metodi classici presentano evidenti inconvenienti: grandi dimensioni complessive e elevato consumo energetico. A questo proposito, l'aumento della pressione sonora dovuto al design acustico è diventato un problema pratico popolare. Gli sviluppatori sono guidati dal desiderio di massimizzare la potenza e mantenere basso il volume. Con i diffusori tradizionali, questo effetto è stato ottenuto grazie all'invertitore di fase. Ora è il turno dell'audio portatile. Sotto il taglio, qualche parola sull'innovazione e sulle probabili prospettive del suo sviluppo, nonché un unico neo in un barile di brillanti prospettive.

Aspetto fresco o vecchio ben dimenticato

L'attuazione di un'idea piuttosto audace è dettata dalla necessità. L'abbondanza di tecnologia portatile richiede soluzioni in cui non è possibile applicare un design acustico con un grande volume, mentre il consumatore desidera "molto fondo". Pertanto, è probabile che la soluzione proposta dagli scienziati sia richiesta per smartphone portatili altoparlanti portatili, stazioni di aggancio.

Allo stesso tempo, è noto che sviluppi di questo tipo furono effettuati dalla fine del XIX secolo (esperimenti di Helmholtz) fino agli anni '20 del secolo scorso, cioè fino al momento in cui i mezzi passivi per aumentare la pressione sonora potevano competere con quelli elettroacustici. Quindi c'era un design acustico a tromba.

Gli autori dell'articolo "Emission Enhancement of Sound Emettiters using an Acoustic Metamaterial Cavity", che è alla base dell'invenzione descritta, hanno scritto sulla continuità storica. Si può sostenere che, essendosi trovati in una situazione in cui i mezzi elettrici hanno esaurito la loro risorsa di efficienza, gli sviluppatori hanno ricordato il tempo in cui il design a tromba degli altoparlanti era la tendenza principale.

Idea e risultato

L'idea era di aumentare significativamente l'ampiezza onde sonore emesso da un altoparlante a bassa frequenza, abbandonando il tradizionale aumento della potenza dell'amplificatore e un aumento delle dimensioni del radiatore. Un ulteriore obiettivo era preservare il diagramma di radiazione, perché. il bocchino classico lo cambia. Per implementare l'idea, gli scienziati hanno utilizzato modalità risonanti, che sono state formate utilizzando un design acustico simile a un libirinto.

In termini semplici, gli sviluppatori hanno applicato un principio che può essere osservato posizionando una sorgente sonora (ad esempio uno smartphone) in una tazza. Il suono viene amplificato quando la tazza diventa una cassa di risonanza.

Qui il principio è vicino, ma invece di una singola cavità, vengono utilizzati labirinti appositamente progettati per migliorare selettivamente la gamma delle basse frequenze.

Lo sviluppatore Ying Wu in un'intervista ha descritto il principio di funzionamento come segue:

"Attraverso la risonanza dell'aria all'interno dei canali, molta più energia elettrica della sorgente viene convertita in potenza sonora rispetto a quanto sarebbe altrimenti."
"La risonanza dell'aria nei canali consente di ottenere più potenza sonora che senza di essi (canali - nota dell'autore) a parità di consumo energetico"

Una struttura realistica per il miglioramento delle emissioni
A) La struttura è realizzata con materiali rigidi (parte grigia), dove i canali elicoidali riempiti d'aria allungano il percorso del suono (linea rossa) per ridurre la sua velocità equivalente in direzione radiale lungo le pareti rigide dei canali (anisotropia azimutale ρθ→ ∞ρθ→∞).
b) Distribuzione di fase dei campi sonori emessi da una sorgente monopolare, simulando a tre frequenze di risonanza (vedi Fig. 2 (c)).
c) Uguale a b), ma per una sorgente a dipolo. (d, e) Confronto della direttività del campo lontano con e senza rivestimento, modellato per la risonanza più bassa in b) e c), rispettivamente.

Come si può vedere nella figura, dal centro del corpo rotondo del dispositivo di dieci centimetri, dove si trova l'altoparlante, partono passaggi labirintici, che assicurano il verificarsi di modalità risonanti e, di conseguenza, aumentano passivamente la potenza sonora di determinate frequenze. È importante notare che la scala dB è logaritmica, quindi un aumento di duecento volte della potenza si tradurrà in un aumento della pressione sonora di circa 20 dB. Uno scrittore sull'argomento ha confrontato 20 dB a otto barre sulla scala del volume dell'iPhone.

Come risultato di misurazioni comparative e di controllo, si è scoperto che l'uso del design consente davvero di amplificare la potenza sonora nella gamma delle basse frequenze di 200 volte. Il design consente inoltre di non modificare in modo significativo il diagramma di radiazione, cosa impossibile con l'uso dei classici sistemi a tromba. Maggiori dettagli sui risultati dell'esperimento possono essere trovati nell'articolo, che è pubblicato nel pubblico dominio.

È ovvio che il risultato ottenuto (in caso di sviluppo di eventi di successo per questa innovazione, che sarà discusso nella prossima sezione) può essere utilizzato per creare un portatile acustica senza fili, gadget mobili, cuffie.

L'articolo dimostra teoricamente la possibilità di un aumento risonante della potenza di un fattore 200, fornisce formule e misure comparative, ma, come nella vecchia barzelletta, c'è una sfumatura ...

Risonanza come nemico del cuore

L'amplificazione delle basse frequenze dovuta alle risonanze ha una serie di caratteristiche che rendono difficile l'utilizzo di questo metodo durante la creazione di apparecchiature ad alta fedeltà. Molte persone sono ben consapevoli dell'effetto dannoso di questo metodo sulla qualità del suono del design acustico bass-reflex degli altoparlanti. Quando si utilizza un invertitore di fase, l'amplificazione delle basse frequenze si ottiene anche per risonanza, l'unica differenza è che con questo fattore di forma l'invertitore di fase è meno efficace del labirinto.

L'ambiguità dell'uso delle risonanze per aumentare la potenza dei bassi è dettagliata nell'articolo "The Great Low Frequency Hoax" pubblicato dalla rivista Show Master, per gentile concessione di www.sound-consulting.net.

Come è stato scritto nell'articolo sopra citato, il sistema risonante non può avviarsi e arrestarsi istantaneamente e, di conseguenza, si verificano ritardi. Dato il numero di riflessioni nel sistema risonante a labirinto presentato, si può presumere che questi ritardi saranno maggiori che in uno simile con un invertitore di fase o una classica scatola chiusa.

Pertanto, utilizzando l'amplificazione risonante, possiamo ottenere molti più bassi, degradando la risposta all'impulso. Inoltre, non è noto se un tale sistema introduca distorsione, rumore, ecc. (lo studio non contiene un confronto della distorsione prima e dopo l'utilizzo del nuovo design acustico).

Prospettive applicative

Ad eccezione di tutti i problemi ipoteticamente probabili, l'innovazione può cambiare molto. La conservazione delle proprietà riducendo le dimensioni consentirà l'uso di tale design acustico negli smartphone, che aumenterà significativamente il volume. Utilizzare con portatile altoparlanti senza fili ridurrà il consumo energetico e quindi aumenterà la durata del lavoro dei dispositivi portatili.

Risultato

Attendo sinceramente con impazienza una discussione vivace e produttiva sulle prospettive del labirinto. Per le mie conclusioni sul destino dell'invenzione, non ho informazioni sufficienti. Tradizionalmente, propongo di partecipare al sondaggio ed esprimere la tua opinione sull'invenzione.

Jeans

Il limite inferiore della gamma di frequenze riprodotte dall'altoparlante è determinato dalla frequenza di risonanza principale della testata. Sfortunatamente, sono pochissime le testine in vendita che hanno una frequenza di risonanza fondamentale inferiore a 60-80 Hz. Pertanto, per ampliare la gamma di frequenze operative dei sistemi acustici, la possibilità di ridurre la frequenza di risonanza principale delle testine utilizzate in essi sembra essere molto rilevante. Come è noto, il sistema mobile della testa (diffusore con bobina mobile) nella zona di risonanza principale è un semplice sistema oscillatorio costituito dalla massa e dalla flessibilità della sospensione. La frequenza di risonanza di un tale sistema è determinata dalla formula:

dove m è la massa del diffusore, della bobina mobile e della massa d'aria allegata, g;
C - flessibilità della sospensione, cm / dyne.

Pertanto, per ridurre la frequenza di risonanza principale della testa, è necessario aumentare la massa del cono e della bobina mobile, o la flessibilità della loro sospensione, o entrambi. Il modo più semplice è aumentare la massa del diffusore attaccandovi un peso aggiuntivo. Tuttavia, non è redditizio aumentare la massa del sistema di movimento della testa, poiché ciò ridurrà non solo la frequenza di risonanza, ma anche l'energia prodotta dalla testa. pressione sonora. Il fatto è che la forza F creata dalla corrente I nella bobina mobile della testina dinamica è uguale a

F=SI*l*I,
dove B è l'induzione magnetica nel traferro;
l è la lunghezza del conduttore della bobina mobile.

D'altra parte, secondo le leggi della meccanica, questa forza è

FA=m*a,
dove m è la massa del sistema in movimento; a - accelerazione oscillatoria.

Poiché la forza applicata alla bobina mobile dipende per una data testa solo dall'entità della corrente, quindi aumentando la massa, ridurremo della stessa quantità l'accelerazione oscillatoria della bobina e del diffusore; e poiché la pressione sonora generata dalla testina in questa regione di frequenza è proporzionale all'accelerazione del cono, una diminuzione dell'accelerazione equivale a una diminuzione della pressione sonora. Se provassimo a dimezzare la frequenza di risonanza principale della testina, ciò richiederebbe un aumento di quattro volte della massa del sistema in movimento e la pressione sonora generata dalla testina diminuirebbe della stessa quantità a una corrente costante nella bobina. Inoltre, un aumento della massa aumenterebbe il fattore di qualità del sistema in movimento e aumenterebbe il picco di risonanza, e con esso l'irregolarità della risposta in frequenza, che, a sua volta, peggiorerebbe la risposta transitoria dell'altoparlante.

Pertanto, per ridurre la frequenza di risonanza della testina, è più opportuno aumentare la flessibilità della sospensione del diffusore e del disco di centraggio, cioè ridurre la rigidità del sistema mobile. Questo viene fatto nel modo seguente. Prima di tutto, il collare del diffusore viene staccato o tagliato con un bisturi affilato o una lama (lungo l'anello del supporto del diffusore). Quindi i cavi flessibili della bobina mobile vengono saldati, l'anello del disco di centraggio e i getinak vengono svitati.<паук" (если таковые имеются) или отклеивают центрирующий диск от диффузородержателя.

La flessibilità del disco di centraggio con ondulazioni viene aumentata tagliando tre o quattro fori conici in modo uniforme lungo la circonferenza (vedi Fig. 1). L'area totale di questi fori dovrebbe essere 0,4-0,5 dell'area delle ondulazioni del disco di centraggio. Per proteggere il gap magnetico dalla polvere, la garza viene incollata sui ritagli o sull'intero disco con una normale colla per gomma o colla BF-6. Se la bobina mobile è centrata con un "ragno" getinax (textolite), la flessibilità viene aumentata riducendo la larghezza dei suoi bracci (limandoli con una lima o mordendoli con cura con tronchesi). Successivamente, una parte dell'ondulazione del bordo viene tagliata in corrispondenza del diffusore in modo che vi sia uno spazio di circa 200 mm tra il bordo del diffusore e l'anello portadiffusore. Se allo stesso tempo rimane un'ondulazione sul bordo del diffusore, viene raddrizzata per una lunghezza di circa 10 mm e vi viene incollata una sospensione sotto forma di archi in vinile o vinile in tessuto morbido. Per aumentare la flessibilità, se possibile, rimuovere il supporto in tessuto o maglia.

Aste molto flessibili ed elastiche possono essere realizzate utilizzando la colla organosilicone - sigillante "elastosil" da sottili calze di nylon. La parte superiore della calza viene tagliata longitudinalmente e sulla tela risultante vengono tracciati dei segni larghi 24-28 cm (vedi Fig. 2). Durante la marcatura, le braccia devono essere posizionate attraverso la calza (vedi Fig. 2), poiché l'elasticità della calza è maggiore nella direzione longitudinale. Quindi, mettendo un pezzo di pellicola di polietilene liscia su una tavola o cartone spesso, mettici sopra una calzetteria e fissala lungo i bordi con bottoni o garofani. Successivamente, con una spatola o l'estremità di un righello metallico, si applica l'elastosil sulla maglia, in modo che i fili della maglia non siano visibili.Dopo un giorno (tempo di polimerizzazione dell'elastosil), la maglia viene rivoltata e l'olastosil viene applicato al l'altra parte.

Per tagliare le tempie, dovrebbe essere realizzato un modello di cartone. È desiderabile appendere il diffusore su non più di tre o quattro archi in modo che ciascun arco occupi, rispettivamente, un terzo o un quarto della circonferenza del diffusore. Sui bracci e sul bordo del diffusore si segnano con una matita le superfici con cui devono essere incollate, la larghezza di queste superfici deve essere di 7-10 mm. Gli archi già pronti vengono spalmati alternativamente con colla e incollati al bordo segnato del diffusore con "elastosil" o colla organosilicone KT-30 o MCH-7. Pavinol o archi tessili sono incollati alla superficie in cui si trovava il tessuto con colla BF-2, 88 o AV-4. Si consiglia di verificare prima l'idoneità (conformità) dell'adesivo con il materiale incollando un pezzo di materiale su carta spessa.

Anche le giunture tra le braccia devono essere incollate in modo che non vi siano spazi vuoti. È meglio farlo con "elastosil", per pavinol o aste in vinile di testo si consiglia di fissare i bordi con fili e versarli in più passaggi con una normale colla di gomma.

quando si spalma la colla sull'anello porta diffusore, è conveniente utilizzare pinzette a coccodrillo con spine unipolari inserite al loro interno (per gravità). Dopo aver incollato la sospensione, la bobina mobile viene infine centrata e vengono fissati gli anelli del disco di centraggio o del "ragno" getinax. Se il disco di centraggio non ha un anello di metallo e viene staccato, prima viene incollata la sospensione del diffusore, quindi il disco di centraggio, centrando la bobina mobile nello spazio. Infine, i cavi della bobina mobile vengono saldati e i bracci di supporto in cartone, gomma spugna o feltro vengono incollati al supporto del diffusore.

Se il diffusore presenta una crepa (rottura), è meglio sigillarlo con colla elastosil o versarlo in più fasi con colla di gomma.

Utilizzando il metodo descritto, è possibile ridurre la frequenza della risonanza principale della testa di 1,5-2 volte. Per un esempio in fig. 3 mostra le caratteristiche di frequenza dell'impedenza della testina 4A-18 prima (linea tratteggiata) e dopo la rilavorazione.

Questa testa è stata prodotta dallo stabilimento di attrezzature cinematografiche di Leningrado "Kinap" nel 1954; la sua modifica è consistita nel taglio di tre finestre nel disco di centraggio e nella sostituzione dell'ondulazione del bordo con archetti in pavinol, e il supporto tessile non è stato rimosso. La frequenza di risonanza è diminuita da 105 Hz a 70 Hz, cioè 1,5 volte. È curioso notare che la stessa riduzione della frequenza di risonanza dà un peso aggiuntivo di 25 g.

Dove m è la massa del diffusore, della bobina mobile e della massa d'aria allegata, g, C è la flessibilità della sospensione, cm / dyne.

Pertanto, per ridurre la frequenza di risonanza principale della testa, è necessario aumentare la massa del cono e della bobina mobile, o la flessibilità della loro sospensione, o entrambi. Il modo più semplice è aumentare la massa del diffusore attaccandovi un peso aggiuntivo. Tuttavia, non è redditizio aumentare la massa del sistema a testa mobile, poiché ciò ridurrà non solo la frequenza di risonanza, ma anche la pressione sonora generata dalla testa. Il fatto è che la forza F creata dalla corrente I nella bobina mobile della testina dinamica è uguale a

Dove B è l'induzione magnetica nello spazio vuoto, l è la lunghezza del conduttore della bobina mobile.

D'altra parte, secondo le leggi della meccanica, questa forza è uguale a F=m*a, dove m è la massa del sistema in movimento, a è l'accelerazione oscillatoria.

Pertanto, per ridurre la frequenza di risonanza della testina, è più opportuno aumentare la flessibilità della sospensione del diffusore e del disco di centraggio, cioè ridurre la rigidità del sistema mobile. Questo viene fatto nel modo seguente. Prima di tutto, il collare del diffusore viene staccato o tagliato con un bisturi affilato o una lama (lungo l'anello del supporto del diffusore). Quindi i cavi flessibili della bobina mobile vengono saldati, l'anello del disco di centraggio e il getinak "spider" (se presente) vengono svitati, oppure il disco di centraggio viene staccato dal supporto del diffusore.

La flessibilità del disco di centraggio con ondulazioni viene aumentata tagliando tre o quattro fori conici in modo uniforme lungo la circonferenza (vedi Fig. 1). L'area totale di questi fori dovrebbe essere 0,4-0,5 dell'area delle ondulazioni del disco di centraggio. Per proteggere il gap magnetico dalla polvere, la garza viene incollata sui ritagli o sull'intero disco con una normale colla per gomma o colla BF-6. Se la bobina mobile è centrata con un "ragno" getinax (textolite), la flessibilità viene aumentata riducendo la larghezza dei suoi bracci (limandoli con una lima o mordendoli con cura con tronchesi). Successivamente, una parte dell'ondulazione del bordo viene tagliata in corrispondenza del diffusore in modo che vi sia uno spazio di circa 200 mm tra il bordo del diffusore e l'anello portadiffusore. Se, allo stesso tempo, rimane un'ondulazione sul bordo del diffusore, allora viene raddrizzata per una lunghezza di circa 10 mm e vi viene incollata una sospensione sotto forma di pavinol o vinile tessile morbido. Per aumentare la flessibilità, se possibile, rimuovere il supporto in tessuto o maglia.

Aste molto flessibili ed elastiche possono essere realizzate utilizzando la colla organosilicone - sigillante "elastosil" da sottili calze di nylon. La parte superiore della calza viene tagliata longitudinalmente e sulla tela risultante vengono tracciati dei segni larghi 24-28 cm (vedi Fig. 2). Durante la marcatura, le braccia devono essere posizionate attraverso la calza (vedi Fig. 2), poiché l'elasticità della calza è maggiore nella direzione longitudinale. Quindi, mettendo un pezzo di pellicola di polietilene liscia su una tavola o cartone spesso, mettici sopra una calzetteria e fissala lungo i bordi con bottoni o garofani. Successivamente, con una spatola o l'estremità di un righello metallico, viene applicato alla maglia "elastosil", in modo che i fili della maglia non siano visibili. Trascorso il giorno (tempo di polimerizzazione di "elastosil"), la maglia viene rivoltata e sull'altro lato viene applicato "elastosil".

Per tagliare le tempie, dovrebbe essere realizzato un modello di cartone. È desiderabile appendere il diffusore su non più di tre o quattro archi in modo che ciascun arco occupi, rispettivamente, un terzo o un quarto della circonferenza del diffusore. Sui bracci e sul bordo del diffusore si segnano con una matita le superfici con cui devono essere incollate, la larghezza di queste superfici deve essere di 7-10 mm. Gli archi già pronti vengono spalmati alternativamente con colla e incollati al bordo segnato del diffusore con "elastosil" o colla organosilicone KT-30 o MSN-7. Pavinol o archi tessili sono incollati alla superficie in cui si trovava il tessuto con colla BF-2, 88 o AV-4. Si consiglia di verificare prima l'idoneità (conformità) dell'adesivo con il materiale incollando un pezzo di materiale su carta spessa.

Dopo aver terminato la sospensione del diffusore, viene installato nel supporto del diffusore in modo che la bobina mobile entri nello spazio. Quindi l'anello del disco di centraggio viene rinforzato e la bobina mobile viene preallineata (prima che la sospensione venga incollata). Successivamente, alternativamente incollato all'anello porta diffusore della staffa di sospensione del diffusore. Per piegare i bracci, quando si spalma di colla l'anello porta diffusore, è conveniente utilizzare pinze a coccodrillo con spine unipolari inserite al loro interno (per gravità). Dopo aver incollato la sospensione, la bobina mobile viene infine centrata e vengono fissati gli anelli del disco di centraggio o del "ragno" getinax. Se il disco di centraggio non ha un anello di metallo e viene staccato, prima viene incollata la sospensione del diffusore, quindi il disco di centraggio, centrando la bobina mobile nello spazio. Infine, i cavi della bobina mobile vengono saldati e i bracci di supporto in cartone, gomma spugna o feltro vengono incollati al supporto del diffusore.

Se il diffusore presenta una crepa (rottura), è meglio sigillarlo con colla elastosil o versarlo in più fasi con colla di gomma.

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