Взято із сайту журналу "Автозвук"Контекст
У попередній частині нашої розмови з'ясувалося, чим гарні різні типиакустичного оформлення та чим погані. Здавалося б, тепер "цілі зрозумілі, за роботу, товариші.." Не тут було. По перше, акустичне оформлення, в яке не встановлено власне динамік - лише з тим чи іншим ступенем ретельності зібрана коробка. А найчастіше і зібрати її не можна, поки не буде визначено, який динамік виявиться в неї встановлений. По-друге, і в цьому головна потіха в проектуванні та виготовленні автомобільних сабвуферів - характеристики сабвуфера трохи стоять поза контекстом характеристик, хоча б найголовніших, автомобіля, де він працюватиме. Є ще й по-третє. Мобільна акустична система, однаково пристосована для будь-якої музики - ідеал, що рідко досягається. Грамотного установника можна дізнатися зазвичай з того, що, "знімаючи показання" з клієнта, що замовляє аудіоустановку, він просить принести зразки того, що клієнт слухатиме на замовленій ним системі після її завершення.
Як видно, факторів, що впливають на рішення - дуже багато і звести все до простих і однозначних рецептів немає жодної можливості, що і перетворює створення мобільних аудіоустановок на заняття дуже споріднене до мистецтва. Але деякі загальні орієнтири намітити все ж таки можна.
Цифір
Несміливих, лінивих і гуманітарно освічених поспішаю попередити - формул практично не буде. Поки можливо, спробуємо обійтися навіть без калькулятора – забутим методом усного рахунку.
Сабвуфери – єдина ланка автомобільної акустики, де вимір гармонії алгеброю – справа небезнадійна. Швидше скажу - без розрахунку спроектувати сабвуфер просто неможливо. Як вихідні дані для цього розрахунку виступають параметри динаміка. Які? Та вже не ті, якими вас гіпнотизують у магазині, будьте певні! Для розрахунку, навіть приблизного, характеристик низькочастотного гучномовця потрібно знати його електромеханічні параметри, яких - пітьма. Це і резонансна частота, і маса рухомої системи, і індукція в зазорі магнітної системи і щонайменше два десятки показників, зрозумілих і не дуже. Засмучені? Не дивно. Так само засмучені виявилися років близько двадцяти тому два австралійці - Річард Смолл і Невіл Тіль. Вони запропонували замість гір цифірі використовувати універсальний і досить компактний набір характеристик, який увічнив, цілком заслужено, їхні імена. Тепер, коли ви побачите в описі динаміка таблицю, під назвою Thiel/Small parameters (або просто T/S) - ви знаєте, про що мова. А якщо такої таблиці ви не знайдете – переходьте до наступного варіанту – цей – безнадійний.
Мінімальний набір параметрів, які вам знадобиться дізнатися - це:
Власна резонансна частота динаміка Fs
Повна добротність Qts
Еквівалентний обсяг Vas.
В принципі, є й інші характеристики, які корисно було б знати, але цього загалом вистачить. (Сюди не включений діаметр динаміка, оскільки його і так видно, без документації.) Якщо хоча б одного параметра з "надзвичайної трійки" не вистачає, справа - швах. Ну а тепер – що все це означає.
Власна частота- Це частота резонансу динаміка без будь-якого акустичного оформлення. Вона так і вимірюється - динамік підвішують у повітрі на більшій відстані від навколишніх предметів, так що тепер його резонанс залежатиме тільки від його власних характеристик - маси рухомої системи та жорсткості підвіски. Існує думка, що чим нижче резонансна частота, тим краще вийде сабвуфер. Це вірно лише частково, для деяких конструкцій надмірно низька частота резонансу – перешкода. Для орієнтиру: низька – це 20 – 25 Гц. Нижче 20 Гц – рідкість. Вище 40 Гц - вважається високою для сабвуфера.
Повна добротність.Добротність у разі - якість вироби, а співвідношення пружних і в'язких сил, що у рухомої системі динаміка поблизу частоти резонансу. Рухлива система динаміка багато в чому схожа на підвіску автомобіля, де є пружина і амортизатор. Пружина створює пружні сили, тобто накопичує та віддає енергію в процесі коливань, а амортизатор – джерело в'язкого опору, він нічого не накопичує, а поглинає та розсіює у вигляді тепла. Те саме відбувається при коливаннях дифузора та всього, що до нього прикріплено. Високе значення добротності означає, що переважають пружні сили. Це як автомобіль без амортизаторів. Досить наїхати на камінчик і колесо почне стрибати, що нічим не стримується. Стрибати на тій самій резонансній частоті, яка притаманна цій коливальній системі.
Щодо гучномовця це означає викид частотної характеристики на частоті резонансу, тим більший, чим вище повна добротність системи. Найвища добротність, що вимірюється тисячами - біля дзвона, який в результаті ні на якій частоті, окрім резонансної звучати не бажає, добре, що цього від нього ніхто і не вимагає.
Популярний метод діагностики підвіски машини похитуванням - не що інше як вимір добротності підвіски кустарним способом. Якщо тепер упорядкувати підвіску, тобто причепити паралельно пружині амортизатор, накопичена при стисканні пружини енергія вже не вся повернеться назад, а частково буде загублена амортизатором. Це – зниження добротності системи. Тепер знову повернемось до динаміка. Нічого, що ми туди-сюди ходимо? Це, кажуть, корисно… З пружиною у динаміка все начебто ясно. Це – підвіска дифузора. А амортизатор? Амортизаторів - цілих два, що працюють паралельно. Повна добротність динаміка складається з двох: механічної та електричної. Механічна добротність визначається головним чином вибором матеріалу підвісу, причому в основному - шайби, що центрує, а не зовнішнього гофра, як іноді вважають. Великих втрат тут зазвичай немає і внесок механічної добротності на повну вбирається у 10 - 15%. Основний внесок належить до електричної добротності. Найжорсткіший амортизатор, що працює в коливальній системі динаміка - це ансамбль зі звукової котушки та магніту. Будучи за своєю природою електромотором, він як і належить мотору, може працювати як генератор і саме цим і зайнятий поблизу частоти резонансу, коли швидкість і амплітуда переміщення звукової котушки - максимальні. Рухаючись у магнітному полі, котушка виробляє струм, а навантаженням для такого генератора служить вихідний опірпідсилювача, тобто практично – нуль. Виходить такий самий електричне гальмо, Яким забезпечені всі електрички. Там теж при гальмуванні тягові двигуни змушують працювати в режимі генераторів, а їх навантаження - батареї гальмівних опорів на даху.
Величина струму, що виробляється, буде, природно, тим більше, чим сильніше магнітне поле, в якому рухається звукова котушка. Виходить, що чим потужніший магніт динаміка, тим нижче, за інших рівних, його добротність. Але, звичайно, оскільки у формуванні цієї величини беруть участь і довжина дроту обмотки, і ширина зазору в магнітній системі, остаточне виведення тільки на підставі розміру магніту було б робити передчасно. А попередній – чому ні?
Базові поняття- низькою вважається повна добротність динаміка менше 0,3 – 0,35; високою – більше 0,5 – 0,6.
Еквівалентний обсяг.Більшість сучасних головок гучномовців ґрунтується на принципі "акустичного підвісу".
У нас їх іноді називають компресійними, що неправильно. Компресійні головки - це зовсім інша історія, пов'язана із застосуванням ролі акустичного оформлення рупорів.
Концепція акустичного підвісу полягає в установці динаміка в такий обсяг повітря, пружність якого можна порівняти з пружністю підвісу динаміка. При цьому виходить, що в паралель до пружини, що вже є в підвісці, поставили ще одну. Еквівалентним обсягом буде при цьому такий, при якому венів пружина, що з'явилася, дорівнює по пружності вже наявної. Величина еквівалентного обсягу визначається жорсткістю підвісу та діаметром динаміка. Чим м'якше підвіс, тим більше буде величина повітряної подушки, присутність якої почне турбувати динамік. Те саме відбувається зі зміною діаметра дифузора. Великий дифузор при тому самому зміщенні буде сильніше стискати повітря всередині ящика, тим самим відчуваючи велику у відповідь силу пружності повітряного об'єму.
Саме ця обставина найчастіше визначає вибір розміру динаміка, виходячи з наявного обсягу розміщення його акустичного оформлення. Великі дифузори створюють передумови високої віддачі сабвуфера, але вимагають великих обсягів. Аргумент із репертуару кімнати наприкінці шкільного коридору "а в мене більше" тут треба застосовувати обачно.
У еквівалентного обсягу цікаві родинні зв'язки з резонансною частотою, без усвідомлення яких легко схибити. Резонансна частота визначається жорсткістю підвісу та масою рухомої системи, а еквівалентний об'єм – діаметром дифузора і тією ж жорсткістю.
Внаслідок цього можлива така ситуація. Припустимо, є два динаміки однакового розміру та з однаковою частотою резонансу. Але тільки в одного з них це значення частоти вийшло внаслідок важкого дифузора і жорсткої підвіски, а в іншого - легкого дифузора на м'якому підвісі. Еквівалентний об'єм у такої парочки при всій зовнішній схожості може відрізнятися дуже суттєво, і при встановленні в той самий ящик результати будуть драматично різні.
Отже, встановивши, що означають життєво важливі параметри, нарешті почнемо вибирати нареченого. Модель буде така - вважаємо, що ви визначилися, на основі, скажімо, матеріалів попередньої статті цієї серії, з типом акустичного оформлення, і тепер треба вибрати для нього динамік із сотень альтернатив. Освоївши цей процес, зворотний, тобто вибір відповідного оформлення під обраний динамік, дасться вам легко. У сенсі - майже легко.
Закрита скринька
Як було сказано в наведеній статті, закритий ящик - найпростіше акустичне оформлення, але далеко не примітивне, що має, особливо в автомобілі, ряд найважливіших переваг перед іншими. Популярність його в мобільних додаткаханітрохи не згасає, бо з нього й почнемо.
Що відбувається з характеристиками динаміка під час встановлення в закриту скриньку? Це від однієї-єдиної величини - обсягу ящика. Якщо обсяг настільки великий, що динамік практично не помічає, ми приходимо до варіанту нескінченного екрану. На практиці така ситуація досягається, коли обсяг ящика (або іншого замкнутого обсягу, що знаходиться позаду дифузора, а простіше кажучи, що там приховувати – багажника автомобіля) перевищує еквівалентний обсяг динаміка втричі чи більше. Якщо таке співвідношення виконується, резонансна частота і повна добротність системи залишаться практично такими, якими вони були у динаміка. А отже – їх і вибирати треба відповідно. Відомо, що акустична система матиме найбільш гладку частотну характеристику при величині повної добротності, що дорівнює 0,7. При менших значеннях покращуються імпульсні властивості, але спад частоти починається досить високо за частотою. При великих – частотна характеристика набуває підйому поблизу резонансу, а перехідні характеристики дещо погіршуються. Якщо ви орієнтуєтесь на класичну музику, джаз або акустичні жанри – оптимальним вибором буде дещо передемпфована система з добротністю 0,5 – 0,7. Для енергійніших жанрів не зашкодить підкреслення низів, яке досягається при добротності 0,8 - 0,9. І нарешті, любителі репу відтягнуться повній програмі, Якщо система буде мати добротність, що дорівнює одиниці або навіть вище. Значення 1,2 треба, мабуть, визнати граничним для будь-якого жанру, який претендує на музичність.
Треба ще пам'ятати, що з установці сабвуфера в салоні машини відбувається підйом низьких частот, починаючи з певної частоти, обумовленої розмірами салону. Типові значення для початку підйому АЧХ 40 Гц для великої машини, на зразок джипа або міні-вена; 50 - 60 для середньої, на зразок вісімки або "корейки"; 70 – 75 для маленької, з Таврією.
Тепер ясно - для установки в режимі нескінченного екрану (або Freeair, якщо вас не бентежить, що остання назва запатентована Stillwater Designs) потрібен динамік з повною добротністю не нижче 0,5, а то й вище і резонансною частотою не нижче герц-40 - 60, залежно від того, у що ставитимете. Такі параметри зазвичай означають досить жорстке підвіс, тільки це і рятує динамік від навантаження в умовах відсутності "акустичної підтримки" з боку закритого обсягу. Ось приклад - фірма Infinity випускає в серіях Reference і Kappa варіанти одних і тих же головок з індексами br (bass reflex) та ib (infinite baffle).
Параметр T/S 1000w.br 1000w.ib
Fs 26 Гц 40 Гц
Vas 83 л 50 л
Видно, що варіант ib за резонансною частотою і добротністю - готовенький для роботи "як є", а судячи з частоти резонансу і за еквівалентним обсягом - ця модифікація набагато жорсткіша за іншу, оптимізовану для роботи у фазоінверторі, а, значить, більш ймовірно виживе в нелегкі умови Freeair.
А що трапиться, якщо, не звернувши уваги на маленькі літери, ви заженете в ці умови схожий, як дві краплі води, динамік з індексом br? А ось що: через низьку добротність частотна характеристика почне завалюватися вже на частотах близько 70 - 80 Гц, а "м'яка" голівка, що нічим не стримується, почуватиметься дуже незатишно на нижньому краю діапазону, причому перевантажити її там - простіше простого.
Отже, домовились:
Для застосування в режимі "нескінченного екрану" треба вибирати динамік з високою повною добротністю (не менше 0,5) та резонансною частотою (не нижче 45 Гц), уточнивши ці вимоги залежно від типу переважного музичного матеріалу та розміру салону.
Тепер про "нескінченний" обсяг. Якщо поставити динамік в обсяг, який можна порівняти з його еквівалентним обсягом, система набуде характеристики, що істотно відрізняються від тих, з якими в цю систему з'явився динамік. Насамперед при встановленні в закритий обсяг зросте резонансна частота. Жорсткість збільшилася, а маса - залишилася колишньою. Зросте і добротність. Судіть самі - приставивши на допомогу жорсткості підвісу жорсткість невеликого, тобто неподатливого повітряного об'єму, ми тим самим поставили другу пружину, а амортизатор залишили старий.
Із зменшенням обсягу добротність системи та її резонансна частота зростають однаково. Отже, якщо ми побачили динамік із добротністю, скажімо, 0,25, а хочемо мати систему із добротністю, скажімо, 0,75, то резонансна частота теж збільшиться втричі. А яка вона там динаміка? 35 Гц? Отже, у правильному, з погляду форми частотної характеристики, обсязі вона виявиться 105 Гц, але це, знаєте, не сабвуфер. Значить – на підходить. Ось бачите, і калькулятор не знадобився. Дивимося інший. Резонансна частота 25 гц, добротність 0,4. Виходить система з добротністю 0,75 і частотою резонансу близько 47 Гц. Цілком гідно. Спробуємо відразу, не відходячи від прилавка, прикинути, якого обсягу знадобиться ящик. Написано, що Vas = 160 л (або 6 cu.ft, що ймовірніше).
(Тут би формулу написати – вона простенька, але не можна – обіцяв). Тому для розрахунків біля прилавка дам шпаргалку: скопіюйте та покладіть у гаманець, якщо покупка басового динаміка входить у плани вашого шопінгу:
Якщо обсяг ящика становить від Vas
1,4 рази 1
1,7 рази 1/2
2 рази 1/3
3 рази 1/8
У нас - приблизно вдвічі, так що виходить скринька об'ємом літрів 50 - 60. Забагато буде ... Давайте наступний. І так далі.
Виходить, що для того, щоб вийшло мислиме акустичне оформлення, параметри динаміка мало того, що повинні перебувати в певному коридорі значень, але ще й бути пов'язані між собою.
Цю ув'язку досвідчені люди звели у показник Fs/Qts.
Якщо величина Fs/Qts становить 50 або менше, динамік породжений закритої скриньки. Необхідний обсяг ящика при цьому буде тим меншим, чим нижче Fs або менше Vas.
За зовнішніми даними "природжених затворників" можна дізнатися за важкими дифузорами і м'якими підвісами (що дає низьку резонансну частоту), не дуже великим магнітам (щоб добротність була не дуже низькою), довгим звуковим котушкам (оскільки хід дифузора у динаміка, що працює в закритому ящику , може досягати досить значних значень).
Фазоінвертор
Інший тип популярного акустичного оформлення - фазоінвертор, при всьому гарячому бажанні біля прилавка порахувати не можна, навіть приблизно. Але прикинути придатність для нього динаміка – можна. А про розрахунок ми взагалі говоритимемо окремо.
Резонансна частота системи цього типу визначається вже не лише резонансною частотою динаміка, а й настроюванням фазоінвертора. Це стосується і добротності системи, яка може істотно змінюватися зі зміною довжини тунелю навіть при незмінному обсязі корпусу. Оскільки фазоінвертор може бути, на відміну від закритого ящика, налаштований на частоту, близьку або навіть нижче, ніж у динаміка, власної резонансної частоти головки "дозволено" бути вищим, ніж у попередньому випадку. Це означає, при вдалому виборі, легший дифузор і, як наслідок, покращення імпульсних характеристик, чого фазоінвертор потребує, оскільки його "вроджені" перехідні характеристики не з кращих, гірше, ніж у закритого ящика, принаймні. Проте добротність бажано мати можливо нижче, не більше 0,35. Зводячи це в той же показник Fs/Qts, формула вибору динаміка для фазоінвертора виглядає просто:
Для роботи у фазоінверторі підходять динаміки, у яких показник Fs/Qts становить 90 і більше.
Зовнішні ознаки фазоінверсної породи: легкі дифузори та потужні магніти.
Бандпаси (дуже коротко)
Смужні гучномовці, при всіх своїх гучних перевагах (це в сенсі найбільшої ефективності, в порівнянні з іншими типами) - найбільш складні в розрахунку та виготовленні, а узгодження їх характеристик з внутрішньою акустикою автомобіля при недостатньому досвіді може перетворитися на пряме пекло, тому з цим видом акустичного оформлення краще йти по камінчиках та скористатися рекомендаціями виробників динаміків, хоч це і пов'язує руки. Однак, якщо руки все ж таки знаходяться в розв'язаному стані і сверблять спробувати: для одиночних бандпасів підходять практично ті ж динаміки, що і для фазоінверторів, а для подвійних або квазісмугових - вони ж або, що більш бажано, головки з показником Fs/Qts рівним 100 і вище.
Корисні теми:
19.01.2006 15:47 # 0+
Якщо Ви вперше на нашому Форумі:
- Зверніть увагу на список корисних тем у першому повідомленні.
- Терміни та найбільш популярні моделі в повідомленнях підсвічуються швидкими підказками та посиланнями на відповідні статті в МагВікіпедії та Каталозі.
- Для вивчення Форуму не обов'язково реєструватися – практично весь профільний контент, включаючи файли, картинки та відео, відкриті для гостей.
З найкращими побажаннями,
Адміністрація Форуму автозвуку МагнітолаЦе група параметрів, запроваджених A.N. Thiele та пізніше R.H. Small, з допомогою яких можна повністю описати електричні і механічні показники середньо - і низькочастотних головок гучномовців, які працюють у компресійної області, тобто. тоді, коли в дифузорі не виникають поздовжні коливання і можна уподібнити поршню.
Fs (Гц) – частота власного резонансу головки гучномовця у відкритому просторі. У цій точці її імпеданс є максимальним.
Fc (Гц) – частота резонансу акустичної системи для закритого корпусу.
Fb (Гц) – частота резонансу фазоінвертора.
F3 (Гц) - частота зрізу, де віддача головки знижується на 3 dB.
Vas (куб.м) – еквівалентний обсяг. Це збуджуваний головкою закритий об'єм повітря, що має гнучкість, що дорівнює гнучкості Cms рухомої системи головки.
D(м) – ефективний діаметр дифузора.
Sd (кв.м) – ефективна площа дифузора (приблизно 50-60% конструктивної площі).
Xmax (м) – максимальне зміщення дифузора.
Vd (куб.м) - збуджуваний обсяг (твір Sd на Xmax).
Re (Ом) – опір обмотки головки постійному струму.
Rg (Ом) - вихідний опір підсилювача з урахуванням впливу з'єднувальних проводів та фільтрів.
Qms (безрозмірна величина) – механічна добротність головки гучномовця на резонансній частоті (Fs), враховує механічні втрати.
Qes (безрозмірна величина) – електрична добротність головки гучномовця на резонансній частоті (Fs), враховує електричні втрати.
Qts (безрозмірна величина) – повна добротність головки гучномовця на резонансній частоті (Fs), що враховує всі втрати.
Qmc (безрозмірна величина) – механічна добротність акустичної системи на резонансній частоті (Fs), враховує механічні втрати.
Qec (безрозмірна величина) – електрична добротність акустичної системи на резонансній частоті (Fs), враховує електричні втрати.
Qtc (безрозмірна величина) - повна добротність акустичної системи на резонансній частоті (Fs), що враховує всі втрати.
Ql (безрозмірна величина) – добротність акустичної системи на частоті (Fb), що враховує втрати перетікання.
Qa (безрозмірна величина) – добротність акустичної системи на частоті (Fb), що враховує втрати поглинання.
Qp (безрозмірна величина) – добротність акустичної системи на частоті (Fb), що враховує інші втрати.
N0 (безрозмірна величина, іноді %) – відносна ефективність (К.П.Д.) системи.
Cms (м/Н) - гнучкість рухомої системи головки гучномовця (зміщення під впливом механічного навантаження).
Mms (кГ) - ефективна маса рухомої системи (включає масу дифузора і повітря, що коливається разом з ним).
Rms (кГ/с) – активний механічний опір головки.
B (Тл) – індукція у зазорі.
L(м) – довжина провідника звукової котушки.
Bl (м/Н) – коефіцієнт магнітної індукції.
Pa – акустична потужність.
Pe – електрична потужність.
C=342 м/с - швидкість звуку повітря в нормальних умовах.
P=1.18 кг/м^3 - густина повітря в нормальних умовах.
Le – індуктивність котушки.
BL – значення щільності магнітного потоку, помноженого на довжину котушки.
Spl - рівень звукового тиску в дБ.
Re: Параметри Тіля-Смолла та акустичне оформлення динаміка.
Класна програма BassBox 6.0 PRO для розрахунку акустичного оформлення динаміка 12мб, серійник усередині у файлі *.txt:Програма має величезну базу даних за параметрами дінов великої кількостівиробників, вміє рахувати обсяг з урахуванням товщини стін. Взагалі дуже зручна.
Параметри Смолла-Тіле
Параметри Смолла-ТілеАж до 1970 року не існувало зручних і доступних, прийнятих як стандартні для всієї індустрії методи отримання порівняльних даних про роботу гучномовців. Окремі тести, що проводилися лабораторіями, були надто дорогі та трудомісткі. При цьому методи отримання порівняльних даних про гучномовці були потрібні як покупцям для вибору потрібної моделі, так і виробникам апаратури для більш точного опису своєї продукції та аргументованого порівняння різних пристроїв.
Конструкція гучномовця На початку сімдесятих на конференції AES була представлена доповідь, авторами якої були Невіл Тіле (Neville Thiele) та Річард Смолл (Richard Small). Тіле був головним інженером з розробок та розвитку в Австралійській мовній комісії (Australian Broadcasting Commission). У той час він завідував Федеральною інженерною лабораторією (Federal Engineering Laboratory) та займався аналізом роботи апаратури та систем для передачі аудіо- та відеосигналів. Смолл навчався в аспірантурі школи інженерів університету Сіднея.
Метою Тіле та Смолла було показати, як виведені ними параметри допомагають підібрати кабінет до конкретного гучномовця. Однак в результаті вийшло, що ці вимірювання дають значно більше інформації: за ними можна зробити набагато глибші висновки про те, як працює гучномовець, ніж на основі звичних даних про розмір, максимальну вихідну потужність або чутливість.
Перелік параметрів, що отримали назву "Параметри Смолла-Тіле": Fs, Re, Le, Qms, Qes, Qts, Vas, Cms, Vd, BL, Mms, Rms, EBP, Xmax/Xmech, Sd, Zmax, робочий діапазон відтворюваних частот (Usable Freq. Range), номінальна потужність (Power Handling), чутливість (Sensitivity).Fs
Re
Цей параметр описує опір гучномовця постійного струму, виміряний за допомогою омметра. Його часто називають DCR. Значення цього опору майже завжди менше номінального опору гучномовця, що непокоїть багатьох покупців, оскільки вони бояться, що підсилювач буде перевантажено. Однак, завдяки тому, що індуктивність гучномовця зростає зі збільшенням частоти, малоймовірно, що постійний опір впливатиме на навантаження.
Le
Цей параметр відповідає індуктивності звукової котушки, виміряної мГн (мілігенрі). За встановленим стандартом вимірювання індуктивності проводиться на частоті 1 кГц. При підвищенні частоти буде зростання повного опору вище значення Re, оскільки звукова котушка працює як індуктор. Внаслідок цього повний опір (Impedance) гучномовця не є постійною величиною. Воно може бути представлене у вигляді кривої, що змінюється зі зміною частоти вхідного сигналу. Максимальне значення повного опору (Zmax) має місце на частоті резонансної (Fs).
Q-параметри
Vas/Cms
Параметр Vas говорить про те, яким повинен бути об'єм повітря, який при стисканні до об'єму в один кубічний метр чинить такий самий опір, як і система підвісу (еквівалентний об'єм). Коефіцієнт гнучкості системи підвісу даного гучномовця позначається як Cms. Vas є одним з найбільш складних для вимірювання параметрів, оскільки тиск повітря змінюється відповідно до вологості та температури і, таким чином, вимагає для вимірювання дуже високотехнологічну лабораторію. Cms вимірюється в метрах на ньютон (м/Н) і є силою, з якою механічна система підвісу пручається руху дифузора. Іншими словами, Cms відповідає виміру жорсткості механічного підвісу гучномовця. Співвідношення Cms та Q-параметрів можна порівняти з вибором між підвищеним комфортом та покращеними ходовими якостями, який роблять виробники автомобілів. Якщо розглядати піки та мінімуми аудіосигналу як нерівності автомобільної дороги, то система підвісу гучномовця аналогічна ресорам автомобіля - в ідеалі вона повинна витримувати дуже швидку їзду дорогою, заваленою великими валунами.
Vd
Цей параметр означає максимальний об'єм повітря, який може бути виштовхнутий дифузором (Peak Diaphragm Displacement Volume). Він обчислюється шляхом множення Xmax (максимальної довжини тієї частини звукової котушки, яка за межі магнітного зазору) на Sd (площа робочої поверхні дифузора). Vd вимірюється у кубічних сантиметрах. Субвуфери зазвичай характеризуються найвищими значеннями Vd.
BL
Виражається в тесла на метр, цей параметр характеризує рушійну силу гучномовця. Іншими словами, BL пропонує зрозуміти, наскільки більшу масу може «підняти» гучномовець. Вимірюється цей параметр наступним чином: на дифузор впливає певна сила, спрямована всередину гучномовця, і при цьому вимірюється сила струму, потрібна для того, щоб протидіяти прикладеною силою - маса в грамах поділяється на силу струму в амперах. Високе значення параметра BL говорить про дуже велику силу гучномовця.
Mms
Цей параметр є об'єднанням ваги дифузора в зборі та маси повітряного потоку, що зсувається дифузором гучномовця під час роботи. Вага дифузора в зборі дорівнює сумі ваги самого дифузора, що центрує шайби та звукової котушки. При обчисленні маси повітряного потоку, що зміщується дифузором, використовується обсяг повітря, що відповідає параметру Vd.
Rms
Цей параметр визначає втрати на механічний опір системи підвісу гучномовця. Він є вимірюванням абсорбуючих якостей підвісу гучномовця і вимірюється в Н і с/м.
EBP
Цей параметр дорівнює Fs, поділеному на Qes. Він використовується в багатьох формулах, пов'язаних з конструюванням кабінетів акустичних систем, і зокрема, щоб визначити, який кабінет краще вибрати для даного гучномовця - закритий або фазіонверторної конструкції. Коли значення EBP наближається до 100, це означає, що такий гучномовець найкраще підійде для роботи у фазоінверторному корпусі. Якщо EBP близький до 50, цей гучномовець краще встановити в закритий корпус. Однак це правило є лише відправною точкою при створенні акустичної системи та припускає винятки.
Xmax/Xmech
Параметр визначає максимальне лінійне відхилення. Вихідний сигнал гучномовця стає нелінійним, коли звукова котушка починає виходити з магнітного зазору. Хоча і система підвісу може створювати нелінійність у вихідному сигналі, спотворення починають значно збільшуватися у той момент, коли кількість витків звукової котушки в магнітному зазорі починає зменшуватися. Для визначення Xmax необхідно обчислити довжину частини звукової котушки, що вийшла межі верхнього зрізу магніту, і розділити її навпіл. Цей параметр використовується для визначення максимального звукового тиску (SPL), який може забезпечити динамік, зберігаючи при цьому лінійність сигналу, тобто нормоване значення КНІ.
При визначенні Xmech проводяться вимірювання довжини ходу звукової котушки до виникнення однієї з наступних ситуацій: або руйнується центруюча шайба, або звукова котушка впирається в задню кришку, що захищає, або звукова котушка виходить з магнітного зазору, або починають грати роль інші фізичні обмеження диффузора. Найменша з отриманих довжин ходу котушки ділиться навпіл і отримане значення приймається за максимальне механічне усунення дифузора.Sd
Цей параметр відповідає площі робочої поверхні дифузора. Вимірюється см2.
Zmax
Цей параметр відповідає повному опору гучномовця на частоті резонансної.
Робочий діапазон частот, що відтворюються (Usable frequency range)
Виробники використовують різні способидля виміру робочого діапазону частот. Багато методів вважаються прийнятними, проте вони призводять до різних результатів. Принаймні підвищення частоти внеосьовое випромінювання гучномовця зменшується пропорційно діаметру. У певній точці воно стає гостронаправленим. У таблиці показано залежність частоти, де має місце цей ефект, від розміру гучномовця.
File:///C:/Documents%20and%20Settings/artemk01klg/Desktop/1.jpg
Номінальна потужність (Power handling)
Це дуже важливий параметр під час вибору гучномовця. Необхідно точно знати, що випромінювач витримає потужність сигналу, що підводиться до нього. Тому потрібно підібрати такий гучномовець, який зможе із запасом витримати потужність, що підводиться до нього. Визначальним критерієм того, яку потужність матиме гучномовець, є його здатність відводити тепло. Основними конструктивними особливостями, що впливають на ефективне відведення тепла, є розмір звукової котушки, розмір магніту, вентиляція конструкції, а також сучасні високотехнологічні матеріали, використані в конструкції звукової котушки. Великі розміри звукової котушки та магніту забезпечують ефективніше розсіювання тепла, а вентиляція забезпечує охолодження конструкції.
При обчисленні потужності гучномовця, крім здатності витримувати нагрівання, важливі також механічні властивості гучномовця. Адже пристрій може витримувати нагрівання, що виникає при підведенні потужності в 1 кВт, але ще до досягнення цього значення воно вийде з ладу через конструктивні пошкодження: звукова котушка впиратиметься в задню стінку або звукова котушка вийде з магнітного зазору, дифузор деформується і т.д. д. Найчастіше подібні поломки трапляються при відтворенні занадто потужного НЧ-сигналу великої гучності. Щоб уникнути поломок, необхідно знати реальний діапазон частот, що відтворюються, параметр Xmech, а також номінальну потужність.Чутливість (Sensitivity)
Цей параметр є одним із найважливіших у всій специфікації гучномовця. Він дозволяє зрозуміти, наскільки ефективно і з якою гучністю апарат відтворюватиме звук при підведенні сигналу тієї чи іншої потужності. На жаль, виробники гучномовців використовують різні методидля обчислення цього параметра – єдиного встановленого не існує. При визначенні чутливості вимірюють рівень звукового тиску на відстані одного метра під час підведення до гучномовця потужності 1 Вт. Проблема полягає в тому, що іноді відстань в 1 м розраховується від пилозахисного ковпачка, а іноді від підвісу гучномовця. Через це визначити чутливість динаміків буває досить складно.
Взято з
Це частота резонансу динаміка, без будь-якого акустичного оформлення. Динамік, що жорстко підвішують у повітрі, на максимальній відстані від навколишніх предметів. У такому положенні його резонанс залежатиме лише від його власних характеристик. Маси рухомої системи та жорсткості підвіски. Існує думка, що чим нижче резонансна частота, тим краще вийде сабвуфер. Це вірно лише частково. Для деяких конструкцій дуже низька частота резонансу, перешкода. Низькою резонансною частотою вважають 20 – 25 Гц. Нижче 20 Гц – рідкість. Вище 40 Гц - вважається високою для сабвуфера.
Повна добротність Qts
Добротність у разі - якість вироби, а співвідношення пружних і в'язких сил, що у рухомої системі динаміка, поблизу частоти резонансу. Рухлива система динаміка, багато в чому схожа на підвіску автомобіля, де є пружина і амортизатор. Пружина створює пружні сили, тобто накопичує та віддає енергію у процесі коливань, а амортизатор, джерело в'язкого опору, він нічого не накопичує, а поглинає енергію та розсіює. Те саме відбувається при коливаннях дифузора і всього, що до нього прикріплено.
Високе значення добротності означає, що переважають пружні сили. Це як автомобіль без амортизаторів. Досить наїхати на камінчик і колесо почне стрибати, що нічим не стримується. Стрибати на тій самій резонансній частоті, яка притаманна цій коливальній системі. Стосовно гучномовця, це означає викид частотної характеристики на частоті резонансу, тим більший, що стоїть повна добротність системи.
До речі, найвища добротність, що вимірюється тисячами одиниць, біля дзвона, який через свою форму, на жодній частоті, крім резонансної, звучати не бажає.
Популярний спосіб діагностики підвіски машини похитуванням, є не що інше, як оцінка добротності підвіски. Якщо до пружини додати амортизатор, то накопичена при стиску пружини енергія вже не вся повернеться назад, а частково буде розсіяна амортизатором. Це називається зниженням добротності системи. Повернемося до динаміку. Пружинами динаміка є підвіси дифузора. А амортизатор? Амортизаторів аж два, що працюють спільно.
Повна добротність динаміка складається з двох добротностей - механічної та електричної. Механічна добротність визначається, головним чином, вибором матеріалу підвісу, причому, в основному матеріалом центруючої шайби, а не зовнішньої губи, як багато хто вважає. Великих втрат тут зазвичай немає, і внесок механічної добротності на повну вбирається у 10 - 15%.
Найжорсткіший амортизатор, що працює в коливальній системі динаміка, це ансамбль зі звукової котушки та магніту. Магнітна система динаміка, за конструкцією та принципом дії, дуже схожа з електродвигунами. Відповідно, як і електродвигуни, двигун динаміка може бути також і генератором електричного струму. Чим динамік займається поблизу частоти резонансу, коли швидкість і амплітуда переміщення звукової котушки максимальні.
Рухаючись у магнітному полі, котушка виробляє струм, а навантаженням для такого генератора є вихідний опір підсилювача, тобто практично нуль. Як і будь-якому генератору, мотору динаміка складно рухатися, якщо опір навантаження мінімальний. У результаті, виходить своєрідне електричне гальмо. Величина вироблюваного струму при цьому, тим більше, чим сильніше магнітне поле, в якому рухається звукова котушка, і чим вища швидкість і амплітуда коливань котушки в зазорі.
Виходить, що потужніший магніт динаміка, то нижче, за інших рівних, його добротність. Зрозуміло, добротність залежатиме не лише від магніту. Вона залежатиме від котушки, кількості дроту, що одночасно знаходиться в зазорі і т.д. і т.п. Тим не менш, як приблизний орієнтир, цілком можна брати коефіцієнт повної добротності динаміка.
Низькою добротністю динаміка вважається величина менше 0,3 – 0,35.
Високодобротними вважаються динаміки з Qts більше 0,5 – 0,6.
Еквівалентний обсяг Vas.
Більшість сучасних головок гучномовців, заснований на принципі "акустичного підвісу". Іноді їх називають "компресійними", що, по суті, неправильно. Компресійні голівки, зовсім інша історія, пов'язана із застосуванням динаміків у рупорах.
Концепція акустичного підвісу, полягає в установці динаміка в такий обсяг повітря, пружність якого можна порівняти з пружністю підвісу динаміка. При цьому виходить, що на додачу до вже наявної в підвісі «пружини», додається ще одна, зовнішня. Еквівалетним, вважають той обсяг повітря, який, за своєю пружністю, дорівнюватиме пружності підвісів динаміка. Розмір еквівалентного обсягу кожного динаміка, визначається жорсткістю підвісу і діаметром динаміка. Чим м'якше підвіс, тим більше буде величина повітряної подушки, присутність якої відчутно впливатиме на динамік.
Цього року в журналі Американського акустичного товариства вчені Jiajun Zhao, Likun Zhang та Ying Wu опублікували статтю “Enhancing monochromatic multipole emission by a subwavelength enclosure of degenerate Mie resonances” про свій винахід, який збільшує звукову потужність хвиль НЧ діапазону завдяки резонансу. Судячи з звіту дослідників, винайдений ними та виготовлений на 3D принтері пластиковий корпус діаметром 10 см здатний збільшити звукову потужність низькочастотного динаміка у 200 разів.
Традиційно для підвищення гучності (звукового тиску) використовують збільшення потужності сигналу, а у випадку з низькими частотамита велику площу випромінювання. Ці класичні способи мають очевидні недоліки - великі габаритні розміри і високе енергоспоживання. У зв'язку з цим підвищення звукового тиску за рахунок акустичного оформлення стало популярною практичною проблемою. Розробниками рухає бажання максимально збільшити потужність та зберегти невеликий обсяг. З традиційними АС такого ефекту досягли завдяки фазоінвертору. Тепер настала черга портативного аудіо. Під катом кілька слів про інновацію та ймовірні перспективи її розвитку, а також про ложку дьогтю в бочці райдужних перспектив.
Свіжий погляд або добре забуте старе
Реалізація досить сміливої ідеї продиктована необхідністю. Різноманітність портативної техніки потребує рішень, у яких акустичне оформлення з великим обсягом застосувати неможливо, у своїй споживач хоче “багато низу”. Таким чином, рішення, запропоноване вченими, ймовірно, буде затребуване для смартфонів, портативних. переносних колонок, док-станцій.При цьому відомо, що розробки такого роду велися з кінця 19 століття (досліди Гельмгольця) до 20-х років минулого століття, тобто до часу, коли пасивні засоби підвищення звукового тиску могли конкурувати з електроакустичними. Так з'явилося рупорне акустичне оформлення.
Про історичну спадкоємність писали автори статті “Emission Enhancement of Sound Emitters using an Acoustic Metamaterial Cavity”, покладеної основою описуваного винаходу. Можна стверджувати, що потрапивши в ситуацію, де електричні засоби вичерпали ресурс ефективності, розробники згадали час, коли рупорне оформлення гучномовців було лідируючим трендом.
Ідея та результат
Ідея полягала у тому, щоб значно збільшити амплітуду звукових хвиль, випромінюваних низькочастотним динаміком, при цьому відмовитися від традиційного підвищення потужності підсилювача та збільшення розмірів випромінювача. Додатковою метою було зберегти діаграму спрямованості, т.к. класичний рупор її змінює. Для реалізації ідеї вчені скористалися резонансними модами, що формувалися з використанням лібіринтоподібного акустичного оформлення.Якщо говорити просто, розробники застосували принцип, який можна спостерігати, помістивши джерело звуку (наприклад, смартфон) в кухоль. Звук посилюється, тому що кружечка стає резонансною камерою.
Тут принцип близький, але замість єдиної порожнини використано спеціально розраховані лабіринти, що дозволяють вибірково посилити НЧ діапазон.
Розробник Ying Wu в одному з інтерв'ю описав принцип дії так:
“Завжди резонансне повітря всередині каналів, більше живої електроенергії з джерела спрямованої на джерело живлення, якщо не буде."Резонанс повітря в каналах дозволяє отримати більшу звукову потужність, ніж без них (каналів-прим.авт.) при рівній витраті електроенергії"
A realistic structure for emission enhancementА) Конструкція виконана із жорстких матеріалів (сіра частина), де заповнені повітрям спіральні канали подовжують шлях звуку (червона лінія), щоб зменшити його еквівалентну швидкість у радіальному напрямку вздовж жорстких стінок каналів (азимутальна анізотропія ρθ→ ∞ρθ→∞).
b) Фазовий розподіл звукових полів, що випромінюються з джерела монополя, що імітує на трьох резонансних частотах (див. Фіг.2 (с)].
c) Те саме, що і b), але для дипольного джерела. (d, e) Порівняння спрямованості далекого поля з оболонкою і без, моделюється для найнижчого резонансу b) і c), відповідно.
Як видно на малюнку, від центру круглого корпусу десятисантиметрового пристрою, де розміщений динамік, відходять лабіринтні ходи, які забезпечують виникнення резонансних мод, а відповідно пасивно підвищують звукову потужність певних частот. Важливо врахувати, що шкала дБ є логарифмічною, відповідно, двохсоткратне підвищення потужності призведе до підвищення звукового тиску приблизно на 20 дБ. Один із авторів, які писали на цю тему, порівняв 20 дБ із вісьма поділами на шкалі гучності айфону.
В результаті порівняльних та контрольних вимірювань виявилося, що застосування конструкції дійсно дозволяє посилити звукову потужність у НЧ діапазоні у 200 разів. Конструкція також дозволяє суттєво не змінювати діаграму спрямованості, що було б неможливим при використанні класичних рупорних систем. Докладніше ознайомитися з результатами експерименту можна у статті, яка опублікована у відкритому доступі.
Очевидно, що отриманий результат (у разі успішного розвитку подій для цієї інновації, про яку в наступному розділі) може використовуватися при створенні портативної бездротової акустики, мобільні гаджети, навушники.
Стаття теоретично доводить можливість резонансного підвищення потужності в 200 разів, наводить формули та порівняльні виміри, але, як у старому анекдоті, є нюанс.
Резонанс як нерозлучний ворог
Посилення НЧ з допомогою резонансів має низку особливостей, які ускладнюють використання цього при створенні апаратури високої вірності відтворення. Багатьом добре відомий згубний вплив цього способу на якість звуку по фазоінверторному акустичному оформленню АС. При використанні фазоінвертора посилення низьких досягається завдяки резонансу, різниця лише в тому, що при такому формі фактор фазоінвертор менш ефективний ніж лабіринт.Неоднозначність використання резонансів підвищення потужності НЧ докладно описано у статті “Великий низькочастотний обман” , опубліковану журналом Show Master, люб'язно перекладену www.sound-consulting.net .
Як писали у згаданій вище статті, резонансна система не може запускатися та зупинятися миттєво, а відповідно виникають затримки. Враховуючи кількість відображень у представленій лабіринтній резонансній системі, можна припустити, що ці затримки будуть вищими, ніж у аналогічній з фазоінвертором або класичним закритим ящиком.
Таким чином, використовуючи резонансне посилення, ми можемо отримати значно більший низ, при цьому погіршуються імпульсні характеристики. Крім того, не відомо, чи вносить така система спотворення, шуми та ін. (дослідження не містить порівняння по спотвореннях до та після використання нового акустичного оформлення).
Перспективи застосування
За винятком усіх гіпотетично ймовірних проблем, інновація зможе змінити багато чого. Збереження властивостей при зменшенні габаритів дозволить використовувати таке акустичне оформлення в телефонах, що значно збільшить гучність. Використання з портативними бездротовими колонкамидозволить знизити енергоспоживання, а значить збільшити тривалість роботи портативних пристроїв.Підсумок
Щиро сподіваюся на живу та продуктивну дискусію щодо перспектив лабіринту. Для своїх висновків про долю винаходу мені не вистачає інформації. Традиційно пропоную взяти участь в опитуванні та висловити свою думку щодо винаходу.Джинса
Нижня межа відтворюваного гучномовцем діапазону частот визначається основною резонансною частотою головки. На жаль, у продажу дуже рідко бувають головки, що мають основну резонансну частоту нижче 60-80 Гц. Тому для розширення діапазону робочих частот акустичних систем дуже актуальною є можливість зниження основної резонансної частоти головок, що використовуються в них. Як відомо, рухома система головки (дифузор зі звуковою котушкою) в області основного резонансу є простою коливальною системою, що складається з маси і гнучкості підвісу. Резонансна частота такої системи визначається за формулою:
де т - маса дифузора, звукової котушки та приєднаної маси повітря, г;
З - гнучкість підвісу, см/дин.
Таким чином, щоб знизити основну резонансну частоту головки необхідно збільшити масу дифузора і звукової котушки, або гнучкість їх підвісу, або те й інше разом. Найпростіше збільшити масу дифузора, зміцнивши на ньому додатковий вантаж. Однак збільшувати масу рухомої системи голівки невигідно, оскільки це знизить не тільки резонансну частоту, але й головкою, що створюється. звуковий тиск. Справа в тому, що сила F, створювана струмом I в звуковій котушці динамічної головки, дорівнює
F=В*l*I,
де B - магнітна індукція у зазорі;
l – довжина провідника звукової котушки.
З іншого боку, згідно із законами механіки, ця сила дорівнює
F=m*a,
де m – маса рухомої системи; a - коливальне прискорення.
Оскільки сила, прикладена до звукової котушці, залежить для цієї головки тільки від величини струму, то збільшивши масу, ми стільки ж разів зменшимо коливальне прискорення котушки та дифузора; а оскільки звуковий тиск, створюваний головкою в цій області частот, пропорційно прискоренню дифузора, зменшення прискорення рівносильне зниження звукового тиску. Якби ми спробували вдвічі знизити основну резонансну частоту головки, для цього потрібно було б збільшити масу рухомої системи вчетверо, і в стільки ж разів знизився б створюваний голівкою звуковий тиск при постійному струмі в котушці. Крім того, збільшення маси підвищило б добротність рухомої системи та збільшило резонансний пік, а з ним і нерівномірність частотної характеристики, що, у свою чергу, погіршило б перехідні характеристики гучномовця.
Отже, зниження резонансної частоти головки доцільніше збільшити гнучкість підвісу дифузора і центруючого диска, тобто зменшити жорсткість кріплення рухомий системи. Робиться це так. Насамперед відклеюють або відрізають гострим скальпелем або лезом (по кільцю дифузороутримувача) комір дифузора. Потім відпаюють гнучкі висновки звукової котушки, відгвинчують кільце центруючого диска та гетинаксовий<паук" (если таковые имеются) или отклеивают центрирующий диск от диффузородержателя.
Гнучкість центруючого диска з гофрами збільшують, прорізавши в ньому рівномірно по колу три-чотири конусоподібні отвори (див. рис. 1). Загальна площа цих отворів має становити 0,4-0,5 площі гофрів центруючого диска. Для захисту магнітного зазору від пилу на вирізи або весь диск звичайним гумовим клеєм або клеєм БФ-6 наклеюють марлю. Якщо звукова котушка центрується гетинаксовим (текстолітовим) "павуком", то гнучкість збільшують, зменшуючи ширину його дужок (запилюючи їх напилком або обережно обкушуючи кусачками). Після цього обрізають у дифузора частина крайового гофра, щоб між краєм дифузора і кільцем дифузороутримувача був проміжок близько 200 мм. Якщо при цьому на краю дифузора залишився гофр, його розправляють на довжині близько 10 мм і приклеюють до нього підвіс у вигляді дужок з повинолу або м'якого текстовинилу. Для збільшення гнучкості, по можливості, слід видалити їх текстильну або трикотажну підкладку.
Дуже гнучкі та еластичні дужки можна виготовити за допомогою кремнійорганічного клею - герметика "еластосил" з тонких капронових панчох. Халява панчохи розрізають вздовж і на отриманому полотні шириною 24-28 см роблять розмітку (див. рис. 2). При розмітці дужки повинні бути розташовані поперек панчохи (див. рис. 2), оскільки еластичність панчохи більша в поздовжньому напрямку. Потім, поклавши на якусь дощечку або товстий картон, шматок гладкої поліетиленової плівки, накладають на неї панчішне полотно і закріплюють по краях кнопками або гвоздиками. Після цього шпателем або торцем металевої лінійки наносять на трикотаж "еластосил", так щоб нитки трикотажу не були видні. Через добу (час полімеризації "еластосилу") трикотаж перевертають і наносять "оластосил" на інший бік.
Для вирізування дужок слід виготовити картонний шаблон. Дифузор бажано підвісити не більше ніж на трьох або чотирьох дужках так, щоб кожна дужка займала відповідно третину або чверть довжини кола дифузора. На дужках і краю дифузора олівцем відзначають поверхні, якими вони мають бути склеєні, ширина цих поверхонь повинна становити 7-10 мм. Готові дужки намазують по черзі клеєм і приклеюють їх до зазначеного краю дифузора "еластосилом" або кремнійорганічним клеєм КТ-30 або МСН-7. Дужки з павінолу або текстовинилу приклеюють поверхнею, де був текстиль, клеєм БФ-2, 88 або АВ-4. Рекомендується попередньо перевірити придатність (відповідність) клею матеріалу, приклеївши шматочок матеріалу до щільного паперу.
Стики між дужками повинні бути склеєні так, щоб не було щілин. Найкраще це зробити "еластосилом", у павінолових або текстовінілових дужок рекомендується скріпити краї нитками і залити в кілька прийомів звичайним гумовим клеєм.
Закінчивши підвіс дифузора, його встановлюють у дифузороутримувач так, щоб звукова котушка увійшла в зазор. Потім зміцнюють кільце центруючого диска і проводять попереднє центрування звукової котушки (до приклеювання підвісу). Далі по черзі приклеюють до кільця дифузороутримувача дужки підвісу дифузора. Для відгинання дужок,
при намазуванні клеєм кільця дифузороутримувача, зручно використовувати затискачі "крокодил" із вставленими в них однополюсними вилками (для важкості). Після підклеювання підвісу роблять остаточне центрування звукової котушки і закріплюють кільця центруючого диска або гетинаксового "павука". Якщо центруючий диск не має металевого кільця і відклеєний, то спочатку приклеюють підвіс дифузора, а потім центруючий диск, одночасно з цим центруючи звукову котушку в зазорі. В останню чергу припаюють висновки звукової котушки і приклеюють до дифузороутримувача опорні дужки з картону, губчастої гуми або повсті.
Якщо дифузор має тріщину (розрив), то її найкраще заклеїти клеєм "еластосил" або в кілька прийомів залити гумовим клеєм.
Описаним способом вдається зменшити частоту основного резонансу головки в 1,5-2 рази. Наприклад на рис. 3 наведено частотні характеристики повного опору головки 4А-18 до (пунктир) і після переробки.
Ця головка виготовлена ленінградським заводом кіноапаратури "Кінап" у 1954 році; переробка її полягала у прорізанні трьох вікон у центрувальному диску та заміні крайового гофра павіноловими дужками, причому текстильна підкладка не видалялася. Резонансна частота знизилася з 105 до 70 Гц, тобто в 1,5 рази. Цікаво відзначити, що таке саме зниження частоти резонансу дає додатковий вантаж масою 25 г.
Нижня межа відтворюваного гучномовцем діапазону частот визначається основною резонансною частотою головки. На жаль, у продажу дуже рідко бувають головки, що мають основну резонансну частоту нижче 60-80 Гц. Тому для розширення діапазону робочих частот акустичних систем дуже актуальною є можливість зниження основної резонансної частоти головок, що використовуються в них. Як відомо, рухома система головки (дифузор зі звуковою котушкою) в області основного резонансу є простою коливальною системою, що складається з маси і гнучкості підвісу. Резонансна частота такої системи визначається за формулою:
Де m - маса дифузора, звукової котушки та приєднаної маси повітря, г, С - гнучкість підвісу, см/дін.
Таким чином, щоб знизити основну резонансну частоту головки необхідно збільшити масу дифузора і звукової котушки, або гнучкість їх підвісу, або те й інше разом. Найпростіше збільшити масу дифузора, зміцнивши на ньому додатковий вантаж. Однак збільшувати масу рухомої системи головки невигідно, так як це знизить не тільки резонансну частоту, але і звуковий тиск, що створюється головкою. Справа в тому, що сила F, створювана струмом I в звуковій котушці динамічної головки, дорівнює
Де B – магнітна індукція у зазорі, l – довжина провідника звукової котушки.
З іншого боку, згідно із законами механіки, ця сила дорівнює F = m * a, де - маса рухомої системи, a - коливальне прискорення.
Оскільки сила, прикладена до звукової котушці, залежить для цієї головки тільки від величини струму, то збільшивши масу, ми стільки ж разів зменшимо коливальне прискорення котушки та дифузора; а оскільки звуковий тиск, створюваний головкою в цій області частот, пропорційно прискоренню дифузора, зменшення прискорення рівносильне зниження звукового тиску. Якби ми спробували вдвічі знизити основну резонансну частоту головки, для цього потрібно було б збільшити масу рухомої системи вчетверо, і в стільки ж разів знизився б створюваний голівкою звуковий тиск при постійному струмі в котушці. Крім того, збільшення маси підвищило б добротність рухомої системи та збільшило резонансний пік, а з ним і нерівномірність частотної характеристики, що, у свою чергу, погіршило б перехідні характеристики гучномовця.
Отже, зниження резонансної частоти головки доцільніше збільшити гнучкість підвісу дифузора і центруючого диска, тобто зменшити жорсткість кріплення рухомий системи. Робиться це так. Насамперед відклеюють або відрізають гострим скальпелем або лезом (по кільцю дифузороутримувача) комір дифузора. Потім відпоюють гнучкі висновки звукової котушки, відгвинчують кільце центруючого диска і гетинаксовий «павук» (якщо є) або відклеюють центруючий диск від дифузороутримувача.
Гнучкість центруючого диска з гофрами збільшують, прорізавши в ньому рівномірно по колу три-чотири конусоподібні отвори (див. рис. 1). Загальна площа цих отворів має становити 0,4-0,5 площі гофрів центруючого диска. Для захисту магнітного зазору від пилу на вирізи або весь диск звичайним гумовим клеєм або клеєм БФ-6 наклеюють марлю. Якщо звукова котушка центрується гетинаксовим (текстолітовим) "павуком", то гнучкість збільшують, зменшуючи ширину його дужок (запилюючи їх напилком або обережно обкушуючи кусачками). Після цього обрізають у дифузора частина крайового гофра, щоб між краєм дифузора і кільцем дифузороутримувача був проміжок близько 200 мм. Якщо при цьому на краю дифузора залишився гофр, його розправляють на довжині близько 10 мм і приклеюють до нього підвіс у вигляді дужок з павінолу або м'якого текстовинилу. Для збільшення гнучкості, по можливості, слід видалити їх текстильну або трикотажну підкладку.
Дуже гнучкі та еластичні дужки можна виготовити за допомогою кремнійорганічного клею - герметика "еластосил" з тонких капронових панчох. Халява панчохи розрізають вздовж і на отриманому полотні шириною 24-28 см роблять розмітку (див. рис. 2). При розмітці дужки повинні бути розташовані поперек панчохи (див. рис. 2), оскільки еластичність панчохи більша в поздовжньому напрямку. Потім, поклавши на якусь дощечку або товстий картон, шматок гладкої поліетиленової плівки, накладають на неї панчішне полотно і закріплюють по краях кнопками або гвоздиками. Після цього шпателем або торцем металевої лінійки наносять на трикотаж «еластосил», так щоб нитки трикотажу не було видно. Через добу (час полімеризації "еластосилу") трикотаж перевертають і наносять "еластосил" на інший бік.
Для вирізування дужок слід виготовити картонний шаблон. Дифузор бажано підвісити не більше ніж на трьох або чотирьох дужках так, щоб кожна дужка займала відповідно третину або чверть довжини кола дифузора. На дужках і краю дифузора олівцем відзначають поверхні, якими вони мають бути склеєні, ширина цих поверхонь повинна становити 7-10 мм. Готові дужки намазують по черзі клеєм і приклеюють їх до зазначеного краю дифузора «еластосилом» або кремнійорганічним клеєм КТ-30 або МСН-7. Дужки з павінолу або текстовинилу приклеюють поверхнею, де був текстиль, клеєм БФ-2, 88 або АВ-4. Рекомендується попередньо перевірити придатність (відповідність) клею матеріалу, приклеївши шматочок матеріалу до щільного паперу.
Стики між дужками повинні бути склеєні так, щоб не було щілин. Найкраще це зробити "еластосилом", у павінолових або текстовінілових дужок рекомендується скріпити краї нитками і залити в кілька прийомів звичайним гумовим клеєм.
Закінчивши підвіс дифузора, його встановлюють у дифузороутримувач так, щоб звукова котушка увійшла в зазор. Потім зміцнюють кільце центруючого диска і проводять попереднє центрування звукової котушки (до приклеювання підвісу). Далі по черзі приклеюють до кільця дифузороутримувача дужки підвісу дифузора. Для відгинання дужок, при намазуванні клеєм кільця дифузороутримувача, зручно використовувати затискачі "крокодил" з вставленими в них однополюсними вилками (для важкості). Після підклеювання підвісу роблять остаточне центрування звукової котушки і закріплюють кільця центруючого диска або гетинаксового "павука". Якщо центруючий диск не має металевого кільця і відклеєний, то спочатку приклеюють підвіс дифузора, а потім центруючий диск, одночасно з цим центруючи звукову котушку в зазорі. В останню чергу припаюють висновки звукової котушки і приклеюють до дифузороутримувача опорні дужки з картону, губчастої гуми або повсті.
Якщо дифузор має тріщину (розрив), то її найкраще заклеїти клеєм "еластосил" або в кілька прийомів залити гумовим клеєм.
Описаним способом вдається зменшити частоту основного резонансу головки в 1,5-2 рази. Наприклад на рис. 3 наведено частотні характеристики повного опору головки 4А-18 до (пунктир) і після переробки.
Ця головка виготовлена ленінградським заводом кіноапаратури "Кінап" у 1954 році; переробка її полягала у прорізанні трьох вікон у центрувальному диску та заміні крайового гофра павіноловими дужками, причому текстильна підкладка не видалялася. Резонансна частота знизилася з 105 до 70 Гц, тобто в 1,5 рази. Цікаво відзначити, що таке саме зниження частоти резонансу дає додатковий вантаж масою 25 г.