Анализ схемы акустических систем

Анализ схемы

Обратимся к схеме 8-8. Резисторы и , подключенные в цепь с «пищалкой» (с импедансом ) образуют простую потенциометрическую цепь, показанную на эквивалентной цепи справа.

*«Пищалка»

«Пищалка» с L-Pad

Эквивалентная цепь*

Схема 8-8

L-pad пищалки и эквивалентная цепь

(8-7)

где

(8-8)

Отношение к и есть затухание. В логарифмических децибелах это выражается:

(8-9)

Затем

(8-10)

Соотнесем (8-10) и (8-7)

(8-11)

Чтобы нагрузка на цепь кроссовера осталась постоянной:

(8-12)

(импеданс высокочастотного динамика перед добавлением ). Соотносим с (8-11),

(8-13)

Решение для

(8-14)

Переставляем (8-12)

(8-15)

Для первого эксперимента я решил попробовать - 2 дБ для затухания высокочастотного динамика. Заменяем это на A, а импеданс «пищалки» в 5 Ом на в уравнениях (8-8) и (8-9) и получаем:

= 19.3 Ом и = 1.03 Ом

Действительные значения, использованные для и - 19.5 и 1.0 Ом соответственно.

После установки L-pad в цепь «пищалки» я измерял АЧХ системы, которые показаны на схеме 8-7b. Все равно у нас небольшое отклонение от нормы в точке кроссовера, которое, я уверен, можно исправить с помощью паяльника. Однако, это не является целью эксперимента. Данная система имеет плоские АЧХ в пределах +/- 3 дБ (большая часть колеблется в пределах +/- 1.5 дБ). В общем, система звучит мягче, чем я ожидал, глядя на график АЧХ.

По меньшей мере, очень приятно иметь возможность измерять АЧХ системы. Это также предоставляет нам средство, с помощью которого мы можем подрегулировать и улучшить общую плавность звучания и сделать систему более приятной для прослушивания. Анализатор реального времени Audio Control SA-3055 вследствие своей точности и простоты использования превращает задачу измерения АЧХ в простое и увлекательное мероприятие.

Всем сказанным и показанным выше, мы как любители, хотели доказать, что можем создать качественный пассивный кроссовер с помощью стандартных, доступных для нас инструментов. Конечно, нам все равно пришлось вложить некоторую сумму денег в тестовое оборудование, но это нечто такое, что может доставить море наслаждения, подарив нам возможность, создавать акустические системы, как для дома, так и для автомобиля.

Рекомендуемые программы для создания акустических систем: Blaubox (полностью бесплатная), Perfect Box 4.5 и Loudspeaker lab.

Электронные таблицы

Для того, чтобы предсказать, каким образом мой низкочастотный фильтр повлияет на соотношение динамик-корпус, я объединил передаточную функцию для фильтра с передаточными функциями для корпусов с фазоинвертором и без него в две разные электронные таблицы. Вы можете воспроизвести их, воспользовавшись следующими данными ячеек.

Анализ настройки параметров Тейла-Смолла шестого порядка

Обратимся к схеме 3-3 в третьей главе. Мы создали и протестировали систему с фазоинвертором (объем 28 л), в которой используются два динамика Madisound 8154 диаметром 8 дюймов. Я аккуратно измерял параметры Тейла-Смолла для данных динамиков и получил следующие результаты:

Пример AПример BЗаявленные значения

4.74.64.55

32.634.330.6

12.212.39.7

0.240.240.28

0.230.240.27

45.844.649.5

В качестве проверки на точность было в пределах ½ процентов от для обоих примеров.

После установки динамиков обратно в корпус я измерял частоту корпуса, используя два разных метода. Сначала я обнаружил точку минимального импеданса в низине между двумя пиками (рисунок 8-13), затем я установил шумомер близко к диффузору одного из динамиков и обнаружил частоту, при которой движение диффузора было минимальным. Оба метода показали частоту корпуса 31.6 Гц.

Я вывел средние значения из вычисленных параметров и вставил их в электронную таблицу для корпуса с фазоинвертором и сгенерировал кривые ожидаемого отклика, показанные на схеме 8-11a.

*дБ

Частота (Гц)

Отклик корпуса

Отклик фильтра

Отклик системы*

Схема 8-11a Два динамика Madisound 8154 диаметром 8 дюймов в корпусе с фазоинвертором объемом 28 л. Измеренная частота корпуса – 31.6 Гц. Ожидаемый отклик, наложенный на полученный отклик. * = нефильтрованный полученный отклик. # = измеренный отклик с фильтром сабвуфера.

= 31.6 Гц. = 2.5 при 30 Гц. R1 = 4.82K. R2 = 120.6K. F3 = 30 Гц.

*дБ

Микрофон, расположенный на оси на расстоянии 0,6 м*

Схема 8-11b Два динамика Madisound 8154 диаметром 8 дюймов в корпусе с фазоинвертором объемом 28 л. Измеренная частота корпуса – 31.6 Гц. Отклик системы, полученный в гараже без фильтра.

Схема 8-11с Два динамика Madisound 8154 диаметром 8 дюймов в корпусе с фазоинвертором объемом 28 л. Измеренная частота корпуса – 31.6 Гц. Отклик системы, полученный в гараже с низкочастотным фильтром.

Затем я попытался измерить отклик системы в свободном пространстве на улице без фильтра, но у меня получилось слишком много шумов от ветра и потому пришлось вернуться в гараж. С закрытой дверью я измерял отклик системы, установив корпус в горизонтальное положение на высоте 0,76 м от пола. Микрофон был расположен соосно с динамиком возле фазоинвертора на расстоянии 0,6 м. Полученный результат показан на схеме 8-11b. Я вручную наложил данные точки на ожидаемый отклик, показанный на схеме 8-11a. Полученный отклик с низкочастотным фильтром в цепи показан на схеме 8-11c. При наложении на схему 8-11a кривые кажутся идентичными.

При установке системы на заднее сиденье седана, отклик в значительной степени изменяется. Отклик системы без фильтра показан на схеме 8-12a. Хоть он и кажется шероховатым, у него есть характерное расширение в низкочастотном диапазоне. Мы снова установили фильтр для плоского отклика (без усиления) и срезе на частоте 30 Гц и получили отклик, показанный на схеме 8-12b.

Схема 8-12

Отклик фазоинверторной системы с динамиком Madisound 8154 в автомобиле. Отклик без фильтра.

Схема 8-12b

Отклик фазоинверторной системы с динамиком Madisound 8154 в автомобиле. Низкочастотный фильтр настроен на ровный отклик и частотный срез при 30 Гц.

Схема 8-13

Кривая ожидаемого импеданса для схемы 8-11 (использовалась программа LspCAD Lite 3.10)

Цель данного эксперимента заключалась в том, чтобы показать, как можно применять электронные таблицы. Хотя они и не могут учесть отклик в салоне автомобиля, все равно они могут помочь Вам создать систему, которую можно легко отрегулировать и настроить для практически любой акустической среды. Электронные таблицы особенно полезны для создания домашних акустических систем.

Вывод

На этом заканчивается данная глава, а вместе с ней и вся книга. Искренне надеюсь, что данная книга поведала Вам о некоторых новых технических идеях и решениях, которые помогут Вам в создании более усовершенствованных и даже уникальных в своем роде акустических систем для любого типа автомобилей. В процессе создания системы Вы узнаете много нового и получите бесценный опыт. Полученный результат будет отвечать Вашим личным пожеланиям, и Вы будете горды проделанной работой. Если созданная Вами акустическая система звучит также хорошо, как и моя, Вы никогда не устанете от ее звучания и всегда будете обдумывать разные способы его улучшения.

Удачи!