Страница - 206, Справочник конструктора радиолюбителя 1983




Расчет и конструирование акустических систем    207

Глубина фазоинверсного отверстия может быть равной толщине стенки футляра (рис. 4.35,а), но может быть приблизительно равной и 30//ф при использовании туннеля 5 (рис. 4.35,6). Значительная длина туннеля позволяет применить маленький ящик, однако расстояние от конца туннеля до задней стенки ящика не должно быть менее dj2.

На частоте /ф фазоинвертор улучшает согласование головки с воздушной нагрузкой. Хотя акустическая мощность, отдаваемая передне^ стороной диффузора, уменьшается на этой частоте, общая акустическая мощность может возрасти значительно. Вместе с тем существенно уменьшаются нелинейные искажения и увеличивается номинальная мощность громкоговорителя вследствие уменьшения амплитуды смещения диффузора. На частотах ниже /ф реакция гибкости воздушного объема увеличивается и образует жесткую связь между массой воздуха в отверстии и массой подвижной системы головки. Таким образом, масса воздуха прибавляется к массе подвижной системы и вместе с гибкостью подвесов образует механический контур с резонансной частотой щ < /ф. Когда диффузор на этой частоте смещается вперед, воздух в отверстии движется назад (и наоборот) и эффективность излучения при этом ничтожна. На частотах выше /ф сопротивление массы воздуха в отверстии становится высоким и фазоинвертор можно рассматривать как полностью закрытый футляр. Жесткость воздушного объема прибавляется к жесткости подвесов и вместе с массой подвижной системы образует контур с резонансной частотой щ > /ф. Излучение фазоинверсным отверстием на частоте /2 весьма мало.

Рис. 4.37

Полное электрическое сопротивление головки 2Г в фазоинверторе имеет обычно два максимума (сплошная кривая на рис. 4.37) на частотах

I и /2, расположенных по обе стороны от частоты резонанса головки в плоском акустическом экране It (штриховая линия на рис. 4.37, где R — сопротивление катушки головки постоянному току).

Пики полного сопротивления головки в фазоинверторе' существенно ниже пика полного сопротивления головки в акустическом экране, однако соответствующие им значения Q{ и Q2 выше добротности головки в экране. Этот недостаток наиболее значительно проявляется на частоте fls так как увеличение скорости движения диффузора приводит к увеличению нелинейных искажений, заметности которых способствует отсутствие полезного излучения на этой частоте. С этим явлением можно бороться ограничением выходной мощности усилителя на частотах, близких к £сли желательно, чтобы частотная характеристика звукового давления головки в фазоинвер-торе была горизонтальна в нижней части рабочего диапазона частот, начиная от /0, то необходимо выполнить условие Qr # 0,6.

При увеличении Qr значение Q2 возрастает, а <3ф уменьшается, и это вызывает неравномерность частотной характеристики. Если уменьшить Qr нет возможности, то необходимо хотя бы подавить пик частотной характеристики на частоте /2, возникающей при Qr > 0,6. Это достигается введением в футляр звукопоглощающего материала 4 (см. рис. 4.35). Иногда заполняют стекловатой весь объем, в этом случае полученную расчетом по номограмме на рис. 4.36 площадь фазоинверсного отверстия следует увеличить в 2,5 раза. Введение в фазоинвертор большого количества звукопоглощающего материала приводит к ослаблению излучения на нижних частотах; при желании продлить характеристику в сторону этих частот (хотя бы до fQ) следует обеспечить подъем составляющих нижних частот в усилителе.

Фазоинвертор настраивают изменением площади отверстия (например, пластиной, укрепленной так, чтобы ее поворот изменял площадь отверстия) или глубины туннеля. Необходимо стремиться к тому, чтобы частотный интервал, разделяющий резонансные пики полного сопротивления, не отличался значительно от октавы, чтобы амплитуды пиков были равны, а дополнительные пики, вызванные возникновением стоячих волн в футляре, ликвидировались путем добавления демпфирующего материала.

Преимущество фазоинвертора в сравнении с закрытым футляром такого же объема состоит в увеличении акустической мощности приблизительно на 5 дБ в диапазоне от одной до двух октав и в уменьшении нелинейных искажений в диапазоне частот /ф — 2при той же акустической мощности.

Недостатком фазоинвертора являются более быстрое уменьшение акустической мощности на частотах ниже /ф, чем в закрытом ящике, и необходимость настройки.

Конструирование футляров

На одной или нескольких частотах звукового диапазона возможен резонанс стенок футляра, приводящий к неприятному изменению тембра звуковоспроизведения. Это проявляется наиболее сильно в частично или полностью закрытых футлярах. Уменьшить вибрации стенок можно, применяя материалы с большой плотностью, например фанеру толщиной не менее 20 мм. Хороший результат дает сухой речной песок, засыпаемый между двумя тонкими фанерными листами. Стенки футляра, в особенности задняя и частично передняя, должны быть усилены