Розподільні фільтри і енергетичні параметри багато смугових

ВАС та ЗАС.

Відкритий корпус - поширений вигляд АС. Він є корпусом, задня стінка якого або повністю відсутній, або має ряд крізних отворів (вона може бути з перфорованого картону, пластмасова з щілинами або отворами і т. п.). Головки гучномовців встановлюються на передній стінці корпусу. Усередині корпусу розміщують деталі і вузли електричної схеми, наприклад підсилювача або радіоприймача.

Акустична дія відкритого корпусу подібно до дії екрану. Найбільший вплив на частотну характеристику в даному випадку надають розміри передньої стінки. Всупереч поширеній думці бічні стінки корпусу об'єм мало впливають на частотну характеристику АС. Еквівалентний діаметр і, отже, розміри передньої стінки завдяки корисному впливу бічних стінок можна робити на 15...40% меншими, ніж у разі плоского екрану. Якщо корпус зробити дуже глибоким, то він може діяти як труба, резонуюча на ряду частот (тим більше низьких, чим довше труба). Це буде причиною появи піків і провалів на частотній характеристиці АС. Слід уникати яких-небудь отворів і щілин а корпусі (за винятком задньої стінки). Особливо небезпечні вони на передній стінці; оскільки можуть привести до акустичного короткого замикання і різкого погіршення відтворення низьких частот. Тому рекомендується, зокрема, ставити ущільнювачі (а виді кільцевої прокладки з гуми, плівки і т. п.) між диффузоротримачем і передньою стінкою. Ущільнювачами можуть служити і картонні сектори, зазвичай розташовані на диффузоротримачі.

Головку гучномовця кріплять до стіни гвинтами або шурупами так, щоб не покоробився диффузоротримач і тим самим не перекошувалася рухома система (що, у свою чергу, може привести до нелінійних спотворень і появи деренчання). Задня сторона гучномовця не повинна бути закрита (як це часто неправильно роблять) деталями схеми (не повинна “задихатися”). Недотримання цієї вимоги приводить до зменшення звукового тиску, що розвивається АС. Бажано, щоб деталі схеми займали не більше 25...30% внутрішнього об'єму корпусу, розміри передньої стінки були як можна великими і обмежувалися лише міркуваннями зручності розміщення і користування. Рекомендації щодо місця установки головки гучномовця такі ж, як і для плоского екрану. Площа перфорації або щілин в задній стінці повинна складати 10...20% її площі.

Корпус із закритою задньою стінкою в даний час найпоширеніший і один з найбільш перспективних видів АС. Наявність задньої стінки на перший погляд повинна поліпшити відтворення низьких частот, оскільки виключається випромінювання звукових хвиль задньою стороною дифузора. Цей вигляд АС часто називають нескінченним екраном, проте пружність повітря, що знаходиться в корпусі, особливо коли його об'єм менше 200 дм³, складається з пружністю рухомої системи головки і підвищується основна резонансна частота, що звужує робочу запоні частот з боку нижчих частот.

Рис. 13.1 - Залежність нерівномірності частотної характеристики

АС із закритою задньою стінкою від її добротності

Щоб резонансна частота все ж таки не була дуже високою, застосовують головки з важкою рухомою системою, що, у свою чергу, веде до зниження чутливості АС в цілому. Особливо низькою чутливістю володіють так звані малогабаритні акустичні системи (МАС), в об'ємі яких пружність повітря істотно більше пружності закріплення Рухомої системи самих головок. Стандартний звуковий тиск p_ст, Па, для них визначається по формулі:

                                   .

де f₀ – резонансна частота, Гц, рухомої системи головки; V — об'єм корпусу, см³; Q₁ — добротність акустичної системи на частоті f₀. Не рекомендується вибирати значення Q вище 0,7...1,0, оскільки рухома система виходить “роздемпфованою”. При подачі на неї напруги збудження (музичної і мовної програми) крім коливань в такт з напругою ПК вібруватиме з частотою власних коливань, близькою f₀. Це виявлятиметься в промішуванні гудіння, “нечистоти низів” до звучання програми (так звані перехідні спотворення). Вони не дуже чутні, поки Q₁ < 1, але чим менше значення Q₁,, тим більший спад частотної характеристики на частоті f₀. Так, при Q₁ = 0,7 спад складає 3 дб, а при Q₁ = 0,5. вже 6 дб (рис. 13.1). Щоб уникнути погіршення відтворення низьких спад частотної характеристики необхідно коректувати і підсилювачі низької частоти. При такій ті корекції система із зменшеною добротністю дає набагато кращу якість звучання. Вимоги щодо установки головок, вибору матеріалів і товщини стінок ті ж, що і для акустичних систем з відкритим корпусом. Розміри корпусу рекомендується брати як можна великими, проте немає сенсу робити об'єм набагато більше мінімально допустимого. Останній вибирається так, щоб добротність АС не перевищила допустимого значення в результаті підвищення резонансної частоти. Добротність АС визначається через добротність головки Q по формулі . Звідси мінімально допустимий внутрішній об'єм корпусу з накритою задньою стінкою розраховується за формулою

Приклад. Хай потрібно знайти мінімальний об'єм корпусу із закритою задньою стінкою для головки з резонансною частотою 40 Гц, добротністю 0,5 і еквівалентним об'ємом V₀= 50 дм³ при допустимій максимальній добротності АС 1,0: V = 50/[(1/0,5)² -1] = 50/3 ≈ 17 дм³. Резонансна частота системи  Гц. Спад частотної характеристики (див. рис. 13.1) на цій частоті буде 2 дб. Може опинитися, що при такому об'ємі АС резонансна частота, що виходить, буде дуже високою. Тоді потрібно збільшувати об'єм до набуття необхідного значення резонансної частоти. Для того, щоб зменшити резонансні явища усередині корпусу, можна рекомендувати набивання його звукопоглинальним матеріалом. Найбільш доступним матеріалом є бавовняна вата, яку слід рівномірно розподілити за внутрішнім обсягом корпусу з розрахунку приблизно 15 г на 1 дм³ об'єму. Якщо матеріал (вата) розташовується тільки на задній стінці корпусу з внутрішньої сторони, то досить застосовувати його в кількості 2...3 г на 1 дм² внутрішнього об'єму. Щоб оберегти рухому систему від попадання в неї волокон вати, рекомендується головку перед установкою укласти в чохол, наприклад, з бязі.

Невдала конфігурація корпусу акустичної системи унаслідок дифракції робить великий негативний вплив на частотну характеристику в області середніх частот (з'являються численні списи і провали). Встановлено, що зі всіх конфігурацій корпусів (сферичної, кубічної, усіченої піраміди, паралелепіпеда) найбільш вдала - сферична. Чим тупіші кути прилеглої до головки поверхні, тим слабкіше дифракція і, отже, рівніше частотна характеристика гучномовця. Це привело до випуску за кордоном акустичних систем із закритою задньою стінкою, оформлених у вигляді кулі. У домашніх умовах виготовити кулю важко, проте можна використовувати старий або пошкоджений глобус з пап'є-маше Діаметром близько 400 мм. Його об'єм близько 34 дм³, що дозволяє зробити досить хорошу АС, застосувавши головку типу 4ГД РРЗ (можна застосувати також, головки типу 4ГД-35 або 4ГД-36) з частотою основного резонансу 45 Гц; у кульовому футлярі частота основного резонансу підвищується до 75 Гц. Внутрішню поверхню кулі покривають шаром скловати завтовшки 12...15 мм; вату поміщають в мішок із стеклоткані. Акустичне оформлення у вигляді паралелепіпеда часто вибирають та до, щоб розміри сторін передньої стінки і глибина відносилися один до одного, як 2: :1 (керуючись при цьому в основному естетичними міркуваннями).

Використовуваний для корпусу матеріал повинен забезпечувати жорсткість стінок, особливо передньою. Найбільш відповідним матеріалом є дерев'яна дошка або фанера, причому, чим більше корпус, тим товстіше повинні бути стінки. Так, для корпусу об'ємом 5...10 дм³ можна застосувати дошку або фанеру завтовшки 10...12 мм, для корпусу об'ємом 50...60 дм³ слід робити стінки завтовшки до 20 мм. Передню стінку, на якій кріпляться головки гучномовців, у всіх випадках бажано брати не тонше 15.20мм. Для виготовлення корпусу можна застосовувати також пластмасу.