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無線電子工学および電気工学の百科事典 マルチバンドスピーカーの音響設計。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
外国のアマチュア無線家の間で最も普及しているのは、XNUMX ウェイおよび XNUMX ウェイの音響システムです。 多くの場合、低周波数でのリターンをさらに改善するために、ラウドスピーカーのケースには位相反転器が装備されています。 私は他の技術を使用して、XNUMX つまたは XNUMX つの信号周波数分離帯域を持つラウドスピーカーのパフォーマンスを改善しています。 スロットインバーター搭載の双方向スピーカー。 通常、インバーターの穴は長方形で、低域ドライバーの穴の少し下にあります。 位相反転器は、実質的に放射指向性がない低周波数でのみサウンドを改善するため、穴の位置とその形状は、位相反転器の通常の動作には重要ではありません。 主なことは、その面積がディフューザーの面積の約半分に等しくなければならないということです。 上記を考慮して、後壁に配置された位相反転スロットを備えた双方向ラウドスピーカーの独自の設計が提案されました。 このラウドスピーカーの設計は、図 1 に示すスケッチから理解できます。
ラウドスピーカーの最初の設計上の特徴は、幅 26 mm、長さ 860 mm、つまりリアウォールの全長に及ぶ長穴です。 610 つ目の特徴は、ケースの角柱形状です。フロント パネルの幅は 190 mm、バック パネルの幅は 285 mm です。 下壁と上壁は、サイズが 650xXNUMX mm の長方形で、XNUMX つの角が切り取られています。 これは、部屋の隅にある床にスピーカーを配置するのに便利です。 これにより、XNUMX つの目標が同時に達成されます。 まず、ラウドスピーカーを部屋の中で邪魔にならない場所に置きます。 第二に、部屋の両側の壁と床からの信号の反射により、数デシベルの低周波数の追加ブーストが作成されます。 ラウドスピーカーの筐体は、厚さ約 20 mm の合板または合板でできています。 横断面が 90x50 mm の装飾布を使用したサイドブレース用ラス - パイン製。 側壁と上壁および下壁との接合部は、断面が 40x40 mm の長方形のプレートで補強されています。 中周波および高周波での信号反射の影響を排除するために、厚さ 50 mm 以上の天然ウールまたはミネラル ウールのキルティング層がケースの内側に配置されています。 このようなコーティングは、ハウジングの内面全体に施す必要があります。 設計を繰り返す場合は、国内のディフューザーの寸法を考慮してフロントパネルの穴の寸法を調整して、タイプ6GD-12の低域ヘッドとタイプ3GD-31の高域ヘッドを使用できます。頭。 このドライバーの組み合わせにより、スピーカーは 40 Hz ～ 16 kHz の周波数範囲の信号を効果的に再生できます。 広帯域信号の入力電力は 6 ～ 8 W に達することがあります。 クロスオーバー フィルターのクロスオーバー周波数は約 3 kHz である必要があります。 図上。 図２ａは、８オームの抵抗を有する低周波ヘッドと６．５オームの抵抗を有する高周波ヘッドとの共同動作のためのクロスオーバーフィルタの概略図を示す。 この場合、抵抗 R2 は、高周波フィルタ出力と低周波フィルタ出力の負荷抵抗を等しくするために必要です。 国内の 8 オームの高周波ヘッドを使用する場合は、抵抗 R6,5 を除外する必要があります。
コイルの製造では、図に示す寸法の厚紙フレームを使用できます。 41,6. この場合、L1 コイルには 100 ターン、L2 には直径 120 ～ 3 mm の PEV-0,9 ワイヤが 1,1 ターン含まれている必要があります。 コンデンサ C1 と C2 に必要な静電容量は、容量が 160、1,0、0,5 μF の 0,1 V MBM タイプのコンデンサをいくつか並列に接続することで得られます。 逆指数ホーン付きスピーカー 現在、アマチュアやプロの間では、いわゆる小型スピーカーシステム、略してMACが非常に人気があります。 サイズが小さく、使いやすく、再現可能な周波数の帯域幅が広いため、ますます普及しています。 確かに、彼らには多くの欠点があります。 最も重要なのは、周波数帯域全体で比較的低いリターンです。 このようなラウドスピーカーの通常の動作では、約 10 W 以上の入力電力が必要ですが、従来のタイプのラウドスピーカーでは 2 ～ 3 分の XNUMX です。 この欠点は、最新の低周波アンプのパワーの増加によってある程度補償されます。 MACラウドスピーカーには、コーンによって作成される特定の非線形歪みによる別の欠点があります。 事実、そのようなラウドスピーカーは、非常に軽いディフューザーサスペンションを備えた特別な低周波ヘッドを使用しています。 このため、ヘッドの固有共振周波数は非常に低く、10 ～ 16 Hz に達します。 ヘッドが密閉性の良いハウジングに取り付けられると、その共振周波数は2〜3倍に増加し、高品質のサウンド再生に必要な値である20〜45 Hzに達します。 このようなヘッドのディフューザーの減衰は、ラウドスピーカー ハウジングの内部容積に含まれる空気の弾性によって発生します。 この場合、ディフューザーはコンプレッサーのピストンのように機能し、ハウジング内の空気を交互に圧縮および膨張させます。 このため、軽く吊り下げられたウーファーは、コンプレッションまたはエアサスペンド コーン ドライバーと呼ばれます。 低周波 MAC ドライバーによって追加の非線形歪みが発生する理由は、これらのヘッドのコーンの前面と背面の音響インピーダンスが異なるためです。 前面はオープン スペースに接し、背面は密閉されたスピーカー ハウジング内の空気に接しています。 明らかに、低周波ヘッドの追加の特定の非線形歪みを除去するために、ディフューザーの両面の音響インピーダンスを等しくするか、少なくとも一緒にする必要があります。 雑誌の196つに、このタイプの高調波歪みが大幅に減衰された双方向小型スピーカーの簡単な説明が掲載されました。 外形寸法 236x300x4,9 mm、重量 60 kg のラウドスピーカーは、公称入力電力 16 W で 10 Hz ～ XNUMX kHz の周波数帯域で効果的なサウンド再生を提供します。 改善の本質は、低周波ドライバーの追加の音響負荷として逆指数ホーンを使用することです。 ホーンは、図 20 の a に示すように、厚さ 3 mm のラウドスピーカーのフロント パネルのボディに作られています。 フロントパネルを正面から見た図を図 3b に示します。 ラウドスピーカーケースの内面は、厚さ約50mmの羊毛の層で裏打ちされており、ヘッドの磁気システムは、後壁と磁気システムの間に挿入された木製のサポートによってさらに押されています。 ラウドスピーカーのケースは、内側からすべてのジョイントと接続をコーティングするために使用されるニトロ接着剤で密閉されています。 正面側のフロントパネルは薄いラジオ生地で覆われており、本体自体はイミテーションフィルムで貼り付けられているか、貴重な木材でベニヤされています。
設計を繰り返す場合は、6GD-5タイプの圧縮低周波ヘッドと高周波ヘッドZGD-31を使用できます。 この設計では、クロスオーバー周波数が約 3 kHz のクロスオーバー フィルターを使用することをお勧めします。 確かに、3GD-31タイプのヘッドは、設計者が使用した高周波ヘッドよりもやや大きいです。 これには、フロントパネルの再加工が必要です。 ただし、2GD-36タイプの高周波ヘッドを使用すると、変更なしで実行できます。 2GD-36タイプのヘッドを使用することで、効果的に再生できる周波数帯域を18～20kHzまで広げることができます。 確かに、ここには6つの特徴があります。 このタイプのヘッドのいくつかのサンプルは、低周波数の比較的高い周波数の再生を持っています - 約3-6 kHz。 したがって、クロスオーバー周波数を 1 から 2 kHz に変更する必要がある場合があります。 これを行うには、コンデンサC2とC70の静電容量を半分に減らしながら、図90の方式に従ってフィルタのコイルL1とL2の巻数をそれぞれXNUMXとXNUMXに減らすだけで十分です。 極性パターンが拡張されたラウドスピーカー 観察によると、ディフューザ開口部が XNUMX つの面 (通常は前面) に配置されているブロードバンドおよびマルチバンド ラウドスピーカーには、放射パターンの狭さによる XNUMX つの欠点があることが示されています。 水平面内の向きは特に顕著です。 このため、ステレオ効果の発現ゾーンが狭くなり、信号の高周波数の再生が弱まります。 この欠点に対処するために、メインのラウドスピーカーに対して特定の方法で配置された追加のラウドスピーカーを含める、中域と高域のヘッドを別々に分離する、ステレオシステムの低域信号を減らすなど、さまざまな手段が使用されます。アマチュア無線の練習では、ラウドスピーカーの数の増加が生活空間を乱雑にし、接続する導体の数の増加につながることを示しています。 したがって、水平面内に広い放射パターンを持ち、多くのスペースを占有しないようなラウドスピーカーを作成する方が適切です。 図上。 4,a はスピーカーケースのスケッチを示し、fig. 図４ｂは、その分離フィルタの概略図である。 図からわかるように、ラウドスピーカーには、並列に接続された低域と高域のヘッドのペアがあります。 高周波ヘッドは、コンデンサ C4 と抵抗 R1 および R1 で構成される最も単純なクロスオーバー フィルターを介して接続されます。
設計の説明によると、低周波ヘッドの定格は 15 W、高周波ヘッドの定格はそれぞれ 10 W です。 したがって、ラウドスピーカーは最大 30 ワットの ULF で動作するように使用できます。 高周波ヘッドは、クロスオーバー周波数が約 6 kHz と比較的高いため、パワーにほとんど影響を与えません。 ラウドスピーカーの主な利点は、最大 270 kHz の周波数で 12° の広い水平方向の放射パターンです。 これは、図に示すように達成されます。 4、a、高周波数ヘッドと低周波数ヘッドのペアを相互に垂直な平面に配置することにより、XNUMXつのヘッドのこのような配置はラウドスピーカーハウジングの断面を増加させません。 フィルタの特徴（図4、b）は、接点B1によって閉じられた追加の抵抗R1の存在です。 オープンコンタクトでは、ラウドスピーカーの振幅周波数特性は、再現可能な周波数帯域全体 (60 Hz から 18 kHz) で均一です。 接点が閉じると、より高い周波数 (7 ～ 18 kHz) で約 3 dB の出力がさらに増加します。 このような補正は、室内に多くの柔らかい物体がある場合に必要になる場合があります。カーテン、カーテン、および高周波音の振動のエネルギーを強く吸収するその他の素材です。 ラウドスピーカーのヘッドの独特な配置は、部屋の音響を考慮して、ステレオ設備でラウドスピーカーの配置と相互位置を調整するための新しい可能性を開きます。 図 5 は、ラウドスピーカーを水平に回転させることでこれを実現する方法を示しています。 そのため、部屋のサイズが中程度で、壁にドレープがかかっていない場合は、スピーカーを図 5 の a のように配置することをお勧めします。 この場合、ラウドスピーカーの筐体を側壁に近づけることができます。 柔らかい（ドレープされた）壁のある同じ部屋では、ラウドスピーカーを側壁から 0,7 m 以上離して配置することをお勧めします（図 5、b）。
部屋が狭い場合は、ラウドスピーカーの主放射を側壁に向けることができます。 壁からの再反射と再放射により、拡張されたステレオベースの効果を得ることができます (図 5、c、d)。 大きな部屋では、ラウドスピーカーが互いに比較的離れている場合、ラウドスピーカーの主な放射を互いに向ける必要がある収束の効果を生み出すことができます（図5、e、 f)。 設計を繰り返す場合、ラウドスピーカーのインスタンスごとに、低周波パス用に 4GD-4 または 4GD-35 タイプの 8 つのヘッドを使用し、高周波パス用に 4 つのヘッドを使用することをお勧めします。 この場合、ラウドスピーカーに供給される公称信号電力は 36 ワットに達することがあります。 ネームプレートの電力が 8 W の 16GD-XNUMX タイプのヘッドを使用する場合、最大 XNUMX W の短期間の過負荷が許容されます。 もちろん、パネルの切り欠きの直径は、国内のヘッドのディフューザーホルダーの寸法と調整する必要があります。 近年、多数のアマチュアおよびプロのラウドスピーカー、ブロードバンドおよびマルチバンドが登場しており、放射の大部分または小部分が部屋の壁に向けられていることに注意してください。 問題のラウドスピーカーでは、平均して、入力電力の約半分が側面放射に割り当てられます。 無線アマチュアの設計は知られており、同じタイプの 10 つのブロードバンド ヘッドのうち、90 つだけが前方に放射します。 残りの XNUMX つは、主な放射が部屋の壁に向かって後方に向けられています。 確かに、放射電力の残りの XNUMX% は跡形もなく消えません。 側面と背面への放射は、壁と床から反射され、部分的に散乱反射信号の形でリスナーに到達し、その知覚は広々としたコンサート ホールにいるような錯覚を引き起こします。 このようなラウドスピーカーの位置を壁や床に対して変更し、リスナーに対して水平面内で何らかの方法で回転させることにより、特定の部屋の電気音響機器の最高のサウンドを実現することができます。 XNUMXウェイラウドスピーカー 6 ウェイ ラウドスピーカーについては、これまで多くのことが語られてきました。 図 20 は、25 ウェイ ラウドスピーカーの設計のスケッチを示しています。 ラウドスピーカーのハウジングは、厚さ約 200 mm の合板でできています。 船体の底が欠けています。 床と側壁の間には高さ約XNUMXmm、長さ約XNUMXmmの隙間ができた。 その目的は、再生信号の低周波数で追加の同相放射を作成することです。
珍しいのは、頭の配置そのものです。 そのため、中域ヘッドは上部の壁に取り付けられています。 低域と高域のヘッドは傾斜したパネルに配置されています。 上面と傾斜面の両方のパネルは、図 6 に破線で示されている輪郭に沿って生地で覆われており、ラウドスピーカー キャビネットの古典的な長方形の形状の錯覚を作り出しています。 ヘッドのこの配置により、点音源ではなく空間音源を得るために、現代の家の比較的低い天井の優れた反射および散乱特性を利用することができます。 設計を繰り返す場合、4GD-43 タイプの低域ヘッド 4 つ、8GD-31E タイプの中域ヘッド、ZGD-10 タイプの高域ヘッドを使用できます。 この場合、引き出しの上部と傾斜パネルを適宜変更する必要があります。 高周波ヘッドの抵抗を修正するために、12〜5オームの定抵抗をその出力と並列に接続できます。 上記を考慮すると、ラウドスピーカーに供給される公称電力は XNUMX ワットです。 文学:
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