ディフューザーの機械的減衰。スキーム、説明

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ディフューザーの機械的減衰。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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国内業界が製造する家庭用無線機器 (テレビ、受信機、テープレコーダー) は、2GD-40、ZGD-38 などの低消費電力ブロードバンドダイナミックヘッドを使用することがほとんどです。再生可能な周波数帯域）、これらのヘッドには重大な欠点があります。中周波における放射線の周波数応答が著しく不均一であることです。 500 ～ 2 Hz の範囲の正弦波信号を再生するときの無関係な倍音の存在 (一部のスピーカーの場合)。個々のインスタンス間のパラメータの大幅なばらつき。

これらの欠点はすべて、ディフューザー、波形、またはカラーの小さな領域に共振面が形成されるという XNUMX つの理由によって引き起こされます。これらの表面の面積は小さいかもしれませんが、結果として生じる共振プロセスの品質係数が高いため、非常に強力な音波を放射します。ディフューザーの個々のセクションの共振周波数は異なるため、ヘッド放射の周波数応答とその指向性パターンが不均一になります。

このような局所共鳴の影響は非常に大きいため、比較的低パワーの正弦波信号をヘッドで再生すると、耳に目立つ余分な倍音が伴うことがよくあります。パスポート値への信号の入力パワーが増加すると、無関係な倍音が発生する可能性が急激に増加します。ディフューザーの部分、つまり無関係な倍音が出現する「罪悪感」は、その表面に軽く触れたときの音の音色の急激な変化（倍音の強化または消失）によって検出できます。可聴倍音が存在しない場合は、オシロスコープに接続された小型のマイクカプセル (DEMSh など) を使用して、共鳴セクションの位置を特定できます。カプセルはディフューザーのさまざまなセクションの上に 1 ～ 3 mm の距離で配置され、周波数 50 ～ 100 Hz の矩形振動がヘッドに印加されると信号の形状が観察されます (図 1)。、a）。カプセルが共振面の上にあるとき、オシロスコープの画面で観察される応答は、ゆっくりと減衰する正弦波信号によって変調されます (図 1b)。カプセルがディフューザー表面から 20 ～ 30 cm の距離で取り外されると、画面上でディフューザー表面全体からの全応答が観察できます。通常、複雑な形状をしています (図 1)。、c）。

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著者が実施したテストの過程で、大きな振幅の共振振動は、波形の別々の部分またはカラーの小さな部分で最も頻繁に発生することがわかりました。ディフューザーセクションはより小さな振幅で共振しますが、セクション自体の面積が非常に大きいため、ヘッド放射の周波数応答の形成への寄与は非常に大きくなります。

これらの音の歪みを除去するために、[1] に記載の方法に従ってヘッドを改良するだけでなく、共振部分の機械的特性を変更するさまざまな方法がテストされました。これらの作業の過程で、共振部分の材料の剛性を高めても安定した結果が得られず、液体の粘性液体（グリセリン、ヒマシ油）によるディフューザーや波形の機械的減衰も非効率であることが判明しました。

[1] に記載されている方法に従ってディフューザーカラーにゲランを適用すると、カラーの共振は除去されますが、波形セグメントとディフューザーセクションの局所的な共振にはほとんど影響がありません。波形とディフューザーの局所共振は、「影響を受ける」領域にガソリン中のゲルレン溶液を含浸させることによって抑制されます。

著者は、ヘッドを改良するための次のテクニックを考案し、読者に提案します。これにより、良好で安定した結果が得られます。

まず第一に、1つの濃度No. 2とNo. 1のガソリンでゲランの溶液を準備する必要があります。ブラシと溶液No. 2を下げると、濃い滴がそこから落ちるはずです。溶液 No. 1 - 溶液 No. 1 を半希釈し、ディフューザーホルダーの窓からカラーとディフューザーホルダーの間の隙間に細いブラシを使用して溶液 No. 2 を塗り、溶液が乾いたら同じ操作を繰り返します。次に、溶液 No. 1 をディフューザーと波形の裏側と外側に塗布し、ディフューザーが完全に飽和し、表面にたるみがないようにします。乾燥後、幅 2 ～ 3 cm の溶液 No. XNUMX の薄い層を波形とディフューザーの両側の隣接部分に塗布します (染色と同様に、溶液の一滴が表面上に「伸ばされます」)。。

ヘッドパラメータは、再仕上げの翌日のみ測定できます。

上記の方法論に従って、ヘッド 2GD-40、ZGD-42、ZGD-38、4GD-53、4GD-8 が完成しました。最初の 500 種類のヘッドでは、放射の周波数応答と指向性パターンが 6 ～ 000 の範囲で不均一です。最後の 1 つでは、リファイン効果はそれほど顕著ではありません (波形とディフューザーの周辺セクションの厚さと剛性が増加しているため) が、非常に顕著でもあります。

ヘッドのパラメータに対するディフューザーの機械的減衰の影響を、18 ヘッド 2GD-40 (ZGDSh-2) のリビジョンの例でテストしました。改訂前は、電力 1 W の正弦波信号が印加されると、そのうちの 600 つに無関係な倍音が含まれていました。倍音が 1500 ～ 3 Hz の範囲の 1 つまたは XNUMX つの個別の周波数で聞こえました。 XNUMXつのケースの倍音の発生源は、ディフューザーの長軸に沿って位置する波形セグメントであり、XNUMXつのケースではカラーであることが判明しました。別の XNUMX つのヘッドには、XNUMX W 信号が適用されたときに倍音が発生しました (ソースはカラーでした)。すべてのヘッドにはギザギザの放射周波数応答と指向性図があり、過渡特性で寄生放射が観察されました (図 XNUMX、c)。

周波数応答のヘッドを完成させた後、放射はよりスムーズになりました。図上。図2は、18個のヘッドすべての放射線の周波数応答が適合する散乱ゾーンを示しています（特性は周波数250 Hzの値に対して正規化されています）。

パワー 8 W の正弦波信号が 500 Hz を超える周波数範囲で改良されたヘッドに適用された場合、どのヘッドにも無関係な倍音が見つかりませんでした。これは、ディフューザーによってもたらされる非線形歪みが大幅に減少したことを示しています。

改良されたヘッドの放射の周波数応答の形状の再現性が高いため、増幅器の周波数応答を補正することによって、再生可能な周波数の全範囲にわたって周波数応答をさらに均一にすることが可能になります。補正器の周波数応答の概略図を図に示します。 2 (曲線 1) を図に示します。 3.

18 個の修正ヘッドのいずれかを修正アンプに接続した場合、150 ～ 12000 Hz の範囲での放射の周波数応答の不均一性は ±3 dB を超えず、18 kHz の周波数では一部のヘッドが-6 dB を超えない減少。補正器を使用した場合の頭部放射の典型的な周波数応答を図に示します。 4とその典型的な過渡応答を図に示します。 1、d.

補正器の周波数応答は、より高い周波数で大幅に上昇しますが、音楽信号のスペクトルにおける高周波成分の振幅が小さいため、これによって UMZCH のダイナミックレンジが顕著に減少することはありません。場合によっては、ヘッド放射の周波数応答の補正を 14 ～ 16 kHz の周波数に限定することが可能です。その場合、最高動作周波数での補正器の周波数応答の上昇ははるかに小さくなります。

同じ補正器を使用して、ZGD-42、ZGD-38、および 4GD-53 ヘッドの周波数応答を補正することもできます (著者は、リストされている各タイプの 2 つのヘッドを修正しました。修正されたすべてのヘッドの周波数応答は、散乱ゾーン（図XNUMXに示す）。

上で説明した改良は、ヘッドの他のパラメータにも影響します。自然共振周波数は 5 ～ 10% 増加し、音響品質係数は 20 ～ 40% 減少します (合計品質係数は実質的に変化しません)。ディフューザーの質量が 1 ～ 2 dB わずかに増加すると、リターンが減少し、ディフューザーと波形の機械的強度が大幅に増加します。

アマチュア無線家には、ヘッドの感度が 1 ～ 2 dB 低下すると、効率が 20 ～ 37% 低下することに相当するという事実に注意していただきたいと思います。これにより、上記の変更の適用可能性に対して一定の制限が課せられます。UMZCH の電力リザーブがない設計や、電源の効率が重要である場合には、[1] で推奨されている変更に限定する必要があります。

また、補正器は、この方法および方法[1]に従って修正されたヘッドだけでなく、未完成のヘッドのサウンドも改善することに注意してください。すべての場合において、ヘッドの放射の周波数応答は著しく均一化されており、比較試聴中に専門家は、コレクターを使用したヘッドのより快適なサウンドに注目します（比較すると、「ソフト」、「ジューシー」、より「ソフト」になりました）高周波ヘッドを使用すると、より高い音の周波数が再生されます）。

改良されたヘッドのサウンドは、ハイパワー信号を再生するときに顕著に向上するため、据え置き型機器での使用だけでなく、中周波および高周波エミッターとしての双方向スピーカーでの使用にも推奨できます。

著者は、2つのヘッド40GD-45を水平面内で15°回転させて取り付けたスピーカーと、ヘッド11GD-10Aおよび35GD-XNUMXを備えたXNUMXウェイスピーカーの音を比較しました。リスナー全員が、シングルウェイスピーカーの音質がツーウェイスピーカーに劣らないことに注目し、シングルウェイスピーカーを好む人さえいました。

ディフューザー材料の機械的減衰によって広帯域ヘッドのパラメータを改善する方法は、ペーパーコーンを備えた高周波ヘッド (ZGD-31、2GD-36、および 1GD-3) に関しても非常に効果的です。さらに、ヘッド ZGD-31 および 2GD-36 は、[2] に記載されている方法に従って修正することを最初に推奨します (フェルトはゲランのストリップで置き換えることができます)。ヘッドを分解した後、波形の内面とディフューザーの隣接部分に 1 ～ 1.5 cm の幅で溶液 No. 1 を 1 層塗布し、組み立てた後、ディフューザーの外側に塗布します。ディフューザーも同様に扱う必要があります。ヘッド 3 GD-3 の場合、溶液をディフューザーの外縁に 4 ... XNUMX mm の幅で塗布することをお勧めします。

高周波ヘッドのこのような改良により、同じ感度を維持しながら周波数応答と過渡特性が平滑化され、音響品質係数と、周波数範囲の低い部分でディフューザーによって導入される非線形歪みを大幅に低減することが可能になりました。 (最後の XNUMX つの要素により、高周波ヘッドと組み合わせて使用されるクロスオーバーフィルターの要件を軽減できます)。

結論として、ヘッドのディフューザー、波形、カラー、センタリングワッシャーの機械的減衰がもたらすすべての利点を完全に実現できるのは工場でのみであることに注意する必要があります。実際、波形とディフューザーの機械的強度が大幅に向上したため、波形とディフューザーを薄くすることが可能になり、ヘッドの感度を維持または向上させ、共振周波数を 50 °C に下げることが可能になります。 80 Hz に対応し、ディフューザーの含浸を最適化することで周波数応答を滑らかにします。ただし、これらの可能性は設計段階でのみ実現できます。

文学：

ShorovV.スピーカーヘッドの改良。無線。 1986年第4号。p。 39-41。
Makshakov S.、Gorev Yu. ZGD-31-1300 ヘッドの改良。 - ラジオ、1982 年、第 7 号、p. 44.

著者：V.Zhbanov

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