自己生産のための音響システム。スキーム、説明

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自作用音響システム。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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現在（少なくとも大都市では）販売されており、2...3dmの少量から、ほぼあらゆる好みに合わせて、パワー、デザイン、全体の寸法、コストの点で最も多様な音響システムを購入できます。³ 立方メートルを超える床の容積まで。

ただし、これらのシステムの大部分には、すべて圧縮タイプであるという XNUMX つの共通の特徴があります。これは、スピーカーのケースがしっかりと閉じられ、スピーカーのコーンがピストンのように機能し、そのシリンダーの内部に一定量の空気が閉じ込められていることを意味します。

すべて 圧縮システムには議論の余地のない多くの利点があります、その中で最も重要なものは次のとおりです。

1. ラウドスピーカーコーンの前面と背面の間の音響短絡が完全に排除され、最低周波数での相対的 (絶対的ではありません!) 応答が向上するため、この部分による全体的な周波数応答の不均一性が軽減されます。スペクトルの。
2. ディフューザーは閉じたシリンダー内のピストンのように機能するため、ケース内の空気の内部容積の抵抗が急激に増加し、ディフューザーの自由振動が急速に減衰します。これは等価です。ダンピングファクターの増加につながります。
3. 低周波放射（項目 1 を参照）の増加により、低音域の音質を維持しながらケースの全体寸法を大幅に縮小することができます。

しかし、よく言われるように、無料なのはネズミ捕りのチーズだけです。それ以外はすべて支払わなければなりません。圧縮ラウドスピーカーの場合、トレードオフはその効率であり、したがって、十分な音量を得るためにシステムに供給しなければならない電力も高くなります。

読者はおそらく、ほとんどの最新のポータブルでコンパクトな受信機、ラジオテープレコーダー、および車のツインのパスポート出力が 50、60、100、さらには 300 W であるという事実に注目したでしょう。一方、古い真空管ラジオやラジオの大部分は、たとえ最高クラスであっても、出力が 10 ～ 20 分の 6 でした。たとえば、最高クラスのコンソールステレオラジオ「シンフォニー」の各チャンネルの出力は689 Wを超えませんでしたが、一流のデスクトップ受信機「ラトビア」、「ミール」、「T-5」の出力は2 Wを超えませんでした。 30 W ですが、その音量は決して小さいわけではなく、銘板に記載されている XNUMXxXNUMX ワットの今日のカーラジオよりもむしろ大きかったです。

どうしたの？しかし、実際には、トランジスタラジオ機器が広く使用される前は、圧縮ではなく、もっぱらオープンラジエーターが音響システムとして使用されていました。スピーカーコーンの背面がケースの穴あき後壁を介して部屋の空気量と連通するもの。これらのオープンスピーカーには圧縮システムの利点はありませんでしたが、それでもはるかに少ない電力入力で優れた音質を提供しました。

アマチュア無線家が正しい選択をできるように、50 つのタイプのスピーカーシステムの比較が提供されています。実際のところ、今日の強力な終端トランジスタの命名法により、特別な回路ソリューションによりこれらのトランジスタが事実上顕著な非線形歪みなくクラス B で動作できるため、非常に高い効率で 100 および XNUMX W の歪みのない出力電力を得ることが可能になります。この場合、圧縮音響システムの使用は可能であるだけでなく、十分に正当化されます。

真空管アンプでは状況が異なります。最新の真空管エンドステージは純粋なクラス A でのみ動作します。

これは、許容可能なレベルの非線形歪みを確保するために必要です。しかし、ご存知のとおり、これは最も不経済なモードです。さらに、強力な端子ランプはフィラメント回路を介して大電流を消費するため、出力電力が10 ... 15 Wであっても、アンプはネットワークから100 W以上を消費することがわかります。

十分に強力な圧縮システムを通常に構築するには、100 W 以上の出力を持つ真空管アンプを作成するのはまったく無意味であることは明らかです。ネットワークから少なくとも 1 kW を消費し、それに応じて熱を発生します。アイロンや電気ストーブと同等です。

したがって、真空管アンプには開放型のスピーカーシステムが望ましいことになります。しかし、そのようなシステムは今日、ロシア国内外のほとんどどの企業によっても製造されていません。読者には何が残されているのでしょうか？そのようなシステムを自分で構築することは彼に残されています。

これをやったことがない人のために、これは最初に思われるほど簡単ではなく、高品質のスピーカーシステムを構築することは、高品質のアンプを構築することと同じくらい簡単ではないことをお知らせします。したがって、（最も複雑とは程遠い）システムの XNUMX つについて詳細に説明するだけでなく、スピーカーの種類の選択、スピーカーの形状とサイズの決定に適切に取り組むのに役立つ説明とコメントも添えます。ケースとその製造に必要な構造材料。

音響システムの設計は、基本パラメータを設定することから始める必要があります。

スピーカーシステムの主な指標は次のとおりです。

1. 音圧の再現可能な周波数範囲。
2. この範囲では周波数応答が不均一です。
3.音圧の実際の値。
4.非線形歪みの係数。
5.オーディオ信号の消費電力。

これらのパラメータは、この問題を解決できるスピーカーの種類と数の選択に直接関係します。ここでも理論の分野に少し脱線する必要があり、それなしではさらなる推論の多くが理解できないことが判明する可能性があります。まず、スピーカーがどのように機能するかを見てみましょう。最低周波数を効果的に放射するには、スピーカーのコーンが可能な限り最大の放射表面 (コーン領域) と、非常に柔らかいサスペンション (弾性波形とサスペンションの低弾性) を備えている必要があり、これにはシステム全体の十分に大きな慣性が必要です。ただし、この範囲のより低い周波数では、これは実際には低音楽器の音質に悪影響を及ぼしません。

この範囲のより高い周波数 (8 ～ 10 kHz から始まる) を効果的に再生するには、ラウドスピーカーの要件が逆になります。ディフューザーは小さくても構いませんが、必然的に剛性が高くなります。多くの場合、この目的を達成するために、紙のディフューザーにはベークライトワニスが含浸されており、最も高価なモデル（主に西洋企業）ではプラスチックまたは軽量ジュラルミンで作られています。コイルのサスペンションは剛性が高く、できるだけ慣性がかからないように作られています。

これまでの説明だけでも、広範囲の周波数スペクトルを効果的に放射するには XNUMX 台のスピーカーが不可欠であることを理解するのに十分です。実際、広帯域スピーカーシステムの大部分は XNUMX つ以上の異なるドライバーで構成されています。

なぜ 4 つではなく 6 つなのでしょうか? 独自の機械的共振による低周波を備えた優れた低周波スピーカーは、8 ～ 10 kHz 以下の周波数のみを効果的に放射し、高周波ヘッドは XNUMX ...
この領域を埋めるために、システムには通常、中出力 (3 ... 5 W) の 60 つ目の広帯域スピーカーが含まれており、比較的大きなディフューザーに、高周波放射を改善するために小さな剛性コーンが接着されています。この場合、そのようなスピーカーの周波数帯域を 80 ～ 10 Hz から 12 ～ XNUMX kHz までの範囲で、許容可能な程度の不均一性で実現することが可能です。

著者のバージョンでは、この概念は次の選択肢で表現されています。 XNUMX つの標準的な産業用ラウドスピーカー:

1. 6GD-2 RRZ - メインの低周波として (周波数帯域 40 ～ 5000 Hz、固有共振周波数 25 ～ 35 Hz、定格電力 8 W、インピーダンス XNUMX オーム)。最高級ステレオラジオ「シンフォニー」で使用されました。
2. 4GD-7 - 中周波の「フィル」として（周波数帯域 80 ～ 12000 Hz、自然共振周波数 50 ～ 70 Hz、定格電力 4 W、インピーダンス 4,5 オーム）。
3. 1GD-3 RRZ - 高周波として（周波数帯域 5000 ～ 18000 Hz、固有共振周波数 4500 Hz、定格電力 1 W、インピーダンス（周波数 10 kHz で）12,5 オーム）。

現在、これらの特定のスピーカーを購入することは不可能である可能性があります。販売されているタイプは、示されているタイプよりも劣っているだけでなく、基本的な指標でそれを上回っている場合が多いため、心配する必要はありません。重要なのは選択時のみで、指定された公称電力比 (6:4:1) と、可能であればインピーダンス比を遵守してください。言うまでもなく、交換用スピーカーの定格電力は推奨定格よりも低くすることはできません。

さて、独立した計算や設計に従事するつもりがない人のために、10 つの同一の 50 ワットスピーカーで構成される、最も単純でありながら Hi-Fi アコースティックステレオシステムの要件を完全に満たすシステムについて詳しく説明します。最大 2 m までの室内空間に大きな余裕を持たせたサウンドを提供し、前述のステレオアンプ 8x10 (XNUMX) W 用に特別に設計されています。

それでは、ケースから始めましょう。製造には、欠陥のない良好な（できれば航空用の）合板 10 ... シートゴム（古い自動車のチューブを使用できます）と、製品の梱包と輸送に使用される緩んだボール紙で作られた特別な配送パッド 12 枚が必要です。鶏の卵、そして優れた大工仕事またはカゼイン接着剤。

さらに、木工用の特別な建具や大工道具（厚い板を縦方向に鋸で切る、合板を鋸で切る、かんなをかける、前板にスピーカー用の穴を切る、後壁に穴を開ける）、および幅広のクランプやクランプが必要になります。接着したフロントシールドを作ります。

図はケースの各部の図と全体図を示し、主な寸法を示しています。フロントシールドの穴の数、形状、サイズについては、アマチュア無線家が使用するスピーカーの全体の寸法とその数によってのみ決定されます。図に示されている寸法は、6GD-2 RRZ (低周波)、4GD-7 (中周波)、および 1GD-3 RRZ (高周波) タイプのスピーカーに対応しています。

他のタイプのスピーカーを使用する場合、それらの相対位置とフロントシールド上の中心の座標は、図に示されているとおりに保つ必要があることに注意してください。 1 台の高周波スピーカーの代わりに 3 台の同一のスピーカーを使用する場合は、XNUMXGD-XNUMX の図面に示されている座標に対して左右対称に並べて配置する必要があります。それらは互いに直列および同相で接続する必要があります。

作業は、最も困難で時間のかかる部分であるフロントシールドの製造から始める必要があります。このシールドは、厚さが少なくとも 30 mm (かんな形状) の、十分に乾燥した反りのない単一の板から切り出された、スプルースまたはパインの個々の棒から組み立てられます。ボードは縦方向に切断され、断面30x30 mm、長さ1,1 m（技術的なマージンあり）の個別のバーになります。粗いサンドペーパーでバーを慎重に処理した後、大工道具またはカゼイン接着剤を使用して必要な幅のボード（少しマージンを付けて）を接着し、クランプまたはクランプで固定して、少なくともXNUMX週間乾燥させます。
この時点で、ケースの作成を開始できます。これらの製品では、10 つの側面、上部、底部のパネルが XNUMX mm の合板から切り出され、木の角が切り取られ、接着剤とネジを使用してケースが組み立てられます。組み立てプロセス中は、構造の直方体性を維持することが重要です。これは、将来フロントボードが歪みなく所定の位置に収まるように必要です。

ケースを貴重なベニヤ（クルミ、カレリア樺）でトリミングしたり、「木のような」粘着フィルムを貼り付けたりすることができます。ユニットの最終組み立ての前に、外装仕上げを完全に完了する必要があります。

自己生産のための音響システム。描く

次に、後壁を作成する必要があります。 4mmの合板からケースの背面の「窓」のサイズに正確にカットされています。

次に、卵から出荷用タブレットを XNUMX つ取り出し、段ボールの「緩い」側を下にしてテーブルに置きます。鋭利なナイフまたは弓鋸の刃を使用して、上から突き出ているすべての「滑らかな」円錐を面一に切り取り、次にXNUMXつの錠剤すべてを切断面を後壁に置き、後壁に形成された穴を通して将来の穴をマークする必要があります。鉛筆を使ったタブレット。

すべてのマークされた穴が合板に切り取られた後、背面の壁をステインまたは他の水溶性塗料で塗装する必要があります。内側全体にガーゼを接着し、完全に乾燥した後、準備したプレートを貼り付けます。ガーゼの上に接着し、ガーゼの穴が後壁の穴に対して正確に位置していることを確認します。これで、後壁の製造が完了したと考えて、前面パネルに戻ることができます。

フロントパネルが十分に乾燥し、接着剤が個々のバーをボード全体に「しっかりと」接続している場合は、慎重かつ高精度で希望のサイズにカットする必要があります。この大きさは、基板の四端側にシール用のゴムベルトを貼り付けた後、基板が表側からケース内に隙間なくしっかりと収まるように必要と考えられます。基板をケースに固定するには、さまざまな方法があります。著者の設計では、ワッシャー付きの取り付けブラケットアングルと、キネスコープをテレビケースに取り付けるための「子羊」が使用されました。

自己生産のための音響システム。列ビュー

フロントボードがケースの開口部に正確にフィットし、端がゴムストリップで接着されたら、スピーカー用の穴を切り始めることができます。この場合、基板の穴の直径が、ディフューザー側からスピーカーのボール紙ステッカーの内端間の距離にミリ単位で一致する必要があることを考慮する必要があります。

すべての穴を切断した後、穴の内側の端の側面をサンドペーパーで慎重に研磨し、生じたほこりを拭き取り、ワニスまたはニトロ塗料で覆う必要があります。次に、ボードの外側に、小さなカーネーションの助けを借りて、ラジオファブリックまたはその他の、ただし常にまれな（透明な）物質を貼り付けるか伸ばす必要があります。そうすることで初めて、ボードの穴に対して完全に正確なセンタリングを確保しながら、スピーカーをフロントパネルに取り付けることができます。

残りの XNUMX つの「卵」タブレット (ケースごとに) は、ケースの内側に段ボールの「緩い」層を入れて、ケースの側壁の内側 (各壁に XNUMX つ) に釘付けまたは接着する必要があります。これにより、ケースの側壁や後壁からの反射をほぼ完全に除去することができ、音圧に関してユニットの周波数特性のピークとディップを大幅に低減することができます。

ラウドスピーカーは、図に示す図に従って相互に接続されます。

自己生産のための音響システム。接続図

この図に示されている部品のパラメータは、使用されるスピーカーの種類に対応しています。

スピーカー内部のスピーカーとスピーカー同士の位相を考慮してください。これは非常に重要な問題です。位相調整が間違っていると、完全に組み立てられたシステムであっても、非常に悪い動作をすることになるからです。残念ながら、多くのアマチュア無線家はこのことを知らないか、これを重要視せず、良いスピーカーの性能の悪さを犠牲にしています。

位相調整の物理的な意味は、共通の XNUMX 線式ラインで動作する並列、直列、または混合接続されたスピーカーのグループにおいて、正または負の極性の DC 電圧がラインの入力に印加されると、すべてのスピーカーのディフューザーが動作することです。スピーカーも同じように反応します。磁気ギャップに引き込まれるか、または外に押し出されます。異なるスピーカーのコーンが反対方向に動くことは許容できません。

実際には、状況はもう少し複雑です。実際のところ、高周波スピーカーは絶縁コンデンサを介してラインに接続されており、中周波スピーカーはチョークによってシャントされているため、バッテリー（1,5 V）がラインに接続されている場合は、単に気付かないだけです。ディフューザーのたわみ。したがって、コモンモードをチェックするときは、絶縁コンデンサをジャンパで短絡し、インダクタの片側（いずれか）のはんだ付けを解除する必要があります。スピーカーの位相を変更するには、それに適したワイヤーを交換する必要があります。作業が終了したら、一時的に切断された回路を復元することを忘れないでください。

各スピーカー内のすべてのスピーカーの位相が揃ったら、スピーカー同士の位相を合わせる必要があります。これを行うには、両方のスピーカーをオペレーターから「向いている」2 ... 3 mの距離で互いに近づけて配置し、並列にオンにして、周波数200 Hzのサウンドジェネレーターからの信号を流す必要があります。音がかろうじて聞こえる程度に非常に低いレベルを与える必要があります。いずれかのスピーカー (いずれか) からの 3 本のワイヤーが切れていなければならず、オペレーターがスピーカーから XNUMX m の距離にいるときに、壊れたスピーカーを交互に開閉できるように、生じた隙間に長い接続ワイヤーを挿入する必要があります。回路。

壊れた回路が閉じられたときに、音量がほとんど変化しないか、わずかに増加する場合、スピーカーの位相は正しく設定されています。 XNUMX 番目のオープンスピーカーを接続するときに、音量が急激に減少するか、音がまったく聞こえなくなる場合、スピーカーは逆位相でオンになります。この場合、そのうちの XNUMX つのワイヤ (どちらでも構いません) を交換し、スピーカーが同相で動作することをもう一度確認する必要があります。

その後、両方のスピーカーの同じ名前のワイヤの端にマークを付ける必要があります（ペイントで塗り、絶縁テープで巻き、塩化ビニールの「ストッキング」を置きます）。後でコネクタなどに適切にはんだ付けできるようにします。ステレオアンプチャンネルの出力への 200 つのスピーカーの非位相接続を排除するコネクタ。アンプの XNUMX つのチャネルの出力トランスの XNUMX 次巻線が出力で異なる位相を持っていることが判明する可能性があるため、動作中のアンプでコモンモードを再度チェックすると便利です。このようなテストでは、発生器からの XNUMX Hz の周波数の信号をアンプの両方の入力に同時に印加する必要があります。

最後に、列についての最後の注意事項です。ピーク電力 (10 ... 12 W) での電流は 3 A を超えるため、接続ワイヤは長さ 3 ... 5 m で顕著な信号電圧降下が生じないように十分な断面積を持たなければなりません。スピーカーの接続線としては、家庭用電化製品の標準的な照明コードを使用するのが最善です。ワイヤーはしっかりしていなければなりません。ワイヤー内の接続は受け入れられません。

スピーカーを使用する前に、各スピーカーにガタつきがないか確認する必要があります。これを行うには、サウンドジェネレーターをアンプの入力に接続し、信号レベルをスピーカーの公称出力 (この場合は 10 W) に対応するように設定し、周波数を全帯域内で非常にゆっくりと変更します。 40 Hz から 18 kHz まで、出力パワーを変化させずに維持し、外観上の無関係な倍音やガラガラを注意深く聞いてください。

ほとんどの場合、それらはネジやネジの下のワッシャーの緩み、背面の壁のネジの緩み、しっかりと接着されていない吸音板、前面パネルに緩く張られた無線機の生地や削りくず、間に挟まったおがくずや小さな異物が原因で発生します。ディフューザーとラジオファブリック。複合施設の運用を開始する前に、特定されたすべての原因を排除する必要があります。

そして、あなたが怠け者ではなく、推奨されたことをすべて実行した場合、50ワットと100ワットのコンプレッションスピーカーの所有者がうらやむほどの素晴らしいサウンドが得られることを著者は保証します。

著者: tolik777 (別名 Viper); 出版物: cxem.net

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