マルチバンドスピーカーシステム。スキーム、説明

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マルチバンドスピーカーシステム。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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最新のラウドスピーカーに対する高い要求は、XNUMX つ、XNUMX つ、またはそれ以上のドライバーを備えたマルチウェイラウドスピーカーシステムによってのみ満たすことができます。各ドライバーは、ラウドスピーカーに供給される広帯域信号のスペクトルの対応する部分のみを再生します。再生バンドの数に応じて、音響システムは XNUMX ウェイ、XNUMX ウェイなどになります。アマチュアの練習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。多数の帯域を持つスピーカーは、プロによって使用されます。

クロスオーバーフィルターは、あらゆるマルチバンドスピーカーシステムに不可欠な部分であり、再生対象の信号周波数のみが各ダイナミックヘッドに供給されるようにします。フィルタの総数はヘッドの数と同じです。ヘッドが再生する周波数帯域に応じて、低周波、中周波、高周波のダイナミックヘッドがあります。クロスオーバーフィルターの推奨カットオフ周波数は500Hz、1、2、3、4、8kHzです。

帯域分離のカットオフ周波数の値の選択は、ダイナミックヘッドの周波数特性とそれらの公称電力の値によって異なります。図上。図１は、ＶＬＦの出力パワーと同等のパワーを再生できる広帯域ヘッドのパワーに対する、帯域分離のカットオフ周波数による低域、中域、高域ヘッドのパワーカーブを示している。マルチバンド音響システムは連携することを目的としています。破線は、1 ウェイシステムの高周波ヘッドの電力を示します。

マルチバンドスピーカーシステム
Pic.1

図からわかるように。 1、高い分離周波数 (2-4 kHz) では、低周波ヘッドのパワーは広帯域ヘッドのパワーと等しくなければなりませんが、双方向システムの高周波ヘッドのパワーと中域の 25 ウェイシステムはわずか 15 ～ 82% です。クロスオーバー周波数が低い場合、低域および中域 (または高域) のヘッドのパワーは、広帯域ヘッドのパワーのそれぞれ 60% および XNUMX% である必要があります。

理論的には、標準的なサウンドプログラムに関連して、中高域のヘッドのパワーは、図のデータに比べて 1,5 ～ 2 倍減少する可能性があります。 1.ただし、過負荷または自励式のULF動作の場合、ヘッドの定格電力を確保する必要があるため、これを行うべきではありません。これを行わないと、高域および中域のヘッドが故障する可能性があります。

XNUMXバンドクロスオーバーフィルター

図上。図 2 は、最も単純な分離シングルリンク (a) フィルターとダブルリンク (b) フィルターの概略図を示し、信号周波数のオクターブ変化による振幅 - 周波数特性 (c) も示しています。単段フィルタにはそれぞれ 6 つのコンデンサと 6 つのインダクタが含まれており、4 dB/oct のクロスオーバー周波数を超える減衰のスロープを提供します。つまり、クロスオーバー周波数に対して信号周波数が XNUMX 倍になるごとに、信号は XNUMX dB (XNUMXdB) 減衰します。政権時代）。

マルチバンドスピーカーシステム
Pic.2

図に示すように、2 段フィルタには、定格の異なる 12 つのコンデンサと 2 つのインダクタが含まれています。 XNUMXb. シングルリンクよりも複雑ですが、-XNUMX dB/oct クロスオーバー周波数を超えると XNUMX 倍の急峻な減衰特性が得られます。これらのフィルターの特性の違いは図で確認できます。 XNUMX、インチ。

ダイナミックヘッドRの抵抗の公称値に応じて、帯域分離周波数F、コンデンサの静電容量C、およびコイルのインダクタンスLは、よく知られている式によって決定できます。

マルチバンドスピーカーシステム

ここで、C はコンデンサの静電容量 F です。 L-コイルのインダクタンス、H; F バンド分離周波数、Hz。ヘッドのボイスコイルのR抵抗、オーム。

図のスキームに従って単一セクション分離フィルタの要素のパラメータを計算するとき。 2、a図3aに示すノモグラムのデータを使用すると便利です。これは、コイルのインダクタンスとコンデンサの静電容量の、帯域の分離周波数とダイナミックのボイスコイルの抵抗への依存性を示しています。ヘッド (4、V、16 オーム)。コイル枠の寸法と巻き量が分かれば、図の寸法を考慮した式で巻数を求めることができます。 3b:

マルチバンドスピーカーシステム

ここで、n は巻線の巻数です。コイルの Z インダクタンス、H; dはコイルの平均直径、cmです。 b巻き幅、cm; cは巻線の平均厚さ、cmです。

図のデータ。図 3、a、b は、2 つのリンクを持つ分離フィルターの計算にも使用できます (図 2、b を参照)。この場合、コンデンサの静電容量が減少し、インダクタンスが1,4倍に増加するため、巻線の巻数がXNUMX倍に増加します。

分離フィルターエレメントを製造する際には、次の点に注意する必要があります。コンデンサは無極性、つまり非電解質でなければなりません。これらは、紙、金属紙、またはセラミックコンデンサです。必要な静電容量のコンデンサがない場合は、静電容量の合計が必要な値に等しくなるように数を選択して、より小さな静電容量の複数のコンデンサで構成できます。静電容量の変動が公称値の ±10% 以下のコンデンサを使用することをお勧めします。

マルチバンドスピーカーシステム
Pic.3

インダクタの巻線は、PEV-2 ブランドの可能な限り太いワイヤを使用して実行する必要があります。これにより、分離フィルタでの信号電力のアクティブな損失が最小限に抑えられます。平均して、直径0,5〜1mmのワイヤーで巻線が行われ、入力電力が大きいほど、ワイヤーは太くする必要があります。これは、マルチバンド音響システムの大きな欠点です。かさばるクロスオーバーフィルターでは、スピーカーに供給される電力の 10 ～ 25% が失われます。この点で、マルチバンドULFを備えた電気音響システムには明らかな利点があります。

シングルヘッド用デュアルバンドフィルター

タイプミスがあったと読者に思わせないでください。すべてが正しいです。これは、ダイナミックヘッドが XNUMX つしかないラウドスピーカーの低域と高域を強調するように設計された調整可能なフィルターです。

マルチバンドスピーカーシステム
Pic.4

その概略図を図に示します。 4、a、振幅周波数特性 - 図中。 4b. 可変抵抗器 R1 を使用すると、平均周波数約 1 kHz での信号の減衰を、周波数 16 および 0,1 kHz に対して -10 dB のレベルまで調整できます。フィルタの動作原理は、1 mH のインダクタ L1 と、それぞれ 1 マイクロファラッドの 2 つの直列接続された電解コンデンサ C50 および CXNUMX で構成される直列共振回路の使用に基づいています。コンデンサを逆接続することで、XNUMX つの電解コンデンサを XNUMX つの無極性コンデンサとして使用することができます。可変抵抗器は共振回路を分流するため、フィルター全体の周波数応答に影響を与えます。

インピーダンスが 1 Ω の単一の Gr8 ワイドバンドヘッドを備えたラウドスピーカーと ULF の間に接続された調整可能なフィルターは、低レベルの入力電力で動作する場合のラウドスピーカーの音質の大幅な改善に貢献します。フィルターは、いわば人間の耳の生理学的特徴を考慮して、音量が低下するにつれて、中周波数と比較して低周波数と高周波数での感度を低下させます。明らかに、図 4 のスキームによるフィルターは次のようになります。 XNUMX、効果的なボリュームとトーンのコントロールを持たない単純な電気音響機器に最適です。

XNUMX バンドクロスオーバーフィルター

最も単純な 5 バンド 750 セクションクロスオーバーフィルターの回路図とその振幅周波数特性を図 7 に示します。 12、aおよびb。クロスオーバー周波数は、それぞれ 4 Hz (低域と中域の間) と 8 kHz (中域と高域の間) です。帯域外の振幅周波数特性の後退の急峻さ -16 dB / oct。コンデンサ容量とコイルインダクタンスの選択に応じて、フィルタは XNUMX、XNUMX、XNUMX オームのボイスコイル抵抗を持つ低、中、高周波数のヘッドで動作します。この場合、同じ抵抗のヘッドのみを XNUMX 回の設置で使用できます。

マルチバンドスピーカーシステム
Pic.5

図１の方式による３帯域クロスオーバーフィルタの製造において、 5、およびインダクタとコンデンサに関するデータは表から取得されます。 1. コンデンサを選択してコイルを製造する場合は、3 バンドクロスオーバーフィルタの説明に記載されている推奨事項に従ってください。 XNUMX、a、b。

アマチュア無線の実践が示すように、最も単純なクロスオーバーフィルターを備えた XNUMX ウェイおよび XNUMX ウェイスピーカーシステムを使用すると、広帯域ヘッドを XNUMX つだけ使用するラウドスピーカーと比較して音質が大幅に向上します。同時に、マルチバンドシステムの機能を最大限に活用するには、ヘッドの特別な音響設計とその特性の修正が必要です。

表1

フィルターエレメント	フィルターエレメント定格
R、オーム	4	8	16
C1、uF	40,0	20,0	10,0
C2、uF	4,0	2,0	1.0
L1、mH	1,25	2,5	5,0
L2、H	0,125	0,25	0,5

文学

V.ヴァシリエフ。海外のアマチュア無線のデザイン。 M.ラジオとコミュニケーション。 1982年

出版物：N。ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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