バスレフ型双方向スピーカー。スキーム、説明

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バスレフ方式のXNUMXウェイスピーカー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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デンマークのピアレス社のダイナミックな責任者については、以前から文献で知っていました。さらに、アメリカの雑誌「SPEAKER BUILDER」のページには、同社のヘッドを使用したいくつかのハイエンドスピーカーの説明が掲載されました。展示会「Russian Hi-End 99」（Arkada社の展示会）でサンプルを「ライブ」で見たので、同じものを新しい176ウェイスピーカーに使用することにしました。私の目的にとって最適な品質と価格の比率を備えた最も好ましいものは、直径 105 mm のダイナミック低音中音ドライバーと直径 XNUMX mm のツイーターであることが判明しました。技術文書には、ダイナミックヘッドの完全な名前が示されており、その目的と設計上の特徴に関する情報が含まれています。この場合、ヘッドの名前 (括弧内 - 商業文書で使用される命名番号) を徹底的に解読することが有用であると考えます。

LF-MF ヘッド - 176 WR 33 102 SD AL 8 (850122):

176 - 全体の直径 (mm);
WR - ゴム製ディフューザーサスペンションを備えた「低音」ヘッド。
33 - ボイスコイルの直径 (mm)。
102 - 磁石の直径 (mm);
SD - 複合材料製の XNUMX 層ディフューザー。
AL - ディフューザー振動の大振幅での歪みを制限する特別な装置の存在。
8 - オーム単位の公称抵抗。

HF ヘッド - 105 DT 26 72 SF FF 8 (812774):

105 - 全体の直径 (mm);
DT - 「ドーム」高周波ヘッド。
26 - ボイスコイルの直径 (mm)。
72 - 磁石の直径 (mm);
SF - 含浸布キャノピー;
FF - 磁気システムのギャップ内の磁性流体の存在;
8 - オーム単位の公称抵抗。

これらのヘッドの長期にわたる最大電力は、それぞれ 100 W と 70 W です。

ラウドスピーカーの設計は、ウーファーとミッドレンジのダイナミックヘッドの音響設計の計算から始まります。このために、著者は 1 つのヘッドサンプルで測定したパラメータを使用しました (表 XNUMX を参照)。

表1

ヘッドサンプル	1	2
共振周波数 F_s、ヘルツ	50,4	49,2
ボリューム V_as、音響柔軟性に相当、l	16,2	17,1
総品質係数 Q_ts	0,414	0,402

フィルターコイルとリード線のアクティブ抵抗 (0,7 オーム) を考慮して、品質係数 Qts=0,44 の値が計算に採用されました。コンピューターシミュレーションの結果によると、音響設計として、作動容積18リットル、同調周波数42Hzの位相インバーターが選択されました。指定された同調周波数は、長さ 11,5 cm、内径 5 cm のチューブを紙から壁厚約 5 mm に接着して使用して実現されます。

ハウジングの図面を図に示します。 1.本体は18mm厚の家具合板を使用しております。壁の振動を軽減するため、ボディの内側からハイドログラスアイソレーターを貼り付けています。構造の剛性を高めるために、ケースには 1,4 つのジャンパーがあり、内部容積を 2 つのコンパートメントに分割します。上の 10 つは、最もふわふわの低密度合成防寒剤 (ボディあたり XNUMX 平方メートルの面積) で満たされています。位相反転パイプが配置されている下部コンパートメントは、パイル長 XNUMX mm の人工毛皮でハイドロガラスアイゾルを内側から覆っています。

バスレフ型双方向スピーカー

図上。図２は、近傍界の正弦波信号から得られた音圧の周波数応答を示しており、位相反転器の動作を特徴づけている。破線と灰色の線はそれぞれヘッドとバスレフ管の放射の周波数応答を示し、実線はその結果生じるスピーカーの周波数応答を示します。ヘッドの周波数応答の低下により、位相インバーターの動作によるコーン振動（および非線形歪み）の振幅の減少領域を評価できます。ディフューザーストロークの顕著な制限は、2 ～ 30 Hz の周波数範囲で発生します。

バスレフ型双方向スピーカー

低周波領域におけるスピーカーの周波数応答は、位相関係を考慮したダイナミックヘッドと位相反転チューブの放射の相互作用の結果として得られ、各周波数でのベクトル和として計算されます。これらの放射線。結果として得られる周波数応答は、下の 40 つの曲線の縦座標を合計することによっては得られないことに注意してください。 150 Hz の周波数に対する 6,5 Hz の周波数におけるラウドスピーカーの周波数応答は 18 dB であり、これは有効容積 XNUMX リットルのラウドスピーカーとしては十分許容範囲であると思われます。

使用するダイナミックヘッド用のクロスオーバーフィルターの開発は、第一に、低中音域ヘッドの5 kHzまでの均一な周波数応答と、帯域の端での滑らかな減衰により、非常に容易になります。高周波ヘッドの共振を減衰させます。 HF ヘッドの共振周波数は 1170 Hz で、約 2500 Hz のクロスオーバー周波数を選択できます。図上。図３は、クロスオーバーフィルタの第１のバージョンの電気回路を示す。このフィルターには、LF-MF ヘッドのボイスコイルのインダクタンスを補償するための R3C1 回路、反動に関してヘッドを均等化する分配器 R2R2、およびヘッドと直列に接続された 3 つの XNUMX 次リンクが含まれています。

バスレフ型双方向スピーカー

一見すると、4 次フィルターの特徴である位相のずれたヘッドが含まれているのは異常です。電気比の観点から見ると、クロスオーバーフィルターでは、このようなヘッドの組み込みにより、クロスオーバー周波数付近の周波数応答が低下するはずです。しかし、スピーカーを開発する際には、フィルターセクションと連動するヘッドの放射ムラが音圧の周波数特性に与える影響を考慮することがはるかに重要です。図上。図４は、個々のヘッドの周波数応答（細線）と、正弦波信号から得られた結果として得られるスピーカーの周波数応答を示しています。 XNUMX つのヘッドの放射によって結果として生じる周波数応答が形成される周波数間隔を、結合放射の領域と呼びます。

バスレフ型双方向スピーカー

検討中のケースでは、結合放射の領域は実際には 1 ～ 3,6 kHz 以内に制限されます。クロスオーバー周波数は結合放射の領域内にあり、その値は元の周波数応答の交点、つまり約 2,5 kHz の周波数で条件付きで取得できます。クロスオーバー周波数付近では、周波数応答の傾きはオクターブあたり 12 dB に近くなります。これは 4 次フィルターでは一般的です。米。図４は、一次電気リンクを有するフィルタがヘッドとともに音響的に二次フィルタとして動作することを明確に示している。これは、ヘッドに逆位相が含まれていることを説明します。

図上。図５は、フィルタの第２のバージョンの電気回路を示しており、３次リンクがＲＦヘッドと直列に接続されている。

バスレフ型双方向スピーカー

図の特徴。図６に示されているものは、図５に示されているものと同様である。ただし、周波数応答は 6 番目のフィルターオプションで削除されました。共放射エリアを減らすように設計されています。これまでの開発の経験から、ほとんどの場合、この領域を縮小すると、ステレオパノラマ内の音源の定位が改善されることがわかっています。この件でもそれが当てはまることが判明した。さらに、音のバランスも変化し、中周波数スペクトルの上部に強調が見られるようになりました。もちろん、私の評価は主観的なものであるため、この展開をあえて繰り返す読者には、自分の好みに応じてフィルターオプションを選択する機会があります。

バスレフ型双方向スピーカー

開発されたスピーカーの音質を、VIFA 社のダイナミックヘッド上の他のスピーカーと比較して特徴付けることが最善です (「ラジオ」、1999 年、第 2 号)。最も顕著な違いは低音の再現性です。ピアレスヘッドを使用すると低音ははるかに強力になりますが、音像の細部を作り込むという点ではVIFAヘッドにやや劣ります。それ以外の場合は、VIFA セットのサウンドがより柔らかく快適に思え、Peerless ドライバーを使用したサウンドはよりオープンでダイナミックであるため、ラウドスピーカーの XNUMX つを優先することは困難です。もちろん、これらの違いにより、リスナーの音楽の好みに応じてスピーカーを選択することができます。

行われた作業を要約すると、開発されたスピーカーの主なパラメータの短いリストが残っています。

表2

周波数範囲 50 ～ 15000 Hz、dB における音圧に関する周波数応答の不均一性、それ以上	±2
6dBムラ時の再現周波数範囲、Hz	40 20000 ...
定格抵抗、オーム	8
外形寸法、ミリメートル	220x500x226
重量kg	12

図上。図７は、１／３オクターブのノイズ帯域におけるスピーカーの周波数応答を示す。インピーダンスモジュールの特性もそこに示されています。

著者: S.Bat、モスクワ

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