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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Projeto acústico de cabeçotes de banda larga. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Alto-falantes O design acústico das cabeças dinâmicas consiste em uma caixa ou tela projetada para equalizar as características de amplitude-frequência das cabeças nas frequências mais baixas da faixa de áudio. Cabeças dinâmicas que não possuem design acústico funcionam mal em baixas frequências. A principal razão para isso é que as superfícies frontal e traseira do cone da cabeça excitam vibrações sonoras que são iguais em amplitude, mas opostas em fase. Em frequências mais baixas, onde a radiação é omnidirecional, as oscilações antifásicas se somam e se compensam, como resultado, a saída acústica da cabeça cai drasticamente. Para eliminar a influência mútua das oscilações excitadas pelas superfícies frontais traseiras do difusor, a cabeça dinâmica pode ser colocada no caso mais simples no centro de uma tela quadrada feita de compensado grosso ou aglomerado com dimensões LxL em metros, onde L = 0,06 / Fm. Aqui Fmin é a frequência mínima do sinal reproduzido, kHz. Por exemplo, com uma frequência mínima de sinal de 50 Hz, esta fórmula determina o lado do quadrado, igual a 1,2 m. Obviamente, é inconveniente usar um cabeçote de banda larga em um design acústico tão volumoso. Portanto, defletores acústicos são raros em projetos amadores. Em vez disso, várias caixas multifacetadas são amplamente utilizadas. caixas com e sem parede traseira. Deve-se notar que o projeto do projeto acústico de cabeças dinâmicas requer cálculos complexos e informações precisas sobre as características da cabeça. A consideração dessas questões está além do escopo deste livro. Abaixo, consideraremos exemplos de como os radioamadores estrangeiros realizam o projeto acústico de cabeças de banda larga. Reflexo de graves ultra plano Os inversores de fase são caixas feitas de compensado grosso ou outro material de madeira similar (placas de pinho, aglomerados), nas quais existem dois orifícios. Um - para instalar um cabeçote dinâmico, o outro - para realizar a comunicação acústica entre o volume interno da caixa e o ambiente externo. Ao selecionar certas relações entre as dimensões do difusor de cabeça, o segundo furo e a própria caixa, levando em consideração as propriedades de frequência da cabeça, é possível garantir que em frequências mais baixas as vibrações excitadas pela superfície traseira do difusor de cabeça na saída do segundo orifício do inversor de fase estará em fase com as vibrações excitadas pelo difusor de superfície frontal. Esta notável propriedade de um inversor de fase tem sido amplamente utilizada em instalações amadoras e profissionais. O inversor de fase tem uma desvantagem - o volume da caixa, que tem a forma de um cubo. A este respeito, o projeto de um inversor de fase ultraplana merece atenção. O desenho do projeto é mostrado na Fig.1.
Como segue na descrição do original, a caixa da caixa do inversor de fase é montada a partir de tábuas de pinho seco ou pedaços de aglomerado de cerca de 20 mm de espessura. Dimensões totais da caixa 150X1580X630 mm. A carcaça é projetada para instalar um cabeçote dinâmico de banda larga, semelhante ao cabeçote doméstico do tipo 4GD-35 ou 4GD-36. O orifício do inversor de fase tem dimensões de 50x125 mm e está localizado sob o orifício do cabeçote. O suporte do difusor do cabeçote é fixado na parte externa, nivelado, o que reduz as perdas em todas as frequências. Para eliminar vibrações indesejadas das superfícies frontal e traseira da carroceria, existem cinco espaçadores, indicados no desenho da Fig. 1 por chuveiros tracejadas, que conectam as paredes frontal e traseira. Os espaçadores de 20X109X200 mm são feitos do mesmo material do corpo da caixa. Conecte as partes do corpo com parafusos e cola nitro. O acabamento externo da caixa se reduz a drapejar o painel frontal com tecido de rádio, de preferência solto, e colar as paredes com um filme decorativo ou folheá-las. O inversor de fase se encaixa bem no interior de uma sala moderna e pode ser colocado diretamente contra a parede. Para uma configuração estéreo, são necessários dois alto-falantes. Ao repetir o projeto, as dimensões dos orifícios de montagem para um tipo específico de cabeça dinâmica devem ser esclarecidas. Além do acima, é possível usar cabeças do tipo 4GD-4, 4GD-7, 4GD-28. Alto-falante - tubo de órgão Altas exigências quanto à qualidade da instalação acústica, por um lado, e a área limitada da sala de estar onde os alto-falantes podem ser colocados, por outro, forçam os projetistas a procurar soluções que atendam a esses requisitos ou encontrar um compromisso aceitável. A este respeito, o projeto de um alto-falante unidirecional com duas cabeças dinâmicas de banda larga conectadas em fase, em série, é de particular interesse. O alto-falante é descrito na literatura de rádio amador americana. Esboços de seu painel frontal e seção transversal são mostrados na Fig.2.
O alto-falante descrito possui uma caixa em forma de coluna com seção transversal de 200x200 mm, altura de 800 mm, com duas ranhuras na base formadas entre o piso e as paredes laterais encurtadas em 26 mm, conforme mostrado na Fig. 2 . Na parte superior do gabinete existem dois orifícios para instalação de cabeçotes dinâmicos nas paredes frontal e traseira do gabinete. As dimensões do recorte e as características das cabeças permitem a utilização de cabeças dinâmicas domésticas do tipo ZGD-38 neste projeto. As paredes da caixa são feitas de compensado ou aglomerado com espessura de cerca de 15 mm. A forma alongada do gabinete do alto-falante e a pequena área de piso ocupada por ele permitem o uso de tais alto-falantes em instalações estéreo e quádruplas. Além disso, o alto-falante do projeto descrito é caracterizado por uma resposta de baixa frequência aprimorada e um padrão de radiação estendido no plano horizontal. A primeira vantagem se deve ao fenômeno das ondas estacionárias observadas dentro do gabinete do alto-falante, que se comporta como um tubo de órgão sintonizado em uma frequência de cerca de 100 Hz. É nessa frequência que um quarto da onda se encaixa ao longo do gabinete do alto-falante, o que contribui para o aumento das frequências mais baixas. Em uma frequência duas vezes maior, igual a 200 Hz, pelo contrário, exatamente metade do comprimento de onda se encaixa ao longo do comprimento do corpo. Ao mesmo tempo, observa-se a supressão da radiação da parte inferior do corpo, o que elimina o desagradável som resmungão característico de instalações acústicas com grandes dimensões lineares. A segunda vantagem está associada ao uso de duas cabeças que emitem em direções opostas. Ao alterar a direção da radiação dos alto-falantes girando-os em torno do eixo longitudinal, você pode obter a melhor reprodução de som em uma sala específica. Nesse caso, não se deve lamentar que metade da potência irradiada seja direcionada na direção oposta em relação ao ouvinte. As frequências graves e médias, refletidas nas paredes e nos móveis, dão repetidas reemissões de som, como que borrando as pequenas dimensões das próprias fontes sonoras e criando a impressão de som espacial. Alto-falante - radiador de grupo Um radiador de grupo é um conjunto do mesmo tipo de cabeças dinâmicas colocadas no mesmo plano a uma certa distância umas das outras e conectadas entre si em fase, em série ou em paralelo ou em série-paralelo. Para garantir um bom desempenho de um alto-falante do tipo radiador de grupo, é necessário que todas as cabeças sejam do mesmo tipo e que a mesma potência seja fornecida a cada cabeça. O não cumprimento desses requisitos ou uma violação da operação de modo comum das cabeças reduz a eficiência do emissor do grupo. A utilização generalizada deste tipo de altifalantes no estrangeiro deve-se a várias razões. A primeira é que com a ajuda de várias cabeças de pequena potência é possível criar um altifalante de alta potência. Assim, na revista sueca de rádio amador, foram publicadas descrições de alto-falantes amadores, contendo até 6-8 do mesmo tipo de cabeças de banda larga de 20 W cada. Esses alto-falantes podem funcionar com amplificadores com potência de saída de até 100-200 watts. Outra razão para a disseminação dos radiadores de grupo é a melhoria inerente nos retornos nas frequências médias e principalmente nas frequências mais baixas. Essa melhora se deve ao aumento da área de abertura dos difusores, proporcional ao número de cabeças. Nas frequências mais baixas, esse aumento é de 6dB para quatro cabeças, 8dB para seis e 9dB para oito. Devido a isso, a largura de banda de frequências efetivamente reproduzíveis é expandida para a região de frequências mais baixas em cerca de um terço ou meia oitava em comparação com a largura de banda de um único cabeçote no mesmo projeto. A terceira razão é que a profundidade da caixa de caixa de tal alto-falante pode ser 1,5-2 vezes menor que a de um alto-falante com uma única cabeça, ou seja, o radiador de grupo pode ser bastante plano e pode ser colocado no chão perto do parede ou mesmo pendurado na parede. Vamos nos debruçar sobre duas variantes do design de um alto-falante do tipo radiador de grupo, contendo quatro cabeças dinâmicas de 6 W cada. Nesses alto-falantes, é mais conveniente usar cabeças de baixa frequência do tipo 6GD-2. Com a diminuição dos diâmetros dos furos, é possível usar cabeças do tipo 4GD-4 ou 4GD-7, 4GD-av. 4GD-35, 4GD-36. Deve-se dar preferência às duas primeiras e últimas duas cabeças.
O design das caixas de ambas as variantes é mostrado na Fig. 3, a, b. As caixas são feitas de aglomerado de 20 mm de espessura. Os detalhes são montados em parafusos e cola. A diferença entre as opções reside na forma da parede frontal: na fig. 3, e é plana, na Fig. 3,6 - ligeiramente dobrado ao meio. Ambos os projetos têm aproximadamente as mesmas características na região de baixa frequência. Os resultados dos cálculos realizados pelo autor são mostrados na Fig. 4, da qual pode ser visto que um aumento perceptível no recuo das cabeças com uma distância entre os centros de seus difusores igual a 260 mm é observado a partir de uma frequência de sinal abaixo de 600 Hz.
A principal vantagem de um alto-falante com o painel frontal quebrado (Fig. 3b) é uma uniformidade de radiação um pouco melhor nas frequências médias e altas em ambos os planos. Para um alto-falante com painel frontal plano (Fig. 3a), pelo contrário, o padrão de radiação se estreita nessas frequências. Recentemente, os radiadores de grupo têm sido amplamente utilizados; eles são frequentemente usados como radiadores de baixa frequência para sistemas com várias bandas de separação de frequência de sinal. Esses sistemas, projetados para potência de entrada de até 50-100 W ou mais, são amplamente utilizados para palcos, salões de dança e discotecas. Literatura:
Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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