|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Subwoofer para carro. Parte 1. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Alto-falantes Você precisa de baixo em um carro. Esta afirmação, trivial do ponto de vista de muitos, inclusive do autor, prefacio tudo o que se segue, principalmente em favor daqueles que não compartilham deste ponto de vista, para que possam, com a consciência tranquila, se aprofundar em outros materiais publicado nesta edição do Salon AV". Nesse ínterim, tentaremos, dentro do volume de páginas de revistas, decidir o que precisa ser feito para obter o máximo de graves com nosso dinheiro que precisamos (ou quanto queremos) e queremos (ou como precisamos). A conhecida confusão na compreensão dos princípios de formação da seção de graves da acústica do carro se deve em grande parte à política de informação da publicidade e, muitas vezes, às publicações de referência. Lá, um comprador em potencial é informado primeiro do tamanho do alto-falante, depois de sua potência, depois de outra "faixa de frequência" mítica e completa com um acorde de preço vitorioso. Todos? Não estava lá! É aqui que tudo começa. Em inglês, o próprio alto-falante é chamado de driver - uma unidade, e isso é muito correto. Assim como um motor se torna um carro apenas enriquecendo-se com tudo o que a humanidade desenvolveu para isso, um alto-falante se tornará um alto-falante apenas em seu design acústico. Com cabeçotes de alta e média frequência, a situação é relativamente simples: os cabeçotes de alta frequência carregam seu design acústico e os de médio porte requerem um tamanho mínimo. Os baixistas são outra questão. Aqui, quase tudo é determinado pela escolha do design acústico e, dependendo dessa escolha, todos os parâmetros informados a você estarão sujeitos a revisão: potência, faixa de frequência e, em certo sentido, preço. Pois, com uma escolha hábil de parâmetros, você pode obter o som enjoativo do alto-falante de baixo mais caro e puro-sangue. Caravana, caravana... A revista tocou brevemente nos principais tipos de design acústico, agora é hora de "anunciar toda a lista". Não é tão longo:
A tarefa de qualquer design acústico de baixa frequência é resolvida de acordo com o antigo princípio de "dividir e conquistar". "Separado" significa que as vibrações emitidas por um lado do difusor devem ser de alguma forma separadas das vibrações criadas pelo outro lado dele, simultaneamente e em antifase com o primeiro. "Conquistar" significa que com as ondas sonoras "supérfluas" cortadas desta forma, pode-se agir de diferentes maneiras. Historicamente, o primeiro projeto acústico foi uma tela acústica. Ele mantém a defesa, não deixando oscilações de um lado do difusor para o outro e não permitindo que eles se anulem até frequências nas quais a distância mais curta entre a frente e a parte de trás do difusor se torne comparável ao meio comprimento de onda de a frequência emitida. E abaixo dessa frequência, a tela acústica "sinaliza a total incapacidade" e permite que as ondas antifase se apaguem como bem entenderem. Para suprimir um curto-circuito acústico a uma frequência de, digamos, 50 Hz, a blindagem deve ter um tamanho de 3 metros por 3. Portanto, esse tipo de projeto acústico há muito perdeu seu valor prático, embora ainda seja usado como referência ao medir os parâmetros do alto-falante. Estruturalmente, o projeto acústico mais simples daqueles usados na prática é uma caixa fechada (lacrada ou fechada em terminologia estrangeira). Aqui, as vibrações desnecessárias são tratadas de forma decisiva e fria: trancadas em um espaço fechado atrás do difusor, elas irão, mais cedo ou mais tarde, desaparecer e se transformar em calor. A quantidade desse calor é insignificante, mas no mundo da acústica tudo é da natureza de pequenas perturbações, então como essa troca termodinâmica ocorre não é indiferente às características do sistema acústico. Se as ondas sonoras oscilarem sem vigilância dentro da caixa do alto-falante, uma parte significativa da energia será dissipada pelo volume de ar contido na caixa, ela aquecerá, embora ligeiramente, e a elasticidade do volume de ar mudará, além disso, no sentido de aumentar a rigidez. Para evitar que isso aconteça, preencha o volume interno com material absorvente de som. Enquanto absorve o som, este material (geralmente algodão, natural, sintético, vidro ou mineral) também absorve o calor. Devido à capacidade térmica das fibras de absorção de som, que é muito maior do que a do ar, o aumento da temperatura torna-se muito menor e a dinâmica "parece" que há um volume significativamente maior por trás do que realmente é. Na prática, desta forma é possível obter um aumento do volume "acústico" em comparação com o geométrico em 15 - 20%. Isso, e não a absorção de ondas estacionárias, como muitos acreditam, é o principal ponto de introdução de material de absorção de som em alto-falantes fechados. Uma variação deste (e não do anterior, como muitas vezes se acredita) tipo de design acústico é a chamada "tela infinita". Em fontes inglesas, esse tipo de design é chamado de defletor infinito ou ar livre. Todos os nomes dados são igualmente desorientadores. Somos todos adultos aqui e entendemos que na prática não pode haver tela infinita. Na verdade, uma tela infinita é considerada uma caixa fechada com um volume tão grande que a elasticidade do ar contido nela é muito menor que a elasticidade da suspensão do difusor, então o alto-falante simplesmente não percebe essa elasticidade e as características do sistema de alto-falantes são determinados apenas pelos parâmetros da cabeça. Por onde passa a borda, a partir da qual o volume da caixa se torna, por assim dizer, infinito, depende dos parâmetros do alto-falante. No entanto, ao resolver problemas práticos de tal volume sempreverifica-se o volume interno do porta-malas, que, mesmo em um carro pequeno, dará uma reação de volume "infinitamente grande" mesmo para um alto-falante grande. Outra coisa é que nem todo alto-falante funcionará bem em tal design, mas discutiremos isso separadamente quando falarmos sobre a escolha de um alto-falante para design acústico (ou vice-versa). Com toda a (aliás, aparente) simplicidade de uma caixa fechada como projeto acústico para a seção de baixas frequências da acústica do carro, esta solução tem muitas vantagens que não são encontradas em outros projetos mais sofisticados. Em primeiro lugar, a simplicidade (ou quase simplicidade) de calcular as características. Uma caixa fechada tem apenas um parâmetro - o volume interno. Você pode escolher o caminho certo se você se esforçar o suficiente! A margem de erro aqui é reduzida ao mínimo. Em segundo lugar, em toda a faixa de frequência, até zero, as oscilações do difusor são contidas pela reação elástica do volume de ar dentro da caixa. Isso reduz significativamente a probabilidade de sobrecarga do alto-falante e danos mecânicos. Não sei como isso soa reconfortante, mas para os ávidos amantes do baixo, os alto-falantes em caixas fechadas às vezes queimam, mas quase nunca "cospem". Terceiro, apenas a caixa fechada é um filtro acústico segunda ordem, ou seja, tem uma queda de resposta de frequência abaixo da frequência de ressonância do sistema head-box com uma inclinação de 12 dB / oct. Ou seja, tal inclinação, apenas no sinal oposto, tem a resposta de frequência do volume interno do carro, abaixo de uma certa frequência. Se você adivinhar, calcular ou medir (como acontece com qualquer um) - torna-se possível obter uma resposta de frequência perfeitamente horizontal em baixas frequências. Em quarto lugar, com uma escolha competente dos parâmetros da cabeça e do volume para ela, uma caixa fechada não tem igual no campo das respostas ao impulso, que determinam em grande parte a percepção subjetiva das notas do baixo. A pergunta natural agora é - então qual é o problema? Se tudo é tão bom, por que precisamos de todos os outros tipos de design acústico? Existe apenas um truque. eficiência Em caixa fechada, é o menor em comparação com qualquer outro tipo de design acústico. Ao mesmo tempo, quanto menor conseguirmos diminuir o volume da caixa, mantendo a mesma faixa de frequência de trabalho, menor será sua eficiência. Não há criatura mais insaciável em termos de entrada de energia do que uma caixa fechada de pequeno volume, por isso os alto-falantes nelas, como foi dito, embora não cuspam, muitas vezes queimam ... O próximo tipo mais comum de design acústico é um inversor de fase (portado, ventilado, bass-reflex), que é mais humano em relação à radiação da parte traseira do difusor. Em um inversor de fase, parte da energia que é “colocada contra a parede” em uma caixa fechada é utilizada para fins pacíficos. Para isso, o volume interno da caixa se comunica com o espaço circundante por meio de um túnel contendo uma determinada massa de ar. O valor desta massa é escolhido de forma que, combinado com a elasticidade do ar dentro da caixa, crie um segundo sistema oscilatório que recebe energia da parte traseira do difusor e a irradia quando necessário e em fase com a radiação do difusor. Este efeito é obtido em uma faixa de frequência não muito ampla, de uma a duas oitavas, mas dentro dela a eficiência aumenta significativamente, de acordo com o princípio "sem desperdício - há recursos não utilizados". Além de maior eficiência o inversor de fase tem outra grande vantagem - perto da frequência de sintonia, a amplitude das oscilações do cone é significativamente reduzida. À primeira vista, pode parecer um paradoxo - como ter um buraco enorme em um gabinete de alto-falante pode impedir o movimento de um cone, mas é um fato da vida, no entanto. Em sua faixa de operação, o inversor de fase cria condições de estufa completas para o alto-falante e, exatamente na frequência de sintonia, a amplitude de oscilação é mínima e a maior parte do som é emitida pelo túnel. A potência de entrada permitida é máxima aqui e a distorção introduzida pelo alto-falante, ao contrário, é mínima. Acima da frequência de sintonia, o túnel torna-se cada vez menos "transparente" às vibrações sonoras, devido à inércia da massa de ar encerrada no seu interior, e o altifalante funciona fechado. Abaixo da frequência de sintonia, ocorre o contrário: a inércia da inércia vai desaparecendo gradativamente e nas frequências mais baixas o alto-falante funciona quase sem carga, ou seja, como se tivesse sido retirado do estojo. A amplitude de oscilação aumenta rapidamente, e com ela o risco de cuspir o cone ou danificar a bobina de voz ao atingir o sistema magnético. Em geral, se não estiver protegido, procurar um novo orador torna-se uma perspectiva real. Uma forma de proteção contra tais problemas, além da prudência na escolha do nível de volume, é a utilização de filtros de infra-baixas frequências. Ao cortar uma parte do espectro onde ainda não há sinal útil (abaixo de 25 - 30 Hz), esses filtros não permitem que o difusor funcione sem controle, arriscando sua própria vida e sua carteira. O inversor de fase é muito mais caprichoso na escolha dos parâmetros e na afinação, pois três parâmetros já estão sujeitos a seleção para um alto-falante específico: o volume da caixa, a seção transversal e o comprimento do túnel. O túnel é muitas vezes feito para que o comprimento do túnel possa ser ajustado para um subwoofer já acabado, alterando a frequência de sintonia. Devido à presença de dois sistemas oscilatórios interligados, o inversor de fase é um filtro acústico de quarta ordem, ou seja, sua resposta em frequência teoricamente apresenta uma queda de 24 dB/oitava abaixo da frequência de sintonia. (Realmente - de 18 a 24). É quase impossível obter uma resposta de frequência horizontal quando instalado na cabine. Dependendo da relação entre o tamanho da cabine (e, portanto, a frequência característica a partir da qual a resposta de frequência da acústica interna começa a subir) e a frequência de sintonia do inversor de fase, a característica total pode desviar de uma curvatura delicada para ondas loucas de Amur. A corcunda, ou seja, um aumento suave na resposta de frequência em frequências mais baixas, geralmente é exatamente o que é necessário para a percepção subjetiva ideal dos graves em um espaço ruidoso, mas mudanças bruscas na amplitude com uma escolha malsucedida de parâmetros ganharam o inversor de fase, completamente imerecido, o apelido boom-box (“bebida”) . Para ser justo, notamos que um efeito de batida também pode ser obtido de uma caixa fechada - explicarei como da próxima vez; e um bass reflex de tamanho adequado é capaz de fornecer graves muito nítidos e musicais com entrada de energia razoável. Uma variação do design bass-reflex é um alto-falante com um radiador passivo (ou radiador). Termos em língua estrangeira: radiador passivo, cone de drone. Aqui, o segundo sistema oscilatório, que permite aproveitar a energia retirada da parte traseira do difusor, é implementado não na forma de uma massa de ar no túnel, mas na forma de um segundo difusor, não ligado a qualquer coisa, mas ponderado para a massa necessária. Na frequência de sintonia, este difusor oscila com a maior amplitude, e o principal com a menor. Conforme eles sobem em frequência, eles gradualmente mudam de papéis. Até recentemente, esse tipo de projeto acústico não era usado em instalações móveis, embora seja usado com bastante frequência em ambientes domésticos. O motivo da antipatia foram os esforços injustificados para conseguir um segundo cone (geralmente o mesmo alto-falante, mas sem sistema magnético e bobina de voz) e a dificuldade em colocar dois cones grandes onde deveria ser colocado um cone e um pequeno túnel em um inversor de fase convencional. No entanto, mais recentemente, surgiram subwoofers para carros com radiador passivo - a necessidade os forçou. O fato é que recentemente começaram a aparecer alto-falantes de nova geração com um curso difusor muito grande, projetado para trabalhar em pequenos volumes. O volume de ar "expirado" por eles durante a operação é muito grande, e agora teria que ter um diâmetro significativo (caso contrário, a velocidade do ar no túnel aumentará tanto que assobiará como uma locomotiva a vapor). E a combinação de pequeno volume e grande diâmetro do túnel torna necessário escolher um comprimento maior para o túnel. Assim, descobriu-se que os inversores de fase de design convencional para essas cabeças seriam decorados com tubos de um metro de comprimento. Para evitar tais incidentes desnecessários, eles preferiram concentrar a massa oscilante necessária em um radiador passivo com curso difusor, igual ao de um alto-falante ativo. O terceiro tipo de subwoofer, bastante usado em instalações automotivas (embora com menos frequência que os dois anteriores), é um alto-falante passa-banda. Às vezes, ocorre o nome "alto-falante com carregamento simétrico" (carregamento simétrico). Se a caixa fechada e o inversor de fase são filtros acústicos passa-alto, então o passa-banda, como o nome indica, combina filtros passa-alta e passa-baixa. O alto-falante passa-banda mais simples é um único de 4ª ordem (reflexo único). Consiste em um volume fechado, o chamado. a câmara traseira e a segunda, equipada com um túnel, como um inversor de fase convencional (câmara frontal). O alto-falante é instalado na divisória entre as câmaras de modo que ambos os lados do cone operem em volumes total ou parcialmente fechados - daí o termo "carga simétrica". Dos designs tradicionais, o alto-falante passa-banda é o campeão em eficiência. Nesse caso, a eficiência está diretamente relacionada à largura de banda. A resposta de frequência de um alto-falante passa-banda é em forma de sino. Escolhendo os volumes adequados e a frequência de sintonia da câmara frontal, é possível construir um subwoofer com largura de banda ampla, mas retorno limitado, ou seja, a campânula será baixa e larga, ou pode ser com banda estreita e eficiência muito alta. nesta pista. O sino então se estenderá em altura. Bandpass é uma coisa caprichosa no cálculo e a mais demorada de fabricar. Como o alto-falante fica enterrado dentro do gabinete, é preciso recorrer a truques para montar a caixa para que a presença de um painel removível não viole a rigidez e estanqueidade da estrutura. Combinar as características de frequência do subwoofer, a acústica interna e frontal também está associada a uma conhecida dor de cabeça. As características de impulso também não são as melhores, especialmente com uma largura de banda larga. Como isso é compensado? Em primeiro lugar, como mencionado - a mais alta eficiência. Em segundo lugar, o fato de todo o som ser emitido pelo túnel e o alto-falante estar completamente fechado. Ao organizar esse subwoofer, oportunidades consideráveis \uXNUMXb\uXNUMXbse abrem para o instalador (ou amador) com imaginação. Basta encontrar um pequeno local na junção do porta-malas e do habitáculo, onde possa ser acomodada a boca do túnel - e o caminho para os graves mais potentes está aberto. Especialmente para tais instalações, a JLAudio, por exemplo, produz mangas-túneis de plástico flexíveis, com as quais se propõe (e muitos concordam) conectar a saída do subwoofer à cabine. Como a mangueira de um aspirador de pó, só que mais grossa e rígida. Os alto-falantes passa-banda de 6ª ordem com dois túneis são ainda mais eficientes. As câmaras desse subwoofer são sintonizadas com um espaçamento de cerca de uma oitava. Um passa-banda duplo fornece menos distorção na banda de operação, pois o alto-falante é carregado com reflexos de graves em ambos os lados do cone, com todas as vantagens de tal carga, mas tem um declínio de resposta de frequência mais acentuado abaixo da banda de operação em comparação com um único bandpass. A posição intermediária é ocupada pelo chamado alto-falante quasi-strip, que também possui configuração serial, onde a câmara traseira é conectada por um túnel à frente e a frente por outro túnel - ao espaço circundante. Os alto-falantes strip-line de três câmaras são simplesmente implementações alternativas de design de alto-falantes strip-line convencionais e são compostos de dois ordinários, após o que a parede que os separa é removida. Existem mais três opções de design acústico de acústica de baixa frequência, que, embora existam, praticamente não são utilizadas. O primeiro dos forasteiros é um labirinto acústico, onde a "remoção de energia" da parte de trás do cone ocorre por meio de um longo tubo, geralmente dobrado para compacidade, mas ainda aumentando as dimensões do subwoofer a limites inaceitáveis em uma instalação móvel. A segunda é uma corneta exponencial, que, para se obter uma frequência de corte suficientemente baixa, deve ter dimensões ciclópicas, o que torna rara sua utilização no enlace de baixa frequência mesmo em sistemas estacionários, onde há mais espaço do que em um carro. O terceiro tipo, que tem precedentes de aplicação única, é um alto-falante com carga aperiódica na forma de resistência acústica concentrada (membrana aperiódica). Costumávamos chamá-lo de PAS - um painel de resistência acústica. A ideia é que a carga no difusor seja uma obstrução semipermeável estreitamente espaçada, como um tecido denso ou uma camada de lã preta entre painéis perfurados. Teoricamente, essa carga é de natureza inelástica e, como um amortecedor na suspensão de um carro, amortece a energia acústica sem afetar a frequência de ressonância do alto-falante. Mas isso é teórico. Mas, na prática, a presença de um volume de ar entre o alto-falante e o PAS criou uma mistura tão grande de características e reações que os resultados se tornaram imprevisíveis. Assim, olhando rapidamente para os principais tipos de design acústico, fica claro que não existe perfeição no mundo. Qualquer escolha será um compromisso. E para tornar mais clara a essência do compromisso, vamos terminar esta reunião por correspondência como deveria ser - resumindo os resultados intermediários. Vamos comparar as opções consideradas quanto aos principais fatores que determinam o sucesso de seu uso em uma instalação de áudio móvel. Esses fatores devem incluir: K.P.D. O valor da eficiência inerente a um determinado tipo de design acústico determina, em última análise, a potência necessária do amplificador para atingir o nível de volume necessário e, ao mesmo tempo, o quão difícil será a vida útil do alto-falante. Na faixa de frequência 40 - 80 Hz, que é a mais importante do ponto de vista da reprodução da informação no registro de graves, os lugares são distribuídos da seguinte forma: alto-falantes passa-banda de banda estreita são os campeões nesta classificação, especialmente dois túneis de 6ª ordem uns. Eles são seguidos por um túnel duplo de banda larga e um inversor de fase convencional. E, finalmente, os mais ávidos por entrada de energia são uma caixa fechada e um único passa-banda de banda larga. Distorção de inserção Na oitava inferior - uma faixa musical e meia (30 - 80 Hz), todos os tipos de design acústico se comportam decentemente em baixos níveis de potência. O inversor de fase e o alto-falante passa-banda são um pouco melhores que os outros, mas não muito. Mas com alta potência, os rivais se estendem ao longo da distância. Os melhores resultados aqui são esperados de um alto-falante dual bandpass. Atrás dele está um único inversor de banda e fase. E fecha o circuito - uma caixa fechada, que dá a maior distorção em grandes amplitudes de sinal. Características do impulso A reprodução precisa das frentes dos instrumentos de baixo é talvez a principal qualidade da acústica de baixo. Há pouca utilidade em impulsos de graves baixos se eles estiverem borrados e lentos. Nesse sentido, uma caixa fechada promete os melhores resultados (se calculada corretamente). Os alto-falantes de passagem de banda única têm bom desempenho, mas degradam à medida que a largura de banda aumenta. A pior resposta a um sinal de impulso é um alto-falante de banda dupla, novamente, especialmente um de banda larga. Coordenação em acústica frontal O trabalho do subwoofer deve ser, a partir de uma certa frequência, confiado aos médios da acústica frontal. Para uma caixa fechada e um inversor de fase, isso não é um problema, e o projetista do sistema tem bastante liberdade para escolher a frequência de cruzamento, pois tanto essa frequência quanto a inclinação do declínio são determinadas por circuitos externos. Mas os passes de banda estreita geralmente têm sua própria queda de frequência a partir de 70-80 Hz, onde nem todos os médios podem captar uma música com segurança. Ao mesmo tempo, os requisitos para os médios tornam-se mais complicados e trabalhar com um crossover não é mais fácil. Vamos colocar tudo o que foi dito acima em uma tabela, com base em nosso sistema usual de cinco pontos:
Autor: Andrey Elyutin, AvtoZvuk; Publicação: cxem.net
Couro artificial para emulação de toque
15.04.2024 Areia para gatos Petgugu Global
15.04.2024 A atratividade de homens atenciosos
14.04.2024
▪ Memristores - eletrônica do futuro ▪ Dispositivo compacto para visualização da atividade cerebral ▪ Biosensor para detecção altamente sensível de moléculas ▪ Sistema de chip único Apple A12 Bionic
▪ seção do site Aforismos de pessoas famosas. Seleção de artigos ▪ artigo de Platão. Aforismos famosos ▪ artigo Qual dos cometas é o mais famoso? Resposta detalhada ▪ Artigo de amora. Lendas, cultivo, métodos de aplicação ▪ artigo Mordente marrom para coisas de ferro e aço. Receitas e dicas simples ▪ artigo Lentes divergentes. experimento físico
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página