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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Sistema acústico VERNA 100А-10. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Alto-falantes Ao construir o modelo 100A-10, a tarefa era fabricar alto-falantes com equilíbrio tonal e som surround realista. Os alto-falantes usam cabeçotes dinâmicos SEAS e Peerless. O design das caixas fornece um baixo nível de vibração em todas as frequências da faixa de operação. O autor permite o uso de algumas cabeças de produção doméstica. O modelo 100A-10 é estruturalmente feito em estilo clássico - uma caixa retangular com cabeças localizadas no painel frontal. Projeto de baixa frequência - inversor de fase, que permite aumentar o retorno nas frequências mais baixas. Os alto-falantes do sistema possuem plataformas sobre as quais se apoiam com cones de aço embutidos na caixa. As plataformas são uma construção de compensado laminado e aglomerado que minimiza as vibrações transmitidas pelos gabinetes à superfície do piso. No plano superior da plataforma, quatro discos de aço são instalados nos cantos - para fixação da caixa acústica com seus cones, e no plano inferior - quatro discos (também nos cantos) feitos de feltro denso. A utilidade de tal suspensão corporal é confirmada por numerosos experimentos e análises do trabalho de produtos similares de diferentes fabricantes. O conjunto de cabeças dinâmicas para 100A-10 é selecionado levando em consideração as tarefas. A assistência prática foi fornecida por Georgy Krylov, um especialista da empresa Arkada [1]. Para reproduzir a faixa de 30 ... 400 Hz, cabeças de baixo dinâmicas comprovadas Peerless 850136 (Dinamarca) estão instaladas. Possuem cones de polipropileno de quatro camadas, boa resposta transitória, sensibilidade de 89 dB e baixa frequência auto-ressonante (cerca de 28 Hz). O seu funcionamento numa determinada banda de frequência é assegurado pela colocação destas duas cabeças numa caixa com um volume interno de 60 dm3. No projeto selecionado, o deslocamento máximo do difusor acabou sendo de ±4 mm, o que possibilitou a obtenção de graves rápidos e muito profundos - na frequência de 30 Hz a um nível de -4 dB. Um par de woofers lida facilmente com baixas frequências quando a energia é fornecida até 150 watts. As cabeças H522 SEAS (Noruega) são instaladas para reproduzir a banda de médio porte. Eles também possuem cones de polipropileno (a massa do sistema móvel é de apenas 6,5 g) e poderosos ímãs, uma sensibilidade de 91,5 dB/W/m e um deslocamento máximo do cone de ±3 mm. "Bullet", instalado no centro do difusor, equaliza a característica de frequência de fase do cabeçote na faixa de 1,9...4 kHz. Para reduzir o efeito da própria ressonância do cabeçote na resposta transitória na região dos médios, as janelas do suporte do difusor são coladas com uma camada de feltro sintético, como foi feito em [2]. Tal painel de impedância acústica definitivamente supera uma rejeição de frequência ressonante fundamental elétrica (como um filtro de entalhe), pois o amortecimento da cabeça não é prejudicado. A cabeça do H522 tem bons detalhes mesmo ao reproduzir sons de alto nível. É importante que as cabeças H522 e 850136 formem um par correspondente. As cabeças de médios são emparelhadas com as cabeças de baixa frequência com um filtro de primeira ordem (6 dB por oitava), que "estabiliza" significativamente as avaliações técnicas e subjetivas. A boa coordenação das respostas dinâmicas e de frequência na região MF-HF foi alcançada com o cabeçote H1149 SEAS HF. O tweeter tem uma cúpula de tecido impregnado, uma sensibilidade de 92 dB/W/m e uma câmera mudo na parte de trás da cúpula. Distingue-se por um som suave, sem picos e quedas, uma resposta de frequência de até 21 kHz e um som leve e detalhado. Ligar a cabeça através de um filtro de crossover de terceira ordem (atenuação de 18 dB por oitava) em uma frequência de ressonância fundamental suficientemente baixa (cerca de 700 Hz) tornou possível selecionar o limite de frequência operacional em uma frequência de 2730 Hz. Essa frequência acabou sendo a mais ideal para emparelhar esse cabeçote com emissores de frequência média com reserva de energia suficiente. Todos os drivers são instalados através de anéis feitos de feltro natural de média densidade com 5 mm de espessura. É claro que o feltro aqui faz o papel de amortecedor, reduzindo o nível de vibração do painel frontal do gabinete. O gabinete de camada dupla (seu peso próprio é de cerca de 54 kg) com painéis perfurados de amortecimento e nervuras de reforço contribui para a reprodução de programas musicais com incrível naturalidade. Principais características técnicas
Sabe-se que para reproduzir graves profundos é necessário um corpo de alta rigidez e resistência a vibrações, que se propagam principalmente a partir das cabeças dos graves. O corpo do modelo 100A-10 (o desenho do projeto é mostrado na Fig. 1) é montado em compensado de 10, 12 mm de espessura e aglomerado de 16 mm. O painel frontal é composto por três camadas: compensado-aglomerado-contraplacado (12+16+12 mm), o restante é composto por duas camadas: compensado-aglomerado (12+16 mm). Os blanks para painéis são colados com PVA e mantidos sob pressão por quatro dias.
Primeiro, o quadro foi montado - painéis laterais, superiores e inferiores com um quarto selecionado nos pontos de fixação. A estrutura é reforçada por fora com parafusos auto-roscantes de 70 mm de comprimento nas extremidades dos painéis superior e inferior. Os parafusos são aparafusados nos painéis laterais a cada 50 mm e fixados com cola epóxi preenchida com serragem de aglomerado fino (telada). Os chapéus recuados 5 a 7 mm da superfície são cobertos com massa nitro nivelada com o plano do painel. Em seguida, com base em dimensões específicas, foram feitas as paredes frontal e traseira do gabinete, bem como uma caixa para médios e tweeters. Além disso, painéis perfurados e reforços foram fabricados e instalados internamente nas paredes frontal e traseira. Os painéis perfurados 5, 6 e 7 têm cada um 20 orifícios espaçados uniformemente com um diâmetro de 20 mm. O painel 8 tem 24 orifícios com um diâmetro de 30 mm. Todos eles são feitos de compensado de 20 mm de espessura. Costelas de reforço 4 - do mesmo compensado. O último passo é montar o estojo. Aqui está um método de fixação: as juntas adesivas dos painéis são imediatamente fixadas com parafusos auto-roscantes a cada 50 mm. Os painéis perfurados 5, 6, 7 e 8 também são fixados com parafusos. O painel colado 3 serve para aumentar a rigidez do painel superior. Em três cantos do corpo são instalados blocos de madeira de faia, que aumentam um pouco a área de conexão dos painéis e distribuem as cargas de vibração nos pontos de conexão dos painéis. Das extremidades e ao longo do comprimento, essas barras também são fixadas com parafusos. Painéis de compensado (20 mm de espessura) instalados entre os woofers e a caixa MF-HF servem para reduzir as vibrações dos woofers e diminuir a interferência de vibrações acústicas dentro do gabinete. Os painéis 1 e 2 servem como amortecedor adicional na parte inferior da caixa e como elemento de design externo. Nesses painéis, são instalados tubos de um inversor de fase, que é sintonizado na frequência de 33 Hz. No painel traseiro, na parte inferior do orifício 9, há uma porta com grampos de entrada banhados a ouro - "Entrada 1" e "Entrada 2". O painel frontal é estofado em couro legítimo preto fosco. Além das qualidades estéticas, a pele que envolve o tweeter tem um efeito benéfico na redução da interferência na radiação sonora em frequências acima de 2,5 kHz. O corpo é coberto com folheado de faia de 3 mm de espessura com uma textura de padrão cuidadosamente combinada. O folheado é colorido, coberto com sete camadas de verniz semi-fosco e polido com alto brilho (foto na Fig. 2). Quatro cones de aço de 12 mm de altura e 10 mm de diâmetro são instalados no painel inferior da caixa nos cantos, que fazem parte de um flange de 70 mm de diâmetro e 6 mm de espessura.
No plano superior da plataforma-base existem insertos redondos de aço (Fig. 3), que servem de suporte para os cones do corpo. Por sua vez, amortecedores de feltro duro natural com diâmetro de 70 e espessura de 8 mm são colados no plano inferior da plataforma. A plataforma do suporte foi projetada para minimizar as vibrações que vão para o chão e, assim, "suspender" acusticamente o gabinete do alto-falante (após vários experimentos, o autor não encontrou as vantagens reais dos suportes maciços de lajes de pedra). O suporte é feito de camadas alternadas de compensado e aglomerado com uma espessura total de 56mm. O desenho após a aplicação do PVA foi mantido sob pressão por quatro dias. As superfícies externas são revestidas e acabadas da mesma forma que os gabinetes dos alto-falantes. As superfícies internas do corpo e dos painéis perfurados são preenchidas com cola PVA, a espessura total da camada seca é de cerca de 5 mm. Tal revestimento, em primeiro lugar, elimina a inevitável interação do compensado com a umidade presente no ar e, consequentemente, o possível ressecamento dos painéis. Em segundo lugar, e não menos importante, uma camada de plástico de 5 mm serve como outra camada de amortecimento de vibrações. As superfícies livres da caixa do woofer são cobertas por dentro com feltro natural de densidade média de 17 mm de espessura. O painel 8 também é colado com ele, com exceção dos furos e do espaço entre os reforços 4. A colagem é feita de forma a formar um raio de cerca de 3 cm nos cantos. -Caixa HF também são coladas com o mesmo feltro. Deve ser lembrado que o feltro natural é o absorvedor de som mais eficaz na faixa de 100...20000 Hz. Aderido ao painel sob pressão, possui boas propriedades de amortecimento de vibração, o que é especialmente valioso quando a escolha da espessura dos painéis é limitada. Uma das razões para o uso extremamente raro de feltro em alto-falantes é seu alto custo. Rolos de manta de algodão com 80 mm de diâmetro e 160 mm de comprimento são colados nos cantos verticais entre os painéis traseiro e lateral, sobre o feltro. Assim como os painéis perfurados, os ralos também apresentam perdas acústicas em baixas frequências. Juntamente com o feltro, os rolos reduzem significativamente o efeito das ondas refletidas nas superfícies traseiras dos cones de baixa frequência. Esse amortecimento acústico reduz significativamente a irregularidade da resposta de frequência na faixa de frequência mais ampla e estende a estabilidade da reprodução na região de graves mais baixa. As baixas frequências tornam-se mais articuladas e profundas. O ponto mais importante pode ser chamado de amortecimento acústico do emissor de médio porte, cujo som é determinado principalmente pela avaliação subjetiva (e objetiva em uma câmara abafada) do som do alto-falante como um todo. Este importante propósito é servido por painéis espaçadores perfurados, dividindo o volume total em três partes. A forma da caixa MF-HF equilibra amplamente as ressonâncias refletidas residuais na superfície traseira da cabeça MF. Os volumes atrás das cabeças dos médios e agudos são preenchidos com algodão penteado pesando 70 g cada. Junto com o painel de radiação acústica, tal amortecimento possibilitou praticamente eliminar as ressonâncias acústicas internas, reunindo a resposta de frequência dos cabeçotes na caixa e no ar. No crossover do alto-falante (o circuito elétrico é mostrado na Fig. 4), filtros de primeira ordem (atenuação de 6 dB por oitava) são usados para as bandas de médios e graves, que afetam minimamente as características de frequência de fase dos alto-falantes e mantêm o equilíbrio tonal "contínuo" na frequência de cruzamento de 400 Hz. Os circuitos RC dos elementos R1-R4, C1-C5 para drivers de graves e R9-R12, C11-C13 para drivers de médio porte estabilizam sua impedância de entrada.
Para o cabeçote H1149, foi montado um filtro crossover de terceira ordem (atenuação 18 dB por oitava), que protege bem contra sobrecargas e combina perfeitamente com dois cabeçotes de médio porte. Deve-se notar aqui que o tweeter está localizado um pouco afastado do eixo de instalação das cabeças de médio porte, o que expande a zona do efeito estéreo dos alto-falantes. Com esse arranjo de cabeças, o filtro de terceira ordem é o mais ideal. Os indutores são enrolados em armações de plástico sem núcleos com fio PEL-1 1,2 (L1 e L2) e PEL-1 0,8 (L3). Os quadros de bobina L1 e L2 têm altura de 28 e diâmetro de 32 mm e contêm, respectivamente, 260 e 90 voltas. A bobina L3 é enrolada em uma estrutura com diâmetro de 12 e altura de 18 mm e contém 210 voltas. As bobinas são enroladas com fio volta a volta com isolamento entre as camadas. As camadas são impregnadas com verniz de poliuretano. Todos os elementos dos filtros de separação são combinados em pares e diferem das classificações em não mais que 0,5%. Os elementos são montados em painéis de compensado e sem fios de conexão. Em um painel, um filtro passa-baixo é montado, no outro - filtros de faixa média e alta frequência. As soldas foram feitas com solda prata-estanho, a resistência de cada solda foi controlada e não ultrapassou 0,01 Ohm. Os elementos filtrantes são fixados com adesivo epóxi preenchido com plástico, as bobinas são fixadas com parafusos M4 e também fixadas com adesivo. Para excluir a ocorrência de processos de óxido nos locais de solda, todas as conexões de campo são preenchidas com verniz de polipropileno. A saída da bobina L1, deixada de acordo com o esquema, é soldada diretamente ao terminal de entrada da entrada 1. A conexão das cabeças com filtros de separação é feita por pares de fios trançados banhados a prata com isolamento duplo: interno - vidro fino tecido de fibra, fora - fluoroplástico. O diâmetro de cada grupo encalhado é de 2,1 mm. Os grupos de resistores R5-R8 e R13-R16 são separados da mesma forma que os elementos dos filtros de frequência média e alta para evitar influência mútua. As conexões dos filtros MF e HF são feitas com fios trançados banhados a prata. O modelo 100A-10 também possui "Entrada 2", quando conectado ao qual o sinal passa por um capacitor com capacidade de 880 microfarads. Ele serve como um filtro de primeira ordem que corta frequências abaixo de 30 Hz. A conexão através da "Entrada 2" protege os alto-falantes de entrar nas cabeças de graves de sinais de frequência infrabaixa e tensão CC. Ao ouvir as mesmas músicas com alto-falantes conectados a cada uma das entradas, não houve diferença perceptível na reprodução dos graves. A escuta subjetiva completa foi realizada com a inclusão de composições clássicas: jazz, ópera, rock e música pop, composições étnicas orientais (ricas em muitos instrumentos de percussão e dedilhado). A opinião geral dos ouvintes é de um som leve, detalhado e profundo, não cansativo mesmo com escutas prolongadas em alta potência. Separadamente, os alto-falantes 100A-10 foram testados como alto-falantes frontais em um sistema de home theater. Na maioria dos casos, um subwoofer (abaixo de $ 2000) não era necessário. O design acústico 100A-10 (na verdade, o corpo) é adequado para instalar algumas cabeças dinâmicas russas: 35GDN-1 -8 - como de baixa frequência, 20GDS-4-8 - como de média frequência. Mantendo as boas características de 35GDN-1-8 e 20GDS-4-8, ainda é recomendável instalar H1025SEAS ou H883SEAS como um radiador de RF, que pode operar em 2700 Hz. Com esse conjunto de cabeças, será necessário aumentar o volume útil da caixa MF-HF para 3,5 dm3 e aumentar a quantidade de algodão em 20 ... 30%. Para corrigir a reprodução das frequências mais baixas, você deve selecionar novamente o comprimento dos tubos inversores de fase. Também serão necessárias alterações no bloco de filtros de separação. A principal coisa que deve ser preservada ao substituir os radiadores é sua localização em relação um ao outro (nas mesmas frequências de cruzamento) e a rigidez do gabinete com uma grande redução de atenuação. Isso permite que você mostre do que cabeças relativamente baratas são capazes e se o CD que está sendo ouvido é de alta qualidade. Literatura
Autor: A. Demyanov, Moscou
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