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Altifalante bidirecional com bass reflex. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Alto-falantes

 Comentários do artigo

Os chefes dinâmicos da empresa dinamarquesa Peerless já eram conhecidos por mim da literatura. Além disso, as páginas da revista americana "SPEAKER BUILDER" publicaram uma descrição de vários alto-falantes de última geração usando os cabeçotes desta empresa. Tendo visto as amostras "ao vivo" na exposição "Russian Hi-End 99" (na exposição da empresa "Arkada"), decidi usar as mesmas em um novo alto-falante bidirecional. O mais preferível para meus propósitos com a relação qualidade / preço ideal acabou sendo os drivers dinâmicos de médios graves com um diâmetro de 176 mm e tweeters com um diâmetro de 105 mm. A documentação técnica indica o nome completo das cabeças dinâmicas, contendo informações sobre sua finalidade e características de design. Considero útil, neste caso, fornecer uma decodificação exaustiva dos nomes das cabeças (entre parênteses - o número da nomenclatura usada na documentação comercial).

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

  • 176 - diâmetro total em mm;
  • WR - cabeçote "bass" com suspensão difusora de borracha;
  • 33 - diâmetro da bobina de voz em mm;
  • 102 - diâmetro do imã em mm;
  • SD - difusor de três camadas em material compósito;
  • AL - a presença de um dispositivo especial que limita a distorção em grandes amplitudes da oscilação do difusor;
  • 8 - resistência nominal em Ohm.

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

  • 105 - diâmetro total em mm;
  • DT - cabeçote de alta frequência "cúpula";
  • 26 - diâmetro da bobina de voz em mm;
  • 72 - diâmetro do imã em mm;
  • SF - copa de tecido impregnado;
  • FF - presença de fluido magnético no gap do sistema magnético;
  • 8 - resistência nominal em Ohm.

A potência máxima de longo prazo dessas cabeças é de 100 e 70 W, respectivamente.

O design do alto-falante começa com o cálculo do design acústico da cabeça dinâmica de médios do woofer. Para isso, o autor utilizou os parâmetros medidos em duas amostras de cabeça (ver Tabela 1).

Tabela 1

Amostras de cabeça 1 2
Frequência de ressonância Fs, Hz 50,4 49,2
Volume Vas, equivalente à flexibilidade acústica, l 16,2 17,1
Fator de qualidade total Qts 0,414 0,402

Levando em consideração a resistência ativa da bobina do filtro e dos fios condutores (0,7 Ohm), foi adotado para o cálculo o valor do fator de qualidade Qts=0,44. De acordo com os resultados da simulação de computador, um inversor de fase com volume de trabalho de 18 litros e frequência de sintonia de 42 Hz foi escolhido como projeto acústico. A frequência de afinação especificada é obtida usando um tubo de 11,5 cm de comprimento e 5 cm de diâmetro interno, colado de papel a uma espessura de parede de cerca de 5 mm.

O desenho do invólucro é mostrado na fig. 1. O corpo é feito de madeira compensada para móveis com 18 mm de espessura. Para reduzir a vibração das paredes, o corpo é colado por dentro com isolador de hidrovidro. Para aumentar a rigidez da estrutura, há dois jumpers na caixa, que dividem o volume interno em três compartimentos. Os dois primeiros são preenchidos com a peça mais fofa de inverno sintético de baixa densidade (com área de 1,4 m2 por carroceria). O compartimento inferior, onde está localizado o tubo do inversor de fase, é coberto por dentro sobre o isolamento de hidrovidro com pele artificial com comprimento de pilha de 10 mm.

Alto-falante de duas vias com reflexo de graves

Na fig. 2 mostra a resposta de frequência para pressão sonora, tomada em um sinal senoidal no campo próximo e caracterizando a operação do inversor de fase. As linhas tracejada e cinza mostram a resposta de frequência da radiação da cabeça e do tubo de reflexo de graves, respectivamente, e a linha contínua mostra a resposta de frequência resultante do alto-falante. A queda na resposta de frequência da cabeça permite avaliar a área de diminuição da amplitude das oscilações do cone (e distorções não lineares) devido à ação do inversor de fase. Uma limitação notável do curso do difusor ocorre na faixa de frequência de 30 a 45 Hz.

Alto-falante de duas vias com reflexo de graves

A resposta de frequência do alto-falante na região de baixa frequência é obtida como resultado da interação da radiação da cabeça dinâmica e do tubo inversor de fase, levando em consideração as relações de fase, e em cada frequência é calculada como a soma vetorial dessas radiações. Deve-se notar que a resposta de frequência resultante não pode ser obtida pela soma das ordenadas das duas curvas inferiores. A resposta de frequência do alto-falante a uma frequência de 40 Hz em relação à frequência de 150 Hz é de 6,5 dB, o que parece bastante aceitável para um alto-falante com um volume útil de 18 litros.

O desenvolvimento de um filtro de crossover para as cabeças dinâmicas usadas é muito facilitado, em primeiro lugar, devido à resposta de frequência uniforme da cabeça de médio-baixo até 5 kHz com uma queda suave na borda da faixa e, em segundo lugar, devido ao bom amortecimento da ressonância da cabeça de alta frequência. A frequência de ressonância da cabeça de HF é de 1170 Hz, o que permite selecionar uma frequência de cruzamento de cerca de 2500 Hz. Na fig. 3 mostra o circuito elétrico da primeira versão do filtro crossover. O filtro inclui um circuito R1C2 para compensar a indutância da bobina de voz da cabeça LF-MF, um divisor R2R3 que equaliza as cabeças em termos de recuo e dois links de primeira ordem conectados em série com as cabeças.

Alto-falante de duas vias com reflexo de graves

À primeira vista, a inclusão fora de fase das cabeças, característica dos filtros de segunda ordem, é incomum. Do ponto de vista das relações elétricas, em um filtro de crossover, tal inclusão de cabeças deve levar a uma queda na resposta de frequência próxima à frequência de crossover. No entanto, ao desenvolver um alto-falante, é muito mais importante levar em consideração a influência na resposta de frequência resultante em termos de pressão sonora da irregularidade de radiação das cabeças trabalhando em conjunto com as seções de filtro. Na fig. 4 mostra a resposta de frequência de cabeçotes individuais (linhas finas) e a resposta de frequência de alto-falante resultante obtida em um sinal senoidal. O intervalo de frequência no qual a resposta de frequência resultante é formada pela radiação de duas cabeças, chamamos de região de radiação conjunta.

Alto-falante de duas vias com reflexo de graves

Para o caso em questão, a região de radiação articular é praticamente limitada em 1 ... 3,6 kHz. A frequência de cruzamento está dentro da região de radiação conjunta e seu valor pode ser obtido condicionalmente no ponto de interseção da resposta de frequência original, ou seja, a uma frequência de cerca de 2,5 kHz. Perto da frequência de crossover, a inclinação da resposta de frequência é próxima a 12 dB por oitava, o que é típico para filtros de segunda ordem. Arroz. 4 mostra claramente que um filtro com ligações elétricas de primeira ordem se comporta acusticamente, juntamente com as cabeças, como um filtro de segunda ordem. Isso explica a inclusão anti-fase das cabeças.

Na fig. 5 mostra o circuito elétrico da segunda versão do filtro, no qual um link de terceira ordem é conectado em série com o cabeçote de RF.

Alto-falante de duas vias com reflexo de graves

Características na fig. 6 são semelhantes aos mostrados na fig. 4, mas a resposta de frequência foi removida para a segunda opção de filtro. Ele é projetado para reduzir a área de co-radiação. Pela experiência de desenvolvimentos anteriores, sei que a redução dessa área na maioria dos casos melhora a localização das fontes sonoras no panorama estéreo. Isso acabou sendo verdade neste caso também. Além disso, o equilíbrio tonal mudou - alguma ênfase apareceu na parte superior do espectro de frequências médias. Minha avaliação é, obviamente, subjetiva, portanto, os leitores que se aventurarem a repetir esse desenvolvimento têm a oportunidade de escolher uma opção de filtro de acordo com suas preferências.

Alto-falante de duas vias com reflexo de graves

É melhor caracterizar a qualidade do som do alto-falante desenvolvido em comparação com outro - nas cabeças dinâmicas da empresa VIFA ("Radio", 1999, nº 2). A diferença mais perceptível está na reprodução de sons de baixa frequência: com cabeçotes Peerless, o baixo é muito mais potente, mas é um pouco inferior aos cabeçotes VIFA em termos de detalhamento da imagem sonora. Caso contrário, é difícil dar preferência a um dos alto-falantes, pois o som do conjunto VIFA me parece mais suave e confortável, e o som com drivers Peerless é mais aberto e dinâmico. Claro, essas diferenças permitem que você escolha um ou outro alto-falante de acordo com as preferências musicais dos ouvintes.

Resumindo o trabalho realizado, resta fornecer uma pequena lista dos principais parâmetros do alto-falante desenvolvido.

Tabela 2

Irregularidade da resposta de frequência em termos de pressão sonora na faixa de frequência 50 ... 15000 Hz, dB, não mais ± 2
Faixa de frequência reproduzível em irregularidade de 6 dB, Hz 40 20000 ...
Resistência nominal, Ohm 8
Dimensões, mm 220x500x226
Kg de peso 12

Na fig. 7 mostra a resposta de frequência de um alto-falante em bandas de ruído de um terço de oitava. A característica do módulo de impedância também é dada lá.

Autor: S.Bat, Moscou

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