Материал: Проектирование и конструирование высококачественных акустических систем. Бадаев А.С

будут: η0 ≈ 0,1% и N0 =80 дБ, что крайне мало.

При других аппроксимациях энергетические характеристики повысятся, Vк вс равно останутся большими, форма АЧХ в области НЧ исказится, что

проявится в виде всплеска АЧХ до 9 дБ [10 ], что неприемлемо. Таким образом, ГГ 6ГД-2 явно не подходит к оформлению «фазоинвертор», она себя совершенно неплохо чувствует в закрытом корпусе объ мом 100–120 дм3, полностью заполненном звукопоглотителем. Такие объ мы позволяют создать красивую тр хполосную напольную конструкцию высотой 1,1–1,2 м с узкой передней панелью и расположением СЧ и ВЧ излучателей на расстоянии 1 м от пола.

Подробный сравнительный анализ самых распространенных на сегодня фазоинверсных и закрытых систем, провед нный в работе [10], показывает следующее:

1.При одинаковых Vк и f-3 КПД фазоинвертора выше закрытого корпуса.

2.При одинаковых КПД и f-3 фазоинвертор требует меньший Vк.

3.При одинаковых КПД и Vк фазоинвертор имеет более низкую f-3.

4.При одинаковых энергетических характеристиках величина максимального смещения диффузора у фазоинвертора значительно меньше на часто-

тах f ≥ fф.

5.Закрытые системы проще по конструкции и настройке.

6.Закрытые системы обладают меньшими фазовыми и переходными искажениями в области НЧ.

7.В области инфранизких частот закрытые системы имеют меньшую амплитуду смещения диффузора.

Отсюда следует вывод: делать надо и те, и другие, да и все остальные т о- же, на соответствующих ГГ.

Фазоинвертор с пассивным излучателем (ПИ) (passive radiator, drone

cone) представляет собой вариант фазоинвертора, в котором вместо трубы, щели или отверстия (порта) установлен ПИ – ж сткая пластина на гибком подвесе или подвижная система ГГ без магнита и звуковой катушки (рис. 5.8, в) [1]. На нужную частоту fф ПИ настраивается с помощью дополнительных грузов, ус-

танавливаемых в центре пластины. Эквивалентная схема фазоинвертора с ПИ представлена на рис. 5.14 [10].

100

Рис. 5.14. Эквивалентная схема фазоинвертора с ПИ:

1 — источник сигнала; 2 — ГГ; 3 — корпус; 4 — ПИ; Мгг, Сгг, Rгг — масса, гибкость, акустическое

сопротивление потерь подвижной системы ГГ соответственно;

Cк , Rк — гибкость, акустическое сопротивление

потерь воздуха в корпусе;

Mпи , Спи , Rпи — масса ПИ, гибкость подвеса ПИ, акустическое сопротивление потерь ПИ

Как видно, по сравнению со схемой фазоинвертора с отверстием или трубой в фазоинверторе с ПИ вторая колебательная система формируется из Mпи и

Спи . Резонансная частота такой системы

добротность

Отсюда следует, что Mпи должна быть небольшой, в то же время пластина

ПИ должна быть ж сткой для обеспечения поршневого режима излучения ПИ на НЧ. В качестве материала ПИ можно рекомендовать алюминий и его сплавы и композитные материалы. В случае применения в качестве ПИ подвижной системы ГГ такой же как и у активной ГГ с такой же гибкостью и диаметром диффузора, вс намного проще, не надо определять Mпи , Спи и Q.

На нужную расч тную частоту fф, соответствующую минимуму Z на

рис. 5.12, фазоинвертор с ПИ настраивается с помощью дополнительных грузов, расположенных в центре диффузора на месте пылезащитного колпачка или

101

заклеенном отверстии под звуковую катушку. Физика процессов в фазоинверторе с ПИ аналогична классическому фазоинвертору, однако АЧХ этой системы аппроксимируется функциями Золотар ва-Кауэра четв ртого порядка [10]. Передаточная функция фазоинвертора с ПИ с малыми потерями без корректирующих цепей имеет вид

Получим Спи ≈ 27 10−5 м/Н. Для получения расч тной fф = 30Гц масса ПИ из той же формулы должна быть:

mдоп ≈ 30г.

102

Рис. 5.15. АЧХ различных оформлений на НЧ: а — закрытый корпус; б — фазоинвертор с трубой или отверстием; в — фазоинвертор с ПИ

АС типа «фазоинвертор с ПИ» встречаются значительно реже, чем фазоинвертор с трубой, хотя они имеют явное преимущество перед последними изза отсутствия возможных призвуков, обусловленных резонансными явлениями и турбулентностью воздуха в трубе. Кроме того при создании достаточно эффективных малогабаритных АС объ мом 2–5 дм3 с f-3 = 50–60 Гц акустическое

оформление «фазоинвертор с ПИ» является единственно возможным.

5.3.5.Полосовой резонатор (band pass)

Впоследнее время вс более широкое применение находит акустическое оформление «полосовой резонатор (ПР)», которое представляет собой сочетание закрытого оформления и фазоинвертора или двух (иногда тр х) фазоинверторов [1, 12]. Тем не менее ПР является совершенно самостоятельным оформлением, которое описывается своими моделями и эквивалентными схемами. В отличие от закрытого корпуса и фазоинвертора, которые являются акустическими фильтрами верхних частот, ПР, как и следует из названия, объединяет в себе фильтры верхних и нижних частот. Различные типы ПР представлены на рис. 5.16 [1].

Во всех схемах возможна установка ПИ вместо труб, все объ мы ПР как в других оформлениях заполняют звукопоглотителем.

Простейший ПР четв ртого порядка (single reflex) представляет собой АС, в которой ГГ установлена в перегородке между двумя камерами — закры-

той задней с объ мом V1 и передней с портом фазоинвертора объ мом V2 (рис. 5.16, а). Таким образом, обе стороны диффузора ГГ нагружены на объ мы, поэтому ПР иногда, не совсем корректно, называют АС с симметричной нагрузкой.

103

Рис. 5.16. Различные типы ПР: а — ПР четв ртого порядка;

б— квазиполосовой ПР; в — ПР шестого порядка;

г— тр хкамерный ПР четв ртого порядка; д — тр хкамерный ПР шестого порядка

По сравнению с закрытым корпусом и фазоинвертором ПР обладает более высоким КПД, но худшими переходными характеристиками из-за формирования высокой добротности системы. Расч т ПР значительно сложнее традиционных оформлений.

Эквивалентная акустическая схема ПР четв ртого порядка приведена на рис. 5.17.

Из схемы рис. 5.17 следует, что ПР является системой двух связанных равнонастроенных контуров. Первый контур образован колебательной системой ГГ — закрытый корпус (2–3), второй — корпус фазоинвертора — труба или ПИ (4–5), контура связаны через ГГ. Как и в электрических колебательных связанных контурах, основная задача ПР — передача максимального количества энергии из первого контура во второй при их настройке на одну резонансную частоту fф = fк, которая определяется из формулы (5.4). Это происходит

при критической связи контуров при полном резонансе сложной системы и факторе связи А = 1. АЧХ ПР имеет такой же вид как и для электрических связанных контуров и представлена на рис. 5.18.

104