Акустична система "според Чебишев" (на двойни високоговорители)
Аудиофилът никога не почива. Той иска да постигне перфектния звук на музиката в дома си. В продажба има голям избор от акустични системи (AC). Вярно е, че цените боли "хапка", но не винаги е било така. Преди около 40 години нямах избор: в продажба имаше стерео радио Symphony (дори без стерео декодер, имаше само конектор на задната стена за свързването му) на цена, равна на тримесечна заплата на начинаещ инженер (330 "пълни" съветски рубли). AC радиостанциите като цяло работеха добре, но най-ниските честоти звучаха "неубедително" (дори с транзисторен усилвател), тъй като това е затворена кутия, резонансната честота на високоговорителя е 70 Hz. И аз исках да слушам орган с неговитеfн =16 Hz, и турски барабан, настроен на 20 Hz, и накрая, същия концертен роял (от 27,5 Hz)! Погледнете фиг.1 и ще ви стане ясно какво и как (в какъв диапазон) звучи.
Използвайки статия от списание "Радио", направих изчисления на фазовите инвертори по размер от таблицата и получих добро (по това време) съвпадение с данните на компанията. Собственикът на високоговорителите изгради високоговорителя Juliet според размерите, показани в таблицата, и беше доволен от резултатите. В този високоговорител резонансната честота на главата почти съвпада с честотата на настройка на фазовия инвертор. По това време изчисляването на фазовите инвертори се извършва по емпирични формули и графики. Теорията не беше развита, но се смяташе, че настройката на басрефлексната кутия трябва да съответства на резонансната честота на външния високоговорител. И тук (за високоговорителите "Юпитер") - 41 Hz на главата и 20 Hz на самия говорител. мистерия? Фантастично?!
И вдъхновен, реших сам да построя високоговорителите. Който? И най-доброто! С трудности придобих четири глави 25GD-26 (директно от Berdsk) за нискочестотната връзка (две глави на високоговорител) Според материалите на списанието Radio и книгатаM. Efbolgarsi проектира и изработи масивни (90 л - външен обем) кутии от ПДЧ с дебелина 20 мм. Чертежът на предния панел е показан на фиг.3. Взех предвид всички препоръки за заглушаване на стените: залепих слой от дървесни влакна (6 мм) върху виброабсорбираща мастика, покрих го с винилова кожа. Настроих фазовите инвертори на 25 Hz (високоговорителите имахаfp = 36-42 Hz).
Започна да слуша. Звукът при ниски честоти не задоволи! Напълних целия обем на кутията с вата (почти 3 кг!). Звукът стана по-добър, но басът все още звучеше зле (нямаше "лекота" и "мощ"). Между другото, високоговорителите 35AC-1, които се появиха в продажба, също не звучаха по-добре. Според оценка финансовите разходи за моите високоговорители съответстваха на цената на 35AC-1.
Основни параметри при измерване на високоговорител:
Още няколко съотношения:
Vas/V= (fh2 –fb2 ) ∙ (fb2 –fl2 ) / (fh2∙fl2 ), където
fl иfh - честоти (долна и горна) на "гърбиците" на Z-характеристиката на фазоинвертора;
fs’= (fl∙fh) /fb, където
Имайки основните параметри на динамичните глави, е възможно да се намери честотата на настройка на фазовия инверторfp и неговата долна работна честота според нивото от -3dB -f3 с помощта на номограми.
В съответствие с теорията на високоговорителя във фазов инвертор можете да получите различна честотна характеристика на пълна мощност. Те се наричат с имената на математици, които са изучавали съответните криви и математически изрази - полиноми, които описват тези криви. Това са полиноми на Бътъруърт, Чебишев, Кауер и други. При определени съотношения между параметрите се получават различни честотни характеристики на високоговорителя.
АкоQt =0,383,Vas/V =1,41,fb/fs =1 иQb >10, имаме честотната характеристика на Бътъруърт (максимално гладка). Най-често се изграждат такива високоговорители. Те иматfb=fs, т.е. честотата на настройка на фазовия инвертор е равна на резонансната честота на главата. ПриQb =10 номограмите съответстват на фиг.4, приQb =5 – на фиг.5.
Но какво ще стане, акоQt на съществуващата глава се различава от тези стойности на "butterworth"? Тогава, както виждаме от номограмите, съотношениятаVas/V,fb/fs иf3/fs ще се променят. Разбира се, честотната характеристика също ще се промени: с увеличаване наQt, тя се превръща от най-гладката (Butterworth) във вълнообразна характеристика на Чебишев. И за негоf3/fs 3 ∙fin√Pa) / (fn2 ∙d2 ) [%],Pa=Pe∙ Ефективност, където:
При мен приPe =10 W,КПД =0,1%,fn =28 Hz,fv =800 Hz се оказа:
KD = (18 ∙ 10 3 ∙ 800 √0,01) / (28 2 ∙ 20 2 ) = 4,5%.
ВзимамZ -характеристиката AC, изчислявамVas/V =0,29. Сега всичко съвпада! Измерване наfs на открито: глава 1: 34,5 Hz; глава 2: 42,8 Hz; двоен блок (сложен): 38 Hz.