Акустическое оформление громкоговорителей и требования предъявляемые к ним (стр. 2 из 2)

Головка громкоговорителя прямого излучения может быть соединена с рупором через предрупорную акустическую камеру. Такая конструкция позволяет лучше согласовать механическое сопротивление подвижной системы головки с сопротивлением излучения рупора и значительно увеличить к.п.д. громкоговорителя. Рупор представляет собой трубу с переменным сечением, возрастающим по мере удаления от головки. Встречается несколько типов рупоров: конический, экспоненциальный, гиперэкспоненциальный и др.

В коническом рупоре площадь поперечного сечения рупора изменяется по закону:

В экспоненциальном – по закону

в гиперэкспоненциальном – по закону:

где

- параметр рупора. На рисунке 4 показан профиль рупоров и зависимость их сопротивления излучения от частоты.

1 – конический, 2 – экспоненциальный, 3 – гиперэкспоненциальный

Рисунок 4

Приведенная зависимость показывает, что рупор начинает эффективно излучать с некоторой частоты, называемой критической частотой рупора

. Экспоненциальные рупоры обладают лучшими характеристиками по сравнению с рупорами другой формы и применяются чаще других. Для экспоненциального рупора:

Расчет рупора сводится к определению площади (диаметра) входного, выходного отверстий и длины рупора. Площадь входного отверстия:

[м²],

где

, а и - нижняя и верхняя граничная частота рабочего диапазона.

Диаметр выходного отверстия:

.

Оптимальная длина рупора:

К.п.д. рупорных громкоговорителей достигает 5

7 %. Недостатком таких громкоговорителей являются большие габариты, а также сужение диаграммы направленности излучения с повышением частоты. Применяют их для озвучивания улиц, площадей и т.п.

Сложные акустические системы. Часто встречаются системы, состоящие из нескольких головок громкоговорителя, размещенных на одном щите или в одном ящике. Система, содержащая несколько одинаковых головок, включенных параллельно, называется колонкой. Несколько головок громкоговорителя, работающих в разных участках воспроизводимого диапазона частот, образуют многополосную акустическую систему.

Колонки. Сопротивление излучения каждой из двух головок громкоговорителя, размещенных на одном щите, благодаря взаимному влиянию увеличивается:

где

- расстояние между соседними краями диффузоров. Из этого выражения следует, что суммарное сопротивление излучения увеличивается с понижением частоты и, при малых значениях , удваивается, что повышает эффективность излучения низких частот.

При использовании колонки получается более равномерная по сравнению с одиночным громкоговорителем АЧХ (см. рис. 5).

1 – АЧХ одиночного громкоговорителя, 2 – АЧХ колонки, состоящей из двух головок

Рисунок 5

Многополосные акустические системы. Для получения высокого качества воспроизведения звука создают сложные акустические системы, содержащие фазоинвертор, обеспечивающий воспроизведение нижних частот; закрытый ящик с головкой, воспроизводящей средние частоты, и высокочастотную головку. Головки громкоговорителя подсоединяются к источнику сигнала через разделительные фильтры. Типичные АЧХ сложной акустической системы приведены на рис. 6.

В соответствии с требованиями международных стандартов акустические системы подразделяют на три группы сложности: 0 (высшую), 1 и 2. Параметры акустических систем должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 1. Частотные характеристики должны укладываться в поле допусков, показанное на рис. 7.

Рисунок 6

Поле допусков АЧХ акустических систем 1-й группы сложности.

Поле допусков АЧХ акустических систем 2-й группы сложности

Рисунок 7

Таблица 1. Требования к параметрам акустических систем