Громкоговорители разделительные фильтры

Следует отметить, что диффузорные громкоговорители без внешнего акустического оформления (так называемые головки громкоговорителей) по причинам, излагаемым ниже, нуждаются во внешних оформлениях, совместно с которыми, а Также с такими пассивными элементами, как трансформаторы, разделительные фильтры, аттенюаторы, образуют акустические излучающие системы. Последние обычно и называют громкоговорителями или акустическими системами. Для озвучания и звукоусиления применяют групповые излучатели — звуковые колонки. [c.110]

Разделительные фильтры рассчитывают, исходя из вполне определенного значения нагрузки, которой в данном случае является входное электрическое сопротивление головки громкоговорителя. Из рис. 6.1 видно, что модуль электрического сопротивления любой головки громкоговорителя зависит от частоты и потому разделительный фильтр, будучи нагруженным на головку, сможет обеспечить расчетное затухание, строго говоря, лишь в одной точке, соответствующей номинальному входному сопротивлению данной головки громкоговорителя, которое учитывалось при расчете фильтра (/ ном рис. 6.1). Для более высоких частот затухание будет уменьшаться по сравнению с расчетным вследствие увеличения модуля электрического сопротивления. Это обстоятельство особенно нежелательно при использовании фильтров первого и второго порядков из-за малой крутизны среза. С целью компенсации изменения модуля электрического сопротивления головки громкоговорителя при включении ее через разделительный фильтр применяют компенсирующие НС-цепи (см. рис. 6.32, а), включаемые параллельно головке. При этом R можно брать равным номинальному значению входного сопротивления соответствующей головки, а емкость включенного последовательно с резистором конденсатора рассчитывают по формуле [c.153]

Следует указать на одну особенность построения схем разделительных фильтров. Совсем необязательно, чтобы все головки в аку-стической системе имели разделительные фильтры одного порядка. Например, высокочастотные головки обычно включают через фильтр третьего порядка, имеющий максимальное затухание, что обеспечивает требуемое ослабление компонентов сигнала, совпадающих с частотой резонанса, и предохраняет головку от перегрузки. Кроме того, частотные характер ристики по звуковому давлению головок громкоговорителей далеки по своему виду от прямой линии, и потому для получения желаемой частоты разделения иногда приходится применять разделительные фильтры, рассчитанные на более низкую частоту. Такую настройку акустических систем можно прово дить только в специальных условиях — в заглушенных звукомерных камерах с помощью специальной измерительной аппаратуры. [c.157]

Следует отметить, что диффузорные громкоговорители без оформления (так называемые головки) по причинам, излагаемым ниже, нуждаются во внешних оформлениях , совместно с которыми, а также с такими пассивными элементами, как трансформаторы, разделительные фильтры, регуляторы громкости и тембра, образуют акустические излучающие системы. Последние обычно называются громкоговорителями или акустическими системами, или, как частный случай — применяемые для озвучения и звукоусиления звуковые колонки. Стандартом ГОСТ 16122—70 Громкоговорители. Методы электроакустических испытаний и измерений установлены определения характеристик громкоговорителей и терминов, к ним относящимся, наиболее употребительные из которых мы приведем ниже. [c.143]

Задачей правильного включения громкоговорителей является обеспечение того, чтобы на каждый громкоговоритель поступало напряжение только тех частот, которые он должен воспроизводить. Достигается это путем включения громкоговорителей через фильтры, которые носят название разделительных. Наиболее распространенной схемой фильтра является изображенная на рис. 6.32а. Она дает увеличение затухания частот за своей граничной 9 дБ/окт. Ве-С [c.187]

Пример. Найти параметры разделительного фильтра, рассчитанного на частоту раздела 1000 Гц, если низкочастотный и высокочастотный громкоговорители имеют сопротивление 15 Ом каждый. Справа графика находим по отметке 15 Ом ниспадающую слева вниз диагональную прямую. Находим далее точку ее пересечения с диагональной прямой, имеющей отметку 1000 Гц и ниспадающей справа вниз. Проводя из этой точки горизонтальную прямую влево и вертикальную вверх, отсчитываем по осям соответственно 3,37 мГ и 7,5 мкФ, что приблизительно и является искомыми величинами. Если заданы такие величины, которые отсутствуют на графике, то они могут быть определены с помощью следующих множителей [c.189]

Обеспечение максимально допустимого уровня звукового давления. Максимальное звуковое давление, развиваемое громкоговорителем, зависит от выбора частоты среза разделительного фильтра, ограничивающего амплитуду сигнала и соответственно амплитуду смещения в нижней части рабочего диапазона частот среднечастотного или высокочастотного громкоговорителя. Как было показано выше, при соответствующем выборе частот разделения и крутизны спада АЧХ фильтра верхних (средних) частот, можио обеспечить постоянство (нли даже снижение с понижением частоты) амплитуды смещения диффузора ниже рабочего диапазона частот громкоговорителя. Это определяет, в свою очередь, допустимый уровень подаваемого иа громкоговоритель сигнала [c.68]

Обеспечение допустимого уровня искажений Доплера (см, гл- 1). Как было сказано выше, искажения вследствие частотной модуляции зависят от соотношения амплитуды смещения диффузора громкоговорителя в низкочастотной части рабочего диапазона и максимальной частоты излучаемого сигнала. Таким образом, сужение рабочего диапазона частот громкоговорителя с помощью разделительного фильтра приводит к уменьшению искажений Доплера. [c.69]

Как было сказано выше, разделительные фильтры с плоской АЧХ обладают рядом преимуществ перед фильтрами других типов и являются наиболее употребимыми в настоящее время в АС класса Н —р1, поэтому в методике расчета будет рассмотрен только этот тип фильтров. Суть расчета состоит в том, что сначала разделительные фильтры рассчитываются из условия активной нагрузки и источника напряжения с бесконечно малым выходным сопротивлением (что справедливо для современных усилителей звуковой частоты), а затем принимаются меры, направленные на снижение влияния амплитудно-частотных и фазочастотных искажений громкоговорителей и комплексного характера их входного сопротивления па характеристики фильтров. [c.83]

Влияние входного комплексного сопротивления громкоговорителей можно-рассмотреть на примере разделительных фильтров второго порядка верхних к нижних частот [3.12] (рис. 3.14). Параметры НЧ громкоговорителя выбраны тз- [c.87]

Рис. 3.14. Электрическая эквивалентная схема громкоговорителя с разделительными фильтрами 2-го порядка

Наиболее эффективным способом расширения диапазона воспроизводимых частот является разделение его на части с тем, чтобы каждая из этих частей воспроизводилась отдельной головкой громкоговорителя, большей по размерам для низкочастотной области и меньшей для высокочастотной. Подключают эти головки через так называемые разделительные фильтры, обеспечивающие попадание на данную головку напряжения только тех частот, для воспроизведения которых она предназначена. Выбор частот раздела, а также крутизны разделительного фильтра существенно влияют на качество звучания громкоговорителя. Поэтому при конструировании акустических систем субъективная оценка качества звучания является основным критерием передачи их в производство. Качество звучания акустической системы [6.7] должно быть не хуже образца по качеству з вучания, утвержденного в установленном порядке, для каждой группы сложности. Качество звучания проверяется по ТУ. [c.116]

Задачей правильного включения головок громкоговорителей является обеспечение того, чтобы на каждую из них поступало напряжение только тех частот, которые она должна воспроизводить. Достигается это путем включе-чения головок громкоговорителей через фильтры, которые носят название разделительных Их рассчитывают на определенную частоту разделения, за пределами которой фильтр обеспечивает выбранную величину затухания, выражаемую в децибелах на октаву. Крутизна затухания резделительного фильтра зависит от схемы его построения. Простейший фильтр, так называемый фильтр первого порядка, состоит И3( одного реактивного элемента — емкости или индуктивности и обеспечивает затухание 6 дБ/окт.. Вдвое [c.153]

Теперь об энергетических возможностях применения головок громкоговорителей в акустической системе. Пo кoлIiкy разделительный фильтр разделяет входное напряжение вещательного сигнала, поступающего на вход акустической системы, между несколькими головками, имеющими различные полосы рабочих частот, то совершенно очевидно, на головки будет поступать разная электрическая мощность. Вещательный сигнал (музыка, речь), изменяясь по случайному закону, имеет специфический характер распределения мощности по спектру частот. Причем характер зависимости определяется в известной степени формой музыкального произведения. По этим причинам методом статистических исследований была получена кривая распределения мощности вещательного сигнала, которую реализует специально разработанный фильтр. [c.155]

Эти выражения справедливы в диапазоне частот, нижней границей которого является резонансная частота, а верхней — нижняя граница поршневого диапазона, равная, как уже упоминалось, /гр = с/2п5. Ниже резонансной частоты звуковое давление и КПД очень сильно убывают. Выше /гр диффузор перестает колебаться как целое и части его колеблются с разными фазой и амплитудой. Поэтому звуковое давление от него то увеличивается на тех частотах, где вся или большая часть поверхности диффузора и подвеса колеблется синфазно, то уменьшается, когда части поверхности диффузора и подвеса колеблются противофазно. Поэтому частотная характеристика диффузорного громкоговорителя по звуковому давлению имеет обычно нерегулярную, испещренную пиками и провалами форму. По этим причинам в громкоговорителях, предназначенных для воспроизведения широкого диапазона частот, приходится идти на усложнение их конструкции. Так, для понижения резонансной частоты применяют особо гибкие подвесы, например из латекса. Для улучшения воспроизведения высших частот применяют специальные рупорки, скрепленные с подвижной системой громкоговорителя. Вместо катушек из медного провода делают их из алюминиевого, что уменьшает массу подвижной системы и, следовательно, увеличивает КПД и стандартное звуковое давление. Самым же эффективным способом расширения диапазона воспроизводимых частот является разделение его на части с тем, чтобы каждая из этих частей воспроизводилась отдельным громкоговорителем, большим по размерам для низкочастотной области и меньшим для высокочастотной. Включаются эти громкоговорители через так называемые разделительные фильтры, обеспечивающие попадание на данный громкоговоритель напряжения только тех частот, на воспроизведение которых он предназначен. [c.148]

В качестве примера акустических систем бытовой аппаратуры приведем систему (десятиваттной малогабаритной акустической системы) ЮМАСч (рис. 6.23). Она состоит из деревянного корпуса внутренним объемом 18 л, заполненного ватой (для демпфирования нежелательных резонансов объема воздуха внутри корпуса). На передней стенке корпуса установлены низкочастотный громкоговоритель 10ГД-30 и высокочастотный громкоговоритель ЗГД-31. Оба они включены через упрощенный разделительный фильтр. Частота деления 3500—4500 Гц. Основные параметры акустической системы приведены в табл. 6.9. [c.173]

Пример. Определить данные катушки с индуктивностью 3,37 мГ, или 3370 мкГ, разделительного фильтра, нагруженного громкоговорителем сопротивлением 15 Ом. Активное сопротивление рассчитываемой катушки выбираем в 5% от сопротивления громкоговорителя. Это соотношение можно считать вполне приемлемым. Тогда = 0,05-15=0,75 Ом, откуда — 3370/0,75 = 4500. Высота обмотки А= 4500/8,66=22,9 мм длина провода 1=187,3 3370-22,9 = =5,2-10 мм = 52 м число витков /У= 19,88 1//г= 19,88 1 3370/22,9=246 в диаметр провода с( = 0,84//) Л = 0,84-22,9/У 246= 1,22 мм масса провода т = =А -10 /21,4=22,9 -10 21,5=0,56 кг. Естественно, полученные числа должны быть округлены, и в первую очередь диаметр провода, до ближайшего стандартизованного. Окончательные значения индуктивности подгоняют путем измерения на мостике, отматььвая по нескольку витков обмотки, намотанной с некоторым превышением числа витков сравнительно с рассчитанным. [c.189]

Основными причинами фазовых искажений в АС являются сложный диспергирующий характер колебательных процессов в подвижных системах громкоговорителей, частотно-завнсимые фазовые сдвиги в разделительных фильтрах, фазовые сдвигн из-за гтро-страиствеиного распределения громкоговорителей в корпусе АС и т. д. [c.11]

Влияние разделительных фильтров на формирование характеристик АС в предыдушие годы недооценивалось им отводилась лишь роль ослабления сигнала за пределами рабочей полосы частот громкоговорителей. Однако развитие техники АС категории Н —заставило корен ны м образом пересмотреть взгляд на роль разделительных фильтров в АС н на методику их проектирования. Многочисленные теоретические и экспериментальные ра-бо-ты, посвященные вкладу разделительных фильтров в коррекцию характеристик излучателей и в формирование объективных и субъективных. характеристик АС, опыт создания лучших отечественных и зарубежных АС, заставили считать разделительные фильтры одним из важнейших компонентов АС, с помощью которого можно синтезировать многие необходимые электроакустические характеристики АС и добиться значительного прогресса в обеспечении естесгвениости звучания. [c.65]

При этом рассматривали только характеристики затухания фильтров. Позднее были предложены разделительные фильтры постоянного входного напряжения и образуемые из пары пассивных С-фильтров Баттерворта лестничной структуры . ннжних и верхних частот, работающих на активную нагрузку. Было показано, что разделительные фильтры Баттерворта нечетных порядков обеспечивают (без учета характеристик громкоговорителей) плоскую суммарную АЧХ по напряжению, но обусловливают несимметричную характеристику направленности АС в полосе разделения частотных каналов, а фильтры четных порядков, обеспечивая симметричную характеристику направленности, имеют суммарную неравномерную АЧХ по напряжению с всплеском 3 дБ [c.65]

До недавнего времени конструирование разделительных фильтров в ДС шло практически методом проб и ошибок . Это объясняется тем, что все теоретические работы прошлых лет, посвященные расчету разделительных фильтров в АС, исходили из условия идеальности самих громкоговорителей. При анализе свойств разделительных фильтров того или иного типа и рассмотрении их влияния на характеристики АС пренебрегали направленными свойствами громкоговорителей и условиями их физического размещения в корпусе АС, считали, что громкоговорители обладают плоской АЧХ, не вносят фазовых сдвигов в воспроизво-имый сигнал и имеют активное входное сопротивление. Вслед- [c.66]

Отсутствие аналитических. методов расчета разделительных фильтров, учитывающих искажения, вносимые громкоговорителями, явилось причиной интенсификации работ по созданию в последние годы в отечественной и зарубежной практике разработок ЛС числен111>1х методов расчета на ЭВМ оптимальных разделительных фильтров-корректоров [3.5... З.б]. [c.67]

Анализ влияния разделительных фильтров на формирование. 4ЧХ, ФЧХ и других характеристик АС удобно производить на матричной линейной модели д1вухполосной АС [3.6]. Эта модель основана на представлении разделительных фильтров и громкоговорителей системой соединенных между собой определенным образом линейных четырехполюсников. На структурной схеме [c.69]

Параметры Л четырехполюсника, представляющего собой каскадно включенные разделительный фильтр и громкоговоритель, получаются в результате перемпожепия матриц а-парамет-ров четырехполюсников громкоговорителей и фильтров [c.70]

Анализ выражения (3.2) показывает, что характеристики разделительных фильтров и характеристики громкоговорителей в равной степени участвуют в формировании передаточной функции АС, и именно поэтому, при конструировании разделительных фильтров необходимо учитывать характеристики реальных громкоговорителей. Как говорилось выше, на практике обычно рассматривают методы анализа и расчета разделительных фильтров в АС на основе модели с идеальными громкоговорителями. Это позволяет проводить анализ влияния фильтров на характеристики АС и рассчитывать доступными в инженерной практике методами структуру разделительных фильтров и значения элементов. Передаточная функция АС с идеальными громкоговорителями, т. е. при условии Tj-pi=>l, Zrpi(s) —J rPi - [c.71]

В связи с этим предлагается выравнивать их так, чтобы звуковые катушки находились в одной вертикальной плоскости. В действительности картина выглядит сложнее задержка спектральных составляющих сигнала во времени зависит не только от расстояния между громкоговорителем и слушателем, но н от крутизны ФЧХ (т. е. ГВЗ) каскадно включенных разделительного фильтра и громкоговорителя. Совпадение не только абсолютных значений ФЧХ разделяемых каналов, но и скорости изменения ФЧХ От частоты, т. е. ГВЗ, в области частот разделения, и является критерием оптимальности пространственного выравнивания акустических центров громкоговорителей. При этом высокочастотный громкоговоритель может быть не сдвинут в. физическом смысле относительно низкочастотнопо, по будет воапроизъодить сигнал с требуемой задержкой за счет влияния соответствующей фазочастотной характеристики разделительных фильтров высокочастотного канала (отличие состоит в том, что пространственный сдвиг громкоговорителя обеспечивает частотно-независимую задержку во всем диапазоне частот, тогда как задержка электрическим путем обеспечивается только в ограниченном диапазоне. [c.76]

Таким образом, можно сделать вывод о том, что наиболее перспективны для использования в современных АС разделительные фильтры всепропускающего тнпа ввиду их свойств, рассмотрен- ных выше на математической модели АС с идеальными громкоговорителями. [c.79]

Как говорилось выше, выбор значений частот разделения влияет на равномерность характеристик направленности в полосах разделения, т. е. на равномерность частотной характеристики акустической мощности АС. Помимо этого, в полосах раздела частотных каналов АЧХ и ФЧХ разделительных фильтров оказывают влияние на ор-нента цию главного лбпестка характеристики направленности АС в плоскости, проходящей через оси громкоговорителей. Проанализируем влияние разделительных фильтров на характеристики направленности АС на модели двухполосной АС с идеальными громкоговорителями (рнс. 3.7). [c.79]

Выбираем разделительные фильтры второго порядка. Пусть выбранные значения частот разделения составляют между низкочастотным и среднечастотным каналом / , = 500 Гц, между среднечастотными и высокочастотными / 2=5000 Ги, Сопротивление громкоговорителей на постоянном токе низкочастотного и сред-иечастотпого — 8 Ом, высокочастотного—16 Ом. [c.85]

Для согласования фильтров с входным комплексным сопротивлением громкоговорителей может применяться специальная согласующая цепь. При отсутствии этой цепи входное сопротивление громкоговорителя оказывает влияние на АЧХ и ФЧХ разделительных фильтров (что подтверждается выражением (3.2)). Параметры элементов согласующей цели, вклн>чаемой параллельно громкого-ворите>1Ю, находятся из условия [c.86]

Рис. 3.15. АЧХ и входное сопротивление разделительных фильтров 2-го порядка, нагруженных на громкоговоритель фильтр нижних частот б фильтр вермшх частот

Кривые 2, 4, 6 на рис. 3.15,6 показывают влияние согласующей / С -цепи. Выходное сопротивление разделительного фильтра верхних частот, растущее с понижением частоты, оказывает влияние на электрическую добротность громкоговорителя, увеличивая ее, и соответственно увеличивает полную добротность и форму АЧХ по звуковому давлению. Иными словами, имеет место эффект раздемпфирования громкоговорителя. Для избежания этого необходимо выбирать крутизну спада АЧХ фильтра и частоту среза фильтра верхних частот fd>fs так, чтобы на частоте резонанса /д ослабление сигнала было не менее 20 дБ, [c.89]

При расчете разделительных фильтров в примере, рассмотренном выше, принималось, что х-арактер нагрузки — активный, поэтому рассчитаем согласующие цепи, компенсирующие комплексный характер входного сопротивления громкоговорителя. [c.89]

При оптимизаиии разделительных фильтров с использованием ЭВМ разработчик задается схемой фильтров ес топологией) и начальными значениями элементов, затем ЭВМ производит расчет линейных характеристик АС АЧХ, ФЧХ, ГВЗ и т. д, с учетом реальных измеренных характеристик громкоговорителей, размещенных в корпусе АС, и далее путем пеленапрапленного изменения значений элементов схемы ЭВМ приближает реальные характеристики АС к желаемым, т. е, минимизирует разницу между жела- емыми и действительными характеристиками. Эта разность называется целевой функцией, или функцией качества чем она меньше, тем ближе реальные характеристики к желаемым, в смысле выбранных критериев близости (оптимальности). [c.94]

Если бы громкоговорнтелн были расположены коакснально и были бы изотропными, т. е. ненаправленными излучателями, то рассчитанные таким образом разделительные фильтры были бы оптимальными. В реальных АС суммарная АЧХ изменяется в пространстве за счет влияния характеристик направленности громкоговорителей и линейно-зависящих от частоты фазовых набегов, обусловленных изменением расстояния от точки А до громкоговорителей (см. рнс. 3.7). Для обеспечения симметричных характеристик направленности АС в полосах разделения каналов при фиксированных частотах раздела в выражение для целевой функции добавляется слагаемое Q (рнс. 3.27,а) [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...