I
i
АУДИОТЕХНИКА
}
Анатолий Ш ихатов
I
I
Акустика - одна из таких прикладных
дисциплин, где влияние резонанса
особенно ощутимо. Поскольку низко-
частотные динамические головки ра-
ботают с заходом в область основно-
го механического резонанса, работа
динамической головки в этом диапа-
зоне частот оказывает значительное
влияние на характер звучания акус-
тической системы в целом. Резонанс
должен' быть эффективно подавлен,
в противном случае звучание будет
сопровождаться нежелательными
призвуками (гулом, “бубнением”).
Причем при избыточной добротности
готовой акустической системы пода-
вить его невозможно даже при ис-
пользовании современных усилите-
лей с высоким демпинг-фактором. В
этом случае можно перейти к акусти-
ческим методам демпфирования.
В электроакустических преобра-
зователях широко используются аку-
стические колебательные системы, в
которых отдельные элементы пред-
ставляют собой газообразную среду.
Полости, каналы и объемные резона-
торы можно использовать для выде-
ления или подавления определенно-
го диапазона частот. Самый нагляд-
ный и самый распространенный при-
мер акустического “усилителя” - фа-
эоинвертор акустической системы,
представляющий собой один иэ вари-
антов резонатора Гельмгольца [1, 2].
В каноническом виде резонатор
Гельмгольца представляет собой со-
суд сферической формы с открытой
горловиной. Воздух в горловине яв-
ляется колеблющейся массой, а
объем воздуха в сосуде играет роль
упругого элемента. Основная часть
кинетической энергии колебаний ока-
зывается сосредоточенной в горле
резонатора, где колебательная ско-
рость частиц воздуха имеет наиболь-
шую величину. Если резонатор Гель-
мгольца возбуждать снаружи, он ста-
новится режекторным (подавляю-
щим) фильтром, поглощающим энер-
гию внешних колебаний. Глубину ре-
жекции можно увеличить, увеличив
18
|
--------
-------
Укрощение резонанса
,
Кто мешает тебе выдумать порох непромокаемый?
К. Прутков
потери в горле резонатора при помо-
щи звукопоглощающего материала
или уменьшив сечение горла.
В акустических системах первой
отечественной стереофонической ра-
диолы “Симфония” в качестве ниэко-
добротного двухчастотного режектор-
ного фильтра использовался резона-
тор Гельмгольца. Однако в конструк-
ции современных акустических сис-
тем этот метод не применяется, по-
скольку динамические головки низкой
добротности и высокая мощность уси-
лителей позволяют обойтись без аку-
стических изысков.
Тем не менее, и сегодня этот путь
можно считать очень перспективным
для использования высокодобротных
динамических головок в корпусах не-
большого объема. Это позволяет сохра-
нить высокую чувствительность акус-
тической системы и получить при этом
гладкую АЧХ, что актуально именно для
автомобильных аудио систем. Немало-
важно и то, что размеры резонатора
малы в сравнении с длиной волны дей-
ствующих на него колебаний.
Собственная частота резонатора
Гельмгольца равна:
где Я - частота, Гц;
С0 - скорость звука в воздухе (340
м/с);
Э - сечение отверстия, м2;
1_
- длина отверстия, м;
V - объем резонатора, м3.
Если выразить площадь отверстия
через диаметр, раскрыть радикалы и
сократить, получим выражение для
определения диаметра отверстия:
(Ц = ~ 4 Ж
.
(2)
Со
Методика расчета предельно про-
ста. Сначала задаемся некоторым
объемом разумной величины и рас-
считываем или измеряем частоту ре-
зонанса головки в закрытом корпусе
этого объема. Затем рассчитываем на
эту частоту резонатор Гельмгольца.
Для расчета частоты резонанса голов-
ки можно воспользоваться известной
формулой:
п г
^
Fc= Fs f +
- f-
W
Для экспериментальной проверки
был изготовлен макетный вариант АС,
на котором была проверена методика
расчета. Полученные результаты позво-
лили реализовать совершенно фанта-
стический проект установки “блинов” в
корпусах объемом порядка 10 литров
“брутто”. Акустические системы уста-
новлены под передними сиденьями
автомобиля Renault Kangoo, звучание
отличается плотным и мягким басом.
В качестве исходного материала
были выбраны низкочастотные голов-
ки Prology Iridium из трехполосного ком-
понентного комплекта. Их параметры
таковы:
- Vas = 40 л;
- Fs = 40 Гц;
- Qts = 0,6.
Доступный для установки объем
8 литров. По формуле (3) получаем
Fc = 97 Гц, Qtc = 1,47. Для классичес-
кого закрытого корпуса на редкость от-
вратительные характеристики, не так
ли? Теперь настраиваем на эту часто-
ту поглотительную камеру разумного
объема. Для эффективного поглоще-
ния объем ее должен составлять отДО
до 30% объема основной камеры. По-
нятно, что чем выше добротность (и ре-
зонансный пик), тем больший объем ну-
жен, но тут пока чистейшая эмпирика,
готовой теории нет.
В качестве разумного компромис-
са между желаниями и возможностя-
ми был выбран объем поглотительной
камеры 1 литр. Толщина перегородки
8 мм. По формуле (2) получаем диа-
метр отверстия 5,7 мм. Но одной “ды-
рочки" совершенно недостаточно для
пожирания серьезного резонанса, тут
аппетит нужен побольше и количество
отверстий необходимо увеличить. К
сожалению, опять получается голая
эмпирика. Иэ опыта изготовления па-
нелей акустического сопротивления
J Радиолюбитель - 1
2 /2005
предыдущая страница 15 Радиолюбитель 2005-12 читать онлайн следующая страница 17 Радиолюбитель 2005-12 читать онлайн Домой Выключить/включить текст