Основы ФАп. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности

• Название: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности
• Дата: 19.04.2022
• Размер: 7.93 Mb.
• Имя файла: Основы ФАп.doc
• Тип: Учебное пособие; #485368
• страница: 20 из 28

7.10. Специализация АС

Условно все существующие АС можно разделить на двухполосные и многополосные. Двухполосные АС имеют не менее двух головок громкоговорителей, электрически разделенных на единственной частоте (для симметричных фильтров), а многополосные - не менее двух частот раздела. Как двухполосные, так и многополосные АС имеют свои достоинства и недостатки[1,2,8].

Двухполосные АС. Положительные стороны:

• 
  удается избежать раздела частот в критической области 200 - 800 Гц;
  
• 
  всего одна область совместного действия головок (область в районе частоты раздела, когда головки совместно излучают сигнал одной частоты и уровнем излучения каждой нельзя пренебрегать);
  
• 
  обычно небольшое соотношение диаметров головок и небольшое расстояние между ними (лучшая согласованность). Соотношение диаметров головок обусловлено требованием обеспечения линейной АЧХ и приемлемой диаграммой направленности на частоте раздела. Диаметры динамических головок составляют от 19 до 38 мм. НЧ/СЧ головка подбирается из расчета получения хорошей согласованности по указанным выше параметрам. Применение низкочастотных головок большого диаметра - 200 мм и более - может привести к неравномерности АЧХ и плохой диаграмме направленности при отклонении от оси АС;
  
• 
  обычно меньшие размеры акустического оформления (легче обеспечить требуемую жесткость, уменьшить дифракционные эффекты на плоскостях и гранях корпуса, большая гибкость в выборе места и высоты установки АС).
  

Недостатки:

• 
  требование небольшого соотношения диаметров головок не позволяет (в общем случае) получить необходимую отдачу в низкочастотном диапазоне;
  
• 
  большая нагрузка на НЧ/СЧ головку в диапазоне частот настройки акустического оформления (и фазоинвертор, и закрытый ящик) может приводить к возникновению многих видов линейных и нелинейных искажений.
  

Выбор частоты раздела головок в двухполосной конструкции является серьезным компромиссом. Так, сдвиг частоты раздела в сторону низкочастотного диапазона отрицательно сказывается на режимах работы ВЧ головки. При приближении частоты раздела к ее резонансной частоте увеличивается значение смещения звуковой катушки. Линейная величина этого смещения обычно не превышает 0,3 мм, поэтому в звучании головки может возникнуть определенная жесткость. Большинство современных ВЧ головок, находящих применение в АС класса High-End, имеют резонансные частоты, лежащие в диапазоне 500 - 1500 Гц, хотя встречаются экземпляры, у которых этот параметр лежит в пределах от 350 Гц до 8 кГц. Смещение частоты раздела в сторону высоких частот приводит к тому, что НЧ/СЧ головке приходится воспроизводить звуковые сигналы в очень широкой полосе частот. Во многих АС ее частотный диапазон может перекрывать 5-6 октав.



Рисунок 7.13. Примерный вид двухполосных АС.

Многополосные АС. Теоретически на количество полос АС ограничений нет. Чаще всего можно встретить трех и пятиполосные конструкции. Такие системы предоставляют большую гибкость в создании для каждой из головок оптимального режима нагрузки по мощности и частотному диапазону. Но одновременно возникают несколько проблем:


Рисунок. 7.14. Примерный вид многополосных АС

 

• 
  большие габариты (сложнее обеспечить достаточную для отсутствия резонансов прочность, проблемы с дифракцией);
  
• 
  более сложные кроссоверы;
  
• 
  несколько областей совместного действия головок;
  
• 
  необходимость выравнивания звукового давления головок в частотных полосах.
  

7.11. Фильтры и корректирующие цепи

Основная функция разделительных фильтров в АС - создание оптимальных условий для работы головок в частотных полосах и устранение недостатков головок за их пределами. Кроссоверами определяются [1,2,8]:

• 
  равномерность характеристик направленности в области совместного действия головок, на которую влияют ФЧХ кроссовера и физическое расстояние между головками (вывод № 1 - располагать головки возможно ближе друг к другу, вывод № 2 - располагать их в вертикальной плоскости для получения более равномерной АЧХ в горизонтальной плоскости.);
  
• 
  ослабление пиков и провалов на АЧХ АС;
  
• 
  обеспечение допустимой входной электрической мощности СЧ и ВЧ головок, ограниченной максимальным смещением подвижной системы (теоретически рекомендуется крутизна спада фильтра для ВЧ головки не менее 12 дБ/октаву), а также снижение искажений, вызываемых эффектом Доплера (при излучении колебаний звуковой частоты электроакустические преобразователи (в том числе и динамические головки) вносят в сигнал различного рода искажения, среди которых не последнее место занимают интермодуляционные. Такого рода искажения вызывают как амплитудную, так и фазочастотную модуляцию полезного сигнала. Амплитудная модуляция связана с нелинейностью механических характеристик подвижной системы и нелинейностью электромагнитных параметров. Фазочастотные искажения связывают с эффектом Доплера - изменением частоты излучения источника, движущегося с некоторой скоростью относительно неподвижного приемника колебаний (помните школьный пример с мчащимся мимо гудящим паровозом?). Применительно к динамическим головкам это явление можно объяснить тем, что в процессе излучения низкочастотных колебаний амплитуда смещения диффузора максимальна. Таким образом, его поверхность, излучающая и на более высоких частотах, приближается и удаляется от слушателя. Высокочастотные колебания оказываются промодулированы низкочастотными составляющими. Нормы на допустимый коэффициент искажений такого рода пока не приняты.
  

Рисунок 7.15. Примерный вид кроссовера АС.
Одним из главных условий работы пассивного фильтра является постоянство сопротивления нагрузки. Только при этом условии он способен обеспечить заданную АЧХ и ФЧХ.