Акустическое оформление громкоговорителей и требования предъявляемые к ним (стр. 1 из 2)
ТЕМА
Акустическое оформление громкоговорителей и требования предъявляемые к ним
Для получения эффективного излучения головки громкоговорителя нуждаются в акустическом оформлении. В настоящее время применяют следующие виды акустического оформления: акустический экран, открытый ящик, закрытый ящик, фазоинвертор, лабиринт, рупор. Рассмотрим эти конструкции.
Причиной снижения звукового давления, создаваемого головкой громкоговорителя, работающей в свободном пространстве, является тот факт, что звуковые поля, создаваемые передней и задней поверхностями диффузора, сдвинуты по фазе на 180о. При сложении этих полей в пространстве, окружающем головку, результирующее звуковое давление оказывается близким к нулю.
Это явление получило название акустического короткого замыкания. Особенно резко акустическое короткое замыкание проявляется на низких частотах, где набег фазы при огибании волной диффузородержателя весьма мал. Одним из способов устранения этого явления может быть размещение головки громкоговорителя в отверстии плоского щита (экрана).
При этом волна, возбужденная задней поверхностью диффузора, проходит, огибая щит, некоторое расстояние
и приобретает дополнительный сдвиг фазы 
. Разность фаз волн уменьшается, а звуковое давление возрастает. Подбирая размер щита, можно добиться того, что на нижней частоте ослабление будет минимальным. Задаваясь допустимой величиной ослабления можно определить необходимый размер щита.  |
 |
 | ||||
 | ||||
 | ||||
 | ||||
Рисунок 1.
Действительно (см. рис. 1):
, 
, если 
Тогда:
или ослабление 
Откуда
(1)При выводе формулы (1) не было учтено, что амплитуда убывает с расстоянием и при огибании экрана. Поэтому формула носит приближенный характер.
Головку рекомендуется смещать в сторону от середины щита для получения более равномерной АЧХ. Головка громкоговорителя, установленная на щите, не изменяет частоту основного резонанса. Головку следует защищать от пыли «юбочкой» из ткани. Для уменьшения размеров щита, его следует устанавливать в углу помещения, используя стены как продолжение экрана.
Открытый ящик часто используют в качестве акустического оформления бытовой аппаратуры (радиоприёмников, телевизоров и т.п.). Головка монтируется в передней стенке ящика. Действие ящика подобно действию щита, часть поверхности которого отогнута назад, образуя боковые стенки ящика. При таком подходе размеры ящика можно определить как размеры щита.
| mя |
| rя |
[Гц]. 
, обачно выбирают 
[м], 
[м3], обычно 
.  |
Рисунок 3Здесь СМп – суммарная гибкость подвеса диффузора, СМя – гибкость воздуха в ящике. Гибкость воздуха внутри ящика можно вычислить по формуле:
где
- площадь поверхности диффузора. Нижняя граничная частота громкоговорителя 
Откуда необходимый объём ящика:
Для сглаживания неравномерности АЧХ, обусловленной резонансными явлениями в ящике, внутренняя поверхность ящика обивается звукопоглощающим материалом.
Фазоинвертор представляет собой закрытый ящик с двумя отверстиями, в одном из них установлена головка громкоговорителя, а в другом – отрезок трубы. При соответствующей настройке передняя поверхность диффузора и воздух в выходном отверстии трубы на нижней частоте рабочего диапазона совершают колебания в одинаковой фазе. Звуковые давления, создаваемые диффузором и выходным отверстием складываются, улучшая отдачу громкоговорителя в области нижних частот. При этом
Формулы для упрощенного расчета объёма
и длины трубы фазонивертора: 
м3] , 
где D – диаметр выходного отверстия. Величину D берут от 0.5 до 1 диаметра диффузора.
Акустический лабиринт. Акустический лабиринт представляет собой трубу, в одном конце которой установлена головка громкоговорителя, а другой конец выходит на фронтальную панель громкоговорителя. Длина трубы
, где 
- длина волны, соответствующая нижней граничной частоте громкоговорителя. Звуковая волна, созданная задней поверхностью диффузора, на нижней частоте диапазона, пройдя трубу, изменяет фазу на 180о. В результате звуковое давление на нижних частотах диапазона, создаваемое такой конструкцией, увеличивается. Из-за большого веса и габаритов акустический лабиринт применяется редко.