Акустична система (Общи понятия и често задавани въпроси)

1. Какво е акустична система (високоговорител)?

Това е устройство за ефективно излъчване на звук в околното пространство във въздуха, съдържащо една или повече глави високоговорители (GG), необходимия акустичен дизайн (AO) и електрически устройства, като преходни филтри (PF), регулатори, фазови превключватели и др.

2. Какво е глава за високоговорители (GG)?

Това е пасивен електроакустичен преобразувател, предназначен да преобразува звукови честотни сигнали от електрически в акустични.

3. Какво е пасивен преобразувател?

Това е такъв преобразувател, който НЕ увеличава енергията на електрически сигнал, влизащ в входа му.

4. Какво е акустичен дизайн (AO)?

Това е структурен елемент, който осигурява ефективно излъчване на GG звук. С други думи, в повечето случаи AO е кутия за високоговорители, която може да приеме формата на акустичен екран, кутия, високоговорител и т.н.

5. Какво е еднолентов говорител?

Всъщност същото като широколентовия. Това е AS, всички GG (обикновено един) работят в един и същ честотен диапазон (т.е. филтрират входното напрежение с помощта на PF, както и самите филтри отсъстват).

6. Какво е многолентов говорител?

Това е AS, чийто GG (в зависимост от техния брой) работи в два или повече различни честотни диапазона. Директното изчисляване на броя на ГГ в атомната електроцентрала (особено освобождаването от предишни години) обаче не може да каже нищо за реалния брой групи, тъй като няколко GG могат да бъдат разпределени в една и съща лента.

7. Какво е отворен говорител?

Това е такава AS, при която ефектът на еластичността на въздуха в обема на AO е незначителен, а излъчването на предната и задната страна на подвижната система на GG не са изолирани един от друг в района на NP. Това е плосък екран или кутия, в която задната стена или напълно липсва, или има редица проходни отвори. Предната стена (в която са монтирани GG) и нейните размери имат най-голямо влияние върху честотната характеристика на високоговорителите с отворен тип AO. Противно на общоприетото схващане, страничните стени на АО от отворен тип влияят много на характеристиките на АС. По този начин е важен не вътрешният обем, а площта на предната стена. Дори с относително малкия си размер възпроизвеждането на баси е значително подобрено. Въпреки това, в средния и по-специално високочестотният екран вече не оказва значително влияние. Значителен недостатък на такива системи е тяхната чувствителност към акустично „късо съединение“, което води до рязко влошаване на възпроизвеждането на баси.

8. Какво е затворена система от високоговорители?

Това е такава AS, при която еластичността на въздуха в обема на AO е сравнима с еластичността на подвижната GG система, а излъчването на предната и задната страна на мобилната GG система е изолирана една от друга в целия честотен диапазон. С други думи, това е високоговорител, чийто корпус е херметически затворен. Предимството на такива високоговорители е, че задната повърхност на дифузора не излъчва и по този начин акустичното „късо съединение“ напълно липсва. Но затворените системи имат друг недостатък - когато дифузьорът вибрира, той трябва да преодолее допълнителната еластичност на въздуха в AO. Наличието на тази допълнителна еластичност води до увеличаване на резонансната честота на подвижната GG система, в резултат на което възпроизвеждането на честоти под тази честота е нарушено.

9. Какво е басов рефлекс говорител (FI)?

Желанието за получаване на доста добро възпроизвеждане на НП с умерен обем на АО е доста добре постигнато в така наречените фазо-обратни системи. В AO на такива системи се прави прорез или отвор, в който може да се постави тръба. Еластичността на въздушния обем в AO резонира с известна честота с масата на въздуха в отвора или тръбата. Тази честота се нарича резонансна честота на FI. Така АС като цяло се състои, както би било, от две резонансни системи - мобилната система на GG и AO с отвор. При правилно подбрано съотношение на резонансните честоти на тези системи възпроизвеждането на ниски честоти значително се подобрява в сравнение с AO от затворен тип със същия AO обем. Въпреки очевидните предимства на говорителите с FI, много често такива системи, направени дори от опитни хора, не дават очакваните от тях резултати. Причината за това е, че за да се получи желаният ефект, FI трябва да бъде правилно изчислена и конфигурирана.

10. Какво е басов рефлекс?

Същото като FI.

11. Какво е кросоувър?

Същото като адаптер или изолационен филтър.

12. Какво е кросоувър филтър?

Това е пасивна електрическа верига (обикновено състояща се от индуктори и кондензатори), която се включва преди входния сигнал и гарантира, че за всеки GG в променливотока се доставят само честотите, които трябва да възпроизвеждат.

13. Какви са "поръчките" на преходните филтри?

Тъй като никой филтър не може да осигури абсолютно прекъсване на напрежението при дадена честота, PF разчита на определена честота на разделяне, извън която филтърът осигурява избрана стойност на затихване, изразена в децибели на октава. Големината на затихването се нарича стръмнина и зависи от конструктивната схема на ПФ. Без да навлизаме в твърде много подробности, можем да кажем, че най-простият филтър - така нареченият PF от първи ред - се състои само от един реактивен елемент - капацитет (ако е необходимо, отрежете ниската честота) или индуктивност (ако е необходимо, отрежете високочестотната) и осигурява наклон от 6 dB / oct. Два пъти стръмността - 12 dB / окт. - осигурява PF от втори ред, съдържащ два реактивни елемента във верига. Затихване w18dB / окт. осигурява PF от трети ред, съдържащ три реактивни елемента и т.н.

14. Какво е октава?

В общия случай това е удвояване или наполовина на честотата.

15. Каква е работната равнина на високоговорителя?

Това е равнината, в която са разположени излъчващите отвори на GG AC. Ако многолентовите високоговорители на GG са разположени в различни равнини, тогава работният е този, в който са разположени излъчващите отвори на GG HF.

16. Какво представлява работният център на AU?

Това е точка, лежаща върху работната равнина, от която се отчита разстоянието до високоговорителите. В случай на еднолентови високоговорители, геометричният център на симетрия на излъчващия отвор е взет за него. В случай на многолентови високоговорители, той се приема като геометричен център на симетрия на излъчващите отвори на HF HF или проекции на тези отвори върху работната равнина.

17. Каква е работната ос на високоговорителя?

Това е права линия, минаваща през работния център на променливотока и перпендикулярна на работната равнина.

18. Какъв е номиналният импеданс на високоговорителя?

Това е активното съпротивление, посочено в техническата документация, която замества променливия импедансен модул при определяне на подадената към него електрическа мощност. Според DIN стандарта минималната стойност на модула на импеданса на високоговорителите в даден честотен диапазон не трябва да бъде по-ниска от 80% от номиналната.

19. Какво е импеданс на високоговорителите?

Без да навлизаме по-задълбочено в основите на електротехниката, можем да кажем, че импедансът се нарича ПЪЛНОТО променливо електрическо съпротивление (включително кросоувър и GG), което под формата на доста сложна връзка включва не само активното съпротивление R, познато на всички (което може да се измери с обикновен омметър), но и и реактивни компоненти в лицето на капацитет С (капацитивно съпротивление, в зависимост от честотата) и индуктивност L (индуктивно съпротивление, също в зависимост от честотата). Известно е, че импедансът е сложно количество (в смисъл на сложни числа) и най-общо казано, това е триизмерна графика (в случай на AS често изглежда като „свински опашка“) в координатите „амплитуда-фаза-честота“. Именно поради сложността си, когато говорят за импеданса като числова стойност, те говорят за неговия МОДУЛ. От най-голям интерес от гледна точка на изследванията са проекциите на „свинският край“ на две равнини: „амплитуда на честотата“ и „фаза на честотата“. И двете тези проекции, представени на една и съща графика, се наричат \u200b\u200b"графика на Bode". Третата проекция на амплитудата на фазата се нарича графика на Никвист.

С появата и разпространението на полупроводници усилвателите на звуковата честота започват да се държат повече или по-малко като източници на "постоянно" напрежение, т.е. те в идеалния случай трябва да поддържат същото напрежение на изхода, независимо какъв товар е окачен на него и каква е необходимостта от ток. Ето защо, ако приемем, че усилвателят, който задвижва GG високоговорителя, е източник на напрежение, импедансът на високоговорителя ясно ще покаже каква ще бъде консумацията на ток. Както вече споменахме, импедансът е не само реактивен (т.е. се характеризира с ненулев фазов ъгъл), но и варира с честотата. Отрицателен фазов ъгъл, т.е. когато токът е пред напрежението, поради капацитивните свойства на товара. Положителният фазов ъгъл, т.е. когато токът е зад напрежението, се дължи на индуктивните свойства на товара.

Какъв е импедансът на типичните високоговорители? Стандартът DIN изисква импедансът на високоговорителя да не се отклонява от посочения номинал с повече от 20%, но на практика всичко е много по-лошо - отклонението на импеданса от номиналното е средно +/- 43%! Докато усилвателят се характеризира с нисък изходен импеданс, дори такива отклонения няма да доведат до звукови ефекти. Въпреки това, веднага щом LAMP усилвател с изходен импеданс от порядъка на няколко ома (!) Се въведе в играта, резултатът може да бъде много плачевен - цветът на звука е неизбежен.

Измерването на променлив импеданс е един от най-важните и мощни инструменти за диагностика. Според графиката на импеданса може да се каже много за това, какви са данните на високоговорителите, без дори да ги видите в очите и да не чуете. Имайки графика на импеданс пред очите, веднага можете да кажете какъв тип данни са затворени с променлив ток (една гърбица в областта на баса), фазов инвертор или предаване (две гърбици в областта на баса) или някакъв вид рог (последователност от равномерно разположени върхове). Възможно е да се прецени колко добре се възпроизвеждат басовете (40-80Hz) и най-ниските баси (20-40 Hz) от тези или онези говорители по формата на импеданса в тези области, както и по коефициента на качество на гърбиците. „Седло“, образувано от два пика в нискочестотния участък, типично за фазовия инвертор, показва честотата, на която фазовият инвертор е „настроен“, която обикновено е честотата, при която нискочестотният отговор на нискочестотния осцилатор пада с 6 dB, т.е. около 2 пъти. От графиката на импеданса можете също да разберете дали има резонанси в системата и каква е тяхната природа. Например, ако измерванията се извършват с достатъчна честотна резолюция, тогава на графиката може да се появи вид „прорязване“, което показва наличието на резонанси в акустичния дизайн.

Е, може би най-важното, което може да се извади от графиката на импеданса, е колко тежък ще бъде този товар за усилвателя. Тъй като импедансът на високоговорителя е реактивен, токът или ще изостава от напрежението на сигнала, или ще бъде пред него по фазовия ъгъл. В най-лошия случай, когато фазовият ъгъл е 90 градуса, максималният ток се изисква от усилвателя, докато напрежението на сигнала клони към нула. Следователно познаването на „паспорта“ 8 (или 4) ома, тъй като номиналното съпротивление НЕ дава нищо. В зависимост от фазовия ъгъл на импеданса, който ще бъде различен при всяка честота, тези или онези високоговорители може да се окажат "твърде трудни" за този или онзи усилвател. Също така е много важно да се отбележи, че по-голямата част от усилвателите не изглежда да се справяме с високоговорителите, само защото при типични нива на силата на звука, приемливи в домашна среда на TYPICAL, TYPICAL високоговорителите НЕ изискват ТИПИЧЕН усилвател, който да „захранва“ повече от няколко вата.

20. Каква е номиналната мощност на GG?

Това е дадена електрическа мощност, при която нелинейното изкривяване на GH не трябва да надвишава изискваното.

21. Каква е максималната мощност на шум на GG?

Това е електрическата мощност на специален шум сигнал в даден честотен диапазон, който GG може да издържи дълго време без термични и механични повреди.

22. Каква е максималната синусоидална сила на GG?

Това е електрическата мощност на непрекъснат синусоидален сигнал в даден честотен диапазон, който GG може да издържи дълго време без термични и механични повреди.

23. Каква е максималната краткосрочна мощност GG?

Това е електрическата мощност на специален шум сигнал в даден честотен диапазон, който GG може да издържи без необратими механични повреди за 1 s (тестовете се повтарят 60 пъти с интервал от 1 min.)

24. Каква е максималната дългосрочна мощност на GG?

Това е електрическата мощност на специален шум сигнал в даден честотен диапазон, който GG може да издържи без необратими механични повреди за 1 минута. (тестовете се повтарят 10 пъти с интервал от 2 минути.)

25. Ceteris paribus, AC с кое номинално съпротивление е по-предпочитано -4, 6 или 8 Ohm?

По-предпочитано е променлив ток с по-висок номинален импеданс, тъй като такъв променлив ток представлява по-леко натоварване за усилвателя и следователно е много по-малко критичен за избора на последния.

26. Какъв е импулсният отговор на говорителите?

Това е нейният отговор на „идеалния“ импулс.

27. Какво е „идеалният“ импулс?

Това е моментално (време на покачване е 0) нарастване на напрежението до определена стойност, „заседнало“ на това постоянно ниво за кратък период от време (да речем, част от милисекундата), а след това мигновено падане обратно на 0V. Ширината на такъв импулс е обратно пропорционална на широчината на сигнала. Ако искахме да направим пулса безкрайно кратък, тогава за да прехвърлим формата си в пълна инвариантност, ще ни е необходима система с безкрайна честотна лента.

28. Какъв е преходният отговор на говорещия?

Това е нейният отговор на стъпков сигнал. Характеристиката на прехода дава визуално представяне на поведението на всички говорители на GG във времето и ни позволява да преценим степента на съгласуваност на излъчването на високоговорителите.

29. Какво е стъпков сигнал?

Това е, когато напрежението на входа към високоговорителя мигновено се повиши от 0V до някаква положителна стойност и остава такова за дълго време.

Добър ден, скъпи читатели. Накрая бях узрял за преглед на усилвателя, за работното място пред компютъра, което бях направил преди няколко месеца.

праистория

Исках компактен усилвател на TPA3116 като този. Само с интегрирано захранване и FM радио. След като проучих офертите в различни китайски магазини, не намерих нищо за себе си, не ми харесва, значи е скъпо. Беше решено да се ослепи. Идеята беше тази - устройството работи като нормален усилвател, с възможност за преминаване към режим FM радио.

Komplektuha

Всяко устройство се нуждае от калъф. В началото исках да сглобя всичко в закупен пластмасов калъф, но исках красиво. Реших да използвам корпуса на съществуващия сателитен тунер. Донорът беше старият сателитен приемник Orton 4100C

Следният съвет е избран като усилвател (снимка на продавача):


  Сега продавачът продава дъски, направени от зелена печатна платка, имам жълто:


  Купих сам, доставка до Украйна 22 дни по пощата в Китай. Тя беше запечатана в антистатичен плик и увита в пчела отгоре.
  Размери:

Особености:
  Клас D
  Работно напрежение: DC 8 - 25V
  Работен ток: 4,5 - 7,5А
  Изходна мощност, когато се захранва от DC 24V 4Ohm 50W + 50W
  Работна честота: 20 Hz до 20 kHz
  Защита от ток и прегряване

Усилвателят е сглобен на чипа TPA3116D2 - фиш
  Няма да има тестване на звуковия път, в мрежата от тестове тази микросхема е достатъчна.
  Като FM радио ще работи добре познат MP3 модул.


  Стандартно оборудване - самият модул, окабеляване и дистанционно управление.
  Всички тези неща ще бъдат захранвани от закупеното от хората DC2412 електрозахранване

  Кратки характеристики:
  Входно напрежение - 85-265 V
  Изходно напрежение - 24 V
  Натоварващ ток - 4-6 A
  Изходна мощност - 100 W (максимум)
  Размери - 107х57х30мм

Е, съединителите за свързване:


  Бяха купени и

монтаж

Имаше идея за максимално използване на предния панел на приемника, с минимални изменения. Бутоните за управление ще се използват и от родния. В приемника вътре на предния панел има такава платка (Мики вече се е изпарил):


  Печатната платка е направена от оригиналния размер на печатни платки, в нея са фиксирани MP3 модул и mikriki за контрол (оригиналната дъска стана донор на mikrik):



  Платформата за MP3 модул трябваше да се съкрати малко (тя почиваше на последния mikrik), USB и mini жак конекторите, слотът за SD карта и бутоните бяха запоени (споех микриките към контактите, където са бутоните)

Задачата беше да се покаже модулът през полупрозрачната пластмаса на предния панел. Ето как изглежда в случая (режими „усилвател“ и „радио“, съответно):


Не харесвах копчето за регулиране на силата на звука, което идваше с усилвателя, други продават по-красиво на Ali, но също не харесвам цените. В резултат самият той завъртя нова дръжка от алуминий:


  Под него в предния панел на кутията беше изрязан отвор:


  Още в началото беше планирано захранването на MP3 модула от основното захранване чрез DC-DC конвертор (модулът се нуждае от 5V). В процеса се оказа, че при такава връзка се появява малък фон в високоговорителите. Тази опция не ме устройва, затова сглобих обикновено захранване на трансформатор със стабилизатор на LM7805:


  Реших да извадя всички клеми и конектори от платката за захранване и усилвател, направо споех проводниците. Захранването е изолирано от корпуса, монтиран върху пластмасови стелажи. Проводникът на антената от FM радиото се довежда до задния панел на мини жак конектор. Ето как изглежда всичко вътре:


  Задният панел трябваше да бъде сменен почти изцяло, тъй като почти не остана корпус от родната след демонтиране на конекторите на приемника:


  Изглед отпред:


  Големият бутон на предния панел превключва режимите на радио или усилвател, малките в радио режим превключват станциите. Незабравимо е, че все още има IR дистанционно управление.
  Хареса ми звука, достатъчно мощност (S-30 високоговорители).
  Ето един хубав проект. Благодаря ви за вниманието!

Басовият усилвател е сглобен на чип TPA3116D2.

Технически спецификации

Мощност при натоварване от 4 ома. в яма. 21B. - 2 х 50 вата. (BTL), 100 вата. (PBTL)
Ниво на входния сигнал. - 0,8 ... 2V.
Съотношение сигнал / шум. - 102 dB
Хармоничен коефициент при половин мощност 25W. - 0,1%
Захранващо напрежение - 4,5 V ... 26 V.

Веригата ви позволява да включите чипа в два режима:

1. Бридж BTL. В това включване можете да получите 2 канала по 50 вата всеки.
2. Паралел - мост (PBTL). Тъй като в този режим два BTL канала също са свързани паралелно, на изхода получаваме един канал с удвоена мощност - 100 вата.

Диаграмите по-долу показват всички необходими промени и за двата режима.

1. Подготовка на платката за работа в мостов режим. Стерео 50 вата.
Сглобеният усилвател работи в мостов режим. Но ако изпратите сигнал към него по несиметрична линия, задайте джъмпери P7 и P12. Не са необходими повече джъмпери.

2. Подготовка на платката за работа в режим на паралелен мост. Един канал 100 вата.
Инсталирайте джъмпери P14, P15 и скачайте изходите на усилвател P3 с P4 и P8 с P11.
Сега усилвателят ви ще работи в режим на паралелен мост и ще издава 100 вата. Свържете високоговорителя към P6 и P8. Сигналът се подава към входа на десния канал.

Избирайки резистори R5 и R8, можете да изберете нивото на усилване и входно съпротивление, както и да поставите усилвателя в главен или подчинен режим

Усилвателят има много висока ефективност\u003e 90%, така че не е много взискателен към радиатора. Като радиатор можете да използвате например този. Формата, отворите за монтаж и размерите, които са направени специално за този модул. В допълнение, той има златно покритие, което изглежда много привлекателно.

радиатор

Това е отворен проект! Лицензът, под който се разпространява -