Système acoustique (Concepts généraux et foire aux questions)

1. Qu'est-ce qu'un système d'enceintes (haut-parleur)?

Il s'agit d'un appareil pour émettre efficacement du son dans l'espace environnant dans l'air, contenant une ou plusieurs têtes de haut-parleur (GG), la conception acoustique nécessaire (AO) et des appareils électriques, tels que des filtres de transition (PF), des régulateurs, des déphaseurs, etc.

2. Qu'est-ce qu'une tête de haut-parleur (GG)?

Il s'agit d'un transducteur électro-acoustique passif conçu pour convertir les signaux de fréquence sonore de l'électricité en acoustique.

3. Qu'est-ce qu'un convertisseur passif?

Il s'agit d'un tel convertisseur qui n'augmente PAS l'énergie d'un signal électrique entrant dans son entrée.

4. Qu'est-ce que la conception acoustique (AO)?

Il s'agit d'un élément structurel qui fournit une émission efficace de son GG. En d'autres termes, dans la plupart des cas, un AO est une enceinte de haut-parleur, qui peut prendre la forme d'un écran acoustique, d'un boîtier, d'un haut-parleur, etc.

5. Qu'est-ce qu'un haut-parleur simple bande?

En fait, la même chose que le haut débit. Il s'agit d'un AS, dont tous les GG (généralement un) fonctionnent dans la même gamme de fréquences (c'est-à-dire que le filtrage de la tension d'entrée à l'aide d'un PF, ainsi que les filtres eux-mêmes sont absents).

6. Qu'est-ce qu'un haut-parleur multibande?

Il s'agit d'un AS dont le GG (en fonction de leur nombre) fonctionne dans deux ou plusieurs gammes de fréquences différentes. Cependant, un calcul direct du nombre de GG dans une centrale nucléaire (en particulier la libération des années précédentes) peut ne rien dire du nombre réel de bandes, car plusieurs GG peuvent être attribués à la même bande.

7. Qu'est-ce qu'un haut-parleur ouvert?

Il s'agit d'un tel AS dans lequel l'effet de l'élasticité de l'air dans le volume d'AO est négligeable, et le rayonnement des côtés avant et arrière du système mobile du GG n'est pas isolé l'un de l'autre dans la région NP. Il s'agit d'un écran plat ou d'une boîte, dans laquelle la paroi arrière est soit complètement absente, soit présente un certain nombre de trous traversants. La paroi avant (dans laquelle les GG sont montés) et ses dimensions ont la plus grande influence sur la réponse en fréquence des haut-parleurs avec des AO de type ouvert. Contrairement à la croyance populaire, les parois latérales des AO de type ouvert affectent très peu les caractéristiques des AS. Ainsi, pas le volume interne, mais la surface de la paroi avant est importante. Même avec sa taille relativement petite, la reproduction des basses est considérablement améliorée. Cependant, dans le médium et, surtout, l'écran haute fréquence n'a plus d'impact significatif. Un inconvénient important de ces systèmes est leur sensibilité au «court-circuit» acoustique, qui conduit à une forte détérioration de la reproduction des basses.

8. Qu'est-ce qu'un système d'enceintes fermées?

Il s'agit d'un tel AS dans lequel l'élasticité de l'air dans le volume AO est comparable à l'élasticité du système GG mobile, et le rayonnement des côtés avant et arrière du système GG mobile est isolé l'un de l'autre dans toute la gamme de fréquences. En d'autres termes, il s'agit d'un haut-parleur dont l'enceinte est hermétiquement scellée. L'avantage de tels haut-parleurs est que la surface arrière du diffuseur n'émet pas et donc le "court-circuit" acoustique est totalement absent. Mais les systèmes fermés ont un autre inconvénient - lorsque le diffuseur vibre, il doit surmonter l'élasticité supplémentaire de l'air dans l'AO. La présence de cette élasticité supplémentaire conduit à une augmentation de la fréquence de résonance du système GG mobile, à la suite de quoi la reproduction des fréquences inférieures à cette fréquence est altérée.

9. Qu'est-ce qu'un haut-parleur Bass Reflex (FI)?

Le désir d'obtenir une assez bonne reproduction des NP avec un volume modéré d'AO est assez bien réalisé dans les systèmes dits à phase inverse. Dans AO de tels systèmes, une fente ou un trou est fait dans lequel un tube peut être inséré. L'élasticité du volume d'air dans l'AO résonne à une certaine fréquence avec la masse d'air dans le trou ou le tube. Cette fréquence est appelée fréquence de résonance du FI. Ainsi, l'AS dans son ensemble se compose, pour ainsi dire, de deux systèmes résonants - le système mobile du GG et de l'AO avec une ouverture. Avec un rapport correctement sélectionné des fréquences de résonance de ces systèmes, la reproduction des basses fréquences s'améliore considérablement par rapport aux AO de type fermé avec le même volume d'AO. Malgré les avantages évidents des haut-parleurs avec FI, très souvent de tels systèmes, fabriqués même par des personnes expérimentées, ne donnent pas les résultats attendus d'eux. La raison en est que pour obtenir l'effet souhaité, l'IF doit être correctement calculé et configuré.

10. Qu'est-ce que le bass-reflex?

Identique à FI.

11. Qu'est-ce qu'un crossover?

Identique à l'adaptateur ou au filtre d'isolement.

12. Qu'est-ce qu'un filtre croisé?

Il s'agit d'un circuit électrique passif (généralement composé d'inductances et de condensateurs), qui est allumé devant le signal d'entrée et garantit que pour chaque GG dans le courant alternatif, seules les fréquences qu'ils doivent reproduire sont fournies.

13. Quels sont les "ordres" des filtres de transition?

Comme aucun filtre ne peut fournir une coupure absolue de tension à une fréquence donnée, PF compte sur une certaine fréquence de séparation, au-delà de laquelle le filtre fournit une quantité d'atténuation sélectionnée, exprimée en décibels par octave. L'amplitude de l'atténuation est appelée pente et dépend du schéma de construction du PF. Sans entrer dans trop de détails, nous pouvons dire que le filtre le plus simple - le soi-disant PF de premier ordre - se compose d'un seul élément réactif - la capacité (si nécessaire, couper la basse fréquence) ou l'inductance (si nécessaire, couper la haute fréquence) et fournit une pente de 6 dB / oct. Deux fois la pente - 12 dB / oct. - fournit un PF de second ordre contenant deux éléments réactifs dans un circuit. Atténuation w18dB / oct. fournit un PF de troisième ordre contenant trois éléments réactifs, etc.

14. Qu'est-ce qu'une octave?

Dans le cas général, il s'agit d'un doublement ou d'une réduction de moitié de la fréquence.

15. Quel est le plan de travail de l'enceinte?

Il s'agit du plan dans lequel se trouvent les trous rayonnants du GG AC. Si les haut-parleurs multibandes GG sont situés dans des plans différents, celui qui fonctionne est celui dans lequel se trouvent les trous rayonnants du GG HF.

16. Qu'est-ce qu'un centre de travail de l'UA?

Il s'agit d'un point situé sur le plan de travail, à partir duquel la distance aux haut-parleurs est comptée. Dans le cas des enceintes mono-bande, le centre géométrique de symétrie du trou rayonnant est pris pour cela. Dans le cas d'enceintes multi-bandes, il est pris comme centre géométrique de symétrie des trous rayonnants du HF HF ou projections de ces trous sur le plan de travail.

17. Quel est l'axe de travail de l'enceinte?

Il s'agit d'une ligne droite passant par le centre de travail AC et perpendiculaire au plan de travail.

18. Quelle est l'impédance nominale du haut-parleur?

Il s'agit de la résistance active spécifiée dans la documentation technique, qui remplace le module d'impédance AC lors de la détermination de la puissance électrique qui lui est fournie. Selon la norme DIN, la valeur minimale du module d'impédance des enceintes dans une plage de fréquence donnée ne doit pas être inférieure à 80% de la valeur nominale.

19. Qu'est-ce que l'impédance du haut-parleur?

Sans aller plus loin dans les bases de l'ingénierie électrique, nous pouvons dire que l'impédance est appelée la résistance électrique PLEINE des enceintes (y compris les croisements et GG), qui sous la forme d'une relation plutôt complexe comprend non seulement la résistance active R familière à tout le monde (qui peut être mesurée avec un ohmmètre ordinaire), mais aussi et des composants réactifs face à la capacité C (résistance capacitive, en fonction de la fréquence) et l'inductance L (résistance inductive, également en fonction de la fréquence). On sait que l'impédance est une grandeur complexe (au sens de nombres complexes) et, d'une manière générale, c'est un graphe tridimensionnel (dans le cas d'un AC il ressemble souvent à une «queue de cochon») dans les coordonnées «amplitude-phase-fréquence». Précisément en raison de sa complexité, lorsqu'ils parlent d'impédance comme valeur numérique, ils parlent de son MODULE. Du point de vue de la recherche, les projections de la «queue de cochon» sur deux plans sont les plus intéressantes: «amplitude de fréquence» et «phase de fréquence». Ces deux projections, présentées sur le même graphique, sont appelées «graphique de Bode». La troisième projection de l'amplitude de phase est appelée le graphique de Nyquist.

Avec l'avènement et la propagation des semi-conducteurs, les amplificateurs de fréquence sonore ont commencé à se comporter plus ou moins comme des sources de tension "constante", c'est-à-dire idéalement, ils devraient maintenir la même tension à la sortie, quelle que soit la charge qui y est suspendue et quel est le besoin de courant. Par conséquent, si nous supposons que l'amplificateur qui pilote le haut-parleur GG est une source de tension, l'impédance du haut-parleur montrera clairement quelle sera la consommation de courant. Comme déjà mentionné, l'impédance est non seulement réactive (c'est-à-dire caractérisée par un angle de phase non nul), mais varie également avec la fréquence. Angle de phase négatif, c'est-à-dire lorsque le courant est en avance sur la tension, en raison des propriétés capacitives de la charge. L'angle de phase positif, c'est-à-dire lorsque le courant est derrière la tension, est dû aux propriétés inductives de la charge.

Quelle est l'impédance des haut-parleurs typiques? La norme DIN exige que l'impédance des enceintes ne s'écarte pas de la valeur nominale indiquée de plus de 20%, mais en pratique tout est bien pire - la déviation de l'impédance par rapport à la valeur nominale est en moyenne de +/- 43%! Tant que l'amplificateur est caractérisé par une faible impédance de sortie, même de tels écarts n'apporteront aucun effet audible. Cependant, dès qu'un amplificateur LAMP avec une impédance de sortie de l'ordre de plusieurs Ohms (!) Est introduit dans le jeu, le résultat peut être très déplorable - la couleur du son est inévitable.

La mesure d'impédance CA est l'un des outils de diagnostic les plus importants et les plus puissants. Selon le graphique d'impédance, on peut dire beaucoup de choses sur les données du locuteur sans même les voir dans les yeux et ne pas entendre. En ayant un graphique d'impédance devant vos yeux, vous pouvez immédiatement dire quel type de données est fermé par AC (une bosse dans la région des basses), un inverseur de phase ou une transmission (deux bosse dans la région des basses), ou une sorte de klaxon (une séquence de pics uniformément espacés). Il est possible de juger de la qualité de reproduction des basses (40-80Hz) et des basses (20-40 Hz) par ces haut-parleurs ou par ces haut-parleurs par la forme de l'impédance dans ces zones, ainsi que par le facteur de qualité des bosses. Une «selle» formée de deux pics dans la région des basses fréquences, typique d'une conception à inverseur de phase, indique la fréquence à laquelle l'inverseur de phase est «accordé», qui est généralement la fréquence à laquelle la réponse à basse fréquence de l'oscillateur à basse fréquence chute de 6 dB, c'est-à-dire environ 2 fois. À partir du graphique d'impédance, vous pouvez également comprendre s'il existe des résonances dans le système et quelle est leur nature. Par exemple, si les mesures sont prises avec une résolution de fréquence suffisante, alors peut-être une sorte de «pseudo» apparaîtra sur le graphique, indiquant la présence de résonances dans la conception acoustique.

Eh bien, peut-être que la chose la plus importante qui peut être retirée du graphique d'impédance est la charge de cette charge pour l'amplificateur. Étant donné que l'impédance du haut-parleur est réactive, le courant sera soit en retard sur la tension du signal, soit en avance sur lui par l'angle de phase. Dans le pire des cas, lorsque l'angle de phase est de 90 degrés, le courant maximal est requis de l'amplificateur tandis que la tension du signal tend vers zéro. Par conséquent, la connaissance du «passeport» 8 (ou 4) ohms car la résistance nominale ne donne rien. Selon l'angle de phase de l'impédance, qui sera différent à chaque fréquence, tel ou tel haut-parleur peut s'avérer «trop dur» pour tel ou tel amplificateur. Il est également très important de noter que la plupart des amplificateurs ne nous semblent pas faire face aux haut-parleurs simplement parce qu'à des niveaux de volume TYPIQUES acceptables dans les environnements domestiques TYPIQUES, les haut-parleurs TYPIQUES n'ont PAS besoin d'un amplificateur TYPIQUE pour «alimenter» plus que quelques watts.

20. Quelle est la puissance nominale de GG?

Il s'agit d'une puissance électrique donnée à laquelle la distorsion non linéaire du GH ne doit pas dépasser la valeur requise.

21. Quelle est la puissance de bruit maximale du GG?

Il s'agit de la puissance électrique d'un signal de bruit spécial dans une gamme de fréquences donnée, que le GG peut supporter pendant longtemps sans dommages thermiques et mécaniques.

22. Quelle est la puissance sinusoïdale maximale du GG?

Il s'agit de la puissance électrique d'un signal sinusoïdal continu dans une plage de fréquences donnée, que le GG peut supporter pendant longtemps sans dommages thermiques et mécaniques.

23. Quelle est la puissance maximale à court terme GG?

Il s'agit de la puissance électrique d'un signal de bruit spécial dans une gamme de fréquences donnée, que le GG peut supporter sans dommage mécanique irréversible pendant 1 s (les tests sont répétés 60 fois avec un intervalle de 1 min.)

24. Quelle est la puissance maximale à long terme de GG?

Il s'agit de la puissance électrique d'un signal de bruit spécial dans une gamme de fréquences donnée, que le GG peut supporter sans dommage mécanique irréversible pendant 1 min. (les tests sont répétés 10 fois avec un intervalle de 2 minutes.)

25. Ceteris paribus, AC avec quelle résistance nominale est préférable -4, 6 ou 8 Ohms?

Plus généralement préféré est un AC avec une impédance nominale plus élevée, car un tel AC représente une charge plus légère pour l'amplificateur et, par conséquent, est beaucoup moins critique pour le choix de ce dernier.

26. Quelle est la réponse impulsionnelle des locuteurs?

C'est sa réponse à l'impulsion «idéale».

27. Qu'est-ce qu'une impulsion «idéale»?

Il s'agit d'une montée en tension instantanée (le temps de montée est égal à 0) à une certaine valeur, «bloquée» à ce niveau constant pendant une courte période (disons, une fraction de milliseconde), puis une chute instantanée à 0 V. La largeur d'une telle impulsion est inversement proportionnelle à la largeur de bande du signal. Si nous voulions rendre l'impulsion infiniment courte, alors pour transférer sa forme en invariance complète, nous aurions besoin d'un système avec une bande passante infinie.

28. Quelle est la réponse transitoire du locuteur?

Ceci est sa réponse à un signal de pas. La caractéristique de transition donne une représentation visuelle du comportement de tous les haut-parleurs GG dans le temps et nous permet de juger du degré de cohérence du rayonnement des haut-parleurs.

29. Qu'est-ce qu'un signal de pas?

C'est à ce moment que la tension à l'entrée du haut-parleur passe instantanément de 0 V à une certaine valeur positive et le reste pendant longtemps.

Bonjour, chers lecteurs. Enfin, j'étais mûr pour un examen de l'amplificateur, pour le lieu de travail à l'ordinateur, ce que j'avais fait il y a quelques mois.

Contexte

Je voulais un amplificateur compact sur un TPA3116 comme celui-ci. Uniquement avec alimentation intégrée et radio FM. Après avoir étudié les offres dans divers magasins chinois, je n'ai rien trouvé pour moi, je n'aime pas ça, alors c'est cher. Il a été décidé de se aveugler. L'idée était la suivante: l'appareil fonctionne comme un amplificateur normal, avec la possibilité de passer en mode radio FM.

Komplektuha

Tout appareil a besoin d'un étui. Au début, je voulais tout assembler dans un boîtier en plastique acheté, mais je le voulais magnifiquement. J'ai décidé d'utiliser le boîtier du tuner satellite existant. Le donateur était l'ancien récepteur satellite Orton 4100C

La carte suivante a été choisie comme amplificateur (photo du vendeur):


  Maintenant, le vendeur vend des cartes en PCB vert, j'en ai une jaune:


  J'ai acheté pour moi-même, livraison en Ukraine 22 jours par la poste chinoise. Il a été scellé dans un sac antistatique et enveloppé dans un bourdon sur le dessus.
  Dimensions:

Spécifications:
  Classe D
  Tension de fonctionnement: DC 8 - 25V
  Courant de fonctionnement: 4,5 - 7,5 A
  Puissance de sortie lorsqu'il est alimenté par DC 24V 4Ohm 50W + 50W
  Fréquence de fonctionnement: 20 Hz à 20 kHz
  Protection contre les surintensités et la surchauffe

L'amplificateur est monté sur la puce TPA3116D2 - fiche technique
  Il n'y aura pas de test du chemin sonore; dans le réseau de tests ce microcircuit suffit.
  En tant que radio FM, un module MP3 bien connu fonctionnera.


  Équipement standard - le module lui-même, le câblage et la télécommande.
  Tous ces trucs seront alimentés par l'alimentation du peuple DC2412, achetée

  Brève caractéristiques:
  Tension d'entrée - 85-265 V
  Tension de sortie - 24 V
  Courant de charge - 4-6 A
  Puissance de sortie - 100 W (maximum)
  Dimensions - 107x57x30 mm

Eh bien, les connecteurs pour la connexion:


  Ont été achetés et

Assemblage

Il y avait une idée pour maximiser l'utilisation du panneau avant du récepteur, avec un minimum de modifications. Les boutons de contrôle seront également utilisés par le natif. Dans le récepteur à l'intérieur du panneau avant, il y a une telle carte (Mickey s'est déjà évaporé):


  Le PCB était fait de la taille d'origine du PCB, un module MP3 et mikriki pour le contrôle y étaient fixés (la carte d'origine est devenue le donateur de mikrik):



  La carte du module MP3 a dû être un peu raccourcie (elle reposait sur le dernier mikrik), les connecteurs USB et mini-jack, la fente pour carte SD et les boutons n'étaient pas soudés (j'ai soudé le mikriki aux contacts où se trouvaient les boutons)

La tâche consistait à afficher le module à travers le plastique translucide du panneau avant. Voici à quoi cela ressemble dans le cas (modes "Amplificateur" et "Radio", respectivement):


Je n'ai pas aimé le bouton de contrôle du volume fourni avec l'amplificateur, d'autres se vendent plus joliment sur Ali, mais je n'aime pas non plus les prix. En conséquence, il a lui-même transformé une nouvelle poignée en aluminium:


  Un trou a été découpé en dessous dans le panneau avant du boîtier:


  Dès le début, il était prévu d'alimenter le module MP3 à partir de l'alimentation principale via un convertisseur DC-DC (le module a besoin de 5V). Au cours du processus, il s'est avéré qu'avec une telle connexion, un petit arrière-plan apparaît dans les haut-parleurs. Cette option ne me convenait pas, j'ai donc assemblé une simple alimentation de transformateur avec un stabilisateur sur le LM7805:


  J'ai décidé de retirer toutes les bornes et les connecteurs de l'alimentation et de la carte de l'amplificateur, j'ai soudé les fils directement. L'alimentation est isolée du boîtier, montée sur des supports en plastique. Le fil d'antenne de la radio FM amené au panneau arrière sur un connecteur mini-jack. Voici à quoi tout cela ressemble à l'intérieur:


  Le panneau arrière a dû être remplacé presque complètement, car il n'y avait presque plus de corps sur le natif après avoir démonté les connecteurs du récepteur:


  Vue de face:


  Le gros bouton sur le panneau avant commute les modes radio ou amplificateur, les petits en mode radio commutent les stations. Inoubliable qu'il existe encore une télécommande IR.
  J'ai aimé le son, assez de puissance (enceintes S-30).
  Voici un joli projet. Merci de votre attention!

L'amplificateur de basse est assemblé sur une puce TPA3116D2.

Spécifications Techniques

Puissance à une charge de 4 ohms. à U pit. 21B. - 2 x 50 watts. (BTL), 100 watts. (PBTL)
Niveau du signal d'entrée. - 0,8 ... 2V.
Rapport signal / bruit. - 102 dB
Coefficient harmonique à mi-puissance 25W. - 0,1%
Tension d'alimentation - 4,5 V ... 26 V.

Le circuit vous permet d'allumer la puce en deux modes:

1. Pont BTL. Dans cette inclusion, vous pouvez obtenir 2 canaux de 50 watts chacun.
2. Parallèle - pont (PBTL). Étant donné que dans ce mode, deux canaux BTL sont également connectés en parallèle, à la sortie, nous obtenons un canal avec une puissance doublée - 100 watts.

Les schémas ci-dessous montrent toutes les modifications nécessaires pour les deux modes.

1. Préparation de la carte pour un fonctionnement en mode pont. Stéréo 50 watts.
L'amplificateur assemblé fonctionne en mode pont. Mais si vous lui envoyez un signal le long d'une ligne non symétrique, réglez les cavaliers P7 et P12. Plus besoin de cavaliers.

2. Préparation de la carte pour un fonctionnement en mode pont parallèle. Un canal 100 watts.
Installez les cavaliers P14, P15 et les cavaliers des sorties de l'amplificateur P3 avec P4 et P8 avec P11.
Maintenant, votre amplificateur fonctionnera en mode pont parallèle et produira 100 watts. Connectez l'enceinte à P6 et P8. Le signal est envoyé à l'entrée du canal droit.

En sélectionnant les résistances R5 et R8, vous pouvez choisir le niveau de gain et l'impédance d'entrée, ainsi que mettre l'amplificateur en modes maître ou esclave

L'amplificateur a un très haut rendement\u003e 90%, il n'est donc pas très exigeant sur le dissipateur thermique. En tant que radiateur, vous pouvez utiliser, par exemple, celui-ci. La forme, les trous de montage et les dimensions, spécialement conçus pour ce module. De plus, il a un placage d'or, ce qui semble très attrayant.

Radiateur

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