Obudowy głośników cz7

Obudowy głośników cz7, elektronika

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Osiemnastki Scan−Speaka
cz.III
Na koniec zostawiliśmy sobie nietypowy 8535, z mniejszym układem magnetycznym,
który nie robi już takiego wrażenia, jak potężne magnesisko poprzednich osiemnastek.
Pokażemy jednak, że właśnie dzięki małemu magnesowi (i podniesieniu wartości Qts)
głośnik ten zyskał pewne możliwości, jakich nie mają jego ciężsi koledzy.
18W8535
Symulacje podstawowych modeli stroje−
nia bass−reflexu od razu pokazały odmien−
ność tego głośnika. Tym razem program
boxcalc żąda od nas przygotowania dużej lub
bardzo dużej obudowy, od 54,3 dm
3
w mode−
lu BB4 do ponad 70dm
3
w pozostałych mo−
delach, oferując w zamian fenomenalnie ni−
ską częstotliwość f−3 − 29Hz w modelu BB4,
a w pozostałych nawet 25Hz. (Parametry mo−
delu C4 były w tym przypadku identyczne
jak SQB3.) Stety czy niestety, z tak wielkiej
obudowy i tak rozciągniętego pasma będzie−
my jednak skłonni zrezygnować, ze względu
na inne parametry. Charakterystyka impulso−
wa w przypadku obudów ponad 70−litrowych
jest, mówiąc wprost, bardzo zła. Oscylacje
trwają aż do 80ms. W obudowie 54,3 dm
3
jest z tym trochę lepiej, ale wciąż nie dosko−
nale − 60ms. Na pocieszenie, pierwsze prze−
rzuty są niewielkie.
Na tym jednak nie koniec problemów. Po
raz pierwszy mamy kłopot − i to od razu bar−
dzo poważny − z charakterystykami mocowy−
mi. Oprócz normalnego deficytu na samym
skraju pasma (poniżej 30Hz), który jest nie−
groźny, na charakterystyce mocy pojawia się
głębokie siodło, osiągające minimum przy
ok. 40Hz, gdzie głośnik jest w stanie przyjąć
tylko 25−30W, w stosunku do 70W mocy
znamionowej. To problem, nad którym nie
można przejść obojętnie, o ile nie chcemy,
aby słuchana nieco głośniej muzyka rocko−
wa “wypluła” nam głośnik. Musimy poszu−
kać innego strojenia, przede wszystkim po−
prawić charakterystykę mocową, o ile się da
impulsową, nawet kosztem ograniczenia pa−
sma. Można się domyślać, że deficyt mocy
w zakresie 40Hz wynika z bardzo niskiego
strojenia, działanie układu rezonansowego
obudowy nie odciąża dostatecznie głośnika
od dużych amplitud w tym zakresie. Weźmy
na początek model BB4, jako rokujący naj−
lepiej, i spóbujmy przesuwając częstotliwo−
ść rezonansową do góry zniwelować owe
siodło na charakterystyce mocy. Niestety,
pojawiają się szkodliwe skutki uboczne.
Siodło zmniejsza swoją głębokość, ale defi−
cyt mocy na skraju pasma zaczyna być co−
raz dotkliwszy. O ile możemy tolerować
(tak jak w przypadku innych osiemnastek)
spadek wytrzymałości poniżej 30Hz, to te−
raz granica pełnej wytrzymałości, po usunię−
ciu siodła (stało się to dopiero przy
fb=44Hz), przesunęła się do 37Hz. Przy
30Hz głośnik wytrzymuje już tylko 20W,
przy 20Hz − 6W. Jednocześnie na charaktery−
styce przetwarzania pojawiło się 6dB podbi−
cie i znacznie pogorszyły się charakterystyki
impulsowe − oscylacje biegną aż do 85ms.
Musimy szukać innego rozwiązania.
Spróbujmy zmniejszyć obudowę, to zawsze
pomaga charakterystyce mocowej na skraju
pasma. Przy 35dm
3
rozsądnym kompromi−
sem jest strojenie obudowy do fb=32Hz,
wówczas f3=34,2Hz, na charakterystyce czę−
stotliwościowej występuje tylko 1,5dB
Elektronika dla Wszystkich
81
Głośniki
podbicie, charakterystyka impulsowa jest
całkiem dobra, z oscylacjami gasnącymi po
40ms, na charakterystyce mocowej siodło
nie zostało całkowicie usunięte, ale jego mi−
nimum przesunęliśmy do ok. 45W przy
50Hz. Przy najniższych częstotliwościach
spadek mocy występuje dopiero poniżej
27Hz (model “1”). Kosztem zawężenia pa−
sma przenoszenia (jednak f−3 leży wciąż
znacznie niżej niż w przypadku jakiejkol−
wiek konstrukcji z 18W8545K) uzyskaliśmy
poprawę we wszystkich pozostałych aspek−
tach. Pójdźmy w tym kierunku dalej, zga−
dzając się na podbicie na charakterystyce
przetwarzania maksymalnie 1,5dB. Obudo−
wę 30dm
3
stroimy do fb=31Hz i wraz
z podbiciem 1,5dB uzyskujemy f−3 = 36Hz.
Pewnemu pogorszeniu ulega charakterysty−
ka impulsowa (oscylacje do 50ms), nato−
miast minimum siodła na charakterystyce
mocy podnosi się do 50W, a spadek mocy na
skraju pasma zaczyna się dopiero przy 25Hz
(model 2).
W obudowie 25dm
3
, aby nie przekroczyć
podbicia 1,5dB, należy ustalić fb=29Hz, co
już wymaga 25cm tunelu przy otworze o śre−
dnicy 5cm. Wówczas f−3 = 39Hz, charakte−
rystyki impulsowa i mocowa są podobne jak
w obudowie 30dm
3
(model “3”). W obudo−
wie 25dm
3
możemy też wywalczyć całkowi−
te zlikwidowanie siodła na charakterystyce
mocowej. Musimy wówczas ustalić
fb=39Hz (można wtedy pokusić się o zasto−
sowanie otworu o średnicy 7cm, który musi
mieć długość 25cm). Płacimy za to trochę
słabszą charakterystyką impulsową (duży
pierwszy przerzut), 3dB podbiciem w okoli−
cach 60Hz, ale częstotliwość f−3 wcale nie
jest wyraźnie wyższa (40Hz) (model “4”).
Obudowa 25dm3 daje więc ciekawy i warto−
ściwy wybór między dwoma zestawami pa−
rametrów, podobnie jak w przypadku
18W8545(K).
W obudowie 20dm
3
, przy strojeniu do
40Hz, również nie mamy siodła na charakte−
rystyce mocowej, charakterystyka impulso−
wa ma silny pierwszy przerzut, przy 3dB
podbiciu i f−3 = 44Hz, co już staje się mało
ciekawe, gdyż 18W8545(K) uzyskuje
w 20dm
3
f−3 = 41Hz (model “5”). Jeśli bar−
dzo chcemy użyć 18W8535 w tak małej (jak
dla niego) obudowie bass−reflex, powinni−
śmy postarać się o instalację długiego tune−
lu. Przy 25cm (wciąż 5cm średnicy) uzyska−
my fb=32Hz, a wówczas f−3 = 42,7Hz,
podbicie redukuje się do 2dB, ładniejsza jest
charakterystyka impulsowa (mniejszy
pierwszy przerzut), siodło na charakterysty−
ce mocowej jest minimalne (60W między 50
a 60Hz) (model “6”). Taki zestaw parame−
trów może już zadowolić.
Na koniec zwróćmy uwagę, że stosowanie
wraz z 18W8535 otworu o średnicy 5cm jest
mniejszym ograniczeniem dla liniowości pra−
cy układu rezonansowego niż przy 18W8545,
ponieważ 8535 ma mniejsze wychylenie obję−
tościowe i nie wymaga od otworu tak dużej
“wydajności” jak 8545.
Gdyby nie analiza charakterystyk moco−
wych, można by zachwycać się możliwo−
ściami 18W8535 w bardzo dużych obudo−
Rys.4.1 − Charakterystyki głośnika 18W8535 w obu−
dowie bass−reflex Vb=35dm
3
, fb=32Hz
a)
Rys.4.2 − Charakterystyki głośnika 18W8535 w obu−
dowie bass−reflex Vb=25dm
3
, fb=29Hz
Rys.4.3 − Charakterystyki głośnika 18W8535 w obu−
dowie bass−reflex Vb=25dm
3
, fb=39Hz
4.1a) charakterystyka przetwarzania
b)
a)
a)
4.1b) charakterystyka impulsowa
4.2a) charakterystyka przetwarzania
4.3a) charakterystyka przetwarzania
c)
b)
b)
4.1c) charakterystyka mocy
4.2b) charakterystyka impulsowa
4.3b) charakterystyka impulsowa
d)
c)
c)
4.1d) charakterystyka impedancji
4.2c) charakterystyka mocy
4.3c) charakterystyka mocy
82
Elektronika dla Wszystkich
 Głośniki
wach. Jeżeli ktoś nie słucha muzyki głośno,
może ograniczenie wytrzymałości potrakto−
wać pobłażliwie. Jednak wypada zalecić,
aby omawiane “siodło” przynajmniej
zmniejszyć, co łatwo zrobić w obudowach
25−35 dm
3
, jednocześnie zachowując bardzo
niską częstotliwość f−3, która stanowi
o przewadze 8535 nad 8545(K). Przewaga ta
Strojenie bass−re
flexu dla 18W8535
Hoge BB4 C4 “1” “2” “3” “4” “5” “6”
Vb [dm
3
] 75,3 54,3 70,7 35 30 25 25 20 20
fb [Hz] 25,8 26 25,8 32 31 29 39 40 32
Dv/Lv [cm/cm] 7/18,1 7/26,5 7/19,6
5/8,2 5/12,5 5/9 5/12,9 5/16,9 5/24,5 5/11,9 5/14,8 5/25
f−3 [Hz] 25 28,6 25,5 34,2 36,3 39,4 40 44,5 42,7
podbicie [dB] 0 0 0 1,5 1,5 1,5 3 3 2
Rys.4.4 − Charakterystyki głośnika 18W8535 w obu−
dowie zamkniętej Vb=19,6dm
3
(Qtc=0,71)
jednak topnieje wraz ze zmniej−
szaniem obudowy, nie ma więc
sensu stosowanie 8535 w obu−
dowach bass−reflex mniejszych
od 20dm
3
.
18S8535 różni się od
18W8535 niewiele wyższą
wartością Qts. Z dobrym przybliżeniem
można stwierdzić, że wymaga on nieco
większych obudów, strojonych nieco niżej.
Jedna z najlepszych symulacji, jaką prze−
Strojenie obudowy zamkniętej dla 18W8535
Qtc 0,5 0,58 0,71 0,8 0,9 1
Vb [dm
3
] 70,9 38,7 19,6 13,6 9,7 7,2
fc [Hz] 35,3 41,5 52,4 60,6 69,8 79,5
f−3 [Hz] 54,9 52,8 52,4 54,3 57,9 62,5
podbicie [dB] 0 0 0 0,2 0,7 1,2
prowadziliśmy dla tego głośnika, to zestaw
parametrów: Vb=30dm
3
, fb=29Hz, otwór
5/20cm, f−3 = 36Hz, podbicie 1,5dB, oscy−
lacje do 50ms, siodło przy 50Hz z mini−
mum na poziomie 45W. Jednak wydaje się,
ze względu na ekranowanie magnetyczne,
że głośnik ten został stworzony specjalnie
do konstrukcji głośników centralnych,
które muszą być znacznie mniejsze. W ta−
kim przypadku pozostaje tylko obudowa
zamknięta.
Osiągi 18W8535 w obudowie zamkniętej
są bardzo inspirujące, pod względem pasma
przenoszenia dystansuje on 18W8545. Nie−
stety, ponownie pojawiają się problemy
z charakterystyką mocy. Tylko przy dobroci
wyższej od 0,9 mamy zachowane znamiono−
we 70W w całym pasmie. Przy dobrociach
niższych spadek zaczyna się już przy ok.
60Hz, i przy 20Hz osiąga poziom ok.
30W dla dobroci 0,71, ok. 15W dla dobroci
0,58 i ok. 10W dla dobroci 0,5.
Nie należy więc szarżować z wielkością
obudowy. Można uznać, że przy dobroci 0,71
(obudowa ok. 20dm
3
) ograniczenie mocy jest
jeszcze akceptowalne, o ile wyrzekniemy się
bardzo dużych głośności.
Pełną moc w całym pasmie mamy
w obudowach do 10dm
3
, czyli przy dobro−
ciach Qtc nie mniejszych od 0,9. Takie roz−
wiązanie należy więc wybrać, jeśli nie chce−
my nic uronić z wytrzymałości głośnika.
Dobrym kompromisem wydaje się obudowa
13dm
3
z dobrocią Qtc 0,8, gdzie poniżej
60Hz moc lekko spada do 50W przy 20Hz.
Można powiedzieć, że zakres rekomendo−
wanych objętości obudowy zamkniętej dla
głośnika 18W8535 jest dość szeroki (10−
20dm
3
), ale trzeba wiedzieć o zaletach
i ograniczeniach konkretnych rozwiązań.
Jednocześnie, mimo wszystkich uwag, bez
wątpienia 18W8535 jest najlepszym głośni−
kiem do obudowy zamkniętej spośród wszy−
stkich osiemnastek.
a)
Rys.4.5 − Charakterystyki głośnika 18W8535 w obu−
dowie zamkniętej Vb=9,7dm
3
(Qtc=0,9)
4.4a) charakterystyka przetwarzania
b)
a)
4.4b) charakterystyka impulsowa
4.5a) charakterystyka przetwarzania
c)
b)
4.4c) charakterystyka mocy
4.5b) charakterystyka impulsowa
d)
c)
4.4d) charakterystyka impedancji
4.5c) charakterystyka mocy
Podsumowanie
Jeśli nie bierzemy pod uwagę obudowy
zamkniętej, wszystkie analizowane głośniki
doskonale podzieliły się kompetencjami, je−
śli chodzi o wielkość odpowiedniej obudowy
bass−reflex. W objętościach 10−15dm
3
najle−
piej sprawują się starsze 18W8542(43). Od
15dm
3
do 20dm
3
najlepiej czuje się
18W8546, dając w stosunku do poprzednich
głośników niższą częstotliwość f−3 i większą
moc. Słynny 18W8545(K) zagwarantuje do−
skonałe efekty w obudowach 20−25dm
3
.
Jeśli mamy obudowę jeszcze większą, stosuj−
my 18W8535.
Elektronika dla Wszystkich
83
 Głośniki
Znanych jest wiele firmowych konstrukcji, które wcale nie speł−
niają tych warunków, np. 18W8545(K) jest często spotykany w obu−
dowach mniejszych od 20dm
3
. Często subiektywne wrażenia z te−
stów odsłuchowych usprawiedliwają odejście od teorii.
Widać też, jak duży wpływ na działania konstruktora powinna
mieć znajomość charakterystyki wytrzymałości. Deklarowana przez
producenta moc znamionowa wcale nie jest gwarantowana w dowol−
nej obudowie, ba, często w obudowie pozornie prawidłowej (obli−
czonej według teoretycznych modeli), pojawia się poważe osłabie−
nie, i dla jego usununięcia lub choćby redukcji trzeba odejść od pod−
stawowych rozwiązań i poszukiwać kompromisu między wieloma
aspektami jakościowymi (liniowość charakterystyki, rozciągnięcie
pasma, impuls, moc). Niestety, “ręczne” obliczanie charakterystyk
wytrzymałości jest bardzo trudne, i niezastąpione są tu symulacje
komputerowe, tak samo jak wtedy, gdy odchodzimy od podręczniko−
wych modeli i “kombinujemy”.
Często zderzamy się z problemem zainstalowania odpowiednio
dużego i głębokiego otworu. Pewnym rozwiązaniem w takiej systua−
cji jest zastosowanie membrany biernej, niestety nie jest to proste,
a pewne aspekty jakościowe ulegają wówczas pogorszeniu (charakte−
rystyki impulsowe). Pozornie prosta skrzynka z otworem wraz z gło−
śnikiem tworzą bardzo złożony układ elektroakustyczny.
Nie wszystkie zjawiska akustyczne są w stanie przedstawić nawet
najbardziej zaawansowane programy. Najczęstsza rozbieżność polega
na uzyskiwaniu innej, niż obliczona, częstotliwości rezonansowej fb.
Należy polecić dokonanie pomiarów. Na szczęście ustalenie częstotli−
wości rezonansowej fb nie wymaga trudnych pomiarów akustycz−
nych, a jedynie elektrycznych (poprzez badanie charakterystyki mo−
dułu impedancji).
Errare Humanum Est
W EdW 10/99 oprócz kilku literówek nie wytropiliście poważniej−
szych błędów.
A oto drobne usterki, które można było z powodzeniem usunąć na
podstawie kontekstu:
str. 13 rys. 3
Niepotrzebny jest trzeci, górny zacisk zasilania.
str. 13.
W opisie “Minigeneratora...” nie podano typu układu
scalonego. Tekst wskazuje, że chodzi o zwykłe inwertery,
czyli układ CMOS 4069, a nie 40106 (inwertery ze “szmi−
tem”). Rezystor R10 ma wartość 220 omów.
str. 18 rys. 1
Zamiast fototranzystora T1 może być wykorzy−
stany fotorezystor, co zaznaczono na schemacie, ale nie
uwzględniono w tekście i wykazie elementów.
str. 44
W opisie wzmacniacza odwracającego występują nie−
zgodności tekstu z rysunkami:
kol. 1 wiersze 15, 16 od dołu
Zamiast
wzrosło
, powinno być
zmalało.
kol. 1 wiersz 14
Zamiast
zmniejszyło
powinno być
zwiększyło.
kol. 1 wiersz 7 od dołu
Zamiast
w punkcie X
powinno być
w punkcie Y
.
kol. 2 wiersz 8 od góry
Zamiast
napięcie ujemne równe
+2V
powinno być
napięcie dodatnie równe +2V
.
str. 52 kol. 3 wiersz 8 od góry
Zamiast
potencjometru P1
po−
winno być
potencjometru P2
.
str. 52 kol. 3 wiersz 4 od góry
Zamiast
R11+P1
powinno być
R11+P2
.
str. 55 rys. 1 i wykaz elementów
Tranzystor BUZ10 powi−
nien mieć oznaczenie T2.
str. 57 rys. 2
Błędnie narysowano schemat “obejścia”. Wyj−
ście powinno być zwierane z wejściem w pozycji “1”.
Nagrody otrzymują:
Andrzej Czernecki
i
Michał Kobierzycki
.
Andrzej Kisiel
84
Elektronika dla Wszystkich
Errare Humanum Est
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

happyhour.opx.pl