Вимірювання параметрів динаміків у домашніх умовах та один спосіб налаштування фазоінверторів

(На допомогу початківцям басовикам)

Глава А – Вимірювання

Одразу зауважу, що зручний спосіб вимірювання параметрів НЧ динаміків викладений у методі JBL SpeakerShop. Власникам програми пропоную скористатися цим методом (я сам його не перевіряв, але думаю, що там немає збоїв). Для тих же, у кого цієї програми немає або не вистачає вимірювального обладнання, я опишу спосіб, запозичений мною з журналів "РАДІО" минулих років. Я цей спосіб використовував, і при певній ступені акуратності та терпіння з його допомогою можна отримати досить точні (нехай точніше, ніж у довіднику або в інструкції користувача) параметри.

Отже, почнемо:

1)  Зберемо схему.

Де на схемі випробуваний динамік, я думаю, зрозуміло. Інші елементи схеми потребують розгорнутого пояснення.

Генератор – або генератор звукової частоти, здатний видавати напругу 10-20 В, або комбінація генератора-усилювача, що відповідає цим вимогам.

1000 Ом – резистор 1000 Ом, стабілізуючий струм через динамік. Номінал резистора можна брати менше, але це знижуватиме точність обчислення Qts. (Хоча при використанні резистора всього 200 Ом похибка виміру навряд чи перевищить 10%, але, як кажуть, береженого ...).

 а, в, с – точки для підключення вольтметра.

Сам вольтметр на малюнку не вказаний, але він повинен бути: - по-перше, змінного струму; - по-друге, вміти вимірювати напруги порядку 100 мВ. При відсутності у вольтметра такого діапазону вимірювань, його можна підключити через підсилювач. А так як сучасні підсилювачі зазвичай "стерео" і більше, особливих проблем з цим немає.

Схема зібрана.

2)  Розміщуємо динамік подалі від стін, стелі та підлоги (часто рекомендують підвішувати).

3)  Підключаємо вольтметр до точок а і с, і встановлюємо напругу рівною 10-20 В на частоті 500-1000 Гц. 

4)  Підключаємо вольтметр до точок в і с, і змінюючи частоту генератора знаходимо частоту, на якій показання вольтметра максимальні, див. малюнок нижче по тексту. Це і є Fs. Записуємо Fs і Us-показання вольтметра.

5)  Змінюючи частоту вгору відносно Fs, знаходимо частоти, на яких показання вольтметра постійні і значно менше Us (при подальшому підвищенні частоти напруга знову почне збільшуватися, пропорційно збільшенню імпедансу динаміка). Запишемо це значення, Um.

Графік імпедансу динаміка у вільному просторі і в закритому ящику виглядає приблизно так.

6) Знаходимо по графіку (якщо ми його будували) або вимірюємо частоти срезу F1 і F2 по рівню U12=(Us*Um)^0.5;

7) Обчислюємо акустичну добротність Qa=(Us/Um)^0.5*Fs/(F2-F1), і

8) Електричну добротність Qe=Qa*Um/(Us-Um);

9) І, на кінець, повну добротність Qts=Qa*Qe/(Qa+Qe).

Щоб дізнатися Vas, нам знадобиться ящик (добрий герметичний ящик, ні в якому разі не картонний, а з товстими стінками) з круглою діркою, що збігається за розміром з діаметром дифузора динаміка. Об'єм ящика, V, краще вибрати ближче до того, в якому ми потім збираємося цей динамік слухати.

10) Встановлюємо динамік в ящик і герметизуємо всі щілини;

11) Проводимо всі вимірювання і обчислення за пунктами 1)-6) і отримуємо значення Fs'(насправді це Fc) і Qts' (Qtc);

12) Обчислюємо Vas=((Fs'/Fs)^2-1)*V;

13) Обчислюємо Qtc=Qts*(1+Vas/V)^0.5, якщо виміряна Qts'=Qtc, ну або майже дорівнює, значить - все зроблено правильно, і можна переходити до проектування акустичної системи.

Глава B – Налаштування ФІ

Запропонована методика налаштування також запозичена з Літератури, але досить проста, щоб стати надбанням допитливих мас. Єдина заувага (її я сам придумав) в тому, що ця методика дозволяє легко налаштовувати ФІ, виготовлені на базі динаміків з добротністю Qts=0.3…0.5. Для інших ФІ доведеться додатково застосовувати природну винахідливість. Отже.

 В основі методики лежить залежність, що існує між параметрами ФІ та ЗЯ (закритого ящика). Якщо в ФІ з гладкою АЧХ (по spl) закрити отвір тунелю, то повна добротність системи, Qtc, виявиться рівною 0.6, а резонансна частота, Fc, буде пов'язана з частотою налаштування ФІ залежністю: Fb=0.61…0.65*Fc. Якщо допустити похибку визначення частоти налаштування ФІ в 5%, то відношення Fb/Fc для реальних конструкцій можна прийняти рівним 0.63.

 Налаштування:

14) Закриваємо герметично отвір тунелю, і збираємо схему для вимірювання Fc (див. главу А).

15) Підбираємо кількість звукопоглинального матеріалу і досягаємо мінімального значення Fc;

16) Закріплюємо матеріал всередині ящика і вимірюємо Fc;

17) Обчислюємо Fb=0.63*Fc;

18) Обчислюємо довжину тунелю: Lv=31*10^3*S/(Fb^2*V)-1,7*(S/ПІ)^0.5, де S – площа отвору порту ФІ в кв.см., V – об'єм ящика в літрах;

19) Робимо тунель, вставляємо його всередину ящика (саме всередину, якщо в готовій конструкції він передбачений всередині) і вимірюємо Fb'.

Має вийти щось на зразок:

20) Отримане значення Fb' підставляємо у формулу 18) і обчислюємо уточнене значення V';

21) Підставляємо V' у формулу 18) і обчислюємо Lv' для розрахункового значення Fb (хто забув, це сталося в п.17);

22) Укорочуємо (подовжити його неможливо, тому заходи краще прийняти заздалегідь) тунель і знову вимірюємо;

23) За методикою визначення Qtc (глава А) визначаємо добротність системи і, якщо вона менше 1, заспокоюємося. Якщо вона більше, то ймовірно, що щось десь було зроблено не так, але переробляти вже пізно. Послухаємо, якщо дійсно бубніть (що зовсім не обов'язково), будемо приймати заходи.

Можливі заходи:

24) Задемпфувати частково-акустично-прозорим матеріалом тунель ФІ. Іншими словами – закрити тунель синтепоном, ватою, килимом тощо;

25) Задемпфувати сам динамік, наклеївши на вікна дифузоротримача перераховані вище матеріали (тільки не всі одразу).

Ці заходи знизять загальну добротність системи, Qtc.

Література:
Салтиков О., Розрахунок характеристик гучномовця, Радіо 1981
Жбанов В., Налаштування фазоінвертора, Радіо 8/1986
Алдошина І. Там, де живуть баси, АМ 2/1999
Фрунзе, О підвищенні якості звучання АС, Радіо 9/1992