plik


ÿþSamodzielne konstruowanie S a m o d z i e l n e k o n s t r u o w a n i e Samodzielne konstruowanie S a m o d z i e l n e k o n s t r u o w a n i e zespoBów gBo[nikowych z e s p o B ó w g B o [ n i k o w y c h zespoBów gBo[nikowych z e s p o B ó w g B o [ n i k o w y c h Budowa, zasada dziaBania i niektóre podstawowe parametry gBo[nika dynamicznego Na pocztku naszych rozwa|aD wprowadz- Zadaniem ka|dego rodzaju gBo[nika jest za- centa. Oznacza to, |e np. 100W doprowadzo- my jedno u|yteczne rozró|nienie - pod poj- miana energii elektrycznej, dostarczonej ze nej mocy elektrycznej zamienia si np. na ciem gBo[nik bdzie zawsze wystpowaB po- wzmacniacza, na energi akustystyczn - fal 1W mocy akustycznej - reszta zamienia si jedynczy gBo[nik, natomiast kompletne urz- dzwikow, która bdzie cieszy nasze uszy. w ciepBo. Jest to informacja wa|na o tyle, |e dzenie (gBo[niki ze zwrotnic w obudowie) GBo[nik dynamiczny dokonuje tej zamiany wyja[niajca, i| gBo[nik o mocy znamiono- bdzie nazywane ze- wykorzystujc zjawi- wej np. 100W mo|e przyj 100W mocy spoBem gBo[nikowym. sko powstawania siBy elektrycznej. Odda znacznie mniej watów Zadaniem ka|dego rodzaju gBo[ni- ZaBó|my te|, |e poruszajcej cewk, mocy akustycznej, ale nie przyjBo si wyra- ka jest zamiana energii elektrycz- ukBad gBo[nikowy to przez któr pBynie |a jej w watach. Zamiast tego otrzymujemy nej, dostarczonej ze wzmacniacza, hipotetyczny kom- zmienny prd elek- parametr efektywno[ci, która jest wBa[nie na energi akustystyczn - fal plet gBo[ników do ze- tryczny, gdy ta znaj- miar sprawno[ci. Efektywno[ to ci[nienie dzwikow, która bdzie cieszy spoBu gBo[nikowego duje si w staBym polu akustyczne, jakie otrzymamy w odlegBo[ci nasze uszy. (gdy nieistotne s magnetycznym (std 1m od gBo[nika (lub zespoBu gBo[nikowego) kwestie obudowy). te| gBo[nik dynamicz- przy dostarczeniu 1W lub 2.83V. Dostarcze- Najpopularniejszym rodzajem gBo[nika ny nazywany jest równie| magnetoelektrycz- nie 1W pozwala okre[li efektywno[ moco- jest gBo[nik dynamiczny. Spotykany jest on nym). Ruch cewki odzwierciedla zmiany przy- w, dostarczenie 2.83V efektywno[ napi- w zdecydowanej wikszo[ci zespoBów gBo- Bo|onego do niej napicia. Do cewki przymo- ciow. Dla gBo[nika o impedancji 8 omów [nikowych, i w zasadzie jako jedyny rodzaj cowana jest membrana, która poruszajc si przyBo|enie 2.83V oznacza dostarczenie 1W, gBo[nika jest brany pod uwag przez hobbi- wraz z cewk powoduje zaburzenie powietrza, wic efektywno[ mocowa i napiciowa s stów. Nie bdziemy wic traci miejsca na a w[lad za tym powstanie fali akustycznej. w tym przypadku równe. Inaczej dla gBo[ni- przedstawianie niepraktycznych ciekawostek ka 4-omowego, gdzie 2.83V oznacza dostar- pod postaciami innych rodzajów gBo[ników, Efektywno[ gBo[nika czenie 2W. Dlatego efektywno[ napiciowa ale od razu przejdziemy do omówienia gBo- Sprawno[ energetyczna typowych gBo[ni- gBo[ników 4-omowych jest dwa razy wy|sza [nika dynamicznego, który bdzie nam towa- ków dynamicznych jest bardzo maBa, wynosi od ich efektywno[ci mocowej. Efektywno[ rzyszyB a| do koDca cyklu wykBadów. najwy|ej kilka procent, czsto poni|ej pro- wyra|ana jest w decybelach (dB), które s Elektronika Plus - UKA ADY AUDIO 45 miar skali logarytmicznej. W tym przypad- 8-omowe, do innych 4-omowe (jest to ny, tym ni|sza górna czstotliwo[ graniczna, ku oznacza to, |e 3dB okre[laj ró|nic dwu- zwizane z charakterystykami wspóBpracu- jak gBo[nik mo|e przetwarza. W ten sposób krotn, 6dB czterokrotn, 12dB o[miokrotn, jcego wzmacniacza). du|e gBo[niki dynamiczne dostosowane do itd., a np. 10dB ró|nic dziesiciokrotn. przetwarzania niskich czstotliwo[ci nie mog GBo[nik 90-decybelowy ma efektywno[ Moc znamionowa - przetwarza czstotliwo[ci wysokich, i dla dwukrotnie wy|sz od 87-decybelowego. In- - próba 100 godzin przetwarzania peBnego pasma trzeba stosowa aczej mówic, ten pierwszy wytworzy dwa Moc znamionowa to moc elektryczna, jak wicej ni| jeden gBo[nik. Najprostszym prak- razy wy|sze ci[nienie akustyczne przy takiej mo|na dostarczy do gBo[nika w sposób ci- tycznym rozwizaniem jest ukBad dwudro|ny samej dostarczonej gBy. Nowoczesna nor- dwugBo[nikowy. Wypada ju| w tym miejscu mocy elektrycznej. ma IEC 268-5 mówi zaznaczy, |e  dwudro|ny wcale nie musi Maksymalne nat|enie dzwiku, Efektywno[ jest o próbie 100 godzin. oznacza dwugBo[nikowego, dlatego dla [ci- bardzo wa|nym pa- jakie gBo[nik mo|e wytworzy, jest W tym czasie dostar- sBego opisu ukBadu gBo[nikowego nale|y rametrem, decyduj- iloczynem mocy i efektywno[ci. cza si do gBo[nika przedstawia zarówno liczb  dróg , jak cym w takim samym sygnaB - szum, które- i liczb gBo[ników. W ukBadzie dwudro|nym stopniu o mo|liwych go widmo czstotli- dwugBo[nikowym jeden gBo[nik obsBuguje za- do osignicia nat|eniach dzwiku, co moc wo[ciowe odpowiada ustalonemu przez nor- kres niskich i [rednich tonów, drugi zakres to- znamionowa. Mo|na powiedzie, |e maksy- m widmu przecitnego sygnaBu muzyczne- nów wysokich*. Ale mog te| by ukBady malne nat|enie dzwiku, jakie gBo[nik mo- go. Wikszo[ energii w takim sygnale dwudro|ne trójgBo[nikowe, w których zakres |e wytworzy, jest iloczynem mocy i efek- (i w muzyce) kumuluje si na przeBomie ni- niskich i [rednich tonów obsBuguj równocze- tywno[ci. skich i [rednich czstotliwo[ci, w okolicach [nie dwa jednakowe gBo[niki. UkBad, Parametr efektywno[ci, podobnie jak 200Hz, i spada nieco w kierunku najni|- w którym jeden z dwóch podobnych gBo[ni- moc znamionowa, nie powinien by jednak szych, a wyraznie w kierunku wy|szych cz- ków przetwarza niskie i [rednie tony, a drugi kojarzony wprost z jako[ci gBo[nika. Jest stotliwo[ci. Jednocze[nie gBo[niki przezna- tylko niskie (oczywi[cie trzeci przetwarza za- wiele wy[mienitych gBo[ników, które maj czone do pracy nie w caBym pasmie, ale w je- wsze wysokie), nazywany jest ukBadem dwu- niskie efektywno[ci, a doskonaBe inne para- go wybranych zakresach ([redniotonowe, i-póBdro|nym. UkBady trójdro|ne mog mie metry. Gdyby[my przyjrzeli si bli|ej kon- wysokotonowe), próbowane s odpowiednim bardzo ró|ne konfiguracje, najprostsza to strukcji i parametrom gBo[nika i caBego ze- dla nich fragmentem podstawowego sygnaBu oczywi[cie trójgBo[nikowa, ale mog by spoBu gBo[nikowego, dojrzeliby[my ciekawe testujcego (gBo[niki podBczone s przez od- i czterogBo[nikowe (z dwoma [redniotonowy- zale|no[ci - aby uzyska szerokie pasmo powiednie filtry). mi lub dwoma nisko- przenoszenia albo wysok moc, trzeba si Jednym z najwa|- tonowymi), albo pi- zgodzi na kompromis w efektywno[ci, i na niejszych parame- Im wiksza [rednica membrany, ciogBo[nikowe (z dwo- odwrót. trów gBo[nika jest je- tym ni|sza górna czstotliwo[ ma [redniotonowymi go charakterystyka graniczna. i dwoma niskotono- Impedancja znamionowa przenoszenia. Wyma- wymi, albo z jednym Cewka drgajca gBo[nika ma okre[lon rezy- ga ona jednak znacz- [ redni ot onowym stancj (Re) i indukcyjno[ (Le). Charaktery- nie obszerniejszego omówienia. i trzema niskotonowymi). UkBady liczniejsze styka impedancji ro[nie od warto[ci niewiele DokBadniejsze przyjrzenie si budowie ni| trójdro|ne (czterodro|ne, piciodro|ne) s wikszej od warto[ci rezystancji cewki drga- i parametrom gBo[nika dynamicznego bdzie bardzo rzadko spotykane. Liczba  dróg ozna- jcej dla najni|szych czstotliwo[ci, do war- sensowniejsze po dokonaniu ju| podziaBu na cza wic liczb podzakresów, na jakie podzie- to[ci znacznie wy|szej przy czstotliwo- poszczególne typy - gBo[niki niskotonowe, lono w zwrotnicy pasmo akustyczne, nato- [ciach wysokich. Jednocze[nie, wskutek zja- nisko-[redniotonowe, [redniotonowe i wyso- miast liczba gBo[ników to po prostu liczba gBo- wiska rezonansu ukBadu drgajcego, który kotonowe. Przed tym jednak wypada powie- [ników, z których czasami wicej ni| jeden wystpuje we wszystkich gBo[nikach dyna- dzie kilka zdaD, dlaczego takie typy wyst- przetwarza ten sam podzakres. Ogólnie, liczba micznych, na charakterystyce impedacji gBo- puj. Jak Batwo mo|na si domy[le, dlatego,  dróg nie mo|e by wiksza od liczby zasto- [nika pojawia si jedno wyrazne maksimum. |e nie mo|na stworzy jednego gBo[nika sowanych gBo[ników**. Minimum warto[ci impedancji, le|ce na przetwarzajcego caBe pasmo czstotliwo[ci skali czstotliwo[ci bezpo[rednio powy|ej akustycznych, przy zadowalajco niskim po- Dwudro|ne tego maksimum, sBu|y do wyznaczania im- ziomie znieksztaBceD. czy trójdro|ne? pedancji znamionowej. Warto[ impedancji Aby przetwarza niskie czstotliwo[ci, na- Popularnym tematem w[ród konstruktorów znamionowej standaryzuje si najcz[ciej do le|y  przepompowywa w jednym cyklu ru- i samych u|ytkowników jest kwestia, jakie warto[ci 8 lub 4 omów, rzadziej do 6 omów, chu mambrany du|e masy powietrza. Mo|na ukBady s lepsze - dwudro|ne czy trójdro|ne. tak aby we wspomnianym minimum warto[ to osign poprzez dopuszczenie do du|ych Zwolennicy ukBadów dwudro|nych argu- impedancji nie byBa ni|sza o wicej ni| 25% amplitud i zastosowanie du|ej powierzchni mentuj, |e zmniejszeniu liczby  dróg to- od zadeklarowanej impedancji znamionowej. membrany. Ale im wiksza [rednica membra- warzyszy uproszczenie zwrotnicy, i redukcja Np. je[li w minimum impedancja ma warto[ 6,5 oma, to producent ma prawo okre[li gBo- [nik jako znamionowo 8-omowy. Jednocze- *S rzadkie wyjtki. Istniej niekonwen- ** S rzadkie wyjtki. Istniej gBo[niki [nie sama rezystancja cewki ma warto[ je- cjonalne gBo[niki (nie magnetoelektryczne), dwucewkowe (nisko-[redniotonowe), po- szcze ni|sz. W gBo[nikach znamionowo 8- które równocze[nie przetwarzaj [rednie zwalajce ka|d z cewek zasila sygnaBem omowych rezystancja cewki drgajcej wyno- i wysokie czstotliwo[ci, i s one Bczone innego podzakresu. Wówczas najcz[ciej si zwykle 5 - 5,5 oma, w gBo[nikach znamio- wukBady z gBo[nikami niskotonowymi. jedna cewka zasilana jest tylko niskimi cz- nowo 4-omowych okoBo 3 omów. stotliwo[ciami, a druga niskimi i [rednimi, Impedancja znamionowa nie ma |adne- i wraz z gBo[nikiem wysokkotonowym mo|- go zwizku z jako[ci gBo[nika. Do nie- na wówczas stworzy ukBad dwu-i-póBdro|- których projektów lepiej pasuj gBo[niki ny dwugBo[nikowy). Elektronika Plus - UKA ADY AUDIO 46 wnoszonych przez ni znieksztaBceD fazo- dodatkowym gBo[nikiem [redniotonowym Bówka z najwy|szej klasy 17-18cm gBo[ni- wych. Konstruktorzy przekonani do ukBadów rzadko kiedy jest uzasadnione, przy wzro[cie kiem nisko-[redniotonowym mo|e lepiej trójdro|nych twierdz, |e dla najlepszego kosztów prowadzi do skomplikowania ukBa- przetwarza niskie czstotliwo[ci od 50-li- przetwarzania [rednich czstotliwo[ci ko- du, utrudnienia prac projektowych, i grozi trowej kolumny z tanim gBo[nikiem o [redni- nieczny jest wyspecjalizowany gBo[nik [re- uzyskaniem rezultatów wrcz gorszych ni| cy 25-cm. dniotonowy. w przypadku ograniczenia si do ukBadu Jak to mo|liwe, przedstawimy dokBadniej Nie ma jednak sensu zapisywanie si dwudro|nego. Je[li jednak pragniesz u|y przy analizie parametrów gBo[ników niskoto- w poczet wiernych zwolenników takiej czy du|ego gBo[nika niskotonowego w du|ej nowych. innej opcji. Obydwa rozwizania maj swoje obudowie, zaprowadzi ci to do zastosowa- Na koDcu wypada jeszcze zwróci uwag, zalety i ograniczenia, |adne z nich nie jest nia ukBadu trójdro|nego - z 20-25cm gBo[ni- |e znacznie Batwiej, nawet zaawansowanym bezwzgldnie lepsze od drugiego, a wybór ka, nie mówic ju| o wikszych, trudno jest, konstruktorom, jest dopracowa ukBad dwu- zale|y od wielu czynników. Ogólne wska- za nielicznymi wyjtkami, uzyska dobre dro|ny, ew. dwu-i-póBdro|ny, ni| trójdro|ny. zówki s takie - je[li chcesz zbudowa maBy przetwarzanie [rednich czstotliwo[ci. No Samo u|ycie du|ej liczby, nawet wysokiej ja- zespóB gBo[nikowy, o objto[ci netto kilkuna- dobrze, ale czy budowa maBe, czy du|e ze- ko[ci gBo[ników, w ramach  bezkompromi- stu litrów, z pewno[ci znajdziesz do tego ce- spoBy gBo[nikowe? Du|e, wraz z du|ymi gBo- sowego projektu, nie daje jeszcze gwaran- lu doskonaBy 17-18cm gBo[nik nisko-[rednio- [nikami niskotonowymi, wydaj si gwaran- cji, |e ostateczny rezultat bdzie choby za- tonowy, który pozwoli zbudowa racjonalny towa lepsze przetwarzanie niskich czstotli- dowalajcy. Proste ukBady znacznie uBatwiaj ukBad dwudro|ny. UzupeBnianie dobrego wo[ci i wiksz moc. Statystycznie ujmujc prac i daj wiksz szans pomy[lnego jej 17-18cm gBo[nika nisko-[redniotonowego tak, ale nie jest to reguB. 15-litrowa  rega- zakoDczenia. GBo[niki niskotonowe i nisko-[redniotonowe Budowa dynamicznego gBo[nika niskotono- mina klasyczny gBo[nik niskotonowy, maj zowaBo by iloczyn Bxl w stanie spoczynku, wego mo|e sBu|y jako ilustracja klasycznej one oczywi[cie odpowiednio maBe [rednice nawet maBy ruch cewki powodowaBby budowy gBo[nika dynamicznego. GBo[nik ni- membran, a tak|e nie s przystosowane do zmniejszenie si liczby zwojów pozostaj- sko-[redniotonowy nie ró|ni si powa|nie pracy przy du|ych amplitudach (których cych w szczelinie, a w [lad za tym zmniejsze- w swojej konstrukcji od niskotonowego; przetwarzanie [rednich czstotliwo[ci nie nie l i zmniejszenie Bxl. UkBad dziaBaBby nie- zdolno[ przetwarzania [rednich czstotliwo- wymaga). Dopiero zdecydo- liniowo, co powodowaBoby [ci uzyskuje przede wszystkim dziki mniej- wana wikszo[ wspóBcze- powstawanie du|ych znie- GBo[niki niskotono- szej [rednicy, jak równie| poprzez zoptyma- snych gBo[ników wysokotono- ksztaBceD. Sposobem zapo- we wymagaj du|ych lizowanie wBa[ciwo[ci membrany (materiaB, wych (i niewielka cz[ [re- bie|enia temu zjawisku jest amplitud. geometria) pod ktem przetwarzania szersze- dniotonowych) odbiega zastosowanie albo szczeliny go zakresu czstotliwo[ci. Wikszo[ gBo[ni- w swojej konstrukcji od sche- znacznie dBu|szej od cewki ków [redniotonowych tak|e bardzo przypo- matu gBo[nika ze sto|kow memebran, jako (w ramach dopuszczalnej amplitudy caBa |e maj one membrany kopuBkowe, i w [lad cewka znajduje si w szczelinie, w polu ma- za tym równie| inn konstrukcj pozostaBych gnetycznym o staBej gsto[ci), albo cewki elementów. znacznie dBu|szej ni| szczelina (w ramach WukBadzie magnetycznym, a dokBadnie dopuszczalnej amplitudy w szczelinie znaj- w szczelinie magnetycznej, znajduje si duje si zawsze ta sama ilo[ zwojów). To cewka, do niej przymocowana jest membra- drugie rozwizanie jest znacznie cz[ciej na. Zawieszenia: dolne (przyklejane do cew- spotykane. W obu przypadkach w ramach ki w pobli|u poBczenia z membran) i górne dopuszczalnej amplitudy warto[ Bxl pozo- (przyklejane do obrze|a membrany) pozwa- staje staBa, co jest warunkiem liniowej pracy. laj na osiowy ruch cewki z membran. Maksymaln amplitud, przy której speBnio- UkBad magnetyczny i zawieszenia mocowa- ny jest ten warunek, nazywa si (maksymal- ne s do kosza, stanowicego szkielet caBej n) amplitud liniow. Kosztem uzyskania konstrukcji. du|ej liniowej amplitudy jest obni|enie war- to[ci wspóBczynnika Bxl (cho pozostaje on SiBa poruszajca cewk na staBym poziomie w caBym zakresie li- UkBad magnetyczny, zbudowany najcz[ciej niowej pracy), i wskutek tego obni|enie na bazie ferrytowego pier[cienia, ma za za- efektywno[ci, bowiem przy ukBadzie z wyso- danie wytworzy jak najsilniejsze pole ma- k cewk du| cz[ zwojów, a wic du| gnetyczne w szczelinie. Ale ostatetecznie si- cz[ przewodnika i pByncego w nim prdu Ba, z jak bdzie poruszana cewka, zale|y od  skazujemy na prac jaBow - pozostawanie iloczynu Bxl, gdzie B jest gsto[ci strumie- poza szczelin i nie uczestniczenie w tworze- nia magnetycznego w szczelinie, a l dBugo- niu siBy, podobnie w przypadku z wysok [ci przewodnika (drutu uzwojenia cewki) szczelin caBy czas  marnuje si du|a cz[ znajdujcego si w tym strumieniu. pola magnetycznego. Tymczasem, jak ju| Wraz z przepBywem prdu przez cewk, wspominali[my, gBo[niki niskotonowe wy- bdzie si ona porusza. Gdyby wysoko[ magaj du|ych amplitud. Konstruktor gBo[ni- Rys 1. Konstrukcja gBo[nika niskoto- uzwojenia (wysoko[ cewki) byBa dokBadnie ka niskotonowego musi wic wybra jaki[ nowego taka jak wysoko[ szczeliny, co zmaksymali- kompromis - czy da du|y zapas cewki po obu Elektronika Plus - UKA ADY AUDIO 47 stronach szczeliny, pozwalajc w ten sposób mo|e znie[ wiksze obci|enie termiczne, Qms x Qes na liniow prac przy du|ych amplitudach, Qts = 2) jednak w przypadku gBo[ników niskotono- Qms + Qes ale redukujc efektywno[, czy odwrotnie. wych ograniczenie ich mocy znamionowej Oczywi[cie w praktyce szuka si  zBotego Qts - dobro caBkowita ukBadu jest raczej natury amplitudowej, ni| cieplnej [rodka . Pole manewru jest tym wiksze, rezonansowego gBo[nika swobodnie (gBo[niki niskotonowe na skutek przeci|e- im... wikszy i silniejszy ukBad magnetyczny. zawieszonego. nia zostaj najcz[ciej uszkodzone mecha- Przy bardzo du|ym B mo|na bowiem pozwo- Qms - dobro cz[ci mechanicznej nicznie, podczas gdy [redniotonowe i wyso- li sobie na mniejsze l, czyli pozostawienie Qes - dobro cz[ci elektrycznej kotonowe najcz[ciej zostaj  spalone ). Na- nawet wikszej cz[ci uzwojenia poza szcze- tomiast kapton ma ni|sz przewodno[, lin, i uzyska wystarczajc warto[ Bxl Powy|szy wzór nie bdzie miaB wielkiego i w kaptonowym karkasie powstaj mniejsze i zadowalajc efektywno[. Przy skrom- znaczenia praktycznego, w odró|nieniu od prdy wirowe, które powoduj zwikszanie nych ukBadach magnetycznych trzeba samego parametru Qts. strat. Rm nie jest parametrem Thiele a - oszczdza i tu, i tam. Tak wic du|e ukBady Wprowadzmy jeszcze jeden parametr: Smalla, nie jest brany pod uwag przy obli- magnetyczne nie powinny si kojarzy wy- Vas - objto[ ekwiwalentna, czyli objto[ czeniach, w ramach podstawowej teorii nie Bcznie z du|ymi efektywno[ciami. W gBo- powietrza, które poddane spr|aniu przez po- wpBywa ani na charakterystryk czstotliwo- [nikach niskotonowych sBu| wierzchni membrany danego [ciow, ani impulsow, jednak do[wiadcze- w równej mierze dopuszcze- gBo[nika, ma podatno[ tak nia prowadz do wniosku, |e ma wpByw na W gBo[nikach nisko- niu do du|ych amplitud linio- sam, jak zawieszenia tego sByszaln jako[ przetwarzania niskich cz- tonowych du|e ukBady wej pracy. Do mo|liwo[ci gBo[nika. stotliwo[ci. Dlatego optymalnym materiaBem magnetyczne sBu| ukBadu magnetycznego i cew- W ten sposób skompleto- na karkas gBo[nika niskotonowego jest kap- w gBównej mierze ki musz by jednak dostoso- wali[my trzy parametry (Fs, ton, a na karkasy [rednio i wysokotonowych dopuszczeniu do du- wane mo|liwo[ci zawieszeD. Qts, Vas), nazywane parame- - aluminium. |ych amplitud linio- One równie| powinny praco- trami Thiele a - Smalla. Zro- Panuje dzisiaj w[ród konstruktorów zgo- wej pracy wa liniowo w zaBo|onym za- zumienie istoty tych parame- da co do tego, |e membrana gBo[nika nisko- kresie, co uzyskuje si stosu- trów i swobodne posBugiwa- tonowego powinna by maksymalnie sztyw- jc ich specjalne profile i materiaBy. Amplitu- nie si nimi jest niezbdne dla umiejtno[ci na (nie ma ju| takiej zgody co do wBa[ciwo- da, jak mo|e znie[ ukBad drgajcy gBo[nika projektowania obudów gBo[nikowych. Do te- [ci membran gBo[ników [redniotonowych, bez uszkodzenia, choby po przekroczeniu go tematu jeszcze powrócimy, tutaj przed- a tym bardziej wysokotonowych). Dlatego amplitudy liniowej, nazywa si amplitud stawmy jeszcze kilka wa|nych cech gBo[ni- najchtniej stosowane tu materiaBy to sztyw- maksymaln. ków niskotonowych. ne struktury wielowarstwowe, metale, utwar- dzana celuloza. Dodatkowe usztywnienie Zawieszenie membrany - Nowoczesne konstrukcje mo|na wprowadzi dziki zastosowaniu na- - parametry Thiele a gBo[ników kBadki przeciwpyBowej o du|ej [rednicy (cen- Rm to parametr mechanicznych strat w gBo- tralna, najcz[ciej doklejana cz[ membra- i Smalla Parametry zawieszeD membrany decyduj [niku. Im ni|szy, tym lepiej, zwBaszcza dla ny, wklsBa lub wypukBa). o bardzo wa|nym parametrze gBo[nika - po- gBo[ników niskotonowych. Zale|y w du|ej Uzyskaniu du|ej sztywno[ci sBu|y du|a datno[ci ukBadu drgajcego, który wraz z ma- mierze od materiaBu z jakiego wykonany jest masa membrany (poprzez odpowiedni jej s drgajc okre[la z kolei czstotliwo[ re- karkas cewki. W nowoczesnych gBo[nikach zonansow (czstotliwo[ podstawowego re- jest on wykonany najcz[ciej z aluminium, Fot. 1 Nowoczesny 22-cm gBo[nik zonansu mechanicznego) ukBadu drgajcego, albo z kaptonu. Aluminium jest l|ejsze i ma niskotonowy VIFA Premium Line jeden z najwa|niejszych parametrów gBo[ni- wiksz pojemno[ ciepln, a wic gBo[nik PL22WR09 ka niskotonowego. 1 Fs = 1) 2À Cs x Md Fs - czstotliwo[ rezonansowa gBo[nika swobodnie zawieszonego Cs - podatno[ zawieszeD Md - masa drgajca Potocznie uwa|a si, |e czstotliwo[ re- zonansowa okre[la doln czstotliwo[ gra- niczn gBo[nika. Z grubsza rzecz biorc tak jest, jednak po pierwsze - parametr Fs okre[la czstotliwo[ rezonansow gBo[nika swobo- dnie zawieszonego (bez obudowy), natomiast w obudowie zamknitej rezonans ten nieu- chronnie przesunie si w stron wy|szych cz- stotliwo[ci (o ile, zale|y od objto[ci obudo- wy), a w obudowie bass-reflex nastpi jeszcze bardziej skomplikowane zjawiska, po drugie, nawet ksztaBt charakterystyki czstotliwo[cio- wej gBo[nika w zakresie niskich czstotliwo[ci zale|y nie tylko od czstotliwo[ci rezonanso- wej, ale i od dobroci ukBadu rezonansowego: Elektronika Plus - UKA ADY AUDIO 48 grubo[). Niektóre nowoczesne materiaBy po- gnetycznego. Niektóre konstrukcje maj rów- Fs [Hz] - czstotliwo[ rezonansowa zwalaj uzyska du| sztywno[ ju| przy rela- nie| szczelin biegnc dookoBa nad ukBadem (gBo[nika zwobodnie zawieszonego) tywnie maBej masie. MaB mas drgajc uto|- magnetycznym, któr uchodzi ci[nienie spod Qts (parametr niemianowany) - dobro samia si z  szybko[ci gBo[nika. Jednak gBo- dolnego zawieszenia. Wysokiej jako[ci gBo- caBkowita ukBadu rezonansowego [nik jest ukBadem elektro- [niki - nisko i [redniotonowe - ma- (gBo[nika swobodnie zawieszonego), magnetomechanicznym, j kosze odlewane z metali lekkich. gdzie na dobro caBkowit skBadaj si: i jego wBa[ciwo[ci impul- GBo[niki niskotono- Maj one kilka przewag nad kosza- Qes - dobro cz[ci elektrycznej sowe zale| od czynni- we na skutek prze- mi wytBaczanymi z blachy. Po Qms - dobro cz[ci mechanicznej ków zarówno mechanicz- ci|enia zostaj naj- pierwsze nie wykazuj silnych re- Vas [dm3] - objto[ ekwiwalentna cz[ciej uszkodzone nych, takich jak masa zonansów (nie  dzwoni , jak ko- SiBa ukBadu napdowego wyra|ana jest ilo- membrany, i elektroma- mechanicznie, pod- sze blaszane), po drugie s sztyw- czynem: Bxl [Tm] czas gdy [rednioto- ne, i stanowi lepsze oparcie dla Inne parametry, zwizane z przetwarzaniem gnetycznych, takich jak wspominany wspóBczyn- nowe i wysokotono- ci|kich ukBadów magnetycznych niskich czstotliwo[ci, to: we najcz[ciej zo- i precyzyjnego dopasowania Sd [cm2] - efektywna powierzchnia membrany nik siBy Bxl. Je[li du|ej masie membrany towa- staj  spalone . szczeliny magnetycznej i cewki Md [g] - masa drgajca rzyszy odpowiednio silny drgajcej, po trzecie s niemagne- Rm [Ns/m] - straty mechaniczne magnes i wysoka warto[ tyczne, po czwarte s... bardziej Dla oceny obci|alno[ci gBo[nika ko- iloczynu Bxl, to mo|na uzyska bardzo dobre estetyczne, nie wymagaj po zainstalowaniu nieczna jest znajomo[: charakterystyki impulsowe; je[li nawet lekka stosowania pier[cieni ozdobnych. Niestety, s Mocy znamionowej [W] membrana napdzana jest przez bardzo sBaby do[ kosztowne, tak wic niespotykane w ta- Dopuszczalnego wychylenia, liniowego ukBad magnetyczny, to charakterystyki impul- nich gBo[nikach. Coraz cz[ciej wprowadza i maksymalnego (+/-) [mm] sowe nie bd najlepsze. Jednocze[nie w kon- si te| kosze z tworzyw sztucznych - znacznie Dla dopasowania do pozostaBych gBo[ni- strukcji gBo[ników niskotonowych wcale nie taDsze od odlewanych, a lepsze od blaszanych, ków zespoBu gBo[nikowego i projektowania nale|y d|y do minimalizowania masy mem- jednak rzadko s one spotykane w gBo[nikach zwrotnicy musimy zna: brany - im wiksza masa drgajca, tym ni|- niskotonowych du|ego kalibru. Efektywno[ (2,83V/1m) [dB] sza czstotliwo[ rezonansowa. Re - rezystancj cewki drgajcej [&!] Nowoczesne gBo[niki niskotonowe pozwa- Przypomnijmy: Le - indukcyjno[ cewki drgajcej [mH] laj na odprowadzanie ci[nienia wytwarzane- Podstawowe parametry gBo[nika niskotono- go pod nakBadk przeciwpyBow, poprzez ka- wego, niezbdne dla projektowania obudo- naB w nabiegunniku i otwór z tyBu ukBadu ma- wy, to parametry Thiele a -Smalla: Obudowa gBo[nikowa zamknita GBo[nik dynamiczny powoduje zaburzenie miemieniowanie fali od tylnej strony mem- odpowiednio solidn konstrukcj skrzynki [rodowiska, a wskutek tego fal dzwikow brany w fazie zgodnej (przynajmniej w wy- ([cianki grube i o du|ej stratno[ci wewntrz- po obydwu stronach membrany. Kiedy jednak branym zakresie czstotliwo[ci) z faz pro- nej, uszlachetniane np. matami bitumicznymi), membrana porusza si do przodu (w stron mieniowania przedniej strony sBuchacza znajdujcego si przed gBo[ni- membrany. kiem), i spr|a powietrze przed sob, w takim samym stopniu rozpr|a je z tyBu; przy ruchu Aby gBo[nik niskoto- do tyBu odwrotnie. Fazy fal akustycznych pro- nowy pracowaB efek- mieniowanych do przodu i do tyBu s dokBa- tywnie, konieczne dnie przeciwne. Poniewa| fale niskich czsto- jest zastosowanie tliwo[ci maj dBugo[ci znacznie wiksze ni| obudowy. wymiary gBo[nika, wic gBo[nik niezabudo- wany nie jest w stanie wytworzy rzeczywi- stego ci[nienia akustycznego w zakresie ni- WedBug prostej zasady eli- skich czstotliwo[ci, bowiem nastpuje aku- minacji energii tylnej strony styczne  zwarcie - ci[nienie powodowane membrany dziaBaj obudowy przez przedni stron membrany natychmiast zamknite. Teoretycznie, caBa  znosi si z ci[nieniem, o tej samej warto[ci, energia powinna zosta po- ale dokBadnie przeciwnym znaku, powodo- chBonita, w praktyce du|a jej Rys. 2 Czstotliwo[ rezonansowa gBo[nika nieza- wanym przez tyln stron membrany. cz[ zostaje przekazana budowanego (fs) okre[lona jest przez mas [ciankom, które wibruj, drgajc (Md) i podatno[ jego zawieszeD (Cs). Obudowa zamknita cz[ po odbiciach wraca do Czstotliwo[ rezonansowa gBo[nika zabudo- Dlatego, aby gBo[nik niskotonowy pracowaB membrany gBo[nika; midzy wanego (fc) zale|y równie| od podatno[ci efektywnie, konieczne jest zastosowanie [ciankami równolegBymi po- powietrza w obudowie (CB). Dodatkowa podat- obudowy, której zadaniem jest albo elimina- wstaj fale stojce. Zjawiska no[ zmniejsza caBkowit podatno[ ukBadu cja fali promieniowanej przez tyln stron te powoduj sByszalne rezo- rezonasowego (podatno[ci dodaj si tak, jak membrany, albo poprzez uruchomienie aku- nanse i podbarwienia dzwi- pojemno[ci kondensatorów Bczonych szere- stycznych ukBadów rezonansowych wypro- ku, którym przeciwdziaBa si gowo), i podnosi czstotliwo[ rezonansow. Elektronika Plus - UKA ADY AUDIO 49 wBa[ciwymi proporcjami jej wymiarów we- powierzchni membrany o takiej samej po- wy|ej (dla okre[lonego typu gBo[nika insta- wntrznych (dla równomiernego rozBo|enia re- datno[ci jak podatno[ zawieszeD okre[lone- lowanego w ró|nej wielko[ci obudowach). zonansów), i optymalnym jej wytBumieniem. go gBo[nika, uzyskujemy wic wypadkow Przy niskich dobrociach wystpuje wcze- S to dziaBania uniwersalne, dotyczce podatno[ dwa razy ni|sz, a we wzorze 1) [niejsze opadanie charakterystyki i osBabie- gBo[ników o ró|nych parametrach, jak rów- na czstotliwo[ rezonansow podatno[, nie ci[nienia w szerokim u|ytecznym zakre- nie| obudów innych rodzajów (np. bass-re- tak jak i masa drgajca, s w mianowniku sie powy|ej czstotliwo[ci rezonansowej; flex). Inn spraw, indywidualn dla ka|de- pod pierwiastkiem. Nie nale|y jednak rozu- zyskujemy jedynie na samym skraju pasma. go modelu stosowanego gBo[nika, jest obli- mie, |e Vas jest optymaln objto[ci obu- Tylko ta rodzina charakterystyk przekony- czenie optymalnej objto[ci obudowy za- dowy, cho mo|e tak by w szczególnym waBaby wic raczej do osigania wy|szych, mknitej. przypadku. ni| ni|szych dobroci z przedstawionego Obudowa zamknita nie tylko odizoluje Kierujc si d|eniem do uzyskania jak przedziaBu 0,5-1, zwBaszcza, |e pozwalaBo fal tylnej strony membrany (oby jak najsku- najni|szej czstotliwo[ci rezonansowej fc by to stosowa relatywnie mniejsze obudo- teczniej, ale w zasadzie nie zale|y to ju| od (cho nieuchronnie zawsze wy|szej od fs), wy, ni| przy zaBo|onych ni|szych warto- jej objto[ci), lecz równie| zmieni niektóre dla osignicia jak najszerszego pasma prze- [ciach dobroci, ale wBa[nie tutaj w gr za- parametry samego gBo[nika. W jakim stopniu noszenia od strony niskich czstotliwo[ci, czynaj wchodzi jeszcz inne wBa[ciwo[ci zmieni, to wBa[nie zale|y od jej objto[ci. Im d|yliby[my do stosowania jak najwik- gBo[nika. Nie sam charakterystyk czsto- obudowa wiksza, tym zmiany mniejsze. Hi- szych obudów. I wBa[nie w tym miejscu naj- tliwo[ciow gBo[nik |yje. Wraz z dobroci potetyczna nieskoDczenie wielka obudowa wBa[ciwiej jest bli|ej przedstawi trzeci pa- zmieniaj si charakterystyki impulsowe, w ogóle nie zmienia parametrów zainstalo- ramtr Thiele a - Smalla - dobro caBkowit i s niestety najlepsze dla dobroci o warto[ci wanego w niej gBo[nika. Jakie zmiany i ja- ukBadu rezonansowego Qts. 0.5, i pogarszaj si wraz z jej wzrostem. kich parametrów wic zachodz w praktycz- Przed konstruktorem stoi wic wybór - nej obudowie, o skoDczonej objto[ci? Dobro ukBadu rezonan- transakcja wizana - okre[lona charakteryst- sowego ka czstotliwo[ciowa (spo[ród osigalnych Czstotliwo[ Warto[ tego parametru, analogicznie jak dla danego gBo[nika) wi|e si z konkretn rezonansowa czstotliwo[ rezonansowa, i w tym samym charakterystyk impulsow.  Bezkompro- Powietrze zamknite w obudowie stanowi stopniu, ulega zwikszeniu po zainstalowa- misowe ukBady z dobroci w okolicach 0.5 dodatkowe zawieszenie dla membrany gBo- niu gBo[nika w obudowie, i  zamianie na charakteryzuj si subiektywnie szybkim, [nika. Tak wic oprócz zawieszeD samego Qtc - a wic dobro caBkowit gBo[nika suchym i najcz[ciej szczupBym basem; przy gBo[nika (górny i dolny resor), membrana w obudowie zamknitej: dobroci ok. 1 bas jest mocniej zaznaczony,  hamowana jest jeszcze przez poduszk po- cho ju| nie tak dokBadny i rzadko bdzie wietrzn (rys. 2). Podatno[ci zawieszeD do- Qtc = Qtsx (1+Vas/Vb)4) sigaB w najni|sze rejestry. daj si jak pojemno[ci kondensatorów - wy- W tym miejscu wypada jednak stwierdzi, padkowa podatno[ jest mniejsza od naj- W tym przypadku jednak nie jest naszym |e praktycznie ka|da obudowa zamknita mniejszej z podatno[ci. Inaczej mówic, do- celem osignicie jak najni|szej warto[ci o dobroci nie wikszej ni| 0.7 ma lepsze Bczona podatno[ powietrza w obudowie dobroci, ale osignicie warto[ci optymal- charakterystyki impulsowe od jakiejkol- zmniejsza caBkowit podatno[ ukBadu rezo- nej, która, mo|na uzna, zawiera si w sze- wiek obudowy typu bass-reflex. Jest to po- nansowego,  usztywniajc membran, rokich granicach 0,5-1. Wystpuje tutaj nie wód, dla którego prost obudow zamknit i podnoszc czstotliwo[ rezonansow Im tyle du|a rozbie|no[ opinii, co du|y wybór mniejsza objto[ obudowy, tym mniejsza ró|nych charakterystyk, spo[ród których podatno[, i tym wy|ej przesunity rezonans. ka|d mo|na uzna za dopuszczaln. War- Jest to zreszt zjawisko powszechnie znane. to[ dobroci Qtc mówi nam, jaki jest iloraz Np. im struna bardziej nacignita, czyli poziomu ci[nienia akustycznego przy cz- mniej podatnie zawieszona, tym wy|ej na- stotliwo[ci rezonansowej w stosunku do ci- strojona. [nienia w pasmie przepustowym gBo[nika. Dlatego parametr fs -czstotliwo[ci rezo- PrzekBadajc ten stosunek na logarytmiczn nansowej gBo[nika swobodnie zawieszonego skal decybelow, mo|na jako charaktery- - jest nie do utrzymania po zaBo|eniu gBo[ni- styczne przykBady poda, |e dobro 0,5 ka do obudowy zamknitej. Czstotliwo[ oznacza -6dB przy czstotliwo[ci rezonan- rezonansowa nieuchronnie wzro[nie, do cz- sowej, dobro 0,7 odpowiada -3dB, a przy stotliwo[ci okre[lanej ju| symbolem fc - czy- dobroci 1 przy czstotliwo[ci rezonansowej li czstotliwo[ci rezonansowej gBo[nika mamy ci[nienie takie jak w pasmie przepu- w obudowie zamknitej. Znajc fs i drugi stowym. Jak wygldaj trzy charakterystyki Rys. 3 Charakterystyki przetwarza- z parametrów Thiele a - Smalla - Vas, czyli dla przedstawionych w tym przykBadzie do- nia w okolicach czstotliwo[ci objto[ ekwiwalentn, Batwo mo|emy obli- broci, dla okre[lonego typu gBo[nika, przed- podziaBu, dla gBo[nika o przykBa- czy fc dla dowolnej niewytBumionej obudo- stawiono na rys. 3. dowych parametrach (np. fs=30Hz, wy o objto[ Vb: Qts=0,3), zastosowanego w trzech Nie sam charakterystyk ró|nej wielko[ci obudowach, pro- fc = fsx (1+Vas / Vb)3) wadzcych do osignicia Qtc=0,5 czstotliwo[ciow (wowczas fc=50Hz), Qtc=0,7 gBo[nik |yje - charak- Stosunek Vas / Vb jest w literaturze ozna- (fc=70Hz) i Qtc=1 (fc=100Hz). terystyka impulsowa czany symbolem alfa. Dla niskiej dobroci wida zysk Jak Batwo sprawdzi, zastosowanie obu- Widzimy wic, |e o ile chcemy utrzyma jak w zakresie najni|szych czstotli- dowy o objto[ci równej Vas spowoduje po- najni|sz czstotliwo[ rezonansow, to wy- wo[ci, dla wy|szych - w efektyw- dniesienie czstotliwo[ci rezonansowej o stpi przy niej wikszy spadek ci[nienia, ni| no[ci w okolicach czstotliwo[ci 2, bowiem Vas to objto[ powietrza dla danej przy czstotliwo[ci rezonansowej le|cej rezonansowej. Elektronika Plus - UKA ADY AUDIO 50 stosuj nie tylko pocztkujcy majsterkowi- PrzykBady trzeba bdzie stosowa znacznie wiksz cze, ale i wielu renomowanych producentów, Rozwa|my kilka charakterystycznych przy- obudow, ale dziki temu fc bdzie ni|sze! cho nale| oni do mniejszo[ci wzgldem padków. W pierwszym przykBadzie wezmy O ile d|ymy do okre[lonej, wybranej jako producentów wybierajcych obudowy dwa jednakowej wielko[ci gBo[niki, majce optymaln warto[ci Qtc, to im przy tym ni|- z otworem. takie same czstotliwo[ci rezonansowe fs, ta- sza czstotliwo[ fc, tym lepiej. Rzecz kie same dobroci Qts, ale znacznie ró|nice w tym, |e zbyt niskie warto[ci Qts w stosun- Wnioski si Vas. Dla obydwu gBo[ników osigalne s ku do fs, przenoszone na relacj Qtc do fc, Jak wida ze wzorów 3) i 4), czstotliwo[ takie same charakterystyki, ale dla gBo[nika zaw|aj pasmo przenoszenia. rezonansowa fc i dobro Qtc musz by wy- o wy|szym Vas w odpowiednio wikszych  ReguB kciuka jest, |e zadowalajce pa- |sze od odpowiednio fs i Qts (dopiero w hi- obudowach. Dla gBo[ników o tej samej wiel- smo przenoszenia w obudowach zamkni- potetycznej nieskoDczenie wielkiej obudo- ko[ci (równej powierzchni membran) wy- tych uzyskuje si dla gBo[ników, dla których wie fc=fs i Qtc=Qts). Dlatego parametry sa- |sza warto[ Vas wynika wprost z wikszej stosunek fs/Qts < 100. Jednak za gBo[niki naj- mego gBo[nika - fs i Qts - okre[laj teeretycz- podatno[ci zawieszeD; jak pokazuje wzór 1), lepsze do obudów zamknitych, pod wzgl- n doln granic przedziaBu osigalnych fc du|a podatno[ zawieszeD (w tym samym dem nisko le|cej czstotliwo[ci granicznej, i Qtc dla gBo[nika w obudowie. W praktyce fc stopniu jak du|a masa mebrany) sBu|y niskiej nale|y uzna takie, których fs/Qts < 70. i Qtc rzadko kiedy mo|e by bliskie odpo- czstotliwo[ci rezonansowej fs. Je[li wic Ciekawostk jest, |e uto|samiane z wy- wiednio fs i Qts, zwBaszacza gdy warto[ Vas dwa tej samej wielko[ci gBo[niki maj równe sok jako[ci gBo[niki z du|ymi ukBadami jest do[ du|a. Dla ogólnej orientacji mo|na fs i ró|ne Vas, to musz te| ró|ni si masa- magnetycznymi maj najcz[ciej niskie zaBo|y, |e Qtc i fc  musz by wy|sze od mi membran (gBo[nik o wy|szym Vas bdzie warto[ci Qts (gdy| maj wysokie wspóB- Qts i fs o co najmniej 2, dla relatywnie do[ miaB mniejsz mas membrany). Do jakich czynniki Bl), dajce w rezultacie stosunek du|ych obudów przy okre[lonej wielko[ci wniosków zmierzamy? T sam czstototli- fs/Qts znacznie wy|szy od 100. Podobny gBo[nika (rzadko stosuje si obudowy o obj- wo[ rezonansow fs mo|na uzyska albo gBo[nik z mniejszym ukBadem magnetycz- to[ci wikszej od objto[ci ekwiwalentej), mniejsz mas membrany i wiksz podatno- nym miaBby znacznie wy|sz dobro Qts, a najcz[ciej bd wy|sze ok. 2 razy, dla [ci zawieszeD, albo wiksz mas i mniejsz przez co zdolny byBby do uzyskiwania ni|- obudów o umiarkowanej objto[ci. Je[li wic podatno[ci. Dla konstruktora zespoBu gBo- szych czstotliwo[ci granicznych, cho w zestawie parametrów widzimy obiecujce [nikowego wygodniejsza jest druga kombi- wwikszych obudowach. Dlatego poszuku- fs=25Hz, musimy zgodzi si, |e fc bdzie nacja, bo wymaga mniejszej obudowy dla jc gBo[nika do obudowy zamknitej nie na- nie ni|sze od ok. 35Hz, a w praktyce bliskie osignicia tej samej czstotliwo[ci fc i do- le|y zachBystywa si najbardziej okazaBymi 50Hz. Oczywi[cie, zawsze nale|y si cieszy broci Qts. Na tym przykBadzie prze[ledzmy ukBadami magnetycznymi najdro|szych gBo- z niskiej warto[ci fs, ale rado[ mo|e by peB- te|, jak zmienia si charakterystyka dla dane- [ników, które tutaj mog wrcz ogranicza na, gdy towarzyszy jej równie| niska warto[ go gBo[nika, wraz ze zmian objto[ci obu- mo|liwo[ci. Vas. Wówczas Batwiej bdzie uzyska fc nie dowy (rys. 3) o wiele wiksze od fs. Generalnie, wiksze W drugim przykBadzie wezmy dwa gBo- Obudowa nieskoDczenie gBo[niki maj wiksze warto[ci Vas (co wy- [niki o takich samych fs, Vas, ale ró|nicych wielka nika przede wszystkim z faktu, |e podatno[ si Qts. (Qts pierwszego gBo[nika niech b- Wrómy jeszcze do kwestii wyboru dobroci powietrza w obudowie jest zale|na nie tylko dzie dwa razy wiksze ni| drugiego). W [lad Qtc. Oprócz opisanego zwizku z charaktery- od jego objto[ci, ale i od powierzchni dzia- za tym, jak Batwo wykaza za pomoc wzo- stykami amplitudow i impulsow, wraz ze Bajcej naD membrany), wic wiksze gBo[ni- rów 3) i 4), w obudowach o dowolnych, ale zmian Qtc zmienia si maksymalna ampli- ki wymagaj statystycznie wikszych obu- jednakowych dla obydwu gBo[ników objto- tuda membrany przy danym sygnale ze dów, lecz w ramach tej samej wielko[ci gBo- [ciach, gBo[nik pierwszy bdzie osigaB dwa wzmacniacza - wynika to z widocznego na [ników rozrzut warto[ci Vas te| mo|e by razy wiksze warto[ci Qtc ni| gBo[nik drugi bardzo du|y. Biorc pod uwag ponadto, |e (i takie same warto[ci fc); jednocze[nie, parametry Qts i fs równie| mog przybiera chcc osiga tak sam warto[ Qtc dla oby- ró|ne warto[ci, trudno jest  na oko przewi- dwu gBo[ników, w przypadku pierwszego dzie, jaka obudowa jest odpowiednia dla gBo[nika okre[lonej wielko[ci, je[li chcemy [wiadomie ksztaBtowa charakterystyk cz- stotliwo[ciow. U|ycie np. 15-litrowej obu- dowy do gBo[nika 18-cm mo|e da w rezul- tacie warto[ Qts wcaBym przedziale 0.5 - 1, a wic zupeBnie ró|ne wBa[ciwo[ci. Z drugiej strony, poniewa| ka|d warto[ z tego przedziaBu mo|na uzna za dopuszczaln, wic obudowa zamknita jest jednak bez- piecznym rozwizaniem albo dla niedziel- nych majsterkowiczów, którzy nie chc do- kona |adnych obliczeD, lub nie maj wBa- Rys. 5 Charakterystyka impedancji snego zdania, czy chc osign Qts na po- gBo[nika w obudowie zamknitej ziomie 0.5 czy 0.1, lub gdy parametry Thie- w okolicach czstotliwo[ci rezo- le a - Smalla dla stosowanego gBo[nika z ja- nansowej - podobnie jak w przy- kich[ powodów s trudne do ustalenia. To s padku gBo[nika swobodnie za- jednak przypadki patologiczne, ka|dy [wia- wieszonego, zaznacza si tylko domy klasowo konstruktor powinien opano- Rys. 4 Charakterystyki impulsowe jedno maksimum, poBo|one przy wa kilka powy|szych wzorów i namitnie gBo[nika w obudowie zamknitej, czstotliwo[ci rezonansowej ich u|ywa. dla Qtc=0,5, 0,7 i 1 (w tym przykBadzie 70Hz). Elektronika Plus - UKA ADY AUDIO 51 charakterystykach amplitudowych lepszego nej. Jest to to dobry punkt wyj[cia do zrozu- [ciankach, przede wszystkim osBabiajcej przetwarzania czstotliwo[ci z samego skra- mienia podstawowej zasady dziaBania obudo- odbicia i fale stojce w obudowie. ju pasma przy niskich dobrociach. Niestety, wy zamknitej, jednak w praktyce obudowa owo lepsze przetwarzanie mo|e le|e ju| jest w mniejszej lub wikszej cz[ci wytBu- Korekcja Q ze wzgldu tc w zakresie infrasonicznym, i by dla naszego miona. WytBumienie speBnia kilka zadaD. Po na zewntrzn ucha bezu|yteczne, a jednak sam gBo[nik jest pierwsze, redukuje odbicia od wewntrznych rezystancj szeregow obci|ony prac na du|ych amplitudach, powierzchni [cianek i rezonanse obudowy, Dobro gBo[nika podBczonego przez cewk co rzutuje na poziom znieksztaBceD. Tak wic których energia mo|e by przenoszone na ze- biernego filtru dolnoprzepustowego (lub za- okre[lony gBo[nik pracuje bardziej komforto- wntrz zarówno poprzez wibracje [cianek, silanego ze wzmacniacza o du|ej rezystancji wo w obudowie zamknitej raczej mniejszej jak i przez membran gBo[nika. Po drugie, wyj[ciowej - lampy), powinna zosta w prak- ni| wikszej, przy dobrociach wy|szych ni| wypeBnienie obudowy materiaBem tBumicym tyce skorygowana na skutek wpBywu rezy- ni|szych (gBo[nik jest najbardziej nara|ony akustycznie powiksza obudow, dziki cze- stancji tej cewki na dobro elektryczn Qes. na mechaniczne przeci|enie gdy pracuje bez mu mo|na zredukowa jej rzeczywiste wy- Poniewa| o warto[ci Qts decyduje gBównie obudowy, czyli jakby w obudowie nieskoD- miary. Wielko[ poprawki, jak mo|na Qes, wic z niewielkim bBdem poprawk t czenie wielkiej). w zwizku z tym przyj przy projektowaniu mo|na wprowadza wykorzystujc znajomo[ Charakterystyka impedancji gBo[nika obudowy zamknitej, waha si od 10 do 30%, warto[ci Qts, je[li Qes i Qms nie s znane. w obudowie zamknitej przypomina charak- w zale|no[ci od ilo[ci i rodzaju materiaBu wy- Re +Rz x Qts terystyk gBo[nika swobodnie zawieszonego, tBumiajcego. Co ciekawe, owe akustyczne Qts = 5) Re a wic wystpuje na niej jedno wyrazne ma- powikszenie obudowy nie prowadzi w takim ksimum, wyznaczajce czstotliwo[ rezo- samym stopniu do obni|enia dobroci Qtc Qts - skorygowana warto[ dobroci caBkowi- nansow. i czstotliwo[ci rezonansowej fc - wytBumie- tej gBo[nika swobodnie zawieszonego; Pomiar charakterystyki impedancji niem znacznie silniej mo|na odziaBywa na Re - rezystancja cewki drgajcej gBo[nika i okre[lenie poBo|enia tego maksimum jest Qtc (obni|y nawet np. z 1 do 0.8, za pomoc Rz - zewntrzna rezystancja szeregowa wic najprostsz metod empirycznego gsto upakowanej waty mineralnej), ni| na W skrajnych przypadkach, przy bardzo okre[lenia fc. czstotliwo[c rezonansow (trudno obni|y fs du|ych cewkach o rezystancjach sigajcych owicej ni| 10%). Silne wytBumianie i dziki 1&!, podBczonych do gBo[ników znamiono- WytBumienie temu zmniejszanie objto[ci obudowy (dla wo 4-omowych, o rezystancjach cewek drga- Wszystkie powy|sze rozwa|ania i wzory do- uzyskania zaBo|onej warto[ci Qtc) nie jest jcych ok. 3&!, korekcja mo|e siga nawet tyczyBy zastosowania obudowy niewytBumio- wic polecane, gdy stosunek fs/Qts nie jest 30%, zwikszajc Qts np z 0,3 do 0,4. Naj- zbyt korzystny (jest wysoki), ponadto silne cz[ciej korekta ta zawiera si w granicach wytBumienie, zgodnie z relacjami z prób od- 10%. Wprowadzenie tej korekty zmusza do sBuchowych, prowadzi do osBabienia dynami- zastosowania wikszej obudowy (przy zaBo- ki i konturowo[ci basu. Jednak silne wytBu- |onym Qtc), nie wprowadzenie jej spowodu- mienie jest ratunkiem, gdy optymalna war- je wzrost Qtc w takim samym stosunku, w ja- to[ Qtc wymaga bardzo du|ej objto[ci. kim wzrasta Qts. Mo|liwo[ wprowadzenia Wka|dym przypadku wskazane jest zastoso- znaczcej rezystancji szeregowej pozwala na wanie minimum wytBumienia w postaci 2-3cm uzyskanie ni|szej czstotliwo[ci granicznej warstwy gbki poliuretanowej na wszystkich (zmniejszenie stosunku fs/Qts), ale za cen ni|szej efektywno[ci (na sze- regowej rezystancji odkBada Rys. 6 Zastosowanie wytBumienia obni|a dobro si cze[ napicia) i przy Qtc. Efekt ten mo|na wykorzysta, zmniejsza- zastosowaniu odpowiednio jc objto[ obudowy, w stosunku do obli- wikszej obudowy. czonej z podstawowych wzorów, i uzyskujc W praktyce, w podobnym, zaBo|on dobro Qtc. kilkunastoprocentowym stop- niu, ale w przeciwnych kie- runkach, na Qtc wpBywa z jed- nej strony wytBumienie obu- dowy (zmiejszajc Qtc), a z drugiej rezystancja szere- gowa cewki filtru (zwiksza- jc Qtc). WpBywy te wic mo- g si wdu|ej mierze znosi, i ostatecznie w wikszo[ci przypadków pominicie w ra- chunkach zarówno faktu za- Fot. Mimo dominacji obudów bass-re- stosowania wytBumienia, jak flex, obudowa zamknita, przede i wprowadzenia rezystancji wszystkim dziki dobrym wBa[ci- szeregowej, nie prowadzi do wo[ciom impulsowym, ma wci| du|ych rozbie|no[ci uzyska- swoich zwolenników. Na zdjciu nych parametrów z projekto- brytyjska kolumna Monitor Audio wanymi. Studio 50, której wszystkie gBo- [niki pracuj w zamknitych komorach. Andrzej Kisiel Elektronika Plus - UKA ADY AUDIO 52

Wyszukiwarka