чем наиболее сложной задачей является оценка влияния потерь в корпусе АС. Хорошо известно, что звукопоглощающий материал уменьшает вредное влияние на АЧХ системы стоячих воли внутри корпуса в верхней частн рабочего диапазона частот низкочастотного громкоговорителя (см. гл. 5). Вопрос о влиянии звукопоглощающего материала па характеристики и параметры системы иа самых низких частотах рассмотрен в работах [4.6, 4.9].

Заполнение закрытого корпуса приводит к увеличению КПД системы. Реальный выигрыш в КПД не превышает 15%, поскольку при заполнении возникают следующие эффекты, ослабляющие соответствующее возрастание цо:

а) при заполнении возрастает гибкость воздуха в корпусе Слв, что приводит к уменьшению а по сравнению с закрытым корпусом. Возрастание Cab составляет ие более 25%;

б) внесение заполнения вносит дополнительные потери энергии, что приводит к уменьшению механической добротности Qmc, т. е. увеличению демпфирования и соответственно уменьшению rio. Обычно громкоговорители в пустых корпусах имеют механическую добротность Qmc = 5. .. 10, тогда как в заполненных Qmc = 2-~5;

в) внесение звукопоглощающего материала может приводить к увеличению присоединенной массы подвижной системы за счет того, что часть материала, находящегося около тыльной стороны диффузора начинает колебаться вместе с ннм Увеличение эффективной массы подвижной системы может меняться от пренебрежимо малых величин до 20%.

Эффект увеличения гибкости Слв при заполнении корпуса всегда имеет положительное значение для разработчика, так как это позволяет уменьшить объем корпуса Vb при сохранении граничной частоты fi и КПД чо, либо увеличить КПД щ при сохранении объема V и частоты fs, либо снизить при сохранении Vb и tio. Увеличение потерь, т. е уменьшение Qmc проявляет свое отрицательное действие в уменьшении г\о, но этот эффект незначителен, так как он может быть скомпенсирован увеличением щ за счет увеличения гибкости Cab-

Рассчитаем для примера два варианта закрытой акустической системы - первый, когда акустическая система рассчитывается под готовый громкоговоритель, вторпй, когда и система, и громкоговоритель рассчитываются совместно под заданные требования. Очевидно, что первый путь является компромиссным, так как у разра-Зотчика нет гарантии, что он обеспечит с уже готовым громкого-зорителем нужные характеристики разрабатываемой системы.

Сначала приведем наиболее важные соотношения, используемые далее для расчетов. Можно считать с достаточной степенью точности, что соотиошенне полных добротиостей и резонансных частот громкоговорителя в закрытом корпусе н без оформления связаны соотношением

QTC/QTC~QEc/QES=-tc/fs = К(а+1). (4.26)

откуда /c/Qtc WQts.

Следует заметить, что современные усилители звуковой частоты имеют очень малое выходное сопротивленне (сотые и тысячные доли ома) н не оказывают влияния на электрическую и, соответствеиио, полную добротность громкоговорителя. Однако, если громкоговоритель нспользуют в системе с пассивными разделительными фильтрами, их выходное сопротивление оказывает влияние иа электрическую и полную добротность громкоговорителя. Можно считать, что иа низких частотах выходное сопротивление разделительного фильтра низкочастотного канала равно активному сопротивлению иа постоянном токе катушки (или катушек) индуктивности, находящихся в продольной ветви фильтра. Тогда изменение электрической добротности определяется выражением

Qss-=QEs( + Ra/RE), (4.27)

QscQicli + RalRE), где Ra - выходное сопротивление фильтра на постоянном токе; Qes - измененное значение электрической добротности громкоговорителя без оформления; Qsc - измененное значение электрической добротности громкоговорителя в закрытом ящике.

Обычно увеличение электрической добротности лежит в пределах 1,05... 1,25. Заметим, что в такое же число раз уменьшается КПД г10. Таким образом, при использовании в системе пассивных разделительных фильтров следует учитывать изменение добротио-стей Qes, Qec и соответственно Qts и Qtc- Это в равной мере касается и рассматриваемых ниже фазоинверсных систем.

Очевидно, что прн конструировании закрытой системы под готовый громкоговоритель его пригодность для разрабатываемой системы определяется значением его параметров и рядом налагаемых иа них условий. Резоиаисиая частота громкоговорителя fa должна быть всегда ниже частоты резонанса в системе /о- Еслв перед разработчиком стоит цель создания закрытой системы небольшого объема, т. е. компрессиоииого тнпа, то соотношение гибкостей а должно удовлетворять усло- IZtoI Zre/ffs вию a>:3, частоте резонанса громкогово-

рителя fs0,5fc, полная добротность

-щ Qts0,5Qtc- Эквивалентный объем

громкоговорителя Vas должен быть в несколько раз выше требуемого объема корпуса Vb Таким образом, / расчет системы начинается с измерений параметров громкоговорителя, fl % 1г а= помешенного в экран, определяемых,

в свою очередь, из кривой модуля его входного сопротивления в области низких частот (рис. 4.10) Частоту резонанса fs находят по максимуму кривой Частоты fl и fi выбирают так, чтобы им соответствовало значение модуля

Рис. 410 Частотная зависимость модуля входного сопротивления громкоговорителя в закрытом корпусе (без учета индуктивности звуковой катушки)

(ошибочно Гд, а не Тр) 116

входного сопротивления V7, где г =(ИЕ+Ив8)1Яе. Тогда параметры громкоговорителя без оформления определяют из выражений [3.7]:

QmS = fs yo/ft-fl). QeS = QMsKh- 1), QtS = Qms QEsHQMS+QEsir

(4.28), (4.29), (4.30)-

Для определения эквивалентного объема Vas громкоговоритель помещают в небольшой тестовый закрытый корпус известного-объема Vt, параметры громкоговорителя (4.28) ... (4.30) измеряют в нем еще раз и эквивалентный объем определяют следующим образом:

Vas= VtWciQectWsQes)-U, где fcT, Qect - резонансная частота и добротность громкоговори-теля в тестовом корпусе.

Для громкоговорителя 100ГД-1 нзмеренные указанным выше способом параметры составляют: Я,-6,9 Ом, fs-12,8 Гц, Qms-7,08, Рвя = 0,20в, Улв =446 дм ; Qtb=0,2.

Номинальная мощность громкоговорителя Рв=100 Вт, максимальная амплитуда смещения тах-12.10- м, эффективный радиус диффузора гп - в0,126 м, эффективная площадь диффузора Sd=4,987.10-* м и соответственно, максимальный объем смещения Ус=5отах = 5,985.110-* м Зададимся добротностью системы Qtc = 0,707, что соответствует максимально гладкой аппроксимации по Баттерворту (см. гл 3).

Пусть в системе использованы пассивные разделительные фильтры и сопро. тивленяе фильтра нижних частот на постоянном токе Ra=0,8 Ом. Тогда изменившееся значение электрической добротности громкоговорителя определяем из-выражения (4.27):

QS = 0,206(1 -1-0,8/6,9) = 0,23.

Полную добротность определяем из выражения (4.30): Qts=0.223. Из выражения (426) a=(QTc/QTs)-1 = 9,05

Определим из выражения {4 26) частоту резонанса в везапо.чненном корпусе-

12,8 УГ+9Т05= 40,57 Гц. Внутренний объем незаполненного корпуса

Vs = VasI = 446/9, OS = 49,3 дм . Определим: Клг-К.ьвКв/СКдв-ЬКв)=446-49,3/(446--49,3)-44,4 дм .

Рассчитанный объем Vb соответствует иезаполнениому объему корпуса. При заполнении корпуса звукопоглощающим материалом гибкость воздуха в нем возрастает, что эквивалентно увеличению Внутреннего объема Vbf>Vb. для точного определения Vbf, т. е. объема воздуха, имеющего такую же гибкость, что и воздух, находящийся в корпусе с заполнением, необходимо измерить параметры-громкоговорителя far, Qecf в корпусе с заполнением по методу указанному выше. Новое значение аг определяем из выражения-oj =/cfqecf cqeo-1.