Фазоинверсные системы

Идея фазоннверсиой системы известна с 1930 г. Широкое использование фазоинверсного оформления в АС началось как за рубежом, так и в нашей стране в 50-х годах. В настоящее время фазоинверсные системы также являются одним нз самых (если не самым) распространенным типом низкочастотного оформления АС класса Hi-Fi. Эквивалентная акустическая и электрическая схема системы фазоинверсного тнпа даны на рис 4.12. Эквивалентные схемы не учитывают индуктивность звуковой катушкн, сопротивление излучения и взаимное влияние сопротивлення излучения громкоговорителя и фазоинвертора ввиду их пренебрежимо малого влияния иа характеристики АС иа низких частотах [4.10].

Рнс. 4.12. Эквивалентная схема системы с фазоинвертором: а) акустическая; б) электрическая

Нормированная передаточная функция фазоинверсной системы с малыми потерями, полученная из анализа эквивалентной акустической схемы [4.10],

Яд (S) = ---T~i-. (4.35)

r,= VrBTs=Tsiyh, a,=>(<i+hQTs)l{]QLQTs), (4.36), (4.37)

a,=]h + {:i+l+h)QLQTs]/ihQLQTs). %-(ftQi-)-Qrs)/(>ft(3i.Qrs),

(4.38), (4.39)

где ft=B/fs=MB/<is=?s/7B - нормированная относительно js час-тота настройки фазоинвертора, шв=2я/г= 1/7в= 1/]/Cab-Map= =-1/ YCnEpLoEB - круговая частота настройки фазоинвертора; QlwbCabRal I/wbCmepRzl - добротность, характеризующая щелевые потери; a=CAslCAB=LcEslLcEB - отношение гибкостей подвеса и воздуха в корпусе; Qts= IMoisCas/at) - полная добротность громкоговорителя; Rat = Rab+ВЧ1[ [Rg+Re) Sp] - cqnpo-тивлеиие потерь; ts>s = 2nfs=l/Ts-l/ VCasMas=1/ VIiesLoes - резонансная частота громкоговорителя; QbsosCmese 124

=msRiiMAsSD/(B4)-электрическая добротность громкоговорителя; QMs=mCMissREs=l/(<isCAsRAa) - механическая добротность громкоговорителя. Значения элементов эквивалентной электрической схемы:

Cues = Mas 5/(3 Р), Res = В II{Ras 5%),

Lceb=СавВ IlSl RelB IKRal S),

С мер = MapSI/{B P) , LcEs = Cas B tVS%.

Если передаточная функция закрытой системы зависит только от суммарной добротности системы Qtc и резонансной частоты fc, то передаточная функция фазоинверсной системы зависит от полной добротности громкоговорителя Qtc, нормированной частоты настройки фазоинвертора Л, соотношения гнбкостей подвеса и воздуха в корпусе а, резоиаисиой частоты громкоговорителя fs н добротности потерь в корпусе Ql- В фазоинверсной системе, как указывалось выше, присутствуют три вида потерь; потери за счет звукопоглощения в корпусе АС, щелевые потери за счет трения воздуха в щелях корпуса и потери за счет трения воздуха в трубе фазоинвертора. Потери за счет звукопоглощения оцениваются величиной добротности Qa=/{u>bCasRas), потери за счет щелевых утечек 01,=шгСАвЛл£,. потери в трубе фазоинвертора Qp= = II((i>bCabRap- Полная добротность Qb, характеризующая все потери,

i/Qfl = l/Qz.+ i/Q+l/Qp.

Вопрос Оценки и учета потерь в фазоинверсных системах, как и в закрытых системах, остается в настоящее время наиболее сложным в конструировании низкочастотного оформления АС. Измерения показывают, что добротность потерь за счет звукопоглощения в корпусе, содержащем звукопоглощающий материал, вдоль стенок корпуса лежит в пределах 30...80; добротность потерь в трубе фазоинвертора, не содержащей поглощающего материала - в пределах 50... 100, тогда как добротность щелевых потерь за счет утечек - в пределах 5... 20 [4.10]. Утечки происходят за счет неплотного крепления громкоговорителя, сквозь крепежные винты, через материал подвеса и пылезащитного колпака громкоговорителя. Следует отметить, что реальные сопротивления потерь являются частотно-зависимыми - потери в трубе фазоинвертора растут с частотой, потери за счет звукопоглощения падают. Совместное действие, оказываемое этими двумя видами потерь, по своему действию идентичны влиянию потерь за счет утечек, поэтому их влияние заменяется влиянием только одного вида частотно-независимых потерь Ql, что существенно упрощает анализ фазоинверсной системы. Наиболее часто встречающееся значение Qt в фазоинверсных системах лежат в пределах 5... 10.

Выражение для передаточной функции фазоинверсной системы Ha(s) (4.35) позволяет в соответствии с выражениями (4.11)... (4.13) рассчитать АЧХ, ФЧХ и ГВЗ фазоинверсной системы в

области нижних частот. На рис. 4.13,а изображены три примера АЧХ фазоинверсной системы, которые принимают различные значения в зависимости от параметров системы Qts, А, а, Ql- Амплитудно-частотные характеристики фазоинверсной системы могут быть аппроксимированы дробно-рациональными функциями на ос-

(,й 2,(7

Рис. 4.13 Нормированные характеристики фазоинверсной системы-а) АЧХ; б) зависимость амплитуды смещения диффузора от частоты,

/ - эппроксичация по Чсбышопу; 5 - аппроксимация по БаттерБорту, ,J - аппроксчмия квазитретьего порядка

нове полиномов четвертой степени Чебышева и Баттерворта илн полиномами квазитретьего порядка [4.6]. Аппроксимированная по Баттерворту АЧХ или максимально плоская АЧХ является как бы границей раздела между гладкими характеристиками квазитретье-

Таблица 43