Главная >  Амплитудно и частотная характеристика АС 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [ 46 ] 47 48 49 50 51 52 53

КОРПУСА АКУСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИХ ВИБРОПОГЛОЩЕНИЯ И ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ

S I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Корпус акустической системы, помимо выполнения своего основного функционального назначения - формирования характеристик АС в области низких частот (что подробно рассмотрено в гл. 4), вносит значительные искажения в воспроизводимый сигнал из-за колебаний стенок корпуса н заключенного в нем объема воздуха. Это приводит к следующим результатам:

изменению формы АЧХ - с уменьшением толщины стенок снижается уровень звукового давления на низких частотах и увеличивается число пнков-провалов на средних частотах (пример изменения формы АЧХ с уменьшением толщины корпуса от 20 мм до 4 мм показан на рис. 5.1);


ого so т

W0 ш mm

Рис 5 1 Изменение формы АЧХ с изменением толщины h стенок корпуса: ;-4 мм, 2 - 8 мм, 3- 14 мм, 4 - 20 мы

увеличению уровня нелинейных искажений, например при уменьшении толщины стенок в корпусе объемом =56-10 м от 20 мм до 4 мм возрастает коэффициент нелинейных искажений на частоте 100 Гц от 3,8% до 16% при подводимой мощности 15 Вт;

возрастанию длительности и уровня переходных процессов - время спада колебаний стенок корпуса может достигать 100..-



...120 мс, что значительно превосходит длительность переходных процессов в громкоговорителях.

Все этн факторы ухудшают качество звучания АС (внося так называемые ящичные призвуки). Кроме того, дифракционные эффекты, обусловленные внешней конфигурацией корпуса (его формой, степенью заглушенности передней панели и т. д.), увеличивают неравномерность АЧХ, вносят искажения ГВЗ, приводят к появлению задержанных резонансов. При этом из.ченяется темб-ральная окраска и ухудшается локализация стереообраза.

По названным причинам конструированию корпусов н анализу их влияния на различные виды искажений уделяется серьезное внимание в отечественной и зарубежной практике проектирования АС категории Hi-Fi.

5.2. ВЛИЯНИЕ КОЛЕБАНИИ СТЕНОК И ВНУТРЕННЕГО ОБЪЕМА КОРПУСА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ АС

Анализ механизмов возникновения звукоизлучения из-за вибраций стенок корпуса показывает, что существует два пути передачи звука от громкоговорителя 1) возбуждение колебаний внутреннего объема воздуха в корпусе вследствие излучения от тыльной поверхности диафрагмы и передача через него колебаний иа Стенкн корпуса; 2) прямая передача вибраций от диффузородержателя на переднюю стенку, а от нее на боковые и заднюю. В зависимости от вида передачи колебаний на стенки корпуса в процессе конструирования АС применяют способы звукоизоляции и звукопоглощения, а также виброизоляции и вибропоглощення, достаточно хорошо разработанные в судо- и авиастроении [5.1] ... ..,[5.3].

Анализ вклада обоих механизмов в общий процесс звукоизлучения корпуса, выполненный в работе [5.4], показывает, что при измерении вибраций стенок в воздухе и в вакууме заметные различия наблюдаются только в области частот до 300 ... 600 Гц (в зависимости от объема корпуса), где возбуждение колебаний стенок осуществляется обоими путями (через воздушный объем и через прямую передачу вибраций). Выше этих частот возбуждение осуществляется только вторым способом. Действительно, уровень звукового давления внутри закрытого корпуса падает с крутизной 12 дБ/окт. [4.9], заполнение корпуса звукопоглощающим материалом (как будет показано ниже) позволяет на частотах выше 300 Гц снизить этот уровень еще на 20 дБ, поэтому в этой области частот звуковое давление внутри корпуса слишком мало, чтобы возбуждать вибрации в достаточно массивных стенках.

В области низких и средних частот, где процесс возбуждения колебаний остается суммарным, максимальная передача энергии осуществляется на резонансных частотах внутреннего воздушного объема. Для корпусов прямоугольной формы резонансные частоты определяются по формуле



где Co-скорость звука в воздухе; i, k, i -номер моды; h, I2, h - -размеры стенок.

Результаты расчетов для корпуса акустической системы ЮОАС-ООЗ с внутренними размерами 620x370x350 мм

Номер моды i, к, I . . . 100 010 001 110 101 011 Резонансные частоты, Гц . 274 460 486 535 558 669

Для более равномерного распределения звуковой энергии между отдельными модами колебаний н улучшения характеристик направленности передние панели корпусов АС нередко делают наклонными. Расчет резонансных частот, выполненный по формулам работы [5.5], показывает, что наклон передней панелн снижает резонансные частоты объема (что нежелательно, так как на более высоких частотах их легче демпфировать), поэтому угол наклона выбирают не больше 15°. Необходимо отметить, что хотя на воз< бужденно стенок резонансы воздушного объема влияют только в области достаточно низких частот, их влияние на форму АЧХ и тембральиую окраску звучания может сказаться в достаточно широкой частотной области за счет воздействия на колебшгая диафрагмы гро.чкоговорителя. На АЧХ они проявляются в виде узких пиков-провалов (рис. 5.2), иа переходных характеристиках в виде задержанных резонаисов [5.6].


Рнс 5 2 Влияние на форму АЧХ заполнения корпуса звукопоглощающим материалом 1 - АЧХ без заполнения, 2 - АЧХ после заполнения

Учитывая, что резонансные частоты внутреннего объема представляют собой негармонический ряд, онн придают особенно неприятную окраску звучанию АС. Для демпфирования внутренних акустических резонаисов применяют различные методы звукопоглощения. Обычно корпуса АС заполняют тонковолокнистыми упруго-пористыми материалами (минеральная вата, синтетическое волокно, шерсть, стекловолокно и др.). Влияние заполнения корпуса пО; глощающпми материалами в области низких частот рассмотрено в



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [ 46 ] 47 48 49 50 51 52 53