звукоизлучения, возрастает направленность излучения стеиок и снижается их вклад в звуковое поле на оси; во-вторых, увеличивается эффективность звукопоглощения и соответствеино уменьшается энергия, возбуждающая стенкн корпуса. На более высоких частотах эффективными оказываются мягкие покрытия, которые технологичнее для применения.

Приближенный расчет резонансных частот прямоугольной панели (т. е. стенки корпуса) может производиться по формуле [5,10]

(5.2)-

D - изгибная жесткость, ph - поверхностная плотность пластины, а, b-размеры, *m,n - коэффициент, зависящий от условий закрепления краев пластины [5.10], т, л - номер моды, ц - коэффициент Пуассона; Е -- модуль Юнга.

Сравнение с экспериментальными данными показывает, что стенки реального корпуса по условию закрепления краев ближе к опертой пластине.

Формула (5.2) для пластины с опертыми краями имеет вид:

= =iK57pA(mVa=-f-/iW. (5 3)

Результаты расчета первых резонансных частот по формуле (5.3) для стенки корпуса с параметрами: й=0,8вЗ м; &=0,44 м; Л=0,018 м; ц=0.3; р= =0,8-10- кг/м. £=13,4-10- Н/м= даны S табл. 5.2.

Таблица 5-2

Таблица 5.3

с целью повышения резонансных частот применяют следующие конструктивные меры.

Увеличение толщины (так как жесткость панели пропорциональна ft). Однако на практике это ограничивается требованиями иа допустимую массу АС и обычно составляет для систем мощностью 50... 100 Вт-18... 22 мм, 35... 50 Вт-12... 18 мм, 10...35 Вт- 10... 12 мм (материал: фанера или ДСП).

Увеличение жесткости (£) и снижение плотности (р) (так как частота повышается пропорционально YElp). Выбор материала для стенок корпуса является чрезвычайно серьезной задачей. В отечественной практике используют ДСП нли фанеру, параметры которой очень близки (табл. 5.3).

Зарубежные фирмы применяют материалы, специа,чьно разработанные для корпусов АС, например Рэзинэмикс , ДСП с латекс-ными наполнителями, вспененные пластмассы, пенобетон с синтетическими наполнителями и т. д.

Выбор формы стенок корпуса. Для прямоугольных стенок резонансная частота наиболее чувствительна к изменению короткого размера fssVl/b, поэтому предпочтительнее стенки корпуса, особенно передние и задние, делать более узкими и длинными.

Применение ребер жесткости. Использование жестких ребер, особенно расположенных параллельно длинной стороне или по диагонали стенки, может повысить резонансную частоту больше, чем в 2 раза. При применении ребер жесткости в корпусе АС необходимо обеспечить их жесткое соединение с пластиной (жесткий клей, шурупы и т. д.), иначе не будет их эффективного влияния. Для повышения общей жесткости корпуса используют ребра вдоль углов.

Применение стяжек (или распорок) между стенками, например между двумя боковыми или задней стенкой и дном и т. д.

Применение конструктивных мер, направленных на сдвнг резонаисов одной стенки корпуса относительно другой (так как при их совпадении уровень звукоизлучения возрастает).

Проблема расчета звукоизоляции всего корпуса в целом представляет значительные трудности, так как требует решения комплексной сопряженной задачи излучения прямоугольной конструкции с учетом резонансных колебаний стенок (подробнее об этой задаче сказано в гл. 2). Приближенное решение задачи исследовалось в ряде работ, например, в [5.11] выполнен расчет звукоизоляции по шуму прямоугольного корпуса с одной гибкой стенкой, остальные жесткие. Результаты позволяют выделить три частотных области звукоизоляции, качественно сходные с областями звукоизоляции для одной стенки: в первой - звукоизоляция по шуму определяется отношением упругости объема внутри корпуса к упругости стенок; во втором - основное влияние оказывает многорезо-иансное возбуждение стенок и объема воздуха, в третьей - влияет частота волнового совпадения . В процессе макетирования АС обычно проводится экспериментальная отработка звуко- и вибро-изоляционпых характеристик различных вариантов конструкции корпусов.

Для оценки вклада колебаний корпуса в общее звуковое поле АС разработан целый ряд методик, позволяющих: измерить общий уровень звукового давления во всем частотном диапазоне, определяемый только колебаниями корпуса, при этом прямое излучение от головки громкоговорителя изолируется либо нагрузкой ее иа заглушённую трубу, либо установкой двух одинаковых АС вплотную, включением головок в противофазе и измерением давления от стеиок в ближнем поле, либо выводом излучения головки в смежную заглушённую камеру [5,12]. (Как показывают результаты измерений, разность между АЧХ всей системы и АЧХ от корпуса может

<5ыть меньше 10 дБ, рис. 5.7); измерить распределение виброускорения, добротность стенок корпуса и характер реверберациониого процесса внутри него [5.13].

Вопрос о выборе критериев для оценки необходимого уровня звукоизоляции корпуса усиленно обсуждается в литературе. Для АС категории Hi-Fi звукоизоляцию корпуса принято считать достаточной, если разница между уровнем звукового давления (т. е. АЧХ) всей системы н уровнем звукового давления за счет излучения от корпуса составляет больше 20 дБ во всем частотном диапазоне. Кроме того, в работе [5.14] предлагается считать необходимым, чтобы время реверберации {ЛТ) за счет послезвучания резонансов корпуса было существенно меньше RT комнаты прослушивания, что может быть получено, если коэффициент потерь в корпусе Т1 = 0,7 на 100 Гц и 0,01 на 1000 Гц (для недемпфированных корпусов из фанеры т] обычно равно 0,25 на частоте 100 Гц).

Рис. 5.7. АЧХ акустической системы в целом (7) и АЧХ за счет излучения от корпуса (2)

20 SO 100 SOO 1000 Г.Гц

Рис. 5 8 Образец конструкции корпуса АС: i. 3 - рейки для крепле.шя звукопоглощающего материала; 2 -угловые ребра, 4. 5 -пластины из стекловолокна; 5, 7 - многослоЧное основание; S -скоба. S - угловое соединение

Кроме объективной оценки для АС категории Hi-Fi проводится субъективное прослушивание различных вариантов корпусов, при этом, как показывает практика, все корпуса звучат по-разному . Учитывая современные требования к качеству звучания АС, в высококачественных моделях используются конструкции корпусов чрезвычайно сложной формы: стенки делаются из специальных материалов толщиной 20-22 мм или двойные с прослойкой из поглощающих материалов, применяются различные вибропоглощающие покрытия, ребра жесткости, стяжки между стенками, виброизоляторы и т. д. Образец конструкции корпуса в разрезе показан иа рис. 5.8. Все затраты на производство такой сложной конструкции оправдываются улучшением объективных характеристик и качества звучания акустических систем.