процесс звукоизлучеиия [1]. Поскольку резонансные колебания стенок происходят иа частотах негармонических по отношению к колебаниям диффузора, они придают особенно неприятную окраску звучанию. Анализ механизмов возникновения звукоизлучения из-за вибраций стенок корпуса показывает, что существуют два пути передачи звука: за счет возбуждения колебаний внутреннего объема воздуха в корпусе вследствие излучения от тыльной поверхности диафрагмы и передача через него колебаний на стенки корпуса и за счет при-

Рис. 1.3. Обобщенная эквивалентная схема АС: Eg - напряжение нсгочника сигнала; Rg - выходное сопротивление источника сигнала;

- активное сопротивление звуковой катушкн; В - плотность магнитного потока в зазоре магнитной цепи; Вф - эффективная площадь диффузора; Cg - акустическая гибкость подвеса; Alg - акустическая масса подвижной системы; Rg - акустическое сопротивление потерь в подвижной системе; Вщ - активная составляющая сопротивления излучения фронтальной поверхности диффузора; - реактивная составляющая сопротивления излучеиия (масса воздуха, соколеблющаяся с фронтальной поверхностью диффузора громкоговорителя); - масса воздуха, соколеблющаяся в тыловой поверхности диффузора;

в ~ акустическая гибкость воздуха в корпусе АС; - акустическое сопротивление потерь в корпусе АС, обусловленных внутренним поглощением энергии; Bj, - акустическое сопро1ивление потерь, обусловленных утечками воздуха из- щелей корпуса АС: КЛ2 -активная составляющая сопротивления излучения отверстия фазоннвертора или диафрагмы пассивного излучателя; - реактивная составляющая сопротивления излучения отверстия фазоинвертора или диафрагмы пассивного излучателя; - масса воздуха, соколеблющаяся с тыловой поверхностью диафрагмы пассивного излучателя (если такстой присутствует); Мр - (акустическая масса пассивного излучателя илн воздуха в трубе фазоинвертора; Ср - акустическая гибкость подвеса пассивного излучателя; Нр -акустическое сопротнвлеяяе поо-ерь в подвесе пассивного излучателя или в трубе фазоинвертора; 2 -длина части звуковой катушки, находящаяся в зазоре магнитной цепи

МОЙ передачи вибраций от диффузородержателя на переднюю стенку, а от нее- на боковые и заднюю. Анализ вклада обоих механизмов передачи показывает, что в области низких частот до 300... 600 Гц существенное влияние иа возбуждение стенок оказывают как колебания внутреннего объема корпуса, так и прямая передача вибраций через диффузородержатель. В области средних частот действует В основном второй путь. Для уменьшения этих явлений в процессе конструирования АС используют различные способы звуко- и виброизоляции и звуко- и вибропоглощения.

Для демпфирования внутренних акустическил резонаисов корпуса АС заполняют тонковолокнистыми упругопористыми материалами (минеральная вата, синтетическое волокно, стекловолокно и др.). Лучшими из отечественных волокнистых звукопоглощающих материалов являются АТМ-1, АТМ-3, АТМ-7, АТИМС и др.

С целью уменьшения общего уровня звукоизлучения от стенок применяются конструктивные меры по повышению жесткости и массы стенок. Известны конструкции АС с корпусами .из кирпича, мрамора, пенобетона и др. Оив обеспечивают высокий уровень звукоизоляции до 30 дБ, но слишком велики по весу. Обычно используют такие материалы, как ДСП или фанера. Для АС категории Hi-Fi применяют эти материалы толщиной 18\... 20 мм, что обеспечивает неплохую звукоизоляцию и приемлемый вес корпуса.

Для борьбы с прямой передачей вибрации от диффузородержателя применяют методы вибронзоляции и внбропоглощения. Эффект виброи..оляц11И достигается применением упругих амортизаторов лри креплении диффузородержателя к передней стенке корпуса в виде резиновых прокладок, локальных опорных виброизоляторов для крепления винтов, амортизирующих прокладок для крепления передней панели к боковым, развязок держателя от передней панели за счет дополнительной опоры его на дно я т. д.

Снижение амплитуд вибраций стенок достигается использованием различных вибропоглощающих материалов, например жесткой- пластмассы или мастики, наносимых на внутренние поверхности стенок, таких как Агат, ВМЛ-25, Антивибрит и др. Кроме того, применяют стяжки; распорки, например между двумя -боковыми стенками, и ребра жесткости. Использование рёбер жесткости, особенно расположенных параллельно длинной стороне или по диагонали стенки, существенно повышает резонансные частоты, облегчая тем самым их демпфирование. Таким образом, корпуса акустических систем, особенно для АС категории Hi-Pi, обладают довольно сложной конструкцией за счет применения всех указанных мер, однако затраты на производство таких конструкций оправдываются улучшением объективных характеристик и качества звучания акустических систем.

Электронные устройства АС включают в себя, прежде всего,-электрические разделительные фильтры. Практически все современные АС являются многаполосньгми по причинам, указанным выше, поэтому распределение энергии звукового сигнала между ГГ является основной задачей фильтров. Развитие техники проектирования АС заставило изменить функции фильтров н методы их проектирования. Разделительные фильтры выполняют теперь одновременно задачи фильтрации и коррекции. В подавляющем большинстве современных вьтускаемых АС используются так называемые пассивные фильтры, которые включаются после усилителя мощности. Однако в ряде моделей АС применяются н активные разделительные фильтры. В этом случае в каждо.м частотном канале используется свой усилитель мощности, включенный после фильтров. По сравнению с пассивными активные фильтры и.меют ряд преимуществ: лучшую перестраиваемость в процессе настройки, отсутствие потерь мощности, меньшие габариты и т. д., однако они проигрывают по таким параметрам, как динамический диапазон, шумы, нелинейные искажения, требуют применения отдельных усилителей в каждом канале, что экономически невыгодно. В отечественной промышленности выпускается только одна модель активной АС 8-70 .

В процессе развития техники проектирования АС использовались пассивные фильтры различных типов. К настоящему времени наибольшее распространение получили фильтры всепропускающего типа [1], которые удовлетворяют одновременно многим требованиям: обеспечивают плоскую суммарную АЧХ по напряжению, сим.метричные характеристики направленности .С в области частот разделения, низкую чувствительность к изменению значения элементов. Поскольку передаточные функции по напряжению таких фильтров пред-ставляют-ся в виде полиномов Баттерворта степени п [точнее, при п-нечетном описываются полиномом Баттерворта Вп, а при п - четном-(Вп)Ц, их называют фильтрами Баттерворта различного порядка. Выбор порядка фильтров определяется степенью сложности предъявляемых к АС требований. Обычно в АС используются фильтры второго-четвертого порядков. Методы расчета разделительных фильтров в АС и их элементов даны в [1], практическая реализация их осуществляется обычно в виде лестничных схем. При оптимизации разделительных фильтров с использованием ЭВМ разработчик задается схемой фильтров и начальными значениями элементов. Затем путем целенаправленного изменения значений элементов схемы на ЭВМ минимизируется разница между требуемыми электроакустическими характеристиками и действительными. Использование методов оптимального сйитеза фильтрующе-корректирующих цепей позволило в совре:менных конструкциях АС добиться значительного уменьшения неравномерности АЧХ, снижения уровня фазовых искажений, симметризации характеристик направленности и т. д.

К электронным устройствам в АС относятся также различные фильтры-корректоры, которые используются для коррекции характеристик АС в области

низких частот, в частности, электронная коррекция реализуется в АС с электромеханической обратной связью (ЭМОС) применением амплитудных линейных н нелинейных корректоров, специальных усилителей мощности со сложным комплексным характером выходного сопротивления, согласованным с параметрами низкочастотных ГГ. Электромеханическая обратная связь используется в системе 8-70 .

В связи со значительньш возрастанием мощности подводимых к АС музыкальных сигналов часто применяются электронные устройства для защиты ГГ от механических н тепловых перегрузок.

Защита как от длительных, так и от кратковременных перегрузок достигается применением различных вариантов пороговых схем. Пороговые схемы обычно нагружаются на ключевые цепн, вклнэтающие питание реле, коммутирующих головки ГГ. Для защиты от кратковременных перегрузок применяются релейные устройства с порогами сра-батывання существенно меньшими, чем тепловые постоянные головок Тпор=.10 ...20 мс.

Во многих АС используются различные варианты индикации перегрузок, например на светодиодах, включающихся в момент срабатывания реле. Подобные схемы применены в отечественной системе ЮОАС-ООЗ.

В ряде АС используются схемы, предназначенные для коррекции формы АЧХ в различных поддиапазонах (низко-, средне-, высокочастотных), называемые регуляторами тембра. Как правило,- они реализуются в виде пассивных Г-образных илн дискретных аттенюаторов, позволяющих изменять уровень сигнала.

Клеммы в АС обычно применяются типа ОНЦ-ВН-1-2/16, в АС высшего класса - пружинные клеммы специальной конструкции.

1.2. Основные характеристики АС. Методы измерений

Требования к электроакустическим параметрам АС, методам их измерений и методам оценки их качества звучания изложены в отечественных стандартах

, ГОСТ 23262-88 [6

21], мэк 268-13 [is;

и международных рекомендациях: ГОСТ 16122-87 [5 ОСТ 4.202.003-84 [12], МЭК 268-5 [16], МЭК 581-7 .

Техника электроакустических измерений, приведенная в этих документах, подробно здесь не рассматривается. Основное внимание уделяется только тем параметрам и методам их измерений, которые упоминаются в данном справоч-вике. Об остальных параметрах, используемых в современной практике проектирования АС [1], но еще не введенных в стандарты и международные рекомендации, даются только краткие сведения.

При воспроизведении музыкальных и речевых программ через акустические систе.мы возникают различные типы искажений, которые могут быть разделены на линейные н нелинейные. Основным критерием оценки линейных искажений в АС является форма амплитудно-частотной характеристики звукового давления АЧХ и определяемые из нее параметры. По определению ГОСТ 16122-87 под АЧХ звукового давления понимается графическая или числовая зависимость от частоты уровня звукового давления, развиваемого громкоговорителем АС в определенной точке свободного поля, находящейся на определенном расстоянии от рабочего центра, при постоянном значении напряжения синусоидального сигнала или полосового шума на выводах громкоговорителей АС [5]. Под уровнем звукового давления понимается отношение измеренного значения модуля звукового давления к величине -Ю Па, выраженное в децибелах.

Обычно АЧХ измеряют в звукомерных заглушённых камерах, реализующих условия свободного поля. Под свободным полем понимается область звукового поля, в которой влияние отражающих поверхностей пренебрежимо мало . Акустическая система размещается на специальном поворотном столе, на рабочей оси АС устанавливается микрофон на расстоянии 1 м (можно производить измерения н на других расстояниях, но результаты необходимо пересчитывать к расстоянию 1 м).

Структурная схема измерений АЧХ показана на рис. 1.4. Синусоидальный сигнал от генератора, входящего в установку автоматической записи частотной