Rago baigtinio ilgio įtaka. Eksponentinis ragas, jo paskirtis ir taikymas. Eksponentinis cilindrinio bangos fronto ragas, jo pranašumas Rago paskirtis

8.3. Garsiakalbiai su garsiakalbiais.

Vienas iš labiausiai paplitusių šiandien plačiai naudojamų garso įrangos tipų yra raginiai garsiakalbiai.Pagal GOST 16122-87, garsiakalbis garsiakalbis apibrėžiamas kaip "garsiakalbio-akustinė konstrukcija, kuri yra standus garso signalas". Taigi, garsiakalbis gali būti laikomas visaverčiu akustiniu dizainu kartu su anksčiau aptartais 8.2 skyriuje. 3. Ragų gebėjimas sustiprinti ir nukreipti garsą tinkama kryptimi (seniai naudojamas kuriant muzikos instrumentus) lėmė tai, kad raginiai garsiakalbiai buvo naudojami nuo pat elektrotechnikos vystymosi pradžios, jie atsirado dar prieš kūginius garsiakalbius. .

Tačiau tikras garsiakalbis, kurio dizainas yra labai artimas šiuolaikiniam, pradedamas kurti 1927 m., kai žinomi Bell laboratorijų (JAV) inžinieriai A.Thuras ir D.Wente kitais metais sukūrė ir užpatentavo „kompresinį garsinį garsiakalbį“. . Kaip garsiakalbis (tvarkyklė) buvo naudojamas elektromagnetinis keitiklis su berėmiu ritė, pagaminta iš aliuminio juostos, apvyniota ant krašto. Vairuotojo diafragma buvo pagaminta iš žemyn nukreipto aliuminio kupolo. Jau tada buvo naudojama ir priešraginė kamera, ir vadinamasis Ventės korpusas (apie juos plačiau pakalbėsime vėliau). Pirmasis komerciškai pagamintas modelis 555 / 55W (f. "Western Electric") buvo plačiai naudojamas kino teatruose 30-aisiais.

Reikšmingas žingsnis plečiant diapazoną link žemų dažnių buvo P.Voigto (Anglija) išradimas, kur pirmą kartą buvo pasiūlyta panaudoti šiuo metu plačiai naudojamus „sulankstytus“ ragus. Pirmąsias sudėtingas valcuotų žemo dažnio garso signalų konstrukcijas aukštos kokybės akustinėms sistemoms sukūrė Paulas Klipshas 1941 m. ir vadinosi „Klipshhorn“, kurios pagrindu įmonė iki šiol gamina aukštos kokybės akustines sistemas.

Pažymėtina, kad Rusijoje pirmieji garsiakalbių garsiakalbių pavyzdžiai sukurti 1929 metais (inžinieriai A.A. Charkevičius ir K.A. Lomaginas) Jau 1930-31 metais buvo sukurti galingi, iki 100 W garsiakalbiai, skirti įgarsinti Raudonąją ir Rūmų aikštę.

Šiuo metu garsiakalbių garsiakalbių spektras itin platus, tai gatvėms, stadionams, aikštėms skirtos įgarsinimo sistemos, garso stiprinimo sistemos įvairiose patalpose, studijiniai monitoriai, portalų sistemos, kokybiškos buitinės sistemos, viešosios informacijos sistemos ir kt.

Priežastys garsiakalbių išplitimą pirmiausia lemia tai, kad jie yra efektyvesni, jų efektyvumas yra 10% -20% ar daugiau (įprastuose garsiakalbiuose efektyvumas yra mažesnis nei 1-2%); be to, naudojant standžius ragus, galima suformuoti tam tikrą kryptingumo charakteristiką, kuri yra labai svarbi projektuojant garso stiprinimo sistemas.

Jų darbo principas visų pirma susideda iš to, kad garsiakalbis (RG) yra akustinės varžos transformatorius. Viena iš mažo tiesioginės spinduliuotės HG efektyvumo priežasčių yra didelis diafragmos medžiagos ir oro tankio skirtumas, taigi ir mažas oro terpės pasipriešinimas (impedansas) garsiakalbio virpesiams. Garsinis garsiakalbis (dėl garso signalo ir priešgarsinės kameros naudojimo) sukuria papildomą apkrovą diafragmai, kuri užtikrina geresnes varžos suderinimo sąlygas ir taip padidina spinduliuojamą akustinę galią. Tai leidžia išgauti didelį dinaminį diapazoną, mažiau harmoninių iškraipymų, geresnį skersinio pokalbio iškraipymą ir mažesnę stiprintuvo apkrovą. Tačiau naudojant garsiakalbius iš garsiakalbių iškyla specifinių problemų: norint skleisti žemus dažnius, reikia gerokai padidinti garso signalo dydį, be to, dideli garso slėgio lygiai mažoje priešgarsinėje kameroje sukuria papildomus nelinijinius iškraipymus. ir kt.

Klasifikacija: Garsiakalbius galima suskirstyti į dvi pagrindines klases - plačiaburniai ir siauraburniai. Siauros angos WG sudaro specialiai sukurtas kupolinis garsiakalbis, vadinamas vairuotoju, garsinis signalas ir išankstinio garsinio signalo kamera (dažnai su papildomu įdėklu, vadinamu fazės keitikliu arba Vente korpusu).

Be to, jie gali būti klasifikuojami rago forma: eksponentinis, sulankstytas, daugialąstelis, dvipolis, radialinis ir kt. Galiausiai juos galima suskirstyti pagal dažnio srities atkūrimas: žemo dažnio (dažniausiai sulankstytas), vidutinio ir aukšto dažnio, taip pat Naudojimo sritys biuro komunikacijose (pavyzdžiui, megafonuose), koncertų ir teatro įrangoje (pavyzdžiui, portalų sistemose), garso sistemose ir kt.

Įrenginio pagrindai: 8.32 paveiksle pavaizduoti pagrindiniai siaurakaklio garsiakalbio elementai: garsinis signalas, priešgarsinė kamera ir vairuotojas.

kandiklis - reiškia kintamos sekcijos vamzdį, ant kurio pakrautas vairuotojas. Kaip minėta aukščiau, tai yra viena iš akustinio dizaino atmainų. Be atstumo garsiakalbis negali skleisti žemų dažnių dėl trumpojo jungimo efekto. Montuojant garsiakalbį į begalinį ekraną ar kitokio tipo konstrukciją, jo skleidžiama akustinė galia priklauso nuo aktyviosios spinduliuotės varžos dedamosios. Vėžys = 1/2v 2 Rid. Spinduliavimo varžos reaktyvioji dedamoji nulemia tik pridėtinę oro masę Žemuose dažniuose, kai bangos ilgis didesnis už emiterio dydį, aplink jį sklinda sferinė banga, o žemuose dažniuose spinduliuotė nedidelė, vyrauja reaktyvumas. , didėjant dažniui, didėja aktyvioji varža, kuri sferinėje bangoje lygi Rizl=  cS(ka) 2 /2 (plokštuminėje bangoje jis yra didesnis ir lygus Rizl=  SuS), S yra emiterio plotas, a yra spindulys, k yra bangos skaičius. Sferinės bangos ypatybė yra ir tai, kad joje slėgis gana greitai krenta proporcingai atstumui p~1/r. Galima teikti žemo dažnio spinduliuotę (t. y. pašalinti trumpojo jungimo poveikį) ir priartinti bangos formą prie plokščios, jei radiatorius dedamas į vamzdį, kurio skerspjūvis palaipsniui didėja. Toks vamzdis vadinamas kandiklis.

Garso signalo, kuriame yra emiteris, įėjimas yra vadinamas gerklė, o išėjimo anga, kuri skleidžia garsą į aplinką, yra Burna. Kadangi ragas turi padidinti diafragmos apkrovą, gerklė turi turėti mažą spindulį (plotą), tik tokiu atveju vyksta efektyvi energijos transformacija. Tačiau tuo pačiu metu jis turi turėti pakankamai didelį burnos skersmenį, nes. siauruose vamzdžiuose, kur bangos ilgis -didesnis nei išėjimo spindulys -a-, (t.y. tenkinama sąlyga > 8a), didžioji dalis energijos atsispindi atgal, sukuriant stovinčias bangas, šis reiškinys naudojamas muzikiniais pučiamaisiais instrumentais. Jei vamzdžio anga tampa didesnė (<a/3),то Rизл приближается к сопротивлению воздушной среды и волна беспрепятственно излучается в окружающее пространство устьем рупора.

Generatoriaus forma ragas turi būti parinktas taip, kad būtų sumažintas energijos „skleidimas“, t.y. greitas garso slėgio kritimas, todėl bangos fronto sferinę formą transformuoti taip, kad ji artėtų prie plokštumos, o tai padidina spinduliavimo varžą (plokštuminėje bangoje ji didesnė nei sferinėje) ir sumažina slėgio mažėjimo greitis; be to, generatoriaus formos pasirinkimas leidžia sutelkti garso energiją tam tikru kampu, t.y. formuoja kryptingumo charakteristiką.

Taigi, ragas turi turėti mažą gerklę, o skerspjūvis ties gerkle turėtų didėti lėtai, o burnos dydis turėtų padidėti. Kad būtų pasiekti dideli burnos dydžiai esant priimtinam ašiniam rago ilgiui, rago skerspjūvio didėjimo greitis turi didėti skerspjūviui didėjant (8.33 pav.). Šį reikalavimą tenkina, pavyzdžiui, eksponentinė rago forma:

Sx = S 0 e  x , (8.2)

kur Taip yra rago gerklės pjūvis; Sx - rago pjūvis savavališku atstumu x nuo gerklės; - rago išsiplėtimo indikatorius.  vienetas yra 1/m. Garso signalo plėtimosi koeficientas yra vertė, išmatuota pagal rago skerspjūvio pokytį jo ašinio ilgio vienetui. Eksponentinis ragas parodytas fig. 2, kur parodyta, kad rago ašinio ilgio segmentas dl atitinka pastovų santykinį skerspjūvio pokytį. Eksponentiniame rage vykstančių bangų procesų analizė rodo, kad spinduliavimo varža, kuria apkraunamas emiteris, priklauso nuo dažnio (8.34 pav.). Iš grafiko matyti, kad banginis procesas eksponentiniame rage galimas tik su sąlyga, kad emiterio virpesių dažnis viršija tam tikrą dažnį, vadinamą kritiškas(fcr). Žemiau kritinio dažnio rago spinduliavimo varžos aktyvusis komponentas lygus nuliui, varža grynai reaktyvioji ir lygi rage esančios oro masės inercinei varžai. Pradedant nuo tam tikro dažnio, kuris yra apie 40% didesnis už kritinį, aktyviosios spinduliuotės varža viršija reaktyviąją, todėl spinduliavimas tampa gana efektyvus. Kaip matyti iš grafiko 8.34 pav., esant dažniams, didesniems nei keturis kartus už kritinį dažnį, spinduliavimo varža išlieka pastovi. Kritinis dažnis priklauso nuo garsinio signalo išsiplėtimo koeficiento taip:  cr= s/2, kur Su - garso greitis. (8.3)

Turėdami garso greičio ore vertę 20 laipsnių 340 m / s temperatūroje, galite gauti tokį ryšį tarp rago plėtimosi indekso  ir kritinis dažnis f cr (Hz):  ~0,037f kr.

Nuo rago išsiplėtimo indekso priklauso ne tik garsinio signalo kritinio dažnio dydis, taigi ir spinduliuotės pasipriešinimo dažnio atsakas, bet ir rago matmenys. Rago ašinį ilgį galima nustatyti pagal formulę (1), kai x = L:

L=1/  log S l /S 0 (8.4)

Iš (3) išraiškos galima padaryti tokią išvadą: kadangi norint sumažinti rago kritinį dažnį, reikia sumažinti rago (2) plėtimosi koeficientą, šiuo atveju rago ašinis ilgis L turėtų padidėti. . Ši priklausomybė yra pagrindinė garso garsiakalbių naudojimo aukštos kokybės akustinėse sistemose problema ir yra „išvyniotų“ garso signalų naudojimo priežastis. Pažymėtina, kad braižant eksponentinės rago varžą spinduliuotei (8.36 pav.), neatsižvelgiama į bangų atspindį iš žiočių į ragą, kuris visada iš dalies vyksta baigtinio ilgio ragams. Susidariusios stovinčios bangos sukelia tam tikrus spinduliuotės pasipriešinimo verčių svyravimus. Garsas iš rago žiočių atsispindi tik žemo dažnio srityje. Didėjant dažniui, terpės akustinės savybės (rage ir už rago ribų) išsilygina, garso atspindys į garsinį signalą neatsispindi, o garso signalo įėjimo akustinė varža išlieka beveik pastovi.

Prieššoko kamera: Kadangi garsiakalbio skleidžiama akustinė galia priklauso nuo aktyviosios spinduliuotės varžos ir radiatoriaus virpesių greičio, jai didinti siauragarsiuose garsiakalbiuose, naudojamas jėgų ir greičių akustinės transformacijos principas, kurio matmenys rago 2 gerklės yra kelis kartus sumažintos, lyginant su radiatoriaus 1 matmenimis (8.35 pav.). Susidaręs tūris tarp diafragmos ir rago 3 gerklės vadinamas priešragine kamera. Situaciją priešraginėje kameroje sąlyginai galime įsivaizduoti kaip stūmoklio, užkrauto ant plataus vamzdžio, kurio plotas S 1, virpesius, virstančius siauru vamzdžiu S 0 (8.35 pav.) Jei stūmoklio diafragma būtų apkraunama tik ant plataus. vamzdis, kurio plotas lygus diafragmos plotui (plačios burnos ragas), tada jo atsparumas spinduliuotei būtų Rizl= SuS 1 , o jo skleidžiama akustinė galia būtų maždaug lygi Ra = 1/2R izl v 1 2 =1/2  SuS 1 v 1 2 (Šie ryšiai griežtai galioja tik plokštumai, tačiau esant tam tikroms prielaidoms, jie gali būti taikomi ir šiuo atveju.) apkraunant jį ant antrojo vamzdžio su siauru įvadu, atsiranda papildoma varža (impedancija) diafragmos virpesiams (dėl atspindėtos bangos, kylančios dviejų vamzdžių sandūroje). oras prieššokinėje kameroje yra nesuspaudžiamas, tada slėgis p, kuris susidaro kameroje veikiant jėgai F 1 ant stūmoklio (diafragmos), kurio plotas S 1, perduodamas į orą rago gerklėje ir nustato jėgą F 0 , veikiantis rago gerklėje su sritimi S 0 :

p=F 1 /S 1 , F 0 =pS 0 (8.5).

Iš to gaunami tokie santykiai: F 1 /S 1 =F 0 /S 0 , F 1 /F 0 =S 1 /S 0 . Spindulio ploto ir rago kaklelio ploto santykis S 1 / S 0 vadinamas akustinės transformacijos koeficientas ir žymimas P. Todėl jėgų santykis gali būti pavaizduotas taip: F 1 =nF 0 . Iš diafragmos ir oro tūrinių greičių prie rago žiočių lygybės sąlygos (t. y. nuo diafragmos išstumto oro tūrio išlaikymo poslinkių iš priešraginės kameros metu) yra šie santykiai. gauta: S 1 v 1 \u003d S 0 v 0 arba: v 0 /v 1 =S 1 /S 0 =n. (8.6).

Gauti ryšiai leidžia daryti tokią išvadą: veikiant didesnei jėgai (F 1 > F 0), diafragma svyruoja mažesniu greičiu (V 1).<. V 0), значит, она испытывает большее сопротивление среды при колебаниях. Значение Z L в таком случае (учитывая, что импеданс по определению есть отношение силы к скорости колебаний Z L =F 1 /v 1) будут равны с учетом соотношений (8.5)и (8.6): Z L =F 1 /v 1 =S 1 p/v 1 =S 1 p/{v 0 S 0 /S 1 }=(S 1 2 /S 0 2)S 0 p/v 0 . (8.7)

Jeigu stūmoklis būtų siauro vamzdžio įvade, tai jo varža būtų lygi Rred=cS 0, tuo tarpu pagal apibrėžimą Rout=F 0 /v 0 =S 0 p/v 0, t.y. S 0 p/v 0 =cS 0, šią išraišką pakeitę formule (8.7), gauname:

Z L =(S 1 2 /S 0 2 )S 0  Su=(S 1 /S 0 ) S 1  Su. (8.8)

Toks varžos cS 0 dauginimas iš koeficiento (S 1 2 /S 0 2 ) lygiavertis kokio nors žeminamojo transformatoriaus naudojimui, tai galima pamatyti atitinkamoje ekvivalentinėje grandinės schemoje (8.37 pav.)

Todėl, jei, esant papildomam pasipriešinimui, spinduliuojama akustinė galia padidėja ir bus lygi:

Ra = 1/2 cZ L =1/2  SuS 1 v 1 2 (S 1 /S 0 ). (8.9)

Taigi, naudojant akustinę transformaciją dėl priešgarsinės kameros, galima padidinti akustinę galią koeficientu (S 1 /S 0), o tai žymiai padidina garsiakalbio efektyvumą. Akustinės transformacijos koeficiento reikšmė yra ribota, nes ji priklauso nuo radiatoriaus ploto (S 1) ir nuo rago gerklės ploto (So). Emiterio ploto padidėjimas yra susijęs su jo masės padidėjimu. Didelės masės emiteris aukštuose dažniuose turi didelę inercinę varžą, kuri tampa proporcinga spinduliavimo varžai. Dėl to, esant aukštesniems dažniams, mažėja vibracijos greitis, taigi ir akustinė galia. Akustinės transformacijos koeficientas didėja mažėjant rago gerklės plotui, tačiau tai taip pat priimtina tam tikrose ribose, nes padidina netiesinį iškraipymą. Paprastai akustinės transformacijos koeficientas pasirenkamas 15-20 tvarka.

Garsiakalbio garsiakalbio efektyvumą galima apytiksliai apskaičiuoti pagal formulę: Efektyvumas = 2R E R ET /(R E +R ET ) 2 x100 % (8,10)

kur R E yra balso ritės aktyvioji varža, R ET \u003d S 0 (BL) 2 /cS 1 2, kur B yra tarpo indukcija, L yra laidininko ilgis. Maksimalus efektyvumas, lygus 50%, pasiekiamas, kai R E = R ET , kurio praktiškai neįmanoma gauti.

Netiesinius rago GG iškraipymus lemia ir įprastos priežastys, atsirandančios garsiakalbių galvutėse: netiesinė balso ritės sąveika su magnetiniu lauku, netiesinis pakabos lankstumas ir kt., ir ypatingos priežastys, būtent aukštas slėgis. rago gerklėje, tuo tarpu pradeda veikti termodinaminiai efektai, taip pat netiesinis oro suspaudimas priešraginėje kameroje.

Spinduliuotojas, kuris naudojamas garsiakalbiams garsiakalbiams yra įprastas elektrodinaminis garsiakalbis.Plataus burnos ragams (be priešgarso kameros) tai galingas žemo dažnio garsiakalbis.garso sistemos ir kt.

Siauros gerklės garsiakalbiuose naudojami specialūs elektrodinaminiai garsiakalbiai (dažniausiai vadinami vairuotojai Konstrukcijos pavyzdys parodytas 8.32 pav. Paprastai jie turi kupolinę diafragmą, pagamintą iš standžių medžiagų (titano, berilio, aliuminio folijos, impregnuoto stiklo pluošto ir kt.), pagamintą kartu su pakaba (sinusoidine arba tangentine banguota). diafragma (rėmas pagamintas iš aliuminio folijos arba standaus tipo popieriaus su dviem ar keturiais vyniojimo sluoksniais).Pakaba tvirtinama specialiu žiedu ant viršutinio magnetinės grandinės flanšo. Virš diafragmos sumontuotas anti-interferencinis įdėklas (Ventės korpusas) akustinis objektyvas skirtingų diafragmos dalių skleidžiamų akustinių bangų fazių poslinkiams išlyginti. Kai kuriuose aukšto dažnio modeliuose naudojamos specialios žiedinės diafragmos.

Analizuojant garsiakalbių garsiakalbių veikimą žemo dažnio srityje, naudojamas elektromechaninių analogijų metodas. Skaičiavimo metoduose daugiausia naudojama Thiele-Small teorija, kuria remiantis yra sukurti įprastų kūginių garsiakalbių skaičiavimo metodai. Visų pirma, Thiele-Small parametrų matavimai vairuotojui leidžia įvertinti žemo dažnio garsiakalbių dažnio atsako formą. 8.37 pav. parodyta dažninio atsako forma, kur kreivės vingių dažniai nustatomi taip: f LC = (Q ts) f s /2; f HM = 2f s / Q ts ; f HVC =R e / L e ; f HC \u003d (2Q ts) f s V as / V fs ; kur Q ts yra bendras kokybės koeficientas, f s \ radiatoriaus rezonansinis dažnis; R e ,L e - balso ritės varža ir induktyvumas, V fs - ekvivalentinis tūris, V as - priešraginės kameros tūris.

Išsamus garsiakalbių garsiakalbių skleidžiamo garso lauko struktūros apskaičiavimas, įskaitant netiesinius procesus, atliekamas skaitmeniniais metodais (FEM arba BEM), pavyzdžiui, naudojant programinės įrangos paketus: http://www.sonicdesign.se/ ;http://www.users.bigpond.com/dmcbean/ ;http://melhuish.org/audio/horn.htm

Kadangi viena iš pagrindinių garsiakalbių užduočių yra suformuoti tam tikrą kryptingumo charakteristiką, kuri yra labai svarbi įvairių paskirčių garso sistemoms, ragų formos, pagrindiniai yra:

= eksponentinis garsiakalbis, su juo gaminami dauguma garsiakalbių, skirtų atviroms erdvėms įvertinti, pavyzdžiui, buitiniai modeliai 50GRD9, 100GRD-1 ir kt.;

=skersinis ragas, kurie buvo skirti kovoti su kryptingumo aštrėjimu aukštuose dažniuose (8.38 pav.) Sekcijinis ragas susideda iš kelių mažų ragų, sujungtų gerklėmis ir burnomis. Tuo pačiu metu jų ašys erdvėje išsiskleidžia, nors kiekvienos ląstelės kryptingumas aštrėja, o bendras grupės emiterio kryptingumas išlieka platus.

=radialinis ragas turi skirtingą kreivumą išilgai skirtingų ašių (8.39a, b pav.) Spinduliavimo modelio plotis parodytas 8.43b pav. monitoriai, be to, jie naudojami kino sistemose.

Norėdami išplėsti garsiakalbių krypties charakteristiką, akustinė sklaida lęšiai (8.40 pav.).

=difrakcinis ragas (8.41a,b pav.) vienoje plokštumoje turi siaurą angą, kitoje – plačią. Siauroje plokštumoje jis turi platų ir beveik pastovų spinduliavimo modelį, vertikalioje - siauresnis. Tokių ragų variantai plačiai naudojami šiuolaikinėje garso stiprinimo technologijoje.

Kandiklis vienoda aprėptis(po eilės tyrimų metų juos sukūrė JBL), leidžia valdyti kryptingumą abiejose plokštumose (8.42a, c pav.).

speciali forma susukti kandikliai naudojami žemo dažnio emiteriams kurti.8.43 pav. Pirmosios susuktos kino teatro sistemos buvo pastatytos dar 1930-aisiais. Sulenkti ragai tiek siaurakakliuose, tiek plačiaburniuose garsiakalbiuose šiuo metu plačiai naudojami aukštos kokybės valdymo blokams, galingoms akustinėms sistemoms koncertų ir teatro aparatūrose ir kt.

Šiuo metu gaminami ir kitų tipų ragai – tiek garso stiprinimo įrangai, tiek buitinei garso aparatūrai. Didelių koncertų salių, diskotekų, stadionų ir kt. balų praktikoje taip pat naudojami garsiakalbių pakabos komplektai, vadinami klasteriai.

Garsiakalbis yra įrenginys, kuris elektros garso signalą jo įėjime paverčia garsiniu garso signalu jo išvestyje. Norint užtikrinti tinkamą kokybę, garsiakalbis turi veikti garsiai ir kokybiškai – atkurti garso signalą priimtinu (girdimu) dinaminiu (85-120dB) ir dažnių (200-5000Hz) diapazonu.

Garsiakalbiai plačiausiai pritaikomi įvairiose žmogaus veiklos srityse: pramonėje, transporte, sporte, kultūroje, buityje. Pavyzdžiui, pramonėje garsiakalbiai naudojami garsiakalbių ryšiams (GGS) teikti, transporto srityje - avariniams ryšiams, pranešimams, buityje - pranešimų paieškai, taip pat foninės muzikos transliacijoms. Kultūros ir sporto srityje plačiausiai naudojamos profesionalios akustinės sistemos, skirtos kokybiškam muzikiniam renginių išdėstymui. Tokių sistemų pagrindu kuriamos garso palaikymo sistemos (SPS). Garsiakalbiai aktyviai naudojami įvairiose organizacinėse priemonėse siekiant apsaugoti gyventojus: saugumo srityje – perspėjimo sistemose ir evakuacijos valdyme (SOUE), civilinės gynybos srityje – vietinėse perspėjimo sistemose (LSO) ir yra skirti tiesioginis (garsinis) žmonių perspėjimas gaisro ir avarinių situacijų atveju.

2. Transformatoriniai garsiakalbiai

Transformatoriniai garsiakalbiai - garsiakalbiai su įmontuotu transformatoriumi yra galutinis laidinio transliavimo sistemų vykdomasis elementas, kurio pagrindu kuriamos įspėjimo apie gaisrą sistemos, vietinio pranešimo sistemos ir viešųjų pranešimų sistemos. Tokiose sistemose įgyvendinamas transformatorių derinimo principas, kai prie transliacijos stiprintuvo aukštos įtampos išvesties prijungiamas vienas garsiakalbis arba linija su keliais garsiakalbiais. Signalo perdavimas aukštos įtampos linijoje leidžia sutaupyti perduodamos galios kiekį sumažinant srovės komponentą ir taip sumažinant nuostolius laiduose. Transformatoriniame garsiakalbyje atliekami 2 konvertavimo etapai. Pirmoje pakopoje transformatoriaus pagalba mažinama aukštos įtampos garso elektrinio signalo įtampa, antroje pakopoje elektrinis signalas paverčiamas garsiniu akustiniu garso signalu.

Paveikslėlyje parodyta spintelės sieninio transformatorinio garsiakalbio nugarėlė. Transformatorinis garsiakalbis susideda iš šių dalių:

Garsiakalbio korpusas, priklausomai nuo pritaikymo, gali būti pagamintas iš įvairių medžiagų, iš kurių plačiausia šiandien yra ABS plastikas. Korpusas reikalingas tiek dėl garsiakalbio montavimo paprastumo, tiek dėl srovę nešančių dalių apsaugos nuo dulkių ir drėgmės patekimo, akustinių charakteristikų gerinimo, reikiamo spinduliavimo modelio (SDN) formavimo.

Žemyninis transformatorius skirtas sumažinti įvesties linijos aukštos įtampos įtampą (15/30/60/120V arba 25/75/100V) iki elektrodinaminio keitiklio (garsiakalbio) darbinės įtampos. Pirminėje transformatoriaus apvijoje gali būti keli čiaupai (pvz., visa galia, 2/3 galios, 1/3 galios), leidžianti keisti išėjimo galią. Čiaupai yra pažymėti ir prijungti prie gnybtų blokų. Taigi, kiekvienas toks čiaupas turi savo varžą (r, Ohm) - reaktyvumą (transformatoriaus pirminės apvijos), priklausomai nuo dažnio. Pasirinkus (žinant) varžos reikšmę, galima apskaičiuoti garsiakalbio galią (p, W) esant įvairioms įvesties transliavimo linijos įtampai (u, V), kaip:

p = u 2 / r

Gnybtų blokas suteikia patogumą prijungti transliavimo liniją prie įvairių transformatoriaus garsiakalbio pirminės apvijos čiaupo.

Garsiakalbis – prietaisas, skirtas elektros signalui įėjime paversti garsiniu (garsiniu) akustiniu signalu išėjime. Jis prijungtas prie žeminamojo transformatoriaus antrinės apvijos. Garsiakalbyje garsiakalbio vaidmenį atlieka vairuotojas, standžiai pritvirtintas prie garso signalo.

3. Garsiakalbio įrenginys

Garsiakalbis (elektrodinaminis keitiklis) – garsiakalbis, kuris įėjime esantį elektrinį signalą išėjime paverčia garso bangomis naudojant mechaninę kilnojamą diafragmą arba difuzoriaus sistemą (žr. pav., nuotrauka paimta iš interneto).

Pagrindinis elektrodinaminio garsiakalbio darbinis blokas yra difuzorius, kuris mechanines vibracijas paverčia akustinėmis. Garsiakalbio difuzorius įjungiamas jėgos, veikiančios prie jo standžiai pritvirtintą ritę, kuri yra radialiniame magnetiniame lauke. Rite teka kintamoji srovė, atitinkanti garso signalą, kurį turi leisti garsiakalbis. Magnetinį lauką garsiakalbyje sukuria nuolatinis žiedinis magnetas ir dviejų flanšų bei šerdies magnetinė grandinė. Ritė, veikiama ampero jėgos, laisvai juda žiediniame tarpe tarp šerdies ir viršutinio flanšo, o jos virpesiai perduodami difuzoriui, o tai savo ruožtu sukuria ore sklindančius akustinius virpesius.

4. Garsiakalbio garsiakalbio įtaisas

Garsiakalbis yra (aktyvus pirminis) garso akustinio signalo atkūrimo priimtinu dažniu ir dinaminiu diapazonu priemonė. Būdingos garso signalo savybės yra didelio akustinio garso slėgio užtikrinimas dėl riboto atidarymo kampo ir santykinai siauro dažnių diapazono. Garsiakalbiai garsiakalbiai daugiausia naudojami balso pranešimams, jie labai plačiai naudojami vietose, kuriose yra didelis triukšmo lygis – požeminėse automobilių stovėjimo aikštelėse, autobusų stotyse. Labai koncentruotas (siaurai nukreiptas) garsas leidžia juos naudoti geležinkelyje. stotys, metro. Dažniausiai garso garsiakalbiai naudojami atviroms vietoms – parkams, stadionams įgarsinti.

Garsinis garsiakalbis (garsiakalbis) yra elementas, atitinkantis vairuotoją (spinduliuotoją) ir aplinką. Vairuotojas, standžiai prijungtas prie garso signalo, elektros signalą paverčia garso energija, kuri priimama ir sustiprinama garsiniame signale. Garso energijos stiprinimas rago viduje atliekamas dėl ypatingos geometrinės formos, užtikrinančios didelę garso energijos koncentraciją. Papildomo koncentrinio kanalo naudojimas konstrukcijoje leidžia žymiai sumažinti rago dydį išlaikant jo kokybės charakteristikas.

Ragas susideda iš šių dalių (žr. paveikslėlį, nuotrauka paimta iš interneto):

metalinė diafragma (a);
balso ritė arba žiedas (b);
cilindrinis magnetas (c);
suspaudimo tvarkyklė (d);
koncentrinis kanalas arba briauna (e);
kandiklis arba buglė (f).

Garsinis garsiakalbis veikia taip: elektrinis garso signalas tiekiamas į kompresinio tvarkyklės (d) įvestį, kuris išvestyje paverčia jį akustiniu signalu. Vairuotojas (standžiai) pritvirtintas prie garsinio signalo (f), užtikrinančio aukštą garso slėgį. Vairuotoją sudaro standi metalinė diafragma (a), kurią varo (sužadina) balso ritė (ritė arba žiedas b), apvyniota aplink cilindrinį magnetą (c). Garsas šioje sistemoje sklinda iš vairuotojo, eidamas per koncentrinį kanalą (e), eksponentiškai sustiprinamas garsiniame signale (f), o tada eina į išvestį.

PASTABA: Įvairioje literatūroje ir priklausomai nuo konteksto galima rasti tokius rago pavadinimus - megafonas, bugle, garsiakalbis, reflektorius, trimitas.

5. Transformatorinių garsiakalbių prijungimas

Transliavimo sistemose dažniausiai naudojamas variantas, kai prie vieno transliavimo stiprintuvo reikia prijungti kelis transformatorinius garsiakalbius, pavyzdžiui, norint padidinti garsumą ar aprėpties plotą.

Esant dideliam garsiakalbių skaičiui, juos patogiausia jungti ne tiesiai prie stiprintuvo, o prie linijos, kuri savo ruožtu yra prijungta prie stiprintuvo arba jungiklio (žr. pav.).

Tokių linijų ilgis gali būti gana ilgas (iki 1 km). Prie vieno stiprintuvo galima prijungti kelias tokias linijas, laikantis šių taisyklių:

1 TAISYKLĖ: Transformatoriniai garsiakalbiai prijungti prie transliacijos stiprintuvo (tik) lygiagrečiai.

2 TAISYKLĖ: Bendra visų garsiakalbių, prijungtų prie transliacijos stiprintuvo (įskaitant per relės modulį), galia neturi viršyti nominalios transliacijos stiprintuvo galios.

Sujungimo (sujungimo) patogumui ir patikimumui būtina naudoti specialius gnybtų blokus.

6. Garsiakalbių klasifikacija

Galima garsiakalbių klasifikacija parodyta paveikslėlyje.

Viešojo ryšio garsiakalbius galima suskirstyti į šias kategorijas:

Pagal taikymo sritį
Pagal charakteristikas
Pagal dizainą.

7. Garsiakalbių apimtis

Priklausomai nuo akustinių charakteristikų, garsiakalbiai turi platų pritaikymo spektrą – nuo garsiakalbių, naudojamų tyliose patalpose, iki triukšmingose lauko vietose naudojamų garsiakalbių – nuo balso pranešimų iki foninės muzikos transliacijų.

Atsižvelgiant į veikimo sąlygas ir pritaikymą, garsiakalbius galima suskirstyti į 3 pagrindines grupes:

Vidinio vykdymo garsiakalbiai - naudojami uždarose patalpose. Šios grupės garsiakalbiai pasižymi žemu apsaugos laipsniu (IP-41).
Lauko garsiakalbiai – naudojami lauko darbams. Tokie garsiakalbiai kartais vadinami gatvės garsiakalbiais. Šiai garsiakalbių grupei būdingas aukštas apsaugos lygis (IP-54).
Sprogimui atsparūs garsiakalbiai (neapsaugoti nuo sprogimo) – naudojami naudoti sprogiose patalpose arba vietose, kuriose yra daug agresyvių (sprogiųjų) medžiagų. Šiai garsiakalbių grupei būdingas aukštas apsaugos lygis (IP-67). Tokie garsiakalbiai naudojami naftos ir dujų pramonėje, atominėse elektrinėse ir kt.

Kiekviena grupė gali būti susieta su atitinkama IP apsaugos klase (laipsniu). Apsaugos laipsnis suprantamas kaip metodas, ribojantis prieigą prie pavojingų srovę nešančių ir mechaninių dalių, kietų daiktų ir (ar) vandens patekimą į korpusą.

Elektros įrangos korpuso apsaugos laipsnio žymėjimas atliekamas naudojant tarptautinį apsaugos ženklą (IP) ir du skaičius, iš kurių pirmasis reiškia apsaugą nuo kietų daiktų patekimo, antrasis - nuo vandens patekimo.

Dažniausiai naudojami šie garsiakalbių apsaugos laipsniai:

IP-41 kur: 4 - Apsauga nuo pašalinių daiktų, didesnių nei 1 mm; 1 – Vertikaliai varvantis vanduo neturi trukdyti įrenginio veikimui. Šios klasės garsiakalbiai dažniausiai montuojami patalpose.
IP-54 kur: 5 - Apsauga nuo dulkių, kurios viduje gali prasiskverbti šiek tiek dulkių, tačiau tai neturėtų trukdyti įrenginio veikimui; 4 - Purškimas. Apsauga nuo purslų, krintančių bet kuria kryptimi. Šios klasės garsiakalbiai dažniausiai montuojami atvirose vietose.
IP-67 kur: 6 - Dulkių sandarumas, kai dulkės neturi patekti į įrenginį, visa apsauga nuo prisilietimo; 7 - Trumpalaikio panardinimo metu vandens neturi patekti tiek, kad būtų sutrikdytas prietaiso veikimas. Šios klasės garsiakalbiai įrengiami vietose, kuriose yra kritinio poveikio. Taip pat yra aukštesnio lygio apsaugos.

8. Garsiakalbio specifikacijos

Garsiakalbiai, atsižvelgiant į taikymo sritį ir sprendžiamų užduočių klasę, gali būti toliau klasifikuojami pagal šiuos kriterijus:

pagal amplitudės-dažnio charakteristikos (AFC) plotį;
pagal spinduliavimo modelio plotį (SDN);
pagal garso slėgio lygį.

8.1 Garsiakalbių klasifikavimas pagal dažnio atsaką

Priklausomai nuo dažnio charakteristikos pločio, garsiakalbiai gali būti skirstomi į siaurajuosčius, kurių juostų pakanka tik kalbos informacijai atkurti (nuo 200 Hz iki 5 kHz) ir plačiajuosčius (nuo 40 Hz iki 20 kHz), naudojamas ne tik kalbai, bet ir muzikai atkurti.

Garsiakalbio dažnio atsakas pagal garso slėgį yra grafinė arba skaitinė garso slėgio lygio priklausomybė nuo signalo, kurį garsiakalbis sukuria tam tikrame laisvojo lauko taške, esančiame tam tikru atstumu nuo darbo centro, dažnio. esant pastoviai įtampai garsiakalbio išėjimuose.

Priklausomai nuo dažnio atsako pločio, garsiakalbiai gali būti siaurajuosčiai ir plačiajuosčiai.

Siaurajuosčiai garsiakalbiai pasižymi ribotu dažnio atsaku ir paprastai naudojami kalbos informacijai atkurti diapazone nuo 200...400 Hz – žemas vyriškas balsas, iki 5...9 kHz – moteriškas. aukštas balsas.

Plačiajuosčiai garsiakalbiai pasižymi plačiu dažnio atsaku. Garsiakalbio garso kokybę lemia dažnio atsako netolygumo dydis - skirtumas tarp didžiausių ir minimalių garso slėgio lygių verčių tam tikrame dažnių diapazone. Siekiant užtikrinti tinkamą kokybę, ši vertė neturėtų viršyti 10%.

8.2 Garsiakalbių klasifikavimas pagal spindulio plotį

Spindulio plotis (BPA) nustatomas pagal garsiakalbio tipą ir dizainą bei daugiausia dažnių diapazoną.

Garsiakalbiai su siauru SDN vadinami siauros krypties garsiakalbiais (pavyzdžiui, garsiakalbiai, prožektoriai). Tokių garsiakalbių privalumas – didelis garso slėgis.

Plataus diapazono garsiakalbiai vadinami plačiai kryptingais (pavyzdžiui, akustinės sistemos, garso kolonos, korpusiniai garsiakalbiai).

8.3 Garsiakalbių klasifikavimas pagal garso slėgį

Garsiakalbius galima apytiksliai atskirti pagal jų garso slėgio lygį.

Garso slėgio lygis SPL (Sound Pressure Level) – garso slėgio vertė, išmatuota santykine skale, nurodant 20 μPa etaloninį slėgį, atitinkantį sinusinės garso bangos, kurios dažnis 1 kHz, klausos slenkstį. SPL reikšmė, vadinama garsiakalbio jautrumu (matuojama decibelais, dB), turėtų būti atskirta nuo (maksimalaus) garso slėgio lygio, max SPL, kuris apibūdina garsiakalbio gebėjimą be iškraipymų atkurti viršutinį deklaruojamo dinaminio diapazono lygį. Taigi, garsiakalbio garso slėgis (pasuose jis žymimas maxSPL) kitaip vadinamas garsiakalbio garsumu ir yra jo jautrumo (SPL) ir elektros (paso) galios (P, W) suma, išvertus. decibelais (dB), pagal „dešimties logaritmų“ taisyklę:

maks.SPL = SPL + 10Lg(P)

Iš šios formulės matyti, kad aukštas arba žemas garso slėgio (garsumo) lygis labiau priklauso ne nuo jo elektros galios, o nuo garsiakalbio tipo nulemto jautrumo.

Vidinių garsiakalbių maksimalus SPL paprastai yra mažesnis nei 100 dB, o, pavyzdžiui, garsiakalbių garsiakalbių garso slėgis gali siekti 132 dB.

8.4 Garsiakalbių klasifikavimas pagal dizainą

Transliavimo sistemų garsiakalbiai skiriasi savo dizainu. Bendriausiu atveju garsiakalbiai gali būti skirstomi į korpusinius garsiakalbius (su elektrodinaminiu garsiakalbiu) ir garsiakalbius. Savo ruožtu korpusinius garsiakalbius galima suskirstyti į lubinius ir sieninius, įstrižinius ir viršutinius. Garsiakalbiai garsiakalbiais gali skirtis angos forma – apvalios, stačiakampės, medžiaga – plastikas, aliuminis.

Garsiakalbių klasifikavimo pagal dizainą pavyzdys pateiktas straipsnyje „ROXTON garsiakalbių dizaino ypatybės“.

9. Garsiakalbių išdėstymas

Viena iš neatidėliotinų – užduotis pasirinkti tinkamą rūšį, kiekį. Pasirinkę tinkamą garsiakalbių išdėstymą, galite pasiekti gerų rezultatų – aukštą garso kokybę, fono suprantamumą, vienodą (patogų) garso paskirstymą. Pateikime keletą pavyzdžių.

Garsiakalbiai su garsiakalbiais yra naudojami atvirose vietose garsinti dėl savo savybių, tokių kaip aukštas garso kryptingumo laipsnis ir didelis efektyvumas.

Garso projektorius rekomenduojama montuoti koridoriuose, galerijose ir kitose prailgintose patalpose. Prožektorius gali būti montuojamas tiek koridoriaus gale – vienkryptis prožektorius, tiek koridoriaus viduryje – dvikryptis prožektorius ir gali lengvai prasiskverbti per keliasdešimties metrų ilgius.

Naudojant lubinius garsiakalbius, reikia atsižvelgti į tai, kad garso banga iš garsiakalbio sklinda statmenai grindims, žymi 1,5 m nuo grindų (pagal norminius dokumentus).

Daugumoje lubų akustikos skaičiavimo problemų naudojamas (geometrinių) spindulių metodas, kai garso bangos identifikuojamos su geometriniais spinduliais. Šiuo atveju lubų garsiakalbio spinduliavimo modelis nustato stačiojo trikampio viršaus kampą, o pusę pagrindo - apskritimo spindulį. Taigi, norint apskaičiuoti lubų garsiakalbio skambamą plotą, pakanka Pitagoro teoremos.

Kad patalpoje skambėtų vienodai, garsiakalbiai turi būti įrengti taip, kad susidarančios sritys šiek tiek persidengtų viena kitą. Reikalingas garsiakalbių skaičius gaunamas iš garso ploto santykio su vienu garsiakalbiu garsinamu plotu. Garsiakalbių išdėstymas nustatomas pagal pastato geometriją. Garsiakalbių atstumas arba atstumas nustatomas pagal aprėpties sritis. Jei padėtis neteisinga (viršija žingsnį), garso laukas pasiskirstys netolygiai, kai kuriose vietose bus stebimi nuosmukiai, kurie pablogina suvokimą.

Jei garsiakalbiai turi aukštą garso slėgį, padidėja aidėjimo fono lygis, todėl atsiranda toks neigiamas reiškinys kaip aidas. Siekiant kompensuoti šį efektą, kambario grindys ir sienos padengiamos arba apdailinamos garsą sugeriančiomis medžiagomis (pavyzdžiui, kilimais). Kita aidėjimo priežastis – neteisingas garsiakalbių išdėstymas. Kambariuose su aukštomis lubomis arti vienas kito esantys garsiakalbiai stipriai trukdo vienas kitam. Norint sumažinti šį efektą, garsiakalbius pageidautina pastatyti didesniu atstumu, tačiau norint išlaikyti našumą, teks padidinti galią. Tokiais atvejais gali būti rekomenduojama naudoti pakabinamus garsiakalbius.

Garsiakalbių išdėstymas patalpose atliekamas atlikus preliminarius skaičiavimus. Skaičiavimai gali ir patvirtinti, ir nustatyti įvairius maketus, iš kurių efektyviausi yra: „kvadratinis tinklelis“, „trikampis“, laipsniškas išdėstymas. Garsiakalbių išdėstymui koridoriuose pagrindinis projektinis parametras yra tarpai.

Klausimai, susiję su elektroakustiniu skaičiavimu ir garsiakalbių išdėstymu, bus išsamiai aptariami kitame straipsnyje.

Raginė antena yra konstrukcija, susidedanti iš radijo bangolaidžio ir metalinio rago. Jie turi platų pritaikymo spektrą, naudojami matavimo prietaisuose ir kaip nepriklausomi prietaisai.

Kas tai

Raginė antena yra įtaisas, susidedantis iš atviro galo bangolaidžio ir radiatoriaus. Pagal formą tokios antenos yra H sektoriaus, E sektoriaus, kūginės ir piramidės. Antenos – plačiajuosčio ryšio, joms būdingas nedidelis skilčių lygis. Ragų dizainas su pastangomis yra paprastas. Stiprintuvas leidžia jam būti mažo dydžio. Pavyzdžiui, objektyvas sulygiuoja bangos fazę ir teigiamai veikia prietaiso matmenis.

Antena atrodo kaip varpas, prie kurio pritvirtintas bangolaidis. Pagrindinis rago trūkumas – įspūdingi parametrai. Kad tokia antena būtų darbinė, ji turi būti išdėstyta tam tikru kampu. Štai kodėl ragas yra ilgesnis nei skerspjūvis. Jei bandytumėte pastatyti tokią vieno metro skersmens anteną, ji būtų kelis kartus ilgesnė. Dažniausiai tokie įtaisai naudojami kaip veidrodinis švitintuvas arba radijo relių linijų aptarnavimas.

Ypatumai

Raginės antenos spinduliuotės modelis yra galios arba energijos srauto tankio kampinis pasiskirstymas kampo vienetui. Apibrėžimas reiškia, kad įrenginys yra plačiajuostis, turi tiekimo liniją ir nedidelį užpakalinių diagramos skilčių lygį. Norint gauti labai kryptingą spinduliuotę, ragas turi būti ilgas. Tai nėra labai praktiška ir laikoma šio įrenginio trūkumu.

Vienas iš moderniausių antenų tipų yra raginis-parabolinis. Pagrindinis jų bruožas ir pranašumas yra žemos šoninės skiltys, kurios derinamos su siauru spinduliavimo modeliu. Kita vertus, rago paraboliniai įtaisai yra nepatogūs ir sunkūs. Vienas tokio tipo pavyzdžių – kosminėje stotyje „Mir“ sumontuota antena.

Savo savybėmis ir techninėmis charakteristikomis garsiniai įrenginiai niekuo nesiskiria nuo mobiliuosiuose telefonuose įdiegtų imtuvų. Skirtumas tik tas, kad pastarosios antenos yra kompaktiškos ir paslėptos viduje. Tačiau miniatiūrinės raginės antenos gali būti pažeistos mobiliojo įrenginio viduje, todėl telefono dėklą rekomenduojama apsaugoti dėklu.

Tipai

Yra keletas garsinių antenų tipų:

piramidinė (pagaminta tetraedro piramidės pavidalu su stačiakampio pjūviu, ji naudojama dažniausiai);
sektorinis (turi ragą su H arba E plėtiniu);
kūginis (pagamintas apvalaus skerspjūvio kūgio pavidalu, skleidžia žiedinės poliarizacijos bangas);
gofruotas (ragas su plačiu pralaidumu, nedideliu šoninių skilčių lygiu, naudojamas radijo teleskopams, parabolinėms ir palydovinėms antenoms);
ragas-parabolinis (sujungia ragą ir parabolę, turi siaurą spinduliuotės modelį, žemą šoninių skilčių lygį, veikia radijo relėse ir kosminėse stotyse).

Raginių antenų tyrimas leidžia ištirti jų veikimo principą, apskaičiuoti spinduliavimo modelius ir antenos stiprinimą tam tikru dažniu.

Kaip tai veikia

Raginės matavimo antenos sukasi aplink savo ašį, kuri yra statmena plokštumai. Prie įrenginio išvesties prijungiamas specialus detektorius su stiprinimu. Jei signalai silpni, detektoriuje susidaro kvadratinė srovės-įtampos charakteristika. Stacionari antena sukuria elektromagnetines bangas, kurių pagrindinė užduotis yra rago bangų perdavimas. Siekiant pašalinti krypties charakteristiką, ji yra įdiegta. Tada rodmenys imami iš prietaiso. Antena sukama aplink savo ašį ir įrašomi visi pasikeitę duomenys. Jis naudojamas radijo bangoms ir mikrobangų dažnių spinduliavimui priimti. Įrenginys turi didžiulių pranašumų prieš laidinius blokus, nes gali priimti didelį signalo kiekį.

Kur naudojamas

Raginė antena naudojama kaip atskiras prietaisas ir kaip antena matavimo prietaisams, palydovams ir kitai įrangai. Spinduliavimo laipsnis priklauso nuo antenos rago atidarymo. Jį lemia jo paviršių dydis. Šis prietaisas naudojamas kaip švitintuvas. Jei prietaiso dizainas derinamas su atšvaitu, jis vadinamas raginiu-parabaliniu. Gauti vienetai dažnai naudojami matavimams. Antena naudojama kaip veidrodinis arba spindulinis švitintuvas.

Vidinis rago paviršius gali būti lygus, gofruotas, o generatrix gali turėti lygią arba lenktą liniją. Įvairios šių skleidžiančių įrenginių modifikacijos naudojamos jų charakteristikoms ir funkcionalumui pagerinti, pavyzdžiui, siekiant gauti ašimetrinę diagramą. Jei reikia koreguoti antenos kryptines savybes, angoje įrengiami greitinantys arba lėtėjantys lęšiai.

Nustatymai

Raginė parabolinė antena sureguliuojama bangolaidžio dalyje, naudojant diagramas arba kaiščius. Jei reikia, tokį įrenginį galima pagaminti savarankiškai. Antena priklauso diafragmos klasei. Tai reiškia, kad įrenginys, skirtingai nei laidinis modelis, gauna signalą per angą. Kuo didesnis antenos ragas, tuo daugiau bangų ji priims. Sustiprinimą lengva pasiekti padidinus įrenginio dydį. Jo pranašumai apima plačiajuostį ryšį, paprastą dizainą, puikų pakartojamumą. Trūkumai - kuriant vieną anteną, reikia daug eksploatacinių medžiagų.

Norėdami savo rankomis pasidaryti piramidinę anteną, rekomenduojama naudoti nebrangias medžiagas, tokias kaip cinkavimas, patvarus kartonas, fanera kartu su metaline folija. Leidžiama apskaičiuoti būsimo įrenginio parametrus naudojant specialų internetinį skaičiuotuvą. Energija, kurią gauna ragas, patenka į bangolaidį. Jei pakeisite kaiščio padėtį, antena veiks plačiame diapazone. Kurdami įrenginį nepamirškite, kad rago ir bangolaidžio vidinės sienelės turi būti lygios, o varpas – standus išorėje.

Kaip žinote, garsiakalbį galima įkelti į ragelį. Yra dvi įrenginio rago galvučių modifikacijos. Pirmajame iš jų, vadinamajame plačiaburčiame, rago gerklė yra tiesiai prie galvos kūgio. Dėl to, kad burnos skersmuo yra didesnis nei galvos kūgio skersmuo, tokio rago kryptingumas yra ryškesnis nei galvos kryptingumas. Todėl garso energija sutelkiama į rago ašį ir čia garso slėgis didėja.

Antroje modifikacijoje (siaurakakle) ragas yra sujungtas su galvos diafragma (difuzoriumi) per išankstinio rago kamerą, kuri atlieka panašų vaidmenį kaip elektros suderinimo transformatorius. Čia yra nuoseklūs rago galvos ir gerklės judančios sistemos mechaniniai pasipriešinimai, o tai padidina diafragmos apkrovą ir tarsi padidina jos atsparumą spinduliuotei, todėl labai padidėja efektyvumas. Taigi galima gauti didelį garso slėgį.

Yra daug įvairių tipų ragų, tačiau praktiškai eksponentinis ragas dažniausiai naudojamas buitinėje įrangoje, kurios skerspjūvis skiriasi pagal įstatymus:

S = S 0 ∙ e βx ,

kur S 0 yra rago įleidimo angos plotas,

β yra eksponentas.

Ant pav. 1 rodo skirtingus rago profilius:

Kaip galima spręsti iš aukščiau pateiktos formulės, tokio rago skerspjūvis padidėja tuo pačiu procentu kiekvienam jo ašinio ilgio vienetui. Šio procentinio prieaugio reikšmė apibrėžia mažesnį garsinio signalo ribinį dažnį. Ant pav. 2 parodyta procentinio skerspjūvio prieaugio 1 cm ašinio ilgio priklausomybė nuo apatinio ribinio dažnio. Taigi, pavyzdžiui, norint užtikrinti, kad garsinis signalas atkurtų žemesnį 60 Hz ribinį dažnį, skerspjūvio plotas turi padidėti 2% kas 1 cm jo ašinio ilgio. Šią priklausomybę taip pat galima pavaizduoti tokia išraiška:

f gr.n = 6,25 ∙ 10 3 ∙ lg (0,01 k + 1)

kur k – skerspjūvio ploto prieaugis, %.

Žemiems dažniams (iki 500 Hz) ši išraiška yra supaprastinta ir yra tokia: f gr.n = 27 tūkst

Jei ragas pagamintas iš kvadratinės arba apvalios dalies, tai kvadrato kraštinė arba apskritimo skersmuo turi padidėti kas 1 cm rago ilgio √ k proc. Jei jis pagamintas iš pastovaus aukščio stačiakampės sekcijos, rago sekcijos plotis turėtų padidėtik procentų už kiekvieną jo ilgio 1 cm.

Tačiau norint atlaikyti reikiamą procentinį skerspjūvio padidėjimą, vis tiek nepakanka gerai atkurti žemus dažnius. Būtina turėti pakankamai jo išleidimo angos - burnos. Jo skersmuo (arba vienodo apskritimo skersmuo) turi būti:

D ≥ λ gr.n / ∏ ≈ 110 / f gr.n

Taigi, esant žemesniam 60 Hz ribiniam dažniui, burnos skersmuo bus apie 1,8 m. Esant žemesniems ribiniams dažniams, burnos dydis bus dar didesnis. Be to, rago galvutė, gerai atkurianti žemesnius dažnius (aukštesniusf gr.n ), nepakankamai gerai atkuria platų dažnių diapazoną. Atsižvelgiant į tai, patartina turėti dvi rago galvutes: vieną žemiems, o kitą – aukštiems dažniams. Ant pav. 3 parodyta tokio garsiakalbio išvaizda ir skerspjūvis su dviem rago galvutėmis ir fazės keitikliu, kad atkurtų žemiau esančius dažniusf gr.n kandiklis.

Žemo dažnio rago dizaino naudojimą gyvenamosiose patalpose riboja kambario dydis. Tačiau, jei yra tokia galimybė, tada rago skaičiavimą reikia pradėti nustatant burnos plotą pagal pasirinktą apatinį ribinį dažnį, sumažinant skerspjūvį procentais už kiekvieną 1 cm ašinio ilgio iki kryžiaus. pasiekiamas sekcijos plotas, lygus galvos kūgio plotui. Tuo pačiu, norint galvą derinti su plačiaburniu ragu, ragas turi turėti tokios pat formos pjūvį, t.y. apvalios arba elipsės formos. Siauragerklio ragų skerspjūvio formos ir galvos diafragmos tapatybė nebūtina, nes gerklė ir diafragma yra sujungtos per priešraginę kamerą. Pažymėtina, kad kameros aukštis turėtų būti žymiai didesnis už galvos judančios sistemos svyravimų amplitudę, kad būtų išvengta stiprių netiesinių iškraipymų dėl kameroje esančio oro tūrio deformacijos asimetrijos. . Tačiau per didelis priešragio kameros aukštis blogina aukštų dažnių atkūrimą.

Kartais, siekiant sumažinti bendrus garsiakalbių matmenis, naudojami susukti ragai, kurių įvairios konstrukcijos parodytos fig. 4. Susukti ragai apskaičiuojami taip pat, kaip ir įprasti ragai. Skaičiuojant profilį, būtina užtikrinti, kad perėjimo taškuose (kelių posūkiuose) nebūtų staigių pokyčių, sukeliančių dažnio atsako nelygumus.

Riboto ilgio ragas turi rezonansinių savybių. Dėl to aktyvusis garsinio signalo įėjimo varžos komponentas kompleksiškai priklauso nuo dažnio, sukuriant netolygią garsiakalbio atsaką. Rago impedanso dažnio atsako netolygumas mažėja, jei rago žiočių skersmuo yra apytikslis. Prisiminkite pagrindinius ryšius tarp eksponentinės rago parametrų:

Jei reikalingas 100 Hz garso dažnis, kritinis dažnis turėtų būti pasirinktas žemiau 100 Hz, pavyzdžiui, 60 Hz. Tada

Aukštų dažnių perdavimui ir galimybei sukurti pakankamai didelį priešraginės kameros transformacijos santykį

Ryžiai. 4.40. Susuktas garsiakalbis

reikalingas gerklės skersmuo ne didesnis kaip 2 cm Tada: Taigi, norint perduoti žemus dažnius garsiakalbiu, pradedant nuo 100 Hz, apie metro skersmens ir ilgesnio nei pusantro metro yra būtinas. Jei reikia perduoti dar žemesnius dažnius, tai matmenys turėtų būti dar didesni. Todėl jie griebiasi rago „lankstymo“, kad bent jau sumažintų jo ilgį. Tokie labirinto ragai naudojami gana plačiai, įvairiems dažnių diapazonams. Rago schema parodyta fig. 4.40.