Cómo diseñar un altavoz para resaltar su mejor calidad
En la actualidad, los altavoces se dividen en varios tipos según la estructura de la caja: tipo sellado, tipo invertido, tipo bocina, tipo plato de papel vacío, etc., pero todos tienen diseños complejos, altos requisitos técnicos, gran volumen y alto costo, es difícil lograr la situación de tamaño pequeño y buena calidad de sonido.
Debido a las deficiencias en la tecnología anterior, el propósito del altavoz tipo pistón es proporcionar un altavoz de pistón con bajos requisitos técnicos, diseño simple y un pistón agregado a la estructura, de modo que la caja El volumen es pequeño, la amortiguación de la caja es ajustable y la calidad del sonido es alta. Buena solución de producción de altavoces.
El rango de audición del oído humano tiene un límite inferior de 20 HZ y un límite superior de 20 KHZ. Puede reproducir agudos de 20 KHZ en un altavoz, siempre que el tweeter pueda alcanzar los 20 KHZ. Para reproducir graves de 20 HZ, este es el propósito de fabricar altavoces. Hay dos factores que determinan la calidad de los graves de un altavoz: uno es un parámetro estático (la frecuencia límite inferior) y el otro es un parámetro dinámico (la respuesta instantánea). Al diseñar altavoces, esperamos que la frecuencia límite inferior sea lo más baja posible. Si el factor de calidad del altavoz: Q= 0,707 es el estado de amortiguación óptimo, estos dos parámetros juegan un papel decisivo en el altavoz y son la clave para el diseño de la caja.
Veamos su relación mutua. El altavoz cerrado se calcula mediante la siguiente fórmula:
foc=
Entre ellos: foc——la frecuencia límite inferior. del altavoz
fo——La frecuencia de resonancia del woofer
mo——La calidad de vibración del woofer
a——El radio de vibración efectivo de el woofer
v—— Volumen neto del altavoz
Como se puede ver en la fórmula anterior, foc está determinado por cuatro parámetros. Sin embargo, cuando seleccionamos la marca y el modelo del altavoz. , se han determinado los tres parámetros fo, mo y a. Posteriormente, el diseñador no tiene poder y solo puede determinar el volumen neto v de la caja. Se puede ver en la fórmula anterior que v y foc2 tienen una cierta relación proporcional inversa. Cuanto mayor es v, menor es foc. Sin embargo, un cuadro demasiado grande provocará que las características transitorias se deterioren. -2, la caja no puede ser demasiado pequeña. Un volumen demasiado pequeño hará que el altavoz se encuentre en un estado de sobreamortiguación profunda, como se muestra en la Figura 1-3. Por lo tanto, los dos parámetros de frecuencia límite inferior y respuesta instantánea están mutuamente restringidos. El diseño de altavoz tradicional toma en consideración estos dos aspectos para lograr un factor de calidad del altavoz Qoc=0,707.
La teoría del altavoz de pistón cree que el estado de amortiguación de Qoc=0,707 no es el mejor y que el sistema de woofer no se ha ejercido por completo. Hay otro estado: el estado de volumen libre de amortiguación libre. Puede reducir la frecuencia de los graves, tener una mayor sensibilidad y reducir el volumen del gabinete, maximizando el potencial del altavoz.
El principio del altavoz de pistón se muestra en la Figura 2. El altavoz se divide en la sala A y la sala B. A es la sala de instalación del woofer, la sala B es la sala del pistón y la sala del pistón B es Compuesto por un pistón instalado en la caja. En la parte posterior del cuerpo, el diafragma de goma vibrará con la vibración del woofer. Debido a que el caucho es un material especial que es un mal conductor del sonido, no emitirá sonido. La función de la esponja es aliviar la vibración del diafragma de goma y absorber las ondas sonoras de la habitación B. La acción del pistón puede hacer que el volumen de la habitación A siga las necesidades de vibración del woofer, ajustar libremente el volumen de la caja, el estado de amortiguación de la caja y equilibrar el aire. presión dentro y fuera de la caja, y cargue el woofer, aumente la calidad de vibración del woofer y baje la frecuencia del altavoz. Implemente un aterrizaje suave de la vibración del altavoz, mejore la sensibilidad del altavoz, la distorsión transitoria, elimine la vibración, etc. La función de la cámara del pistón se completa simultáneamente mediante el movimiento de flexión del anillo de goma, la amortiguación de las vibraciones de la membrana de goma y el movimiento de amortiguación de las vibraciones de la esponja. El tamaño de carga de la cámara del pistón es proporcional a la amplitud del woofer. Cuando la amplitud es grande, la amortiguación y la carga son grandes, la frecuencia límite inferior es baja y el efecto de graves es bueno. Cambiar la masa de vibración y el área de vibración de la cámara del pistón puede cambiar la amortiguación del altavoz.
Los requisitos técnicos para el diseño de los altavoces de pistón son: el gabinete debe ser hermético y los altavoces de graves y de rango medio deben estar separados y herméticos. El principio es que el tamaño del gabinete debe ser suficiente para instalar. el altavoz y la relación de tamaño del gabinete no pueden ser un múltiplo entero para evitar manchas de sonido. El volumen de trabajo total del pistón es igual al volumen de amplitud del woofer a la potencia nominal del altavoz, es decir: área de vibración efectiva × distancia de amplitud = volumen de amplitud El área total del diafragma del pistón está cerca del. área del diafragma del woofer, pero la desviación no puede ser demasiado grande. Manténgala lo más pequeña posible para permitir ajustes mayores.
Ahora, veamos dos parámetros importantes de los altavoces de pistón:
Parámetros estáticos: frecuencia límite inferior. Cuando el woofer está funcionando, el aire en la caja hace vibrar el diafragma de goma y el anillo de goma se mueve hacia adelante y hacia atrás. De esta manera, se puede considerar como el woofer que impulsa el pistón para que funcione, lo que aumenta la calidad de la vibración. el hablante. De la fórmula anterior, sabemos que la masa de vibración es inversamente proporcional a la frecuencia límite inferior, por lo que la frecuencia se reduce aún más.
Parámetros dinámicos - respuesta instantánea. Cuando llega una señal instantánea, la carga de aire en la cámara A se agrega al woofer, y la cámara del pistón tiene un retraso instantáneo, y su estado transitorio aparecerá como se muestra en la Figura 3, donde a es la curva de respuesta de amortiguación óptima y b es la amortiguación de volumen variable En la curva de respuesta, debido a la histéresis de la cámara del pistón, solo el aire de la habitación A actúa sobre el woofer. En este momento, el altavoz está en un estado subamortiguado. b en la Figura 3 es el más grande, lo que indica que el diafragma vibra a la velocidad más rápida después del tiempo t1, debido a que la cámara del pistón actúa rápidamente sobre el diafragma del woofer, el altavoz vuelve rápidamente al estado de amortiguación normal y la pendiente de la curva se reduce gradualmente. disminuye, lo que indica que el diafragma disminuye gradualmente y vuelve a la velocidad de amortiguación normal. Debido a que la cámara del pistón actúa sobre el diafragma del woofer, la curva que se ve en la Figura 1-3. El fenómeno de cola al final del descenso se suprime de manera efectiva y el El diafragma regresa suavemente, lo que muestra que el estado transitorio mejora.
Este altavoz tiene las siguientes ventajas y efectos positivos.
(1) Utilice un pistón en el altavoz para hacer que el volumen del altavoz sea variable y la amortiguación sea variable. Cambie el complejo método de diseño de los altavoces tradicionales.
(2) Tiene un diseño simple, bajos requisitos técnicos, tamaño pequeño y bajo costo.
(3) El campo de sonido de reproducción es amplio, la sensibilidad de baja frecuencia es alta y la resolución es buena. Puede reducir efectivamente la amplitud del altavoz y no habrá ondas estacionarias en el. Caja, evitando eficazmente cortocircuitos acústicos e interferencias mutuas. Equilibre la presión del aire dentro y fuera del altavoz. Maximiza el potencial de tus altavoces.
Ahora analicemos el propósito y el principio de funcionamiento del altavoz desde un punto de vista intuitivo:
Cuando el woofer vibra, la parte frontal del diafragma irradiará una onda de sonido de fase normal a el frente y al mismo tiempo vibra. La parte posterior de la membrana irradia una onda de sonido de fase negativa hacia la parte posterior. Cuando la misma onda sonora de fase positiva y la misma onda sonora de fase negativa se encuentran en el aire, se producirá un cortocircuito acústico y una interferencia mutua. El bajo volumen es insuficiente y poco claro. Utilice un deflector para aislar las ondas sonoras de fase positiva y las ondas sonoras de fase negativa del woofer de modo que las ondas sonoras de fase positiva frente al woofer y las ondas sonoras de fase negativa detrás del woofer no se cancelen entre sí ni interfieran entre sí. . Evite eficazmente cortocircuitos acústicos e interferencias mutuas. Deje que el woofer produzca ondas sonoras puras y originales.