Samodzielne konstruowanie zespołów głośnikowych - osiemnastki Scan-Speaka cz3(1).pdf

(1054 KB) Pobierz

1129522 UNPDF

Osiemnastki Scan−Speaka cz.III

Na koniec zostawiliśmy sobie nietypowy 8535, z mniejszym układem magnetycznym,

który nie robi już takiego wrażenia, jak potężne magnesisko poprzednich osiemnastek.

Pokażemy jednak, że właśnie dzięki małemu magnesowi (i podniesieniu wartości Qts)

głośnik ten zyskał pewne możliwości, jakich nie mają jego ciężsi koledzy.

18W8535

Symulacje podstawowych modeli stroje−

nia bass−reflexu od razu pokazały odmien−

ność tego głośnika. Tym razem program

boxcalc żąda od nas przygotowania dużej lub

bardzo dużej obudowy, od 54,3 dm 3 w mode−

lu BB4 do ponad 70dm 3 w pozostałych mo−

delach, oferując w zamian fenomenalnie ni−

ską częstotliwość f−3 − 29Hz w modelu BB4,

a w pozostałych nawet 25Hz. (Parametry mo−

delu C4 były w tym przypadku identyczne

jak SQB3.) Stety czy niestety, z tak wielkiej

obudowy i tak rozciągniętego pasma będzie−

my jednak skłonni zrezygnować, ze względu

na inne parametry. Charakterystyka impulso−

wa w przypadku obudów ponad 70−litrowych

jest, mówiąc wprost, bardzo zła. Oscylacje

trwają aż do 80ms. W obudowie 54,3 dm 3

jest z tym trochę lepiej, ale wciąż nie dosko−

nale − 60ms. Na pocieszenie, pierwsze prze−

rzuty są niewielkie.

Na tym jednak nie koniec problemów. Po

raz pierwszy mamy kłopot − i to od razu bar−

dzo poważny − z charakterystykami mocowy−

mi. Oprócz normalnego deficytu na samym

skraju pasma (poniżej 30Hz), który jest nie−

groźny, na charakterystyce mocy pojawia się

głębokie siodło, osiągające minimum przy

ok. 40Hz, gdzie głośnik jest w stanie przyjąć

tylko 25−30W, w stosunku do 70W mocy

znamionowej. To problem, nad którym nie

można przejść obojętnie, o ile nie chcemy,

aby słuchana nieco głośniej muzyka rocko−

wa “wypluła” nam głośnik. Musimy poszu−

kać innego strojenia, przede wszystkim po−

prawić charakterystykę mocową, o ile się da

impulsową, nawet kosztem ograniczenia pa−

sma. Można się domyślać, że deficyt mocy

w zakresie 40Hz wynika z bardzo niskiego

strojenia, działanie układu rezonansowego

obudowy nie odciąża dostatecznie głośnika

od dużych amplitud w tym zakresie. Weźmy

na początek model BB4, jako rokujący naj−

lepiej, i spóbujmy przesuwając częstotliwo−

ść rezonansową do góry zniwelować owe

siodło na charakterystyce mocy. Niestety,

pojawiają się szkodliwe skutki uboczne.

Siodło zmniejsza swoją głębokość, ale defi−

cyt mocy na skraju pasma zaczyna być co−

raz dotkliwszy. O ile możemy tolerować

(tak jak w przypadku innych osiemnastek)

spadek wytrzymałości poniżej 30Hz, to te−

raz granica pełnej wytrzymałości, po usunię−

ciu siodła (stało się to dopiero przy

fb=44Hz), przesunęła się do 37Hz. Przy

30Hz głośnik wytrzymuje już tylko 20W,

przy 20Hz − 6W. Jednocześnie na charaktery−

styce przetwarzania pojawiło się 6dB podbi−

cie i znacznie pogorszyły się charakterystyki

impulsowe − oscylacje biegną aż do 85ms.

Musimy szukać innego rozwiązania.

Spróbujmy zmniejszyć obudowę, to zawsze

pomaga charakterystyce mocowej na skraju

pasma. Przy 35dm 3 rozsądnym kompromi−

sem jest strojenie obudowy do fb=32Hz,

wówczas f3=34,2Hz, na charakterystyce czę−

stotliwościowej występuje tylko 1,5dB

Elektronika dla Wszystkich

81

1129522.061.png

1129522.071.png

1129522.082.png

Głośniki

podbicie, charakterystyka impulsowa jest

całkiem dobra, z oscylacjami gasnącymi po

40ms, na charakterystyce mocowej siodło

nie zostało całkowicie usunięte, ale jego mi−

nimum przesunęliśmy do ok. 45W przy

50Hz. Przy najniższych częstotliwościach

spadek mocy występuje dopiero poniżej

27Hz (model “1”). Kosztem zawężenia pa−

sma przenoszenia (jednak f−3 leży wciąż

znacznie niżej niż w przypadku jakiejkol−

wiek konstrukcji z 18W8545K) uzyskaliśmy

poprawę we wszystkich pozostałych aspek−

tach. Pójdźmy w tym kierunku dalej, zga−

dzając się na podbicie na charakterystyce

przetwarzania maksymalnie 1,5dB. Obudo−

wę 30dm 3 stroimy do fb=31Hz i wraz

z podbiciem 1,5dB uzyskujemy f−3 = 36Hz.

Pewnemu pogorszeniu ulega charakterysty−

ka impulsowa (oscylacje do 50ms), nato−

miast minimum siodła na charakterystyce

mocy podnosi się do 50W, a spadek mocy na

skraju pasma zaczyna się dopiero przy 25Hz

(model 2).

W obudowie 25dm 3 , aby nie przekroczyć

podbicia 1,5dB, należy ustalić fb=29Hz, co

już wymaga 25cm tunelu przy otworze o śre−

dnicy 5cm. Wówczas f−3 = 39Hz, charakte−

rystyki impulsowa i mocowa są podobne jak

w obudowie 30dm 3 (model “3”). W obudo−

wie 25dm 3 możemy też wywalczyć całkowi−

te zlikwidowanie siodła na charakterystyce

mocowej. Musimy wówczas ustalić

fb=39Hz (można wtedy pokusić się o zasto−

sowanie otworu o średnicy 7cm, który musi

mieć długość 25cm). Płacimy za to trochę

słabszą charakterystyką impulsową (duży

pierwszy przerzut), 3dB podbiciem w okoli−

cach 60Hz, ale częstotliwość f−3 wcale nie

jest wyraźnie wyższa (40Hz) (model “4”).

Obudowa 25dm3 daje więc ciekawy i warto−

ściwy wybór między dwoma zestawami pa−

rametrów, podobnie jak w przypadku

18W8545(K).

W obudowie 20dm 3 , przy strojeniu do

40Hz, również nie mamy siodła na charakte−

rystyce mocowej, charakterystyka impulso−

wa ma silny pierwszy przerzut, przy 3dB

podbiciu i f−3 = 44Hz, co już staje się mało

ciekawe, gdyż 18W8545(K) uzyskuje

w 20dm 3 f−3 = 41Hz (model “5”). Jeśli bar−

dzo chcemy użyć 18W8535 w tak małej (jak

dla niego) obudowie bass−reflex, powinni−

śmy postarać się o instalację długiego tune−

lu. Przy 25cm (wciąż 5cm średnicy) uzyska−

my fb=32Hz, a wówczas f−3 = 42,7Hz,

podbicie redukuje się do 2dB, ładniejsza jest

charakterystyka impulsowa (mniejszy

pierwszy przerzut), siodło na charakterysty−

ce mocowej jest minimalne (60W między 50

a 60Hz) (model “6”). Taki zestaw parame−

trów może już zadowolić.

Na koniec zwróćmy uwagę, że stosowanie

wraz z 18W8535 otworu o średnicy 5cm jest

mniejszym ograniczeniem dla liniowości pra−

cy układu rezonansowego niż przy 18W8545,

ponieważ 8535 ma mniejsze wychylenie obję−

tościowe i nie wymaga od otworu tak dużej

“wydajności” jak 8545.

Gdyby nie analiza charakterystyk moco−

wych, można by zachwycać się możliwo−

ściami 18W8535 w bardzo dużych obudo−

Rys.4.1 − Charakterystyki głośnika 18W8535 w obu−

dowie bass−reflex Vb=35dm 3 , fb=32Hz

a)

Rys.4.2 − Charakterystyki głośnika 18W8535 w obu−

dowie bass−reflex Vb=25dm 3 , fb=29Hz

Rys.4.3 − Charakterystyki głośnika 18W8535 w obu−

dowie bass−reflex Vb=25dm 3 , fb=39Hz

4.1a) charakterystyka przetwarzania

b)

a)

a)

4.1b) charakterystyka impulsowa

4.2a) charakterystyka przetwarzania

4.3a) charakterystyka przetwarzania

c)

b)

b)

4.1c) charakterystyka mocy

4.2b) charakterystyka impulsowa

4.3b) charakterystyka impulsowa

d)

c)

c)

4.1d) charakterystyka impedancji

4.2c) charakterystyka mocy

4.3c) charakterystyka mocy

82

Elektronika dla Wszystkich

1129522.093.png

1129522.001.png

1129522.011.png

1129522.013.png

1129522.014.png

1129522.015.png

1129522.016.png

1129522.017.png

1129522.018.png

1129522.019.png

1129522.020.png

1129522.021.png

1129522.022.png

1129522.023.png

1129522.024.png

1129522.025.png

1129522.026.png

1129522.027.png

1129522.028.png

1129522.029.png

1129522.030.png

1129522.031.png

1129522.032.png

1129522.033.png

1129522.034.png

1129522.035.png

1129522.036.png

1129522.037.png

1129522.038.png

1129522.039.png

1129522.040.png

1129522.041.png

1129522.042.png

1129522.043.png

1129522.044.png

1129522.045.png

1129522.046.png

1129522.047.png

1129522.048.png

1129522.049.png

1129522.050.png

1129522.051.png

1129522.052.png

1129522.053.png

1129522.054.png

1129522.055.png

1129522.056.png

1129522.057.png

1129522.058.png

1129522.059.png

1129522.060.png

1129522.062.png

1129522.063.png

Głośniki

wach. Jeżeli ktoś nie słucha muzyki głośno,

może ograniczenie wytrzymałości potrakto−

wać pobłażliwie. Jednak wypada zalecić,

aby omawiane “siodło” przynajmniej

zmniejszyć, co łatwo zrobić w obudowach

25−35 dm 3 , jednocześnie zachowując bardzo

niską częstotliwość f−3, która stanowi

o przewadze 8535 nad 8545(K). Przewaga ta

Strojenie bass−re flexu dla 18W8535

Hoge BB4 C4 “1” “2” “3” “4” “5” “6”

Vb [dm 3 ] 75,3 54,3 70,7 35 30 25 25 20 20

fb [Hz] 25,8 26 25,8 32 31 29 39 40 32

Dv/Lv [cm/cm] 7/18,1 7/26,5 7/19,6

5/8,2 5/12,5 5/9 5/12,9 5/16,9 5/24,5 5/11,9 5/14,8 5/25

f−3 [Hz] 25 28,6 25,5 34,2 36,3 39,4 40 44,5 42,7

podbicie [dB] 0 0 0 1,5 1,5 1,5 3 3 2

Rys.4.4 − Charakterystyki głośnika 18W8535 w obu−

dowie zamkniętej Vb=19,6dm 3 (Qtc=0,71)

jednak topnieje wraz ze zmniej−

szaniem obudowy, nie ma więc

sensu stosowanie 8535 w obu−

dowach bass−reflex mniejszych

od 20dm 3 .

18S8535 różni się od

18W8535 niewiele wyższą

wartością Qts. Z dobrym przybliżeniem

można stwierdzić, że wymaga on nieco

większych obudów, strojonych nieco niżej.

Jedna z najlepszych symulacji, jaką prze−

Strojenie obudowy zamkniętej dla 18W8535

Qtc 0,5 0,58 0,71 0,8 0,9 1

Vb [dm 3 ] 70,9 38,7 19,6 13,6 9,7 7,2

fc [Hz] 35,3 41,5 52,4 60,6 69,8 79,5

f−3 [Hz] 54,9 52,8 52,4 54,3 57,9 62,5

podbicie [dB] 0 0 0 0,2 0,7 1,2

prowadziliśmy dla tego głośnika, to zestaw

parametrów: Vb=30dm 3 , fb=29Hz, otwór

5/20cm, f−3 = 36Hz, podbicie 1,5dB, oscy−

lacje do 50ms, siodło przy 50Hz z mini−

mum na poziomie 45W. Jednak wydaje się,

ze względu na ekranowanie magnetyczne,

że głośnik ten został stworzony specjalnie

do konstrukcji głośników centralnych,

które muszą być znacznie mniejsze. W ta−

kim przypadku pozostaje tylko obudowa

zamknięta.

Osiągi 18W8535 w obudowie zamkniętej

są bardzo inspirujące, pod względem pasma

przenoszenia dystansuje on 18W8545. Nie−

stety, ponownie pojawiają się problemy

z charakterystyką mocy. Tylko przy dobroci

wyższej od 0,9 mamy zachowane znamiono−

we 70W w całym pasmie. Przy dobrociach

niższych spadek zaczyna się już przy ok.

60Hz, i przy 20Hz osiąga poziom ok.

30W dla dobroci 0,71, ok. 15W dla dobroci

0,58 i ok. 10W dla dobroci 0,5.

Nie należy więc szarżować z wielkością

obudowy. Można uznać, że przy dobroci 0,71

(obudowa ok. 20dm 3 ) ograniczenie mocy jest

jeszcze akceptowalne, o ile wyrzekniemy się

bardzo dużych głośności.

Pełną moc w całym pasmie mamy

w obudowach do 10dm 3 , czyli przy dobro−

ciach Qtc nie mniejszych od 0,9. Takie roz−

wiązanie należy więc wybrać, jeśli nie chce−

my nic uronić z wytrzymałości głośnika.

Dobrym kompromisem wydaje się obudowa

13dm 3 z dobrocią Qtc 0,8, gdzie poniżej

60Hz moc lekko spada do 50W przy 20Hz.

Można powiedzieć, że zakres rekomendo−

wanych objętości obudowy zamkniętej dla

głośnika 18W8535 jest dość szeroki (10−

20dm 3 ), ale trzeba wiedzieć o zaletach

i ograniczeniach konkretnych rozwiązań.

Jednocześnie, mimo wszystkich uwag, bez

wątpienia 18W8535 jest najlepszym głośni−

kiem do obudowy zamkniętej spośród wszy−

stkich osiemnastek.

a)

Rys.4.5 − Charakterystyki głośnika 18W8535 w obu−

dowie zamkniętej Vb=9,7dm 3 (Qtc=0,9)

4.4a) charakterystyka przetwarzania

b)

a)

4.4b) charakterystyka impulsowa

4.5a) charakterystyka przetwarzania

c)

b)

4.4c) charakterystyka mocy

4.5b) charakterystyka impulsowa

d)

c)

4.4d) charakterystyka impedancji

4.5c) charakterystyka mocy

Podsumowanie

Jeśli nie bierzemy pod uwagę obudowy

zamkniętej, wszystkie analizowane głośniki

doskonale podzieliły się kompetencjami, je−

śli chodzi o wielkość odpowiedniej obudowy

bass−reflex. W objętościach 10−15dm 3 najle−

piej sprawują się starsze 18W8542(43). Od

15dm 3 do 20dm 3 najlepiej czuje się

18W8546, dając w stosunku do poprzednich

głośników niższą częstotliwość f−3 i większą

moc. Słynny 18W8545(K) zagwarantuje do−

skonałe efekty w obudowach 20−25dm 3 .

Jeśli mamy obudowę jeszcze większą, stosuj−

my 18W8535.

Elektronika dla Wszystkich

83

1129522.064.png

1129522.065.png

1129522.066.png

1129522.067.png

1129522.068.png

1129522.069.png

1129522.070.png

1129522.072.png

1129522.073.png

1129522.074.png

1129522.075.png

1129522.076.png

1129522.077.png

1129522.078.png

1129522.079.png

1129522.080.png

1129522.081.png

1129522.083.png

1129522.084.png

1129522.085.png

1129522.086.png

1129522.087.png

1129522.088.png

1129522.089.png

1129522.090.png

1129522.091.png

1129522.092.png

1129522.094.png

1129522.095.png

1129522.096.png

1129522.097.png

1129522.098.png

1129522.099.png

1129522.100.png

1129522.101.png

1129522.102.png

1129522.103.png

1129522.002.png

1129522.003.png

1129522.004.png

1129522.005.png

1129522.006.png

1129522.007.png

1129522.008.png

1129522.009.png

Głośniki

Znanych jest wiele firmowych konstrukcji, które wcale nie speł−

niają tych warunków, np. 18W8545(K) jest często spotykany w obu−

dowach mniejszych od 20dm 3 . Często subiektywne wrażenia z te−

stów odsłuchowych usprawiedliwają odejście od teorii.

Widać też, jak duży wpływ na działania konstruktora powinna

mieć znajomość charakterystyki wytrzymałości. Deklarowana przez

producenta moc znamionowa wcale nie jest gwarantowana w dowol−

nej obudowie, ba, często w obudowie pozornie prawidłowej (obli−

czonej według teoretycznych modeli), pojawia się poważe osłabie−

nie, i dla jego usununięcia lub choćby redukcji trzeba odejść od pod−

stawowych rozwiązań i poszukiwać kompromisu między wieloma

aspektami jakościowymi (liniowość charakterystyki, rozciągnięcie

pasma, impuls, moc). Niestety, “ręczne” obliczanie charakterystyk

wytrzymałości jest bardzo trudne, i niezastąpione są tu symulacje

komputerowe, tak samo jak wtedy, gdy odchodzimy od podręczniko−

wych modeli i “kombinujemy”.

Często zderzamy się z problemem zainstalowania odpowiednio

dużego i głębokiego otworu. Pewnym rozwiązaniem w takiej systua−

cji jest zastosowanie membrany biernej, niestety nie jest to proste,

a pewne aspekty jakościowe ulegają wówczas pogorszeniu (charakte−

rystyki impulsowe). Pozornie prosta skrzynka z otworem wraz z gło−

śnikiem tworzą bardzo złożony układ elektroakustyczny.

Nie wszystkie zjawiska akustyczne są w stanie przedstawić nawet

najbardziej zaawansowane programy. Najczęstsza rozbieżność polega

na uzyskiwaniu innej, niż obliczona, częstotliwości rezonansowej fb.

Należy polecić dokonanie pomiarów. Na szczęście ustalenie częstotli−

wości rezonansowej fb nie wymaga trudnych pomiarów akustycz−

nych, a jedynie elektrycznych (poprzez badanie charakterystyki mo−

dułu impedancji).

Errare Humanum Est

W EdW 10/99 oprócz kilku literówek nie wytropiliście poważniej−

szych błędów.

A oto drobne usterki, które można było z powodzeniem usunąć na

podstawie kontekstu:

str. 13 rys. 3 Niepotrzebny jest trzeci, górny zacisk zasilania.

str. 13. W opisie “Minigeneratora...” nie podano typu układu

scalonego. Tekst wskazuje, że chodzi o zwykłe inwertery,

czyli układ CMOS 4069, a nie 40106 (inwertery ze “szmi−

tem”). Rezystor R10 ma wartość 220 omów.

str. 18 rys. 1 Zamiast fototranzystora T1 może być wykorzy−

stany fotorezystor, co zaznaczono na schemacie, ale nie

uwzględniono w tekście i wykazie elementów.

str. 44 W opisie wzmacniacza odwracającego występują nie−

zgodności tekstu z rysunkami:

kol. 1 wiersze 15, 16 od dołu Zamiast wzrosło , powinno być

zmalało.

kol. 1 wiersz 14 Zamiast zmniejszyło powinno być zwiększyło.

kol. 1 wiersz 7 od dołu Zamiast w punkcie X powinno być

w punkcie Y .

kol. 2 wiersz 8 od góry Zamiast napięcie ujemne równe

+2V powinno być napięcie dodatnie równe +2V .

str. 52 kol. 3 wiersz 8 od góry Zamiast potencjometru P1 po−

winno być potencjometru P2 .

str. 52 kol. 3 wiersz 4 od góry Zamiast R11+P1 powinno być

R11+P2 .

str. 55 rys. 1 i wykaz elementów Tranzystor BUZ10 powi−

nien mieć oznaczenie T2.

str. 57 rys. 2 Błędnie narysowano schemat “obejścia”. Wyj−

ście powinno być zwierane z wejściem w pozycji “1”.

Nagrody otrzymują: Andrzej Czernecki i Michał Kobierzycki .

Andrzej Kisiel

84

Elektronika dla Wszystkich

Errare Humanum Est

1129522.010.png

1129522.012.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Teach_Yourself_Lightroom_2014(1).pdf (95267 KB)
HEL_305_ZAJIMAVYCH_ZAPOJENI(1).pdf (80682 KB)
304 zajímavých zapojení 2. díl(1).pdf (72394 KB)
Electronic Gadgets for the Evil Genius(1).pdf (68325 KB)
101 Spy Gadgets for the Evil Genius(1).pdf (42912 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin