Громкоговорители. Технические характеристики громкоговорителей, страница 14

Заполнение внутреннего объема поглотителем одновременно обеспечи­вает и, так называемое, акустическое демпфирование подвижной системы го­ловки, что улучшает ее переходную характеристику, увеличивая затухание сис­темы.

При этом, однако, увеличиваются потери на трение частиц воздуха в по­рах поглотителя. Компенсировать эти потери приходится за счет увеличения мощности усилителя.

3. Фазоинвертор

          Этот вид акустического оформления представляет собой закрытый ящик с двумя отверстиями (рис.6.31–а).

В одном отверстии устанавливается излучающая головка, второе отвер­стие оставляется открытым.

Обратная волна, возбуждаемая в объеме ящика, как известно, находится в противофазе с прямой волной, излучаемой передней стороной диффузора, то есть j_нач=p.

Идея использования фазоинвертора состоит в том, чтобы "довернуть" фазу обратной волны еще на 180^° т. е. на j_доп=p. В этом случае суммарный сдвиг по фазе между прямой и обратной волнами составил бы                                                                        j_S=j_нач+j_доп=p +p =2p.

В результате обратная волна, излучаемая слоем воздуха в отверстии, ока­залась бы в фазе с прямой. Тогда мы бы получили два излучателя, работающих синфазно при одной работающей головке. Одним из них являлся бы сам диф­фузор, другим–слой воздуха в отверстии. При равенстве площадей диффузора и слоя воздуха в отверстии можно добиться почти удвоения звукового давления на акустической оси, имея одну головку.

Упомянутый "доворот" (инверсия) фазы обратной волны достигается с помощью ре­зонатора Гельмгольца, которым является объем воздуха в ящике с отверстием. Отсюда и название такого оформления–фазоинвертор.

Схема электрического аналога механико-акустической колебательной системы фазоинвертора приведена на рис.6.31-а.

         
             

Рис.6.31. Устройство фазоинвертора и схема его электрического аналога

(r₁–сопротивление молекулярного трения верхнего гофра и центрирующей шайбы и активная составляющая сопротивления излучения; ñ₁–гибкость гофра и центрирующей шайбы; m₁–масса диффузора с катушкой и присоединенная масса среды; c₀–гибкость воздуха в ящике; r₂–сопротивление трения воздуха о края отверстия и активная состав­ляющая сопротивления излучения; m₂–масса воздуха в отверстии и присоединенная масса среды; V₁–колебательная скорость частиц среды у лицевой стороны диффузора; V₂– колебательная скорость массы воздуха в отверстии; F–возбуждающая электродинамическая сила, действующая на звуковую катушку с диффузором;–коэффициент трансформации камеры–ящика с двумя отверстиями (S_д–площадь диффузора; S_отв–площадь отверстия)

Если пересчитать параметры r₂ и m₂ в первичную обмотку, то схема ана­лога примет вид рис.6.33-б.

Из рис.6.33-б видно, что схема аналога представляет собой резонансную систему из двух контуров: последовательного с элементами ñ_1, m₁ и параллель­ного –.

Обычно параметра резонатора Гельмгольца подбирают так, чтобы его ре­зонансная частота   равнялась бы частоте механического резо­нанса головки  .

Учитывая, что отношение токов в ветвях цепи (рис.6.31–г) равно отноше­нию их проводимостей, имеем:

 ,

   где      

После преобразования получим:

                                            

Тангенс угла сдвига по фазе между колебательными скоростями лицевой стороны диффузора    и массы слоя воздуха в отверстии   будет опреде­ляться отношением  реактивной составляющей к активной.

                                           

Графическая зависимость j_доп  от  w  приведена на рис 6.32, из которого видно, что на частоте  w=w_ф=w₀ дополнительный сдвиг составит 90^°. Суммар­ная же разность фаз между прямой и обратной волнами составит:

j_S=j_нач+j_доп=180^°+90^°=270^°,

что уже далеко от акустического короткого замыкания. На частотах выше  w_ф значение j_доп   быстро приближается к 180^°, а  j_S  –к  360^°.

Таким образом, можно считать, что лицевая поверхность диффузора и слой воздуха в отверстии колеблются синфазно во всем диапазоне частот выше резонансной частоты фазоинвертора.