|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Akustik sistemlerin ayırma filtrelerini hesaplamak için faz yöntemi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Hoparlörler Son yıllarda, ses çoğaltma ekipmanının kalitesine yönelik gereksinimler önemli ölçüde artmıştır. Her şeyden önce, bu, çalışma frekans aralığının genişliğini ve doğrusal olmayan ve faz bozulmalarının büyüklüğünü ifade eder. Çalma kalitesi büyük ölçüde hoparlör sistemlerinin (AS) tasarımına bağlıdır. Özellikle, iki, üç veya daha fazla dinamik kafanın takıldığı çok bantlı hoparlörler, düşük, orta ve yüksek frekansları yeniden üretmek için yaygın olarak kullanılır. Ses spektrumunun bantlarını ayırmak için dinamik kafalar birinci, ikinci veya daha yüksek mertebeden geçiş filtreleri aracılığıyla açılır. Bununla birlikte, bilindiği gibi, karmaşık bir ses sinyalinin frekanslarını fp kesme frekansında doğru bir şekilde ayırmak imkansızdır (Şekil 1). Bu nedenle, dinamik kafaların bitişik yeniden üretim şeritleri arasında bir ortak hareket alanı vardır. Geçiş frekansı fp olan bir sinyal, her iki kafa tarafından yaklaşık olarak aynı seviyede yeniden üretilir. Ortak hareket bölgesinin diğer frekanslarında, kafalara uygulanan sinyallerin seviyeleri genlik olarak birbirinden keskin bir şekilde farklıdır. Ortak hareket bölgesinde ideal ses üretimi için, ses basıncı açısından her iki kafanın faz içi çalışması için koşullar sağlanmalıdır (bundan sonra - kafaların faz içi çalışması), yani akımlar arasında faz kayması olmamalıdır kafaların ve ortak hareket alanı mümkün olduğu kadar az büyük olmalıdır. Ancak bu şartların yerine getirilmesi oldukça zordur. Birinci dereceden filtreler (Şekil 1, a) basittir, genlik-frekans özellikleri (AFC) düz bir şekle sahiptir ve bu nedenle, dinamik kafaların ortak hareket bölgeleri nispeten geniştir. Örneğin, düşük frekanslı VA1 ve orta frekanslı VA2 kafalarının ortak etki alanı yaklaşık olarak 50 ... 5000 Hz'ye eşittir (Şekil 1, b).
Üç dinamik kafa içeren hoparlörler için, üç başlığın hepsinin aynı anda hareket ettiği bölgeler olabilir (Şek. 1, b, 500 ... 5000 Hz). (Genlik-frekans özellikleri, dinamik kafaların sesinin pratik işitilebilirlik sinyalleri seviyesine kadar oluşturulmuştur.) Bu tür çapraz filtrelerde, düşük frekans (LF) kafası BA1 ile seri olarak, endüktif direnci frekansla doğru orantılı olan L1 indüktörü açılır. Bildiğiniz gibi endüktif dirençli devrelerde akım uygulanan gerilimin gerisinde kalırken, kapasitans içeren devrelerde ise gerilimin önüne geçer. Sonuç olarak, akımın genliği ve akım ile uygulanan gerilim arasındaki kayma açısı sabit kalmaz ve karmaşık bir frekans bağımlılığı içindedir. Örneğin, basit geçiş filtreleri için faz-frekans karakteristiği (PFC), şekil 1'de gösterilen forma sahiptir. 50, yak. 5000 ... 1 Hz'lik ortak hareket bölgesinde, frekansa bağlı olarak, VA2 ve VA142 kafalarından geçen akımlar arasındaki faz kaymasının açısı (p sırasıyla 35 ila 2 ° arasında değişmektedir. Benzer bir tablo görülmektedir. VA60 ve VAZ kafalarının faz-frekans özellikleri arasında Ortak hareket bölgesinin kenarlarındaki kafa akımları arasındaki faz kayma açısı 100 ve 1 °'dir. BA2 kafalarının akımları arasındaki faz kayma açısının - BA2, BAXNUMX - VAZ aşırı derecede büyüktür ve frekansa bağlıdır, bu nedenle, eklem hareket bölgesindeki ses basıncı açısından kafaların fazda çalışması sağlanmaz. İlk kafadaki akım Ii sin ot yasasına göre değişirse ve ikinci - l2 sin (o) t + cpi2), bu nedenle, dinamik kafaların akımları arasında bir açıyla (pi2) bir faz kayması vardır. ve bu durumda, çevredeki boşlukta, ses basıncı sözde eşdeğer akım Ie ile orantılı olacaktır. IЭ = Ben1 günah ωt + ben2günah(ωt + φ1-2) = benMgünah (ωt + α), kimin genliği benM ifadesinden belirlenir: IM = kök.q(I12 + I22 + I1I2çünkü φ1-2), ve eşdeğer akım ile birinci başın akımı arasındaki açı aşağıdaki gibi belirlenebilir: tga = (Ben2günah φ1-2) / (BENCE1 + I2 çünkü φ1-2), yani a açısı, yalnızca bileşik akımlar arasındaki faz açısına (pi2) değil, aynı zamanda genliklerinin oranına da bağlıdır.1 / Ben2. Dinamik kafaların ortak hareket bölgesinde, faz kayma açısı 0 ila φ arasında değişebilir.1-2akımların genliklerinin oranına bağlı olarak ve dolayısıyla ses üretimi sırasında orijinal kaydın bozulmaları ortaya çıkacaktır.
Ayırma filtresi ve dinamik kafa elemanlarının bilinen parametreleri ile genlik ve faz-frekans özellikleri hesaplanabilir ve çizilebilir (Şekil 2 b, c). Formül (1)'de, karmaşık bir frekans bağımlılığı içinde olan kapasitör C3'ün, L1 indüktörünün ve dinamik kafa BA1'in bobininin reaktansları vardır. Sonuç olarak, ikinci dereceden filtrelerde, dinamik kafa akımı ile uygulanan gerilim arasındaki faz kayması açısı sabit kalmaz ve frekansa bağlı olarak geniş ölçüde değişir. Bu nedenle, örneğin, düşük frekanslı bir çapraz filtre için, dinamik kafanın akımı ile filtreye uygulanan voltaj arasındaki faz kayması açısı, frekansa bağlı olarak, 10'lik frekanslarda -270 ila -20 ° arasında değişebilir. ve sırasıyla 20000 Hz (Şekil 2, c). Orta frekanslı bir dinamik kafa için bu açı, 110 ve 75 Hz frekanslarda (Şekil 80) +20000 ila -3° arasında ve yüksek frekanslı bir kafa için +135 ila -50° arasında (150'de) değişebilir. ve 20000 Hz).
2 - aynı, ancak C4 = 20 uF'de 3 - aynı, ancak C4 \u20d XNUMX mikrofaradda (görünüşe göre makalede bir yazım hatası) 4 aynı, ancak C4=80 uF'de 5 aynı, ancak L2 = 0,6 uF ile 6 aynı, ancak R3 = 5 ohm ile Böylece düşük frekanslı dinamik başlığın akımı ile filtreye uygulanan voltaj arasındaki faz açısı, uygulanan voltajın frekansı değiştiğinde değişebilir. 260° ve orta kademe ve tweeter'lar için aynı açı 185° değişir. Bu durum, ortak hareket bölgelerinde dinamik kafaların faz dışı çalışmasının ana nedenidir. Çapraz filtre elemanlarının parametrelerini değiştirerek, her bir dinamik başlığın faz yanıtını ayarlayabilirsiniz. Bu nedenle, kafaların aynı özelliklerini elde etmek ve böylece ortak hareket bölgesinde fazda çalışma koşullarını sağlamak mümkündür. Bu nedenle, Şekil l'deki şemaya göre düşük frekanslı bir çapraz filtre için. 2 ve faz frekansı karakteristiği aşağıdaki değişikliklere uğrar: kapasitör C3'ün kapasitansında bir artışla (eğri 2), karakteristiklerin orta kısmı sola paralel olarak kayar; kapasitör C3'ün kapasitansındaki bir azalma (eğri 3), karakteristik özelliğin orta kısmına paralel olarak sağa kayar; direnç R1'in direncinde bir artış ve L1 indüktörünün endüktansında bir azalma ile, sol kısım, orta kısmın aynı anda sağa kayması ile küçük açılar bölgesine kayar (eğri 5); direnç R2'nin kapasitör C3 ile seri olarak dahil edilmesi, karakteristik özelliğin (eğri 4) sağ tarafını daha küçük açılar bölgesine kaydırır. Geçiş filtrelerinin parametrelerini değiştirirken, sadece faz-frekans karakteristiği düzeltilmez, aynı zamanda genlik-frekans karakteristiği de deforme olur. Yani, Şek. 2,6: kapasitör C3'ün kapasitansındaki bir artıştan (eğri 2), akım genliği biraz artar, frekans bant genişliği azalır; kapasitör C3'ün (eğri 3) kapasitansında bir azalma ile akım azalır ve bant genişliği artar; direnç Rl'in direncindeki bir artış, filtre bant genişliğini etkilemeden (eğri 1) akım genliğinin maksimum değerini azaltır; L1 indüktörünün endüktansındaki bir azalmaya, akım genliğinde bir artış ve filtre bant genişliğinde bir genişleme vb. eşlik eder. Orta frekans ve yüksek frekanslı dinamik kafalar için çapraz filtrelerin elektrik devreleri, yalnızca elemanların parametrelerinin değerinde farklılık göstererek aynı olabilir (Şekil 3, a). Böyle bir devre için kafa akım değeri formülle hesaplanabilir.
Dinamik kafa ZGD4 için C40 = 1 μF kapasitörünün kapasitansı ile, faz frekansı karakteristiği şekil olarak düşük frekans kafasının karakteristiğine benzer, ancak pozitif açılar bölgesine kaydırılır. Ayırma filtresi elemanlarının parametrelerinin değiştirilmesi, faz yanıtını (Şekil 3,6) aşağıdaki gibi etkiler: - kapasitör C4'ün kapasitansındaki bir artış (eğri 4), özelliğin merkezi kısmını düşük frekanslı bölgeye kaydırır; - indüktör L2'nin (eğri 5) endüktansındaki bir azalma, orta kısmı yüksek frekanslar bölgesine ve özelliğin sol ucunu φ açılarının daha küçük değerleri bölgesine kaydırır; - R kafasının aktif direncinde artışД(veya buna seri bağlı bir direncin direnci) tüm karakteristiği paralel olarak akım kaydırma açısını artırma yönünde hareket ettirir; - direnç R3'ün direncindeki bir artış (eğri 6), sağ ve sol kısımları daha küçük açı değerlerine kaydırarak karakteristiği düzleştirir. Aynı elemanların parametrelerindeki değişikliklerin genlik-frekans karakteristiği üzerindeki etkisi aşağıdaki gibidir: - kapasitör C4'ün kapasitansındaki bir artış, karakteristik genliğin maksimum değerinde bir artışa, düzensizliğinde keskin bir artışa yol açar, iletim bölgesi düşük frekanslara doğru artar; - R kafasının aktif direncinde artışДfrekans yanıtının eşitsizliğini biraz azaltır; - direnç R4'ün direncindeki bir artış, frekans yanıtının eşitsizliğini azaltır ve aynı zamanda onu düşük frekanslara kaydırır; - direnç R3, düzensiz özellikleri düzeltir. Ayırma filtrelerinin parametrelerindeki değişikliklerin faz ve genlik-frekans özellikleri üzerindeki bilinen etki modelleriyle, düşük frekanslı ve orta frekanslı dinamik kafaların özdeş (birleşik) faz özelliklerinin oluşturulması herhangi bir özel zorluk arz etmez. En büyük zorluk, yüksek frekanslı ve orta frekanslı dinamik kafaların faz özelliklerinin koordinasyonudur. Her iki ayırma filtresi de kapasitiftir ve tabii ki faz-frekans özelliklerinin kimliği, C4 kapasitörlerinin aynı kapasitans değerleri ile ortaya çıkabilir ve bu, frekans ayırma koşuluyla çelişir. Bu nedenle, seçeneklerden biri, yüksek frekans filtresine düşük kapasiteli bir kapasitör C4 (yaklaşık 2 μF) ve küçük bir endüktansa (2 mH'den daha az) sahip bir endüktans L0,1 kurmaktır. C4 kondansatörünün kapasitansının değiştirilmesi, faz ve genlik özellikleri üzerinde çarpıcı bir etkiye sahiptir. Ek olarak, rezonans fenomeni görünebilir, bu nedenle, frekans yanıtının eşitsizliğini azaltmak için önlemler almak gerekir, örneğin, küçük dirençli bir direnç R4'ü C3 kondansatörüne (Şekil 3'te) seri olarak bağlamak için. VA2 ve VAZ kafalarının akımlarının faz eşleştirmesi için ikinci seçenek, farklı şemalara göre filtrelerin oluşturulmasıdır: Örneğin, VAZ kafası, üçüncü dereceden bir ayırma filtresi aracılığıyla açılabilir.
Akustik sistemlerin faz ve genlik-frekans karakteristiklerini hesaplama prosedürü aşağıdaki gibi olabilir. İlk olarak, hesaplamayı yapmak için, her bir dinamik kafanın aktif ve endüktif dirençlerini, yararlı çalışma bölgelerindeki frekanslarda bilmek gerekir. Aktif direnç bir DC köprüsü, bir ohmmetre veya başka bir aletle ölçülebilir. Dinamik kafaların endüktif reaktansının belirlenmesi, kafanın montaj koşullarına ve frekansa karmaşık bir bağımlılık içinde olduğundan, bazı zorluklarla ilişkilidir. Bu nedenle, dinamik kafaların endüktif reaktansı normal çalışma koşulları altında belirlenmelidir (arka duvarı kapalı bir kutuya monte edilmiş vb.). Uygulamada, dinamik başlıkların endüktif direnci deneysel olarak ve hesaplama ile belirlenir. Bunu yapmak için, başın empedansını Şekil 4'deki şemaya göre ölçün. 4. Şek. 4,6,a daha fazla olmalı ve Şek. 10 - beklenen kafa direncinden 20...XNUMX kat daha az. Bu şemalara göre, dinamik başın empedansının frekansa bağımlılığı kaldırılır. Şekil l'deki şemaya göre. 4 ve ölçüm ikame yöntemi ile gerçekleştirilir. Ses üreticisinin frekansını düzenli aralıklarla ayarlayarak G, voltmetre PV, dinamik kafa VA'nın bobininin direnci boyunca alternatif voltajın düşüşünü ölçer. Daha sonra kafa yerine değişken bir R direnci açılır ve direnci değiştirilerek üzerinde aynı voltaj değeri elde edilir. Bu durumda aktif direnç R, belirli bir frekansta dinamik yükün toplam direnci 2d1'e eşittir. Ölçüm noktalarının sayısı, kafa tipine (LF, HF) ve özelliklerinin eşitsizliğine göre belirlenir. Üzerinde her frekans değeri için elde edilen empedans değeri, dinamik yükün endüktif reaktansı aşağıdaki formülle belirlenir Xdi = kısa kare (Zdi2 - Yol2) Ses oluşturucunun çıkış voltajı seviyesinin ölçüm sonuçları üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur. Böylece, voltaj 1 ila 30 V arasında değiştiğinde, dinamik kafanın empedansı %5 ... 8 oranında değişir. Şek. 4,6 daha doğru, baş empedans değeri Zdi = r Udi / Ur Dinamik kafaların belirli frekanslar için direncinin belirli değerlerine ve ayırma filtrelerinin elemanlarının beklenen parametrelerine göre, faz frekansı ve genlik frekansı özellikleri formül (1) ve (2) kullanılarak hesaplanır. Oluşturulan genlik özelliklerine dayanarak, bölümün sınır frekansları ve dinamik kafaların ortak hareket bölgeleri, ayrıca özelliklerin eşitsizliği ve bunların eşitlenmesi ihtiyacı belirlenir. Aynı özelliklere dayanarak, frekans ayrımının dikliği hakkında, çapraz filtrelerin niteliklerinin değerlendirilmesi ve istenen değişikliğin yolları (kayma, daraltma vb.) hakkında bir sonuç çıkarılabilir. Daha sonra faz özellikleri oluşturulur ve dinamik kafaların ortak hareket bölgesindeki yakınsamalarına özel önem verilir. Oluşturulan karakteristikler analiz edildikten sonra ve herhangi bir eksikliğin varlığında, ayırma filtrelerinin elemanlarını değiştirmenin karakteristikleri üzerindeki etkisinin bilinen yapısına bağlı olarak, bir düzeltme seçeneği ana hatlarıyla belirlenir ve karakteristikler yeniden hesaplanır. Elde edilen özellikler, gerekli sonuçlar elde edilene kadar inşa edilir, analiz edilir vb. Daha sonra akustik sistemin tüm elemanları monte edilir ve elektriksel testleri yapılır. Yukarıdaki yönteme göre, dinamik kafalara dayalı bir akustik sistem için ayırma filtrelerinin parametrelerini belirledik: 6GD2 (L1 = 7,9 mH, R2 = 1) Ohm, C3 \u30d 5,5 μF, Rd \u1d 1,45 Ohm, R1 \u2d 1,3 Ohm); ZGD4 (L1 = 4 mH, R60 = 6,8 ohm, C3 = 2 μF, Rd1 ohm, R2 = 0,08 ohm); 4GDZ (L0,5 = 4 mH, R2 = 8,70 Ohm, C3 = 1uF, Rd = XNUMXm, RXNUMX = XNUMX Ohm).
Şek. Şekil 5 ve 6, düşük frekanslı (LF - 6GD2) ve orta frekanslı (MF-ZGD1) dinamik kafaların ölçülen özelliklerini göstermektedir. Gördüğünüz gibi, kesme frekansı fP1 = 400 Hz, ortak hareket bölgesi 80...2000 Hz ve faz-frekans özellikleri arasındaki kayma açısı 150...190°'dir. Bu nedenle, dinamik kafalardan birini açmanın polaritesini değiştirmek gerekir ("akımı 180° çevirin"). Orta frekans kafasının yüksek frekans ile eşleştirilmesinden anlaşılacağı gibi, orta frekans kafasının dahil edilmesinin polaritesi değiştirilmelidir (Şekil 6, ters çevrilmiş orta menzil karakteristiği). Bu durumda kafa akımları arasındaki faz kayma açısı 30 ve 10 Hz frekanslarda sırasıyla 80 ve 2000°'dir. 500 ... 2000 Hz bölgesindeki özelliklerin daha doğru bir kombinasyonu için, R2 direnci 1,3 Ohm'a yükseltilmelidir (bkz. Şekil 2, a). Benzer şekilde, orta ve yüksek frekanslı dinamik kafaların faz özellikleri de eşleştirilir. Alçak, orta ve yüksek frekanslı dinamik kafaların faz karakteristiklerini eşleştirmenin bir sonucu olarak, tüm frekans aralığının yüksek kaliteli yeniden üretimine ve yeniden üretilebilir frekans aralığının "görünür" bir uzantısına sahip bir akustik sistem yaratmak mümkün görünmektedir. C3 ve C4 kapasitörleri olarak ayırma filtrelerinin imalatında, en az 100 V çalışma voltajı için kağıt kapasitörler kullanmak gerekir, örneğin 2 V için MBGP160. Dirençler R1-R4, çapında bir tel ile yapılabilir. herhangi bir yüksek dirençli alaşımdan 0,4 ... 0,6 mm; sargı bifilardır. Yüksek frekanslı filtredeki indüktör, 0,6 çapında bakır telli herhangi bir silindirik çerçeve üzerinde yapılır. ..0,8 mm (yaklaşık 140 tur). Orta kademe filtrenin L2 indüktörü (yaklaşık 240 tur), indüktör sargısının aktif toplam direnci ve ek olduğundan aktif direnci R0,8 direncinin direncini aşmaması gereken 4 mm çapında bir tel ile yapılır. direnç şemada R4 altında gösterilmiştir. Endüktans değeri, gerekli aktif direnç değeri için yetersizse, bobine küçük bir ferrit çekirdek yerleştirilir. Alçak geçiren filtrenin indüktörü L1, 25 mm telli orta büyüklükte bir çerçeve (dış çap 30 ... 0,8 mm) üzerinde yapılmıştır. Sargının aktif direnci 1,45 ohm'dur. Endüktansı artırmak için, yatay bir tarama transformatöründen bobine U şeklinde bir ferrit çekirdek sokulur. Diğer malzemelerden (trafo çeliği, karbonil demir vb.) yapılmış damarlar, endüktans değerinin akımın gücüne veya frekansına bağlı olduğunu gösterdikleri için kullanılmamalıdır. Bu, doğrusal olmayan bozulmaya yol açabilir. Filtrelerdeki bağlantı kablolarının kesiti en az 0,8 mm olmalıdır.2ve yükseltici ekipmanla bağlantı için - en az 1,5 mm2. Bu, kablolardaki voltaj ve güç kayıplarını azaltmak ve filtreler arasındaki olası karşılıklı etkileri ortadan kaldırmak için gereklidir. İki filtrenin devrelerinde ayrı elemanların kullanılması kesinlikle kabul edilemez, örneğin, yüksek frekanslı filtre kapasitörü C4, benzer bir orta frekanslı filtre kapasitöründen sonra bağlanmalıdır (pratikte sıklıkla yapıldığı gibi). Bu koşul sağlanmazsa, genlik ve özellikle faz-frekans özellikleri üzerinde karşılıklı etkiler ortaya çıkar. Yazar: A. Vakhrameev; Yayın: cxem.net
Trafik gürültüsü civcivlerin büyümesini geciktiriyor
06.05.2024 Kablosuz hoparlör Samsung Müzik Çerçevesi HW-LS60D
06.05.2024 Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu
05.05.2024
▪ Boğuluyoruz ya da boğulmuyoruz ▪ PWM modülasyonlu güçlü amplifikatör MSA260 ▪ Mısır piramitlerinde radyoaktivite ▪ Küresel ısınma yaşamın gelişimini teşvik ediyor
▪ Radyo sitesinin bölümü - yeni başlayanlar için. Makale seçimi ▪ Ramana Maharshi'nin makalesi. Ünlü aforizmalar ▪ Geç Orta Çağ'da (XVI-XVII yüzyıllar) Avrupa'nın kendine özgü özellikleri nelerdi? Ayrıntılı cevap ▪ ortak holly makalesi. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ Makale Kombine bir aletle endüktans ölçümü. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ makale Kaprisli madeni para. Odak sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri