НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ







предыдущая главасодержаниеследующая глава

2.5. Электромеханические параметры громкоговорителей

Созданные за последние годы методики расчета акустических систем в области низких частот [5, 25] базируются на электромеханических параметрах громкоговорителей: минимальном значении модуля полного электрического сопротивления |Z|min, активном сопротивлении звуковой катушки RE, частоте основного резонанса fS добротности: полной QT, механической QM, электрической QE, эквивалентном объеме VAS, максимальном смещении XDmax. Учитывая важность информации об этих параметрах в процессе разработок акустических систем и ГГ, методики их измерений внесены в международные [9], национальные [21] и отечественные [3] стандарты, а значения их вносятся в техническую документацию на ГГ.

Минимальное значение модуля полного электрического сопротивления |Z|min в соответствии с методикой ГОСТ 16122-88 либо измеряется непосредственно, либо вычисляется из записанной частотной характеристики модуля полного электрического сопротивления |Z(ω)|. Запись может производиться в режиме постоянства напряжения по (рис. 2.8, а) или в режиме постоянства тока (рис. 2.8, б). Поскольку электрическое сопротивление ГГ есть комплексная функция частоты, важную информацию дает также запись фазочастотной характеристики полного электрического сопротивления. Образец записи амплитудно- и фазочастотной характеристики Z(ω) для высокочастотного громкоговорителя показан на рис. 2.8, в. Полученное при измерениях минимальное значение |Z(ω)| не должно отличаться больше чем на 20% от номинального электрического сопротивления заданного, для данного типа ГГ (обычно оно выбирается из ряда 4, 8, 16, 25 и 50 Ом). Измерения могут производиться в любом незаглушенном помещении, при этом ГГ должен быть расположен на расстоянии не менее 0,5 м от ближайшей отражающей поверхности, его рабочая ось должна быть расположена горизонтально.

Рис. 2.8. Структурная схема измерений полного электрического сопротивления: в режиме постоянства напряжения (а); в режиме постоянства тока (б); запись частотной характеристики модуля и фазы полного электрического сопротивления (в): 1 - УАЗЧХ; 2 - усилитель; 3 - электронный вольтметр
Рис. 2.8. Структурная схема измерений полного электрического сопротивления: в режиме постоянства напряжения (а); в режиме постоянства тока (б); запись частотной характеристики модуля и фазы полного электрического сопротивления (в): 1 - УАЗЧХ; 2 - усилитель; 3 - электронный вольтметр

Частота основного резонанса fS определяется как частота, при которой значение модуля полного электрического сопротивления имеет свой первый главный максимум (см. рис. 2.8, в). Она может измеряться непосредственно или определяться из записанной АЧХ [3]. В некоторых случаях, особенно для высокочастотных головок, более точным методом является определение резонансной частоты из фазочастотной характеристики (как частоты, при которой ФЧХ проходит через нуль, рис. 2.8, в).

Добротность QT является одним из основных параметров, характеризующих работу электродинамического громкоговорителя. Для оценки потерь в процессе электромеханоакустического преобразования сигнала в ГГ используется коэффициент потерь у. связанный с логарифмическим коэффициентом затухания А (методы измерения которого даны в § 2.3) следующим образом:

γ = Δ/π

В области низких частот, где ГГ может рассматриваться как система с сосредоточенными параметрами и режим его работы удовлетворительно описывается с помощью эквивалентных электрических схем, для описания общих потерь в ГГ используется понятие добротности QТ (по аналогии с теорией линейных электрических цепей), которая связана с γ и Δ: QT = 1/γ = π/Δ. Заметим, что при описании работы ГГ в области средних и высоких частот, где он рассматривается как система с распределенными параметрами, обычно используются коэффициенты γ или Δ. При измерениях, наряду с полной добротностью QT, характеризующей общие потери в ГГ, оцениваются также механическая, добротность QM как мера потерь в механических элементах подвижной системы и электрическая добротность QE, обусловленная наличием тока противоЭДС в электрической цепи ГГ. Эти величины связаны между собой соотношением:

1/QT = 1/QM + 1/QE.

Вопросам разработки методов измерения добротности и сравнительного анализа их погрешностей посвящено достаточно много работ [24]. Наибольшее распространение получили методы определения QT, QM, QE, использующие измерения частотной характеристики модуля полного электрического сопротивления на синусоидальном сигнале [3] или измерения параметров переходного процесса в электрической цепи ГГ. Измерения в соответствии с ГОСТ 16122-87 могут проводиться по схеме, показанной на рис. 2.9, а. При плавном изменении частоты определяется f0, при которой показания вольтметра будут максимальны Umax, затем определяется частота fЭM, соответствующая минимальным показаниям вольтметра Umin, а также отмечаются две частоты f1, f2, расположенные в области f1 < f0 < f2, на которых напряжение  

где R0 - сопротивление ГГ на постоянном токе, a |Z(ω)|max; - максимальное значение модуля |Z(ω)|, измеренное по этой схеме. В этом случае механическая добротность


полная добротность QT = QMR/|Z|max, электрическая добротность определяются по (2.4).

Рис. 2.9. Структурные схемы измерения добротности по измерению модуля полного электрического сопротивления (а), по измерению переходного процесса (б), вид осциллограммы для определения добротности (в): 1 генератор; 2 - усилитель; 3, 5 - вольтметры; 4 - частотомер; 6 - диод
Рис. 2.9. Структурные схемы измерения добротности по измерению модуля полного электрического сопротивления (а), по измерению переходного процесса (б), вид осциллограммы для определения добротности (в): 1 генератор; 2 - усилитель; 3, 5 - вольтметры; 4 - частотомер; 6 - диод

Для ГГ у которых отношение |Z|max/|Z|min меньше 1,6 (4 дБ), рекомендуется определять добротности по измерению параметров переходного процесса. Измерительная аппаратура подключается по схеме рис. 2.9, б. Частота следования импульсов выбирается в пределах 0,2...0,4 f0, длительность импульсов (0,3...0,5) 1/f0, напряжение на ГГ устанавливается из условия, чтобы ток был равен 10 мА. С помощью калиброванного осциллографа производятся измерения U1, U2 двойного пикового значения (размаха) напряжения первого и второго периодов отклика (рис. 2.9, в). Механическая добротность QM = 1,36/ln(U1/U2), а QT, QE вычисляются по (2.4). Измерения повторяют при различной полярности ГГ и выбирают большее значение.

Эквивалентный объем VAS определяется как закрытый объем воздуха, имеющий акустическую гибкость, равную гибкости подвижной системы. Эквивалентный объем ГГ VAS = VB(f2S/f2C - 1), где fS - резонансная частота ГГ без оформления, fс - та же величина, измеренная при установке ГГ в закрытый ящик объемом VB с хорошей герметизацией и отражающими внутренними стенками. Объем ящика выбирается из условия fc > √2·fS. Поскольку обеспечить хорошую герметизацию в закрытом ящике достаточно трудно, в [25] рассматривается методика измерений QT, QM, QE в ящике с фазоинвертором, где требования к герметизации менее жесткие.

Указанные выше параметры fSQT, QM, QE, VAS, RE, a также XDmax - смещение катушки при заданном уровне КНИ и РЕmах - максимальная электрическая мощность получили в технической литературе название "параметры Small - Thiele", поскольку созданная этими авторами и широко применяемая в практике разработок ГГ теория анализа и синтеза акустических систем в области низких частот [5, 7, 25] основана на использовании данных параметров. В настоящее время развитие цифровой техники измерений позволило разработать более быстрые и точные методы определения всей совокупности вышеперечисленных параметров одновременно, основанные на анализе переходной характеристики ГГ по напряжению в звуковой катушке. Анализ полученной переходной характеристики позволяет с помощью методов линейного предсказания идентифицировать коэффициенты электрической цепи, переходная характеристика которой совпадает с измеренной. Из вычисленных таким образом коэффициентов определяется вся совокупность требуемых параметров. Программы для расчета на ЭВМ отработаны как для закрытых, так и для фазоинверсных систем.

К числу важных присоединительных характеристик следует отнести полярность ГГ, различные методы определения которой приведены в ГОСТ 16122-87, в них используется подключение ГГ к источнику постоянного тока или сравнение его с полярностью вспомогательного ГГ на импульсном сигнале.

предыдущая главасодержаниеследующая глава







© RATELI.RU, 2010-2020
При использовании материалов сайта активной гиперссылки обязательна:
http://rateli.ru/ 'Радиотехника'