Xây dựng Hệ thống Loa Hi-Fi Vách ngăn Mở này với Mạng Chéo

Hãy Thử Công Cụ CủA Chúng Tôi Để LoạI Bỏ Các VấN Đề





Thiết kế loa hi-fi có vách ngăn hở, chất lượng cao được giới thiệu ở đây nhằm thay thế cho loa thùng thông thường. Mô hình phát ra âm thanh của nó giống như mô hình tĩnh điện. Nó hoạt động mà không có vỏ bọc hoặc vỏ cho loa trầm, mặc dù sử dụng động lực bình thường cho các đơn vị truyền động. Sự tái tạo mang lại tác động cực kỳ ‘rộng rãi’ đến tai.

Cân nhắc thiết kế

Năng lượng điện thường được biến đổi thành năng lượng âm thông qua một bộ truyền động. Bạn có thể tìm thấy các dạng khác, như đơn vị tĩnh điện và ruy-băng, tuy nhiên chúng thường đắt hơn và đôi khi dễ bị hỏng hơn, hoặc chế tạo phức tạp hơn so với loại hình nón cổ điển đã tồn tại khoảng 70 năm.



Trên khắp thế giới, nhiều triệu đơn vị truyền động loa được sản xuất hàng năm. Chỉ một phần nhỏ trong số này được tạo ra cho thiết bị hi-fi: phần còn lại dùng cho điện thoại, radio trên ô tô. bộ đàm cầm tay, v.v.

Thông thường, loa hình nón chỉ được coi là phù hợp để xử lý âm thanh chất lượng cao, vì loại này có khả năng thiết lập một mức đáng kể không khí chuyển động (đó là khía cạnh quan trọng duy nhất đối với đặc tính thính giác vật lý).



Khi 'màng chắn' phải tái tạo tần số thấp, điều quan trọng là mặt trước và mặt sau của hình nón của nó không thể 'phát hiện' lẫn nhau (hoặc nếu không, có thể xảy ra đoản mạch âm thanh).

Do đó, một hộp kín hoặc vỏ phản xạ âm trầm thường được sử dụng để tái tạo các tần số thấp.

Loại bao vây này có nhược điểm là nó có xu hướng dao động theo hình nón (trừ khi nó được bắt vít vào bê tông).

Một số chuyên gia tin rằng mẫu nên tập trung giống như một nguồn điểm, tức là, tất cả các dải tần số cần được truyền xung quanh một góc 360 °.

Trên thực tế, mô hình bức xạ của các đơn vị loa trung tần và loa tweeter bị hạn chế ở khoảng 180 ° chỉ các loa trầm mới có thể đạt đến khoảng 360 °.

Bạn cũng có thể tìm thấy các giải pháp cho vấn đề này, chẳng hạn như sửa các bộ truyền động ở mặt sau của vỏ. Một lựa chọn khác là áp dụng các trình điều khiển tĩnh điện, bởi vì chúng đẩy sóng về phía trước và phía sau.

Do âm thanh được tái tạo ở phía trước ngược pha với âm thanh ở phía sau, các mô hình này phản ứng khác với bộ tản nhiệt đa hướng.

Do đó, loại đơn vị này được gọi là bộ tản nhiệt lưỡng cực, mặc dù kiểu bức xạ là hình bát giác. Tuy nhiên, âm thanh phát ra từ loại thiết bị này có thể cực kỳ dễ nghe, đơn giản vì sóng âm từ mặt sau đến người nghe qua một số lần chỉnh sửa, giúp tăng cường tác động lập thể.

Thiết kế hộp loa chất lượng cao có vách ngăn mở đã được thảo luận, mặc dù không hoàn toàn mới trong thế giới âm nhạc, nhưng hầu như chưa bao giờ là chủ đề của một dự án DO-IT-YOURSELF, mong muốn kết hợp một số yếu tố này. Nói một cách đơn giản, một cái hoạt động như một bộ tản nhiệt lưỡng cực nhưng sử dụng các bộ truyền động thông thường.

Các tần số thấp được xử lý bởi hai loa trầm được đặt trên một baf fl e nhỏ, trong khi tần số trung và cao được xử lý bởi một vài loa nhiễu và một cặp loa tweeter, mỗi loa ở phía trước và một của mỗi loa ở phía sau.

Gợi ý kỹ thuật

Khi một bộ dẫn động loa được lắp vào giữa bảng, đặc tính tần số của nó dưới tần số cắt thấp hơn (được xác định bởi kích thước của bảng) sẽ giảm với tốc độ 6 dB trên mỗi quãng tám.

Dưới tần số cộng hưởng của thiết bị truyền động sẽ cải thiện lên 18 dB mỗi quãng tám, tuy nhiên điều này thực sự không quan trọng khi nói đến các thiết bị truyền động có tần số cộng hưởng thấp.

Hiệu ứng này thích hợp hơn so với hiệu ứng của hộp kín (12 dB trên mỗi quãng tám) hoặc của hộp tái tạo âm trầm (12-18 dB mỗi quãng tám).

Nhược điểm rõ ràng là tần số cắt càng thấp thì tần số cắt càng cao (nửa bước sóng: đường kính bảng). Với tần số này, mặt trước và mặt sau của hình nón bắt đầu triệt tiêu lẫn nhau khiến chức năng kết quả bị suy giảm.

Như thể không khí bị ép về phía trước được đồng hóa bởi không khí được hút vào bởi hình nón ở mặt sau. Tần số cắt 60 Hz cần một bảng có kích thước khoảng 3x3 in (10x10 ft).

Ngoài ra, một đặc tính sạch yêu cầu bộ truyền động phải được lắp không đối xứng, để đảm bảo rằng các 'ngắn mạch' được phân phối trong một dải tần số rộng.

Rõ ràng là loại bảng đáng kể này nằm ngoài tầm nhìn dành cho ứng dụng tại nhà, nơi các mô hình cho chức năng giống hệt nhau chiếm một lượng không gian nhỏ hơn.

Tuy nhiên, thiết kế vách ngăn mở vẫn tiếp tục gây tò mò, vì nó loại trừ vô số hậu quả (không mong muốn) mà nhà ở gây ra đối với việc tái tạo âm thanh (sóng đứng: rung động cùng nhau, v.v.].

Rung động của nhà ở thực sự trở thành một thách thức lớn khi bao vây được xây dựng bằng gỗ. Đối với việc sử dụng trong gia đình, một bảng có các phép đo vừa phải đặt trên sàn của một căn phòng có thể được cố gắng cải thiện kích thước của nó một cách nhân tạo và do đó giảm tần suất cắt.

Hơn nữa, bù điện có thể được áp dụng để (ở một mức độ nào đó) tạo nên sự suy giảm âm thanh. Điều này có thể sẽ làm giảm hiệu suất và xử lý điện năng ở một mức độ nào đó tuy nhiên điều này có thể được duy trì trong các ranh giới thực tế thông qua việc sử dụng một hình nón lớn và hạn chế việc hiệu chỉnh.

Bố cục hiện tại chạy trên bảng cao, hẹp, nơi một vài loa trầm 210 mm được lắp đặt và có nghĩa là để định vị thẳng đứng trên mặt đất. Tần số cắt thấp (được tính toán) (-3 dB] là gần 100 Hz.

Bởi vì một bộ khuếch đại bổ sung được coi là không cần thiết. mạng hiệu chỉnh thực sự là một loại LC thụ động được nối ở đầu vào của loa trầm, xem Hình 3.

Hơn nữa, bù điện có thể được áp dụng để (ở một mức độ nào đó) tạo nên sự suy giảm âm thanh. Điều này có thể sẽ làm giảm hiệu suất và xử lý điện năng ở một mức độ nào đó tuy nhiên điều này có thể được duy trì trong các ranh giới thực tế thông qua việc sử dụng một hình nón lớn và hạn chế việc hiệu chỉnh.

Cách bố trí loa Hi-Fi hiện tại chạy trên bảng cao, hẹp, nơi một vài loa trầm 210 mm được lắp đặt và được thiết kế để định vị thẳng đứng trên mặt đất. Tần số cắt thấp (được tính toán) (-3 dB] nằm ở gần 100 Hz. Bởi vì một bộ khuếch đại bổ sung được coi là không cần thiết, mạng hiệu chỉnh chéo thực sự là một loại LC thụ động được nối ở đầu vào của loa trầm xem Hình. 3.

mạch mạng chéo cho mạch hộp loa vách ngăn hở

Hình 3

Danh sách các bộ phận

Danh sách các bộ phận

Đặc tính (đo được) của loa trầm được lắp đặt trên bảng mạch của mạng hiệu chỉnh và đặc tính của loa đã điều chỉnh được hiển thị trong Hình 1.

đặc điểm của loa trầm

Hình 1

Để duy trì hiệu quả và khả năng xử lý điện năng trong giới hạn có thể chấp nhận được, việc hiệu chỉnh đã được giới hạn chỉ trên 1 quãng tám.

Hiệu suất giảm 8 dB. Việc sử dụng một cặp loa trầm không thực sự cải thiện hiệu quả (trở kháng tổng thể thấp hơn mặc dù mức tiêu tán lớn hơn). và công suất đầu ra tiếp tục giống hệt công suất của một loa trầm 210 mm trong hộp kín. Đặc tính được thử nghiệm được trình bày trong Hình 2.

hiệu suất hộp loa giảm 8 dB

Hình 2

Quan sát thấy rằng tần số cắt -3 dB giảm xuống khoảng 35 Hz, đây là một giá trị tốt cho các ứng dụng hi-Fi.

Lưu ý rằng đường cong đã hiệu chỉnh bao gồm các hiệu ứng của bộ lọc thông thấp để nó bắt đầu trượt lại trên 200 Hz. Biểu tượng dc kết quả là một vách ngăn hẹp cung cấp đầu ra âm trầm tốt hơn ở Hz thấp hơn so với một số hộp loa 'truyền thống'.

Có vẻ như cách bố trí vách ngăn mở được đề xuất sẽ không tái tạo các tần số thấp một cách độc đáo. Tuy nhiên, điều đó có thể là do các nhà thiết kế hộp thường không kích hoạt hiệu ứng của phòng hoặc không gian thực, dẫn đến đỉnh tần số thấp ngay khi loa được sử dụng cho phòng.

Đặc điểm của các loa trầm được thử nghiệm ở phía trước và phía sau về cơ bản là giống nhau ở tần số thấp. Đây đơn giản không phải là tình huống xảy ra với squawker (các loa và loa tweeter tầm trung, có nghĩa là chúng cần được tái tạo ở phần đuôi xe.

Hơn nữa máy tạo nhiễu có đặc tính tần số cong rất nhiều và hiệu suất bức xạ kém hơn. Vì lý do đó, điều quan trọng là phải đặt những đơn vị đó trong một ngôi nhà nhỏ

Chọn đơn vị Drive

Để chứng kiến ​​một bức xạ được cải thiện, đường kính của các bộ truyền động phải nhỏ so với bước sóng âm thanh được tái tạo.

Do đó phương pháp ba chiều là cần thiết. Do việc lựa chọn các loại bộ truyền động khác nhau trong một hệ thống thường gây ra khó khăn về tính khả dụng, nên người ta đã chọn chọn cả 3 loại trong phạm vi của một nhà cung cấp duy nhất.

Mạng chéo

Mạch của mạng chéo có thể được chứng kiến ​​trong Hình 3. Đầu ra được thử nghiệm của nó trong Hình 4. Cuộn cảm L2 và R2 cung cấp hiệu chỉnh tần số thấp như được chỉ ra trong Hình 1.

hiệu chỉnh tần số thấp

Hình 4

Lọc thích hợp được thực hiện bởi L1-C1. Phần này cung cấp độ dốc bậc hai xấp xỉ trên 400 Hz (có vẻ như được giảm khá nhiều Hình 4, nhưng đó có thể là do các đường cong ở đó chỉ liên quan đến đầu ra điện: không bao gồm hiệu suất của các đơn vị truyền động.

Điện trở R1 đảm bảo một điện trở khá ổn định ở đầu ra của hệ thống, bất kể tác động của L2-R2 và trở kháng phụ thuộc tần số của loa trầm. Phần dành cho bộ ngắt sóng bao gồm L4-C2 cho cuộn tắt ở 400 Hz và L5-C3 cho cùng một ở 5 kHz. Độ dốc xấp xỉ 12 dB mỗi quãng tám.

Cùng với việc cuộn lại tự nhiên của các loa tweeter, điều này tạo ra độ dốc rõ nét hơn, điều quan trọng để đảm bảo rằng các thiết bị tầm trung không xử lý quá nhiều điện năng. Bộ suy giảm R3-R4 giữa phần và các đơn vị truyền động cung cấp mức độ khớp ở gần 3,5 dB. Phần loa tweeter (bậc hai) bao gồm L5-C4.

Bộ giảm âm R5-R6 cung cấp mức phù hợp xấp xỉ ở mức 5,5 dB để cung cấp đáp ứng tần số âm thanh fl cực đại. Mạng chéo được phát triển tốt nhất trên một tấm veroboard có mục đích chung nhỏ, xem Hình 5 để biết cách bố trí thành phần thích hợp.

Hình 5

Các cuộn cảm có cuộn dây khá nặng và do đó phải được kẹp đúng cách, nếu có thể bằng đai ốc, bu lông và vòng đệm phi kim loại. Cuộn cảm L1, L2 và L4 là loại suốt chỉ có lõi HQ. Chất liệu này không tạo ra hiện tượng méo tiếng ở cả tần số cao và thấp và giá thành cũng khá rẻ.

Vì L1 và L2 được cho là mang dòng điện tương đối đáng kể là các cuộn cảm lõi không khí hoặc có vật liệu lõi không màu hoặc kém hơn. Mặc dù thực tế là C2 được chọn làm chất điện phân lưỡng cực, loại MKT cũng có thể được sử dụng hiệu quả.

Làm thế nào để xây dựng

Về cơ bản, tất cả các phần được hiển thị trong Hình 6 được sản xuất từ ​​bìa chip mật độ trung bình 25 mm [1 in]. Yếu tố chính là bảng điều khiển A, một bảng cao 1150 mm, trên đó có một cặp loa trầm, một loa kèn và một loa tweeter được trang bị.

Quan sát rằng tất cả các bộ phận truyền động phải được bắt vít vào các lỗ chìm, điều này sẽ làm tăng đáng kể hiệu quả bức xạ của chúng. Tuy nhiên, điều này chỉ cần thiết ở mặt trước, vì việc truyền âm thanh từ mặt sau không quá quan trọng.

Hình 6

Cho đến nay, một mặt bên của thiết kế xuất hiện giống như một phần rắn 50 mm [2 in) riêng lẻ mở rộng trên đế.

Hoàn thiện điều này nếu cần bằng sơn mài hoặc veneer. Ghi nhớ bảng điều khiển E Sau khi lớp sơn phủ hoặc lớp sơn phủ khô, hãy làm việc các dây cho loa và lắp đặt các bộ phận truyền động ở phía trước — đừng bỏ qua các dây cáp cho loa ngoài và loa tweeter phía sau.

Kết nối cáp với thiết bị. Gắn thẻ các đầu cáp để không tạo ra sự nhầm lẫn sau đó về các đầu cáp khác nhau.

Các lỗ mà dây đi qua phải được bịt kín bằng cách sử dụng không thấm nước, e. g. súng bắn keo. Sau đó, cố định bảng điều khiển E bằng các vít bo mạch về phía trên cùng phía sau như được chỉ ra trong Hình 6b. Các đầu vít phải được chống chìm.

Hình 7

Che các khoảng trống giữa các tấm bằng băng keo thích hợp. Sau đó, hãy lắp đặt loa ngoài và loa tweeter phía sau.

Đảm bảo rằng các kết nối cáp với các phần này là sao chép của các kết nối ở phía trước, kết nối đường + của loa tweeter phía trước với đường - của loa tweeter phía sau và tương tự như vậy với các đơn vị tầm trung.

Cực tính điện phù hợp với mạng chéo sẽ phụ thuộc vào loa phía trước.

Tiếp theo, lắp đặt hệ thống chữ thập bên dưới các loa trầm như được minh họa trong ảnh ở Hình 7. Cuối cùng, tạo một giá đỡ hình chữ L như được trình bày trong Hình 7, bắt vít này vào bảng điều khiển cơ sở như được chỉ ra và lắp các ổ cắm vào . Kết nối các ổ cắm với mạng chéo phù hợp.

Thông số kỹ thuật




Trước đó: 2N3055 Datasheet, Pinout, Application Circuits Tiếp theo: Làm thế nào để sửa chữa vợt muỗi