4.3.5. Определение параметров Тиля-Смолла (Thiele-Small)
Для расч та, проектирования и конструирования высококачественных АС необходимо знать точные значения параметров Тиля-Смолла используемых ГГ. В последнее время представители известных брендов приводят эти параметры в технической документации и паспортах на свои изделия, тем не менее, нам представляется, что их надо мерить.
Частотная характеристика модуля полного электрического сопротив-
ления Z ГГ является исходной, весьма информативной и необходимой для оп-
ределения параметров Тиля-Смолла, выбора и расч тов низкочастотных акустических оформлений, разделительных фильтров и корректирующих цепей в АС. Схема е измерения приведена на рис. 4.19 [11].
Рис. 4.19. Схема измерения частотной характеристики Z :
1 — низкочастотный генератор; 2 — усилитель;
3 — вольтметр; 4 — регулятор; R1, R2 — резисторы;
ВА — измеряемая ГГ; S — переключатель
Сопротивление резистора R1 должно быть не более 0,05 предполагаемого минимального значения модуля полного электрического сопротивления ГГ в заданном диапазоне частот.
На рис. 4.15 приведена типичная характеристика модуля полного электрического сопротивления ГГ.
Частота основного резонанса ГГ — это частота, на которой| | при увеличении частоты генератора на частотной зависимости наблюдается пер-вый максимум, е измеряют без акустического оформления по схеме на рис. 4.20, а [11].
Частота основного резонанса ГГ с существенно задемпфированной подвижной системой может быть определена по схеме рис. 4.20, б [11], в которой сопротивление R1 должно быть не менее, чем в 20 раз меньше предполагаемого значения модуля полного электрического сопротивления ГГ в заданном диапазоне частот. При медленном повышении частоты по частотомеру определяют то е значение, при котором измеритель разности фаз показывает первое нулевое значение. Это значение частоты и является частотой основного резонанса ГГ.
77
Под добротностью ГГ понимают меру затухания свободных колебаний подвижной системы ГГ, определяемую отношением реактивной составляющей механического сопротивления подвижной системы ГГ на частоте основного резонанса к активной составляющей. Различают механическую Qм, электриче-
скую Qэ и полную добротность Qп ГГ.
Рис. 4.20. Схема измерений частоты основного резонанса:
а) по модулю полного электрического сопротивления; б) фазовый метод измерений:
1 — низкочастотный генератор; 2 — усилитель; 3, 5 — вольтметры; 4 — фазометр;
R1, R2 — резисторы; ВА — измеряемая ГГ;
S — переключатель
Механическая добротность ГГ определяется потерями в механических элементах подвижной системы ГГ, а также потерями на излучение, электрическая добротность ГГ — наличием тока противо-ЭДС в электрической цепи ГГ в режиме короткого замыкания. Под полной добротностью ГГ понимают добротность, обусловленную суммарным влиянием механических потерь и тока про- тиво-ЭДС в электрической цепи головки. Согласно [10] добротности ГГ могут быть определены по формулам:
|
|
|
Qм = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/(f2 − f1), |
|
(4.24) |
|||
|
|
|
|
f1 f2 |
|
|
z |
|
max /R0 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Qэ = QмQп /(Qм − Qп), |
|
(4.25) |
|||||||||||||||||
|
|
|
Qп |
|
|
|
|
|
|
|
|
/(f2 − f1 ), |
|
(4.26) |
||||||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
R0 / |
|
Z |
|
max |
|
||||||||
|
|
|
f1 f2 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
где R0 — сопротивление ГГ по постоянному току, частоты |
f1 |
и |
f2 |
|||||||||||||||||||
|
|
. |
| | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| , |
= |
удовлетворяют условию |
< |
|
|
|
|
|
и определяются по резонансному пику |
|||||||||||||||
= | | |
/| | |
|
|
по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
частотной |
зависимости |
|
< |
|
|
соответствующим значениям |
|
|
|
|||||||||||||
78
Эквивалентный объ м эк — параметр, характеризующий гибкость подвижной системы ГГ, выраженный в единицах объ ма, что удобно при расч те объ мов акустических оформлений АС.
V |
=V |
(f 2 |
/ f 2 |
−1), |
(4.27) |
эк |
я |
0я |
0 |
|
|
где Vя, f0я — объем измерительного ящика и резонансная частота ГГ в
этом объ ме соответственно.
Измерительный ящик должен быть закрытым, ж стким, герметичным и иметь объ м, обеспечивающий повышение резонансной частоты ГГ примерно в 1,5 раза относительно частоты е основного резонанса без оформления в воздухе.
Магнитная индукция в зазоре магнитной системы ГГ В измеряется с помощью дифференциальной измерительной катушки по схеме на рис. 4.21 [11] или с помощью датчика Холла.
Рис. 4.21. Схема измерения В в рабочем зазоре магнитной цепи:
1 — магнитная цепь; 2 — измерительная катушка; 3 — милливеберметр
По измеренным основным характеристикам можно рассчитать и остальные параметры Тиля-Смолла по формулам [10]:
С =Vэ / ρ0c2SD2 , |
(4.28) |
М =1/4π 2 f02С , |
(4.29) |
R = (Bl)2Qэ /QмR0SD2 , |
(4.30) |
η0 = 4π 2 f03Vэ /С3Qэ , |
(4.31) |
где С — гибкость подвижной системы ГГ; М — е полная масса;
R — е акустическое сопротивление потерь;
η0 — КПД;
ρ0 =1,2 кг/м3 — плотность воздуха;
с ≈ 343 м/с — скорость звука в воздухе;
SD =πd2эф —эффективная площадь излучения ГГ;
79
dэф ≈ 0,8D — диаметр ГГ.
Эффективный диаметр ГГ — это диаметр круглого экрана, в центре которого установлен точечный дипольный излучатель, обеспечивающий разность хода акустических волн от передней и задней сторон излучателя на акустической оси такую же, как у ГГ. Этот параметр измеряется на частотах примерно в 1,5 раза, превышающих частоту основного резонанса ГГ в воздухе и рассчитывается по формуле [11]:
dэф = d 10(N1−N2 )/20 |
, |
(4.32) |
где N1 — уровень звукового давления, |
дБ, измеренный для |
ГГ без |
оформления, |
|
|
N2 — уровень звукового давления, дБ, измеренный для ГГ в круглом
экране диаметра d .
Полярность ГГ — полярность электрического напряжения на клеммах ГГ, вызывающего смещение диафрагмы ГГ в направлении преимущественного излучения, она маркируется соответственно символами «+» и «–». Если полярность ГГ не известна, е обязательно надо определить. Если на клемму «+» подать положительный полюс источника постоянного тока (батарейка 1,5–4,5 В), а на «–» — отрицательный полюс, то диафрагма движется впер д. Таким образом можно определить полярность НЧ, СЧ, ШП ГГ.
В случае ВЧ ГГ с небольшими диафрагмами и ж сткими подвесами применяют другой метод. При этом выводы ГГ подключают к гальванометру так, чтобы положительный вывод ГГ (обозначенный знаком «+») соединялся с отрицательным выводом гальванометра. Смещая подвижную систему ГГ в направлении, обратном направлению преимущественного излучения, наблюдают смещение стрелки гальванометра. При правильной маркировке полярности ГГ стрелка гальванометра должна отклоняться в ту же сторону, в которую она отклоняется при подключении выводов гальванометра к одноименным выводам источника постоянного тока [11].
80