Другий етап розрахунку

1. Розраховуємо провідність усіх зон розсіювання згідно з /5.2/-/5.6/ і визначаємо повну провідність магнітної системи:

/5.14/

2. Користуючись кривою розмагнічування , будуємо відношення, як функцію /рис.5.4/.

3. Виходячи з магнітного закону Ома ()розрахо­вуємо фактичне значення відношення

/5.15/

Рис.5.4

4. Користуючись графіками і , зна­ходимо фактичну робочу точку на кривій розмагнічування і відповідне їй значення магнітної індукції .

5. Знаходимо фактичне значення індукції в зазорі магнітної системи.

Використовуючи магнітний закон Ома, знаходимо:

Третій етап розрахунку

1. Порівнюємо фактичну магнітну індукцію в зазорі з не­обхідним значенням індукціїі фактичне значення питомої енергіїз максимальним для даного матеріалу. Відхилення цих значень не більш як на 10%, тобтоіє припустимими. В іншому разі розміри магнітної системи слід змінити. Рекомендації по зміні наведені в табл.5.1.

Таблиця 5.1

Режим по В	Режим по або
	Збільшити	Збільшити	Збільшити
	Збільшити Зменшити	- -	Зменшити Збільшити
	Зменшити	Зменшити	Зменшити

Після зміни параметрів магніту розрахунок магнітної системи слід зробити знову /починаючи з другого етапу/.

Розрахунок магнітної системи закінчується перевіркою магнітної індукції в перерізах магнітопроводу. Значення її не повинно перевищу­вати Вб/м². Найбільш небезпечні перерізи ниж­нього фланцю в місці з’єднання з керном і самого керна. Якщо в цих перерізах , їх площі слід збільшити.

6. Розрахунок зовнішнього оформлення.

Зовнішнє акустичне оформлення відіграє важливу роль у роботі гучномовців, сприяє /у разі правильних розрахунків і виконання/ вирівнюванню частотної характеристики. Призначення зовнішнього оформлення полягає у зменшенні ефекту акустичного короткого замикання, яким прийнято називати інтерференцію низькочастотних хвиль, що випромінюються передньою і задньою сторонами дифузора. Але роль зовнішнього оформлення, його вплив має місце у значно більшій області частот, що призводить до небажаних явищ. Якщо ми маємо гучномовець високої якості, то можна не одержати якісного звучання, якщо неуважно віднестися до вибору розрахунку або виготовлення зовнішнього оформлення.

Загальною ознакою при його конструюванні має бути виключення чи подавлення характеристик коливань або інтерференційних явищ, властивих системам з розподіленими параметрами.

Розрізняють такі варіанти зовнішнього оформлення:

щит або плоский екран;

відкритий ящик /ящик з відкритою задньою стінкою/;

закритий ящик;

фазоінвертор /ящик з отвором на передній стінці/;

акустичний лабіринт.

Схеми цих варіантів зображенні на рис.6.1.

Рис.6.1.

Щит або плоский екран

Цей варіант являє собою простий і водночас один з найдосконаліших видів зовнішнього оформлення. Використання для його виготовлення досить жорстких матеріалів з великим затуханням поперечних хвиль практично виключає вплив власних мод конструкції на частотну характеристику гучномовця. Матеріали, що підходять для цього: фанера завтовшки 10-20 мм і товща; деревинностружкові плити /ДСП/ із щільною фактурою, деякі сорти пластмас, що мають підвищену згинну в’язкість і велику густину.

Недолік цього варіанта зовнішнього оформлення – його неестетичність і неможливість використання для переносних варіантів гучномовців. У зв’язку з цим обмежуються в основному випадками контрольних гучномовців, стаціонарно встановлених у студіях звукозапису або радіомовлення, а також на стендах для акустичних вимірювань.

Форма екрана, якій надається перевага, - прямокутна зі співвідношенням сторін від 1-1.1 до 1-2.5 з розміщенням головки в центрі екрана. Застосовують також квадратні щити з нецентральним положенням голівки. Зміщення вздовж однієї або іншої сторони квадрата має складати приблизно 5 або 10% довжини сторони. Не рекомендується застосовувати круглі екрани з центральними положеннями голівки гучномовця.

Лінійні розміри екрана можуть бути визначені через задану нижню граничну частоту робочого діапазону і допустиме значення частотної характеристики на цій частоті. При будь-якій геометрії екрана можна визначити мінімальну відстань /довжину натягненої нитки/ між центрами вимірювання передньої та задньої сторін дифузора /рис. 6.1/. Ця відстань обирається приблизно такою:

/6.1/

Наведене співвідношення легко зрозуміти, якщо побудувати векторну діагональ суми двох контр фазних сигналів, один з яких має додатковий фазовий зсув, що дорівнює .

Кріплення НЧ і ВЧ гучномовців звичайно виконують з тильного боку щита, як це передбачено стандартною технологією. ШП гучномовці вставляють в отвір щита і кріплять через ущільнюючу змазку /типу пластиліну/ із зовнішнього боку щита. Це звужує стовп повітря в отворі щита і підвищує звуковий тиск. У будь-якому разі кріплення має бути щільним, без щілин, щоб виключити можливе просочення повітря, зумовлене протифазними тисками лицьової і тильної сторін випромінення.

Оскільки гучномовець у щиті не захищений від випадків доторкання і пилу, рекомендується його укрити. Для цього з передньої сторони розміщують захисну радіо тканину і декоративну сітку. З тильного боку він звичайно укривається мішечком з тканини, наприклад бязі.

Відкритий ящик

Це вид зовнішнього оформлення, що широко використовується у побутовій радіомовній апаратурі. Ящик називається відкритим, оскільки його задня стінка має велику кількість перфорацій. Виробляють її з щільного і гнучкого листового матеріалу /металу, картону, пластмаси/ і служить вона в основному захисним засобом, що охороняє деталі апаратури, розміщені в ящику. Матеріал для ящика – фанера /10-12 мм / або пластмаса великої товщини /до 6 мм/. Електрична потужність голівок у побутовій апаратурі звичайно невелика /до 4 Вт/. При великих значеннях вказаного діапазону кріплення голівки у тонкостінному ящику виконують через так звану відбиткові дошку, звичайно фанерну, товщиною до 12 мм.

Голівку гучномовця розміщують на фронтальній стінці ящика несиметрично, ближче до краю стінки.

У першому наближенні відкритий ящик можна розглядати як згорнутий щит, а габарити ящика габарити ящика можна розрахувати згідно з /6.1/, використовуючи описаний принцип натягнутої нитки /рис. 6.1/. Розмір в цьому разі являє собою периметр трикутника, один катет якого дорівнює глибині ящика h, другий половині меншого розміру передньої панелі . Глибину ящика, а також розмір можна підібрати з конструктивних міркувань, враховуючи габаритні розміри гучномовця. Детальніше дослідження цього питання потребує урахування впливу ящика як елемента гнучкості /на НЧ/, навантаженого вихідним отвором ящика, тобто тонкою панеллю з перфораціями і середовищем /опір випромінювання/. Ці фактори призводять до додаткового фазового зсуву хвилі, що випромінюється заднім отвором. Сумарна товщина отворів: , де - площа передньої стінки ящика. Далі потрібно підібрати кількість отворів і їх діаметр.

Закритий ящик

Являє собою найбільш поширений вид зовнішнього оформлення, що застосовується у виносних акустичних системах /АС/ професійної і побутової апаратури. Перевага цього оформлення полягає в практично повному виключенні впливу випромінювання зворотного боку дифузора на звукове поле лицьового боку.

Конструктивно АС треба виконувати так, щоб виключити будь-які щілини. Важливо, щоб матеріал ящика забезпечував досить велику жорсткість стінок і демпфування їх власних коливань. Найбільш придатний матеріал для ящика – фанера достатньо великої товщини.

У разі великих габаритів ящика до його стінок до його стінок кріплять дерев’яні бруски, що відіграють роль ребер жорсткості. Якщо порівняти відкритий і закритий варіанти оформлення з однаковими габаритами, жорсткість стінок в останньому варіанті має бути набагато вищою.

Недоліки закритого варіанта: підвищення резонансної частоти рухомої системи гучномовця, пов’язане з впливом пружності замкненого об’єму; Різко виражений вплив резонансних частот ящика, зумовлений сильним зв’язком рухомої системи із замкненим об’ємом ящика. Однак тут вплив власних частот замкненого об’єму є значнішим.

Для прямокутного паралелепіпеда значення власних частот розраховують так:

, /6.2/

де m, n, k – будь-які цілі числа, виключаючи 0; l, b, h – внутрішні розміри ящика.

Так, для об’єму ящика V=10 л при виборі розмірів згідно з правилом „золотого перерізу” ( l/b=b/h, b+h=l ) перші шість мод утворюють такий ряд, Гц: 487, 791, 974, 1254, 1278. Як видно з прикладу, власні частоти ящику розміщуються в діапазоні середньої частоти діапазону слухового сприйняття, де вимоги до нерівномірності частотної характеристики найбільш жорсткі. Щоб зменшити резонансні явища на цих частотах, рекомендується заповнити внутрішній об’єм ящика звукопоглинаючим матеріалом. Придатний для цих цілей матеріал – бавовняна вата, яку бажано розпушувати і рівномірно розподіляти по об’єму в розрахунку 10...15 г на 1 л об’єму.

Розрахунок потрібного об’єму виконують за допустимим зміщенням резонансної частот рухомої системи гучномовця. Вважаємо, що частота резонансу системи в ящику може змінитися не більше ніж на 10%, тобто

. /6.3/

Оскільки

/6.4/

де - гнучкість рухомої системи, - гнучкість замкненого об’єму ящика, знаходимо .

В свою чергу

, /6.5/

звідси знаходимо мінімальний потрібний об’єм ящика . (,-густина і швидкість звуку в повітрі, - площа дифузора).

Добір розмірів сторін ящика l, b, h виконують, виходячи з конструктивних міркувань, враховуючи габаритні розміри гучномовця, а також користуючись правилом „золотого перерізу” ( l/b=b/h, b+h=l, lbh=V ).