7. Розрахунок основних технічних характеристик

Формула для розрахунку частотної характеристики:

. /7.1/

Усі величини, що означають осьовий тиск гучномовця, були знай­дені в попередніх розділах:

- густина повітря; =1.29 ;

- радіус дифузора;

E – е. р. с. електричного сигналу; ( - номінальна електрична потужність; - активний опір звукової котушки);

Bl - коефіцієнт електричної трансформації (B – індукція в магнітному зазорі ( ), l – довжина проводу звукової котушки ( ));

R – відстань в 1 м;

- дифракційна поправка.

Виняток складають тільки значення індук­тивності і опір механічних втрат . Для розрахунку слід ураховувати, шо верхній фланець і керн відіграють роль додаткових витків, в яких індукуються струми. Це значно знижує порівняно з ко­тушкою на осерді і робить величину частотно-залежною. Можна прийня­ти , що характерно для більшості сучасних гучномовців ( - в генрі, - в омах). Дуже складним є розрахунок активного опору втрат у механічній коливальній системі . Це пов′язано з тим, шо важко врахувати параметри втрат у матеріалі ди­фузора і центральної шайби, тертя повітря у зазорі і т. ін.

Орієнтовно розрахунок можна провести на основі відомості про добротність гучномовця як механічної коливальної системи. Звер­таючись до експериментальних даних про величину добротності, слід враховувати умови, за яких ця величина була виміряна. Можна вказати три варіанти таких умов, кожному з яких відповідає відповідне зна­чення добротності. Найбільшим буде значення , виміряне в режи­мі вільних коливань у вакуумі з розірваною звуковою котушкою. В цьому випадку навантаження як в механічному, так і в електричному ланцюгу відсутні, і величина визначається опором . Здобута таким чином величина , для різних гучномовців лежить в діапазоні 5...20. Розрахунок виконуємо, вибравши значення :

, /7.2/

де - частота резонансу.

Обираючи , слід пам’ятати, що з точки зору максимальної потужності, яка передається від посилювача до навантаження, необхід­но прагнути до , де - опір звукової котушки, - внесений опір звукової котушки.

Визначимо еквівалентні параметри механічного контура гучномов­ця і згідно з до формулами:

для відкритого ящика і щита:

/7.3/

для закритого ящика:

/7.4/

де - площа дифузора:

Множник 2 враховує випромінення дифузора на обидва боки.

Безроз­мірні коефіцієнти опору випромінення , для відкритого ящика і щита можуть бути розрахо­вані з використанням рядів Тейлора за ступенями:

/7.5/

При цьому слід користуватись асимптот ними виразами:

/7.6/

Краще користуватися графіками, зображеними на рис.7.1 для поршня в екрані і на рис.7.2 для поршня, що випромінює тільки однією стороною /поршня в ящику/.

Рис.7.1 Рис.7.2

Слід пам’ятати, що для великих значень графіки продовжуються асимптотично: R’=1, X’=1.

Розраховані згідно з формулами /7.5/ значення і ви­значають параметри внесеного електричного опору:

/7.7/

Дифракційну поправку, зумовлену обмеженими розмірами екрана, можна наближено задати формулою:

для щита і відкритого ящика:

/7.8/

де - розмір зовнішнього оформлення;

для закритого ящика:

, /7.9/

де приблизно дорівнює площі лицьової сторони закритого ящика.

Формулами /7.1/-/7.9/ повністю визначається частотна харак­теристика гучномовця. Її розраховують в 12-15 точках частот­ного діапазону, детальніше досліджуючи резонансну область частот. Якщо ввести безрозмірну частоту

/7.10/

можна рекомендувати виконувати обчислення для значень, що ви­значаються рядом: 0,5; 0,8; 1; 1,2; І,5; 2; 3; 5; 7; 10; 15; 20; 30; 50.

При цьому значення округлюють до найближчих зна­чень для побудови графіків значень або до найближчих частот стан­дартного ряду /ГОСТ 12090-66/.

Слід побудувати графіки та і оцінити виконання умов технічного завдання (номінальний тиск, частотний діапазон в межах припустимої нерівномірності частотної характеристики).