справочник
К. К.
А теперь коснемся основ его
устройства, для чего предоставим сло-
во вам, Ирина Аркадьевна.
И. А.
Рассмотрим основные элемен-
ты узкогорлого рупорного громкого-
ворителя;
Рупор
труба переменного сече-
ния, на которую нагружен драйвер.
Рупор является одной на разновидно-
стей акустического оформления.
Излучатель без оформления не мо-
жет излучать низкие частоты из-за
возникающего “эффекта короткого за-
мыкания" (о нем мы уже говорили в
одной из первых наших статей). При
установке громкоговорителя в беско-
нечный экран пли при другом виде
оформления излучаемая им акустиче-
ская мощность зависит от активной
составляющей акустического сопро-
Т! I влей ИЯ 113Лу ЧС11 ИЯ.
К. К.
Напомним, что понятие аку-
стического сопротивления вводится
таким образом: если в электрических
цепях сопротивление является коэф-
фициентом, связывающим мощность
с квадратом тока
Р -
А’ /-, и измеряется
в омах, то акустическое сопротивление
связывает излучаемую акустическую
мощность с квадратом колебательной
скорости
Рж
=
Я,Ш‘Т>2 н измеряется в
единицах Па • с/м.
И. А.
На низких частотах, когда
длина волны больше размеров излуча-
теля, вокруг последнего распростра-
няется сферическая волна, при этом
на низких частотах излучение мало,
преобладает реактииное сопротивле-
нне. Но мере повышения частоты воз-
растает активное сопротивление, кото-
рое в сферической волне равно А’,,,, =
ср5(ка)2/2 (в плоской волне оно боль-
ше п равно с р 5 ), где 5
площадь
громкоговорителя,
о
- его радиус, г —
скорость звука в воздухе, р - плот-
ность воздуха,
к -
волновое число,
равное отношению частоты к ско-
рости звука /,' = со/с. Особенностью
сферической волны является еще и
то, что давление в ней быстро падае т
обратно пропорционально расстоя-
нию:
р~\/г.
Этот недостаток может быть устра-
нен путем помещения излучателя в
трубу, сечение которой возрастает по-
степенно. Это и есть
рупор.
Входное
отверстие рупора, в котором распола-
гается излучатель, называется
/орлом.
а выходное отверстие, излучающее
звук в окружающую среду. -
устьем.
Назначение рупора в том, чтобы:
а)
увеличить нагрузку на диафраг-
му, в связи с чем горло рупора должно
иметь малый диаметр
при этом про-
исходит трансформация энергии (по-
дробнее поговорим чуть позже):
б) обеспечить оптимальные условия
для излучения волны из устья в окру-
жающую среду, для чего необходимо
иметь достаточно большой диаметр
устья рупора: в узких трубах большая
часть энергии отражается обратно, со-
здавая стоячие волны (эго явление ис-
пользуется в музыкальных духовых
инструментах); если отверстие трубы
становится больше, то А’,1[Л
прибли-
жается к рс5. иначе говоря, к сопро-
тивлению плоской волны в воздухе, II
волна беспрепятственно выходит на-
ружу: нрп этом уменьшается доля от-
раженной энергии н увеличивается
доля излученной (уменьшается нало-
жение прямой н обратной волн);
в) уменьшить “растекание" энергии,
то есть быстрый спад звукового давле-
ния. и трансформировать фронт вол-
ны так. чтобы его форма приближа-
лась к форме плоской волны: это уве-
личивает сопротивление излучения(в
плоской волне оно выше, чем в сфери-
ческой) и уменьшает скорость убыва-
ния давления (для достижения этого
эффекта должна быть выбрана специ-
альная форма образующей рупора);
выбор формы рупора позволяет также
концентрировать звуковую энергию в
заданном угле, то есть формирует ха-
рактеристику направленпости.
Таким образом, рупор должен иметь
горло небольшого размера, причем его
сечение должно медленно возрастать,
размеры лее устья должны быть до-
статочно велики, чтобы звуковая вол-
на излучалась в основном во внешнюю
среду, а не отражалась внутрь.
Чтобы устье достигло необходимых
размеров
при
приемлемой
осевой
длине рупора, скорость возрастания
сечения рупора должна быть пропор-
циональна увеличению сечения: тем
медленнее, чем изменение сечения
меньше, п тем быстрее, чем оно боль-
ше. Этому требованию отвечает эк-
споненциальная форма рупора, кото-
рая математически выражается так:
= V 1
‘\
где 50
сечение горла рупора:
е
основание натуральных логарифмов;
5,
сечение рупора на произвольном
расстоянии .г от горла: (5
показатель
расширения рупора. Единицей изме-
рения 0 является 1/м.
І Іоказатель расширения рупора есть
величина, определяемая изменением
сечения рупора, приходящимся на еди-
ницу его осевой длины.
Экспоненци-
альный рупор изображен на рне. 2, где
показано, что отрезку осевой длины
рупора ДА соответствует постоянное
относительное изменение сечения.
Применение такой формы рупора
обеспечивает преобладание активной
Р ис. 1. Основные элементы конст-
рукции узкогорлого рупора: 1
верх-
ний фланец; 2 —
нижний фланец; 3 —
керн;
4 —
магнит; 5 —
звуковая ка-
тушка; 6 —
диафрагма; 7 —
крепящие
кольца; 8 —
предрупорная камера;
9 —
горло рупора; 10 —
вкладыш:
11 - крышка: 12 - рупор
Р ис. 3. Зависимость активной п ре-
активной составляющей сопротивле-
ния от частоты
Р ис. 4.
Рупор “\vaveguide” фирмы
“Сспеїес
составляющей сопротивления излуче-
ния над реактивной. Кроме того, при
относительно больших размерах устья
рупора, в неограниченную среду нзлу-
1/2000 АудиоМагазин
153
предыдущая страница 154 АудиоМагазин 2000 1 читать онлайн следующая страница 156 АудиоМагазин 2000 1 читать онлайн Домой Выключить/включить текст