Рис. 5.104. Частотная зависимость |Z| АЛ на основе АС «Эстония»

35АС-021

Анализ этой зависимости показывает правильную настройку АЛ на f = 43 Гц, выбор и расчет фильтров, выше 100 Гц проявляется высокая стабильность |Z|.

5.5.6. Рупорные АС

Конструкция полностью рупорных 2-х полосных АС приведена на рис. 5.105 [15].

Рис. 5.105. Схема разработанных рупорных АС

АС состоят из двух отдельных блоков. НЧ-секция представляет собой узкогорлый сложенный рупор, в котором установлены 2 ГГ 6ГД-2. СЧ-ВЧ-блок является широкогорлым экспоненциальным рупором цилиндрической волны на основе доработанной широкополосной ГГ 8ГДШ-1. Нагрузка ГГ симметрична, обе стороны диффузора работают на одинаковые рупора, излучая «впер д- назад». Доработка 8ГДШ-1 сводилась к замене пылезащитного колпачка ВЧрупорком для расширения диапазона частот в сторону ВЧ и пропитке диффузора раствором изобутилового каучука для сглаживания АЧХ. В СЧ-ВЧ блоке

175

возможна установка 2-ч 8ГДШ-1. Конструкция предполагает установку НЧсекции устьем назад на определ нном расстоянии от стены или угла помещения, которые вместе с корпусом будут являться продолжением рупорного оформления. При этом СЧ-ВЧ секция свободно установлена на НЧ-блоке, е положение подбирается экспериментально, независимо от установки НЧсекции.

По формулам (п. 5.3.7) были рассчитаны параметры НЧ рупора: Vkk = 275

дм3; fгр = fр = 56 Гц; β = 1,9; n = 4; Sг = 190 см2; Sу = 2,85 м2; L = 2,6 м; Vпк = 12 дм3. СЧ-ВЧ рупор: fгр = 270 Гц; β = 11; Sг = 380 см2; Sу = 1480 см2; L = 15 см.

Схема разделительных фильтров приведена на рис. 5.106.

Рис. 5.106. Электрическая схема разделительных фильтров

Частота раздела — 250 Гц.

Возможна 3-х полосная версия разработанных рупорных АС. В этом случае коаксиально штатной ГГ 8ГДШ-1 устанавливается небольшая рупорная ВЧ ГГ, например, 6 ГДВ-1, подключаемая через простейший фильтр первого порядка.

Для изготовления корпуса использована MDF-плита толщиной 16 и 22 мм, корпус усилен стяжками. Внутренние стенки НЧ-блока и объ м компрессионной камеры покрыты и заполнены звукопоглотителем.

Еще одна конструкция с двумя рупорами с «устьем» назад, использующая помещение, как акустическое оформление приведена на рис. 5.107.

Здесь используется одна ШП ГГ « Fostex» FE208EΣ, передняя сторона диффузора которой нагружена на широкогорлый экспоненциальный рупор цилиндрической волны, а задняя — на узкогорлый НЧ экспоненциальный рупор

через предрупорную камеру.					= 48 Гц;	кр	= 240 Гц; β	пк	г
Sy
	Параметры фронтального СЧ-ВЧ рупора:							= 9;	Sг = 400 см2 ;
120см ; Sy = 3,5 м ; L = 3 м; длина				кр					= 4 дм3 ; S =
	= 1650 см2	; L = 17 см. НЧ рупор:				β = 1,8; n = 2; V
	2	2	рупора в корпусе — 1,9 м; площадь выхода

рупора в корпусе — 0,46 м2.

176

Рис. 5.107. Рупорная АС на основе ШП ГГ «Fostex» FE208EΣ

При расположении АС на расстоянии 28 см «устья» от стены, боковые и верхняя стенки корпуса продолжают раскрыв по экспоненте. Когда звуковая волна обогнет корпус и пройдет путь 3 м, реализуются расчетные L и Sy, кроме того, вблизи частоты раздела 240 Гц излучения передней и задней сторон диффузора складываются почти в фазе.

Корпус АС выполнен из MDF-плиты толщиной 18 мм и усилен стяжками. Сложенная часть рупора и предрупорная камера заполнена звукопоглотителем, выход рупора покрыт карпетом.

На рис. 5.108 представлена конструкция «угловых» рупорных АС, выпол-

ненных в стиле «Klipsch» (рис. 5.34).

Рис. 5.108. Угловые рупорные АС

В АС использованы 4 доработанных ШП ГГ 8ГДШ-1, образующих групповой излучатель. Поскольку масса присоединенного к диффурам воздуха повысится, резонансная частотакрГГ понизится до 52 Гц. Параметры рассчитанного экспоненциального рупора: = 52 Гц; β = 1,9; n = 2; Vпк = 12 дм3; Sг = 380 см2;

Sy = 3,2 м2; L = 2,25 м; длина рупора в корпусе — 85 см; площадь выхода рупора

177

в корпусе — 0,35 м2. АС устанавливается в углах комнаты, у короткой стены, сверху возможна установка рупорной ВЧ ГГ, включенной через фильтр первого порядка. Корпус изготовлен из MDF-плиты толщиной 18 мм, перегородки — 16 мм, между перегородками и стенками установлены стяжки, корпус заполнен звукопоглотителем.

Учитывая серьезное увлечение дипломников автозвуком, перейдем к рассмотрению АС с высочайшими мощностью и SPL. Вообще, проблема создания акустических систем (АС) с широким динамическим диапазоном (до 125–130 дБ) и перегрузочной способностью становится чрезвычайно актуальной и очень не простой задачей. Кроме того, проблема представляет и прикладной интерес, заключающийся в создании автомобильного сабвуфера для участия в конкурсе по достижению максимального уровня звукового давления (SPL) в автомобильных аудиоустановках.

До последнего времени повышение SPL достигалось увеличением мощности ГГ и, соответственно, усилителей вплоть до 3–4 кВт, повышение SPL на 3 дБ требовало увеличение мощности в 2 раза, ГГ устанавливались в классические акустические оформления — «закрытый корпус», «фазоинвертор», «полосовой резонатор», КПД которых не превышает 1–3%, тогда как КПД рупорных оформлений достигает 20% и больше.

В п. 5.3.7 показано, что максимальной эффективностью обладают гиперболический рупор, но нелинейные искажения в нем выше чем в рупорах других профилей из-за высокой скорости раскрыва. Поскольку при измерениях SPL на автоконкурсах нелинейные искажения не нормируются, при разработке конструкции автомобильного сабвуфера мы остановили свой выбор на гиперболическом рупоре [16].

Конструкция рупорного автомобильного сабвуфера представлена на рис. 5.109, установка в автомобиль — на рис. 5.110.

В конструкции использованы 2 профессиональные НЧ ГГ, включенные параллельно, B&C Speaker 12nw76, выбор которых в первую очередь был обусловлен рекордным уровнем характеристической чувствительности.

Рис. 5.109. Схема рупорного автомобильного сабвуфера

178

Рис. 5.110. Расположение сабвуфера в салоне автомобиля

Передние стороны диффузоров ГГ нагружены на свернутый рупор через предрупорную камеру, согласующую входное сопротивление рупора с механических сопротивлением ГГ. Задние стороны работают на фазоинвертор с пассивным излучателем (ПИ), установленном в компрессионной камере. ПИ представляет собой диск из алюминиевого сплава на гибком подвесе, частота его настройки регулируется с помощью дополнительных грузов, размещенных в центре диска. Важно отметить, что салон автомобиля является частью рупорного акустического оформления и формирует вместе с боковыми стенками продолжение рупора, расширяющегося по гиперболе, а открытые передние двери

позволяют достичь расчетной величины площади «устья» Sy и продлить рупор.
= 6 дм ; Sг = 450 см ; Sy = 2,2 м ; длина рупора			гр—= 2кр =	58 Гц; Vкк = 60 дм3; Vпк
Расчитанные параметры рупора следующие:
3	2	2	2,4 м; длина рупора в корпусе
— 1,5 м; площадь выхода рупора в корпусе — 0,6 м .
Параметры фазоинвертора: Vкк = 60 дм3; диаметр ПИ — 30 см; площадь
6 ∙ 10	м/н.

ПИ — 700 см2; частота настойки 32–45 Гц; масса ПИ — 180 г; гибкость подвеса

ПИ — Подобная конструкция разрабатывалась и для рупора с трактриссой (рис.

5.34). Звуковая волна, излучаемая передними сторонами диффузоров, проходит
путь до ПИ, и точки прослушивания или измерения SPL у переднего сидения,
равный примерно половине длины волны, соответствующей	кр	(~ 3 м). Учиты-

вая, что ПИ на частоте настройки фазоинвертора работает почти в фазе с передними сторонами, то результирующее звуковое давление должно возрасти. Все эти соображения необходимо учитывать при разработке сабвуферов под конкретные кузова (желательно большие и очень прочные).

Требования к корпусу сабвуфера максимально жесткие: он должен быть прочным, жестким и герметичным. Толщина стенок зависит от применяемых материалов, в случае использования березовой фанеры (лучше авиационной) их толщина должна быть не менее 3 см. лучше использовать несколько слоев, склеенных клеем или компаундом, сохраняющими вязкость для поглощения вибраций корпуса и перегородок, обязательно применение усиливающих стяжек и ребер жесткости. Объемы предрупорной и компрессионной камер час-

179