Что такое эквивалентные параметры колебательной системы

Теоретические основы акустики

1520505103we1e4

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РФ

Федеральное государственное образовательное учреждение

УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ»

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АКУСТИКИ

Учебное пособие по дисциплине «Теоретические основы акустики»

для студентов заочного факультета специальности

, Уваров основы акустики: Учебное пособие. – СПб.: СПбГУКиТ, 2010.

В соответствии с учебной программой весь курс дисциплины «Теоретические основы акустики» включает в себя вопросы, связанные с изучением трех основных разделов дисциплины: механических колебательных систем, звукового поля и психофизики слуха.

В настоящем пособии излагаются вопросы, посвященные изучению первого раздела дисциплины, а, именно, механическим колебательным системам. В пособии приведены основные математические соотношения, применяемые при анализе колебательных процессов, происходящих в механических и акустических колебательных системах и их физическая интерпретация. Показано построение механических моделей механико-акустических систем и их электрических аналогов.

Рассмотрены также распределенные механические системы и способы их замещения сосредоточенными.

Приведены различные примеры использования механических и акустических систем в реальных конструкциях электроакустических аппаратов.

Учебное пособие, в основном, предназначено для студентов заочной формы обучения специальности «Аудиовизуальная техника».

Рецензент: к. т.н., профессор

Рекомендовано к изданию советом факультета аудиовизуальной техники СПбГУКиТ. Протокол № от.

Учебное пособие по дисциплине «Теоретические основы акустики» предназначено для студентов заочной формы обучения специальности «Аудиовизуальная техника».

Изложенный в пособии материал охватывает в доступной для понимания форме содержание одного из разделов дисциплины, а именно, вопросы, связанные с изучением механических колебательных систем.

Раздел механических колебательных систем включает, в основной своей части, рассмотрение колебательных процессов в системах с сосредоточенными параметрами, а также основные параметры и характеристики систем с распределенными параметрами.

В пособии подробно рассмотрен вывод уравнения колебаний простой механической колебательной системы (ПМКС) и его решение для свободного и вынужденного режимов. Приведены параметры и характеристики системы в режимах свободных и вынужденных колебаний.

Рассмотрены колебательные процессы в акустических колебательных системах. Получены соотношения, связывающие параметры гибкости, массы и активного сопротивления с конструктивными размерами акустической системы. Тем самым показан способ оперативной настройки резонансной частоты резонатора Гельмгольца.

Приведены примеры конкретных механико-акустических аппаратов, конструкции которых содержат акустические и механические колебательные системы.

Рассмотрены способы построения механических моделей механико-акустических систем и их электрических аналогов.

Рассмотрены вопросы трансформации в механических и акустических системах и выведены соответствующие соотношения для приведенных параметров таких систем.

Рассмотрены основные параметры и характеристики распределенных колебательных систем, их отличия от сосредоточенных. Приведены способы замещения распределенных систем сосредоточенными с соответствующим вычислением эквивалентных параметров.

Материал, изложенный в учебном пособии, предназначен для студентов заочной формы обучения по специальности «Аудиовизуальная техника» и может быть также интересен специалистам, работающим в области производства и эксплуатации аудиовизуальной аппаратуры.

1. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

1.1. Простая механическая колебательная система. Уравнение колебаний

Простая механическая колебательная система (ПМКС) или механический осциллятор является составной частью практически любого электроакустического аппарата. Поэтому детальное исследование колебательных процессов в механических осцилляторах позволяет более осмысленно подойти к пониманию процессов, происходящих в более сложных колебательных системах и в целом, в электроакустической аппаратуре. ПМКС состоит из поршня, подвешенного на пружине к опоре ( рис. 1.1 а ), или закрепленного на опоре с помощью гибкого воротника (рис. 1.1 б).

image001 122

image002 90 image003 78а) б)

image004 71

image005 60image005 60image006 56image006 56image007 51image008 47image009 43image010 39image011 37image012 36image013 36image014 35image014 35image008 47image015 34image016 33image017 29

image018 26 image019 23 image019 23 image020 22 image019 23 image021 25 image022 22 image023 24

Рис.1.1. Примеры простых механических колебательных систем: а) – поршень, подвешенный на пружине; б) – поршень, закрепленный в гибком воротнике

Рассмотрим колебания поршня, совершаемые под действием силы F (t) [1]. Для составления уравнения колебаний системы воспользуемся принципом Даламбера, согласно которому сумма внешних сил, действующих на систему, находящуюся в динамическом равновесии, равна сумме реакций ее элементов.

В рассматриваемом случае сила F (t) в каждый момент времени встречает противодействие системы, обусловленное несколькими причинами.

1. Инерцией поршня, пропорциональной его массе m и приобретенному ускорению ξ»

где ξ – смещение поршня, м.

2. Упругостью подвеса, пропорциональной смещению его концов (в предположении, что деформации не переходят за пределы закона Гука)

где s – упругость подвеса, а с = 1/s – гибкость подвеса, м/Н.

3. Реакцией трения. В принципе, в системе возможно существование трех видов трения: сухого, вязкого и внутреннего.

Реакция сухого трения возникает при непосредственном (сухом) контакте движущихся элементов. Колебательная система при наличии в ней сухого трения является существенно нелинейной, поэтому сухое трение в электроакустической аппаратуре считается недопустимым. По этой причине мы не будем его рассматривать.

Вязкое трение возникает между двумя движущимися поверхностями, отделенными друг от друга слоем жидкости или газа. При относительно небольших скоростях эту реакцию можно считать пропорциональной первой степени скорости, то есть

F31(t) = rвязк ── = rвязк ξ’, где rвязк – коэффициент вязкого трения,

численно равный реакции при единичной скорости движения тела, Нс/м.

Кроме вязкого трения, в системе всегда присутствует реакция внутреннего трения, которая образуется в упругом элементе подвеса: периодические деформации пружины сопровождаются относительными смещениями частиц материала, из которого она изготовлена, что приводит к необратимым потерям энергии. Также как реакция вязкого трения, этот вид потерь пропорционален колебательной скорости

В связи с этим, оба вида реакции трения объединяют обычно в один:

F3(t) = F31(t) + F311(t) = r ξ’, где r = rвязк + rвнутр.

Таким образом, в соответствии с принципом Даламбера имеем

Подставив сюда значения сил, получим

Уравнение (1.1) и есть уравнение колебаний ПМКС под действием произвольной силы F(t). Оно представляет собой линейное дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами. Его решение позволяет определить смещение системы в каждый момент времени t.

1.2. Собственные (свободные) колебания ПМКС

1.2.1. Д и с с и п а т и в н а я с и с т е м а

Если в уравнении (1.1) положить F(t) = 0, то уравнение примет вид

Это уравнение собственных (свободных) колебаний диссипативной системы (поскольку присутствует слагаемое с r). Его решение ищем в виде [2]:

где А’ – комплексная величина, модуль которой равен амплитуде смещения ξ0.

Уравнение (1.2) примет вид

к2m А’ еjк + rк А’ еjк + А’ еjк/с = 0,

Это характеристическое уравнение, в котором δ = r/2m – коэффициент затухания собственных колебаний системы; ω02 = 1/mc. Его решение для к:

ωc = (ω02 – δ2)1/2 – собственная частота колебаний диссипативной колебательной системы.

ξ = А’e-δt ( ејωсt + е –јωсt).

Здесь ξ0 = 2 ξ01; α = arctg ωct = arctg 2πt/T – начальная фаза колебаний. Период Т = 1/f функции sin (ωct + α), считают условным периодом собственных колебаний, хотя, строго говоря, в силу убывания амплитуды, они не могут называться периодическими. С течением времени собственная частота понижается.

Круговая частота свободных колебаний ωc, или собственная частота осциллятора определяется всеми тремя параметрами системы: массой, гибкостью и трением.

Физический смысл величин ξ0 и α понятен из рис. 1.2.

Рис. 1.2 График собственных колебаний диссипативной системы

Уменьшение амплитуды свободных колебаний со временем выражается экспоненциальным законом ξ0 e-δt, причем амплитуда уменьшается в е раз (е = 2,72 ) в течение времени τ = 1/ δ секунд. Этот промежуток времени определяет скорость затухания колебаний и называется постоянной времени системы. На рис. 1.3 показаны кривые затухания свободных колебаний двух систем, имеющих одинаковую постоянную времени τ, но разные периоды свободных колебаний Т1 и Т2.

Рис. 1.3 Собственные колебания двух диссипативных систем

При одинаковых τ система (а) совершила больше колебательных циклов в течение времени t, чем система (б). Это значит, что диссипативные силы в случае (б) больше, чем в (а). Для их количественной оценки ввели понятие декремента затухания d, характеризующего уменьшение амплитуды колебаний за один период. Математически он выражается натуральным логарифмом отношения двух последовательных амплитуд, разделенных промежутком времени, равным одному периоду, то есть

Декремент затухания равен единице, если за время Т амплитуда колебаний уменьшится в е раз. Эта единица получила название непер.

В формуле для собственной частоты ωc= (ω02 – δ2)1/2 значение ωc зависит от величины коэффициента затухания δ.

Источник

Гармонические колебания

6052241e84c52356357921

9 класс, 11 класс, ЕГЭ/ОГЭ

Механические колебания

Механические колебания — это физические процессы, которые точно или приблизительно повторяются через одинаковые интервалы времени.

Колебания делятся на два вида: свободные и вынужденные.

Свободные колебания

Это колебания, которые происходят под действием внутренних сил в колебательной системе.

Они всегда затухающие, потому что весь запас энергии, сообщенный в начале, в конце уходит на совершение работы по преодолению сил трения и сопротивления среды (в этом случае механическая энергия переходит во внутреннюю). Из-за этого свободные колебания почти не имеют практического применения.

Вынужденные колебания

А вот вынужденные колебания восполняют запас энергии внешним воздействием. Если это происходит каждый период, то колебания вообще затухать не будут.

Частота, с которой эта сила воздействует, равна частоте, с которой система будет колебаться.

Например, качели. Если вас кто-то будет на них качать, каждый раз давая толчок, когда вы приходите в одну и ту же точку — такое колебание будет считаться вынужденным.

Это колебание все еще будет считаться вынужденным, если вас будут раскачивать из положения равновесия. Просто в данном случае амплитуда (о которой речь пойдет чуть ниже) будет увеличиваться с каждым колебанием.

Автоколебания

Иногда вынужденному колебанию не нужно внешнего воздействия, чтобы случиться. Бывают такие системы, в которых это внешние воздействие возникает само из-за способности регулировать поступление энергии от постоянного источника.

У автоколебательной системы есть три важных составляющих:

Часы с кукушкой — пример автоколебательной системы. Гиря на ниточке (цепочке) стремится вращать зубчатое колесо (храповик). При колебаниях маятника анкер цепляет за зубец, и вращение приостанавливается.

Но в результате маятник получает толчок, компенсирующий потери энергии из-за трения. Потенциальная энергия гири, которая постепенно опускается, расходуется на поддержание незатухающих колебаний.

605479da2101b286195097

Характеристики колебаний

Чтобы перейти к гармоническим колебаниям, нам нужно описать величины, которые помогут нам эти колебания охарактеризовать. Любое колебательное движение характеризуется величинами: период, частота, амплитуда, фаза колебаний.

Формула периода колебаний

T = t/N

N — количество колебаний [-]

Также есть величина, обратная периоду — частота. Она показывает, сколько колебаний совершает система в единицу времени.

Формула частоты

ν = N/t = 1/T

N — количество колебаний [-]

Она используется в уравнении гармонических колебаний:

605479b9d2a9a318450583

Гармонические колебания

Простейший вид колебательного процесса — простые гармонические колебания, которые описывают уравнением:

Уравнение гармонических колебаний

x — координата в момент времени t [м]

t — момент времени [с]

2πνtв этом уравнении — это фаза. Ее обозначают греческой буквой φ

Фаза колебаний

t — момент времени [с]

Например, в тех же самых часах с кукушкой маятник совершает колебания. Он качается слева направо и приходит в самую правую точку. В той же фазе он будет находиться, когда придет в ту же точку, идя справа налево. Если мы возьмем точку на сантиметр левее самой правой, то идя в нее не слева направо, а справа налево, мы получим уже другую фазу.

На рисунке ниже показаны положения тела через одинаковые промежутки времени при гармонических колебаниях. Такую картину можно получить при освещении колеблющегося тела короткими периодическими вспышками света (стробоскопическое освещение). Стрелки изображают векторы скорости тела в различные моменты времени.

605479ac9bcc5289168096

Если изменить период, начальную фазу или амплитуду колебания, графики тоже изменятся.

На рисунке ниже во всех трех случаях для синих кривых начальная фаза равна нулю, а в последнем (с) — красная кривая имеет меньшую начальную фазу.

Во втором случае (b) красная кривая отличается от синей только значением периода — у красной период в два раза меньше.

60547a3563dc8990912345

Математический маятник

Математический маятник — отличный пример гармонических колебаний. Если мы подвесим шарик на нити, то это еще не будет математическим маятником — пока он только физический.

Математическим этот маятник станет, если размеры шарика много меньше длины нити (тогда этими размерами можно пренебречь и рассматривать шарик как материальную точку), растяжение нити очень мало, а масса нити во много раз меньше массы шарика.

605479973db8b196526400

Математическим маятником называется система, которая состоит из материальной точки массой m и невесомой нерастяжимой нити длиной l, на которой материальная точка подвешена, и которая находится в поле силы тяжести (или других сил).

Период малых колебаний математического маятника в поле силы тяжести Земли определяется по формуле:

Формула периода колебания математического маятника

6054909f1fbb7079249798

g — ускорение свободного падения [м/с^2]

На планете Земля g = 9,8 м/с2

Пружинный маятник

Пружинный маятник — это груз, прикрепленный к пружине, массой которой можно пренебречь.

В пружинном маятнике колебания совершаются под действием силы упругости.
Пока пружина не деформирована, сила упругости на тело не действует.

6054798977df2110468711

Формула периода колебания пружинного маятника

6054908df3603523614575

m — масса маятника [кг]

k — жесткость пружины [Н/м]

Закон сохранения энергии для гармонических колебаний

Физика — такая клевая наука, в которой ничего не исчезает бесследно и не появляется из ниоткуда. Эту особенность описывает закон сохранения энергии.

Рассмотрим его на примере математического маятника.

Источник

Что такое добротность колебательного контура?
как измерить добротность в радиолюбительских условиях.

«Добротность обозначается символом Q (от английского quality factor) и является тем параметром колебательной системы, который определяет ширину резонанса и характеризует, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за время изменения фазы на 1 радиан.

При подключении к контуру внешних цепей, параллельно Rш добавляется дополнительное сопротивление Rн, вносимое этими внешними цепями.

По большому счёту, на Рис.1 не хватает ещё одной ёмкости, равной сумме паразитных ёмкостей катушки индуктивности, внешних цепей и паразитной ёмкости монтажа. На высоких частотах эти привнесённые ёмкости могут иметь существенные величины, соизмеримые с ёмкостью самого контурного конденсатора. На добротность эти ёмкости существенного влияния не оказывают, но при расчёте резонансной частоты их необходимо учитывать и суммировать со значением основной ёмкости С.

Теперь давайте разберёмся, что такое «скорость затухания собственных колебаний в системе» и, каким боком она связана с добротностью.

Q2Для начала мысленно спаяем схему, нарисованную на Рис.1, и замкнём переключатель на батарейку (в левое по схеме положение).

Конденсатор С зарядится до уровня, равного напряжению питания.

Теперь перещёлкнем переключатель в правое по схеме положение.

Число периодов свободных колебаний в контуре можно подсчитать счётчиком импульсов и таким образом узнать добротность колебательного контура, генератор сигналов в этом случае не нужен.

Собственно говоря, на таком принципе и строится большинство промышленных измерителей добротности.

Вспоминаем дальше: «Добротность является тем параметром колебательной системы, который определяет ширину резонанса».

Рисуем резонансную кривую (амплитудно частотную характеристику) колебательного контура.

А как измерить добротность контура, не прибегая к изготовлению специальных устройств, в домашней лаборатории?

1. Если речь идёт о низких (звуковых) частотах, то тут всё просто.
В этом случае, Q равна отношению реактивного сопротивления индуктивного или ёмкостного характера (характеристического сопротивления) к полному последовательному сопротивлению потерь в резонансном контуре. В виду того, что конденсаторы на данных частотах практически не вносят потерь, то добротность контура равна добротности катушки индуктивности, величина которой напрямую зависит от активного сопротивления катушки.
А поскольку данное сопротивление можно легко измерить обычным омметром, то имеет полный смысл проделать эту не сильно замысловатую манипуляцию, после чего перейти на страницу ссылка на страницу и в первой таблице произвести расчёт добротности. Естественным образом, подразумевается, что катушка намотана на соответствующем для данных частот сердечнике, не вносящих существенных потерь в работу колебательного контура.

2. На высоких частотах (радиочастотах) значение активного сопротивления катушки может составлять доли ома, к тому же возможно проявление влияния добротности конденсатора на общую добротность цепи, поэтому такими же примитивными методами, как в случае НЧ обойтись не удастся.
Рискну сделать осторожное предположение, что в радиолюбительской лаборатории у нас затерялся высокочастотный генератор с 50-омным выходом и такой же высокочастотный осциллограф, или, на худой конец, измеритель ВЧ напряжений.

В этом случае мы воспользуемся ещё одним определением Q. Добротность резонансного контура равна фактору увеличения напряжения и может быть выражена отношением напряжения, развиваемого на реактивных элементах к входному напряжению, поданному последовательно с контуром.

Так как в случае высокодобротных элементов, сопротивление контура на резонансной частоте может превышать значение в сотню килоом, для корректного измерения добротности, входные импедансы измерителя ВЧ напряжений, либо осциллографа должны превышать это значение как минимум на порядок.

А на следующей странице порассуждаем на тему: что надо сделать, чтобы намотать катушку с максимально-возможной добротностью.

Источник

Параметры Тиля – Смолла. а именно что такое: fs, qes, qms, qts, vas

52afb64s 100

«Параметры Тиля — Смолла» — это набор электроакустических параметров, который определяет поведение динамической головки (динамика) в области низких частот. Эти параметры публикуются в спецификациях производителями как справочные для производителей акустических систем. Большинство параметров определяются только на резонансной частоте динамика, но в общем применимы во всем диапазоне частот, в котором динамик работает в поршневом режиме.

Fs — Резонансная частота динамической головки.
Qes — Электрическая добротность на частоте Fs.
Qms — Механическая добротность на частоте Fs.
Qts — Полная добротность головки на частоте Fs.
Vas — Эквивалентный объем (объем воздуха (в м?), который, при воздействии на него поршня площадью Sd, обладает гибкостью, равной гибкости подвеса).

Рассмотрим каждый параметр по отдельности:

Fs — Резонансная частота динамической головки.

Можно сказать что это условия при которых все движущиеся части динамической системы синхронизированы или входят в резонанс. Резонанс довольно сложно объяснить, проще понять это явление если попросту сказать что очень тяжело получить с помощью динамика частоту ниже частоты его основного резонанса.

К примеру грубо говоря динамик с частотой основного резонанса (fs: Driver free air resonance) = 60 Hz (Гц), не будет воспроизводить частоту в 35 Hz (Гц) очень хорошо.

Динамик же с частотой основного резонанса (fs: Driver free air resonance) = 32 Hz (Гц), будет воспроизводить частоту в 35 Hz (Гц) довольно уверенно, если ваше акустическое оформление будет настроено на воспроизведение столь низких частот. Эти два объяснения очень хорошо подходят для выбора динамика для оформления ФИ (фазинвертер), ЗЯ (Закрытый Ящик) и band-pass (банд пасс). В случае рупорного сабвуфера этот параметр не столь критичен, так как там динамик скорее используется как поршень, а частоту создает само оформление сабвуфера в виде рупора. Резонансная частота – это частота резонанса динамика без какого-либо акустического оформления. Она так и измеряется – динамик подвешивают в воздухе на наибольшем расстоянии от окружающих предметов, так что теперь его резонанс будет зависеть только от его собственных характеристик – массы подвижной системы и твердости подвески.Существует мысль, что чем ниже резонансная частота, тем лучше выйдет сабвуфер. Это верно только частично, для некоторых конструкций лишняя низкая частота резонанса – препятствие. Для ориентира: низкая – это 20 – 25 Гц. Ниже 20 Гц – редкость. Выше 40 Гц – считается высокой, для сабвуфера.

Qms — Механическая добротность на частоте Fs

Qms: Driver mechanical Quality
Qms: Механическая добротность динамика

Qms — механическая добротность динамика, дает представление о всех механических параметрах динамика вместе. Это выражение контроля создаваемого жесткостью подвеса.

Qts — Полная добротность головки на частоте Fs

Qts: Driver total Quality.
Qts: Общая добротность динамика

Иногда в этом параметре опускается буква Q, так как Это сокращение слова (качество — добротность). Итак Qts это общая добротность динамика, которая включает в себя электрическую и механическую добротность. Qts — дает нам понять, насколько сильна моторная (магнитная) система динамика. Динамики с малой общей добротностью системы (около 0,20( будут иметь большой магнит и смогут двигать диффузор динамика с большой силой. Это делается для тугих (жестких) динамиков. Динамик с Qts = 0,45 будут иметь меньший магнит и соответственно меньшую силу для движения диффузора. Таким образом низкое значение Qts дает сильный (жесткий, плотный) и острый звук, но с малым весом или низким басом и большим Qts получается протяжный и сильный звук который дает вам очень много низкочастотного давления. Остерегайтесь динамиков с большим Qts, более 0,6. Для нормальной работы таких динамиков вам потребуются огромные акустические оформления (короба), так как с нормальными (реально разумными) размерами акустического оформления вы не получите от этих динамиков много басовой составляющей. Такие динамики лучше использовать в задней полке вашего авто, где они получат много свободного пространства за своей спиной. Qts (общая добротность динамика) состоит из електрической добротно Q (Qes) и механической добротности Q (Qms)

Рассчитать Qts можно как 1/Qts = 1/Qes + 1/Qms

Qms рассчитывается как

Qts это всего лишь произведение Qes и Qms и понимания что означают эти величины, очень важно при конструировании акустических систем.
Qts Vas и fs все что нужно для вычисления размеры вашего будущего акустического оформления (короба), со временем когда вы перейдете на более профессиональный уровень конструирования, такие величины как Qes и Qms станут для вас необходим условиям для последующей работы.

Добротность – не качество изделия, а соотношение упругих и грузлых сил, которые существуют в подвижной системе динамика вблизи частоты резонанса. Подвижная система динамика во много почему то же что и подвеска автомобиля, где есть пружина и амортизатор. Пружина создает упругие силы, то есть накапливает и отдает энергию в процессе колебаний, а амортизатор – источник грузлого сопротивления, оно ничего не накапливает, а поглощает и рассеивает в виде тепла. То же происходит при колебаниях диффузора и всего, что к нему прикреплено. Высокое значение добротности значит, что преобладают упругие силы. Это – как автомобиль без амортизаторов. Достаточно наехать на камешек и колесо начнет прыгать, ничем не сдерживаемое. Прыгать на той же резонансной частоте, что свойственная этой колебательной системе. Относительно громкоговорителя это означает выбросы частотной характеристики на частоте резонанса, тем больший, чем выше полная добротность системы.Наивысшая добротность, измеряемая тысячами, – у звука, что в итоге ни на какой частоте, кроме резонансной звучать не желает, благо еще, что этого от него никто и не требует.Популярный метод диагностики подвески машины покачиванием – не что другое как измерение добротности подвески «кустовым» способом. Если теперь привести подвеску в порядок, то есть прицепить параллельно пружине амортизатор, накопленная при сжатии пружины энергия уже не вся вернется назад, а частично будет затеряна амортизатором. Это – снижение добротности системы. Теперь опять вернемся к динамику. Ничего, что мы сюда ходим? Это, говорит что, с пружиной у динамика все, вроде бы, ясно. Это – подвеска диффузора. А амортизатор? Амортизаторов – целых два, что работают параллельно. Полная добротность динамика состоит из двух: механической и электрической.Механическая добротность определяется главным образом выбором материала подвеса, причем в основном – шайбы, которая центрирует, а не внешнего гофра, как иногда думают. Больших потерь здесь обычно не бывает и взнос механической добротности в полной мере не превышает 10 – 15%. Основной взнос принадлежит электрической добротности.Самый твердый амортизатор, который работает в колебательной системе динамика, – это ансамбль из звуковой катушки и магниту. Будучи по своей природе электромотором, он как и годится мотору, может работать как генератор и именно этим и занятый вблизи частоты резонанса, когда скорость и амплитуда перемещения звуковой катушки – максимальны.Двигаясь в магнитном поле, катушка производит ток, а нагрузкой для такого генератора служит исходное сопротивление усилителя, то есть практически – нуль. Выходит такой же электрический тормоз, которым поставляются все электрички. Там тоже при торможении тяговые двигатели вынуждают работать в режиме генераторов, а нагрузка их – батареи тормозных сопротивлений на крыше. Величина производимого тока будет, природнее, тем более, чем сильнее магнитное поле, в котором двигается звуковая катушка. Выходит, что чем больше магнит динамика, тем ниже, при других ровных, его добротность. Но, конечно, поскольку в формировании этой величины принимают участие и длина проведения обмотки, и ширина зазора в магнитной системе, окончательный вывод только на основании размера магниту было бы делать преждевременно. А предыдущий – почему нет?- Базовые понятия – рядом считается полная добротность динамика меньше 0,3 – 0,35; высокой – больше 0,5 – 0,6.

Vas — Эквивалентный объем (объем воздуха (в м?), который, при воздействии на него поршня площадью Sd, обладает гибкостью, равной гибкости подвеса).

Vas: Volume of air equal to the driver compliance.
Vas: Эквивалентный объем динамика

Он дает понятие о том насколько тугой подвес у динамика. Значение дается в литрах или в кубических дюймах. Есть много параметров влияющих на Эквивалентный объем, так что мы не можем сказать что большое значение параметра Vas лучше. На еквивалентный обхем влияет подвес динамика, размер диффузора и даже температура воздуха. Это самый трудно определяемы параметр. Его значимость труднее всего оценить.Большинство современных головок громкоговорителей основано на принципе «акустического подвеса». Концепция акустического подвеса заключается в установке динамика в такой объем воздуха, упругость которого сравнимая с упругостью подвеса динамика. При этом выходит, что в параллель к уже имеющейся в подвеске пружине поставили еще одну. Эквивалентным объем будет при этом такой, при котором новая пружина, которая появилась, равняется по упругости той что была. Величина эквивалентного объема определяется твердостью подвеса и диаметром динамика. Чем мягче подвес, тем более будет величина воздушной подушки, присутствие которой начнет тревожить динамик.То же происходит с изменением диаметра диффузора. Большой диффузор при том же сдвиге будет сильнее сжимать воздух внутри ящика, тем самым испытывая большую соответствующую силу упругости воздушного объема. Именно это обстоятельство чаще всего определяет выбор размера динамика, исходя из имеющегося объема для размещения его акустического оформления. Большие диффузоры создают предпосылки для высокой отдачи сабвуфера, но требуют и больших объемов. У эквивалентного объема интересны семейные связки с резонансной частотой, без осознания которых легко промахнуться. Резонансная частота определяется твердостью подвеса и массой подвижной системы, а эквивалентный объем – диаметром диффузора и той же твердостью.
В итоге возможна такая ситуация: допустимо, есть две динамика одинакового размера и с одинаковой частотой резонанса. Но только в одно из них это значение частоты вышло в результате тяжелого диффузора и жесткой подвески, а в другое – наоборот, легкого диффузора на мягком подвесе. Эквивалентный объем у такой парочки при всем внешнем сходстве может различаться очень существенно, и при установке в тот же ящик результаты будут драматично разными.

Источник

Справочник по обустройству дома и дачи
Adblock
detector