Analýza reproduktora v zatvorenej ozvučnici

doc. Ing. Jozef Juhár, CSc.

Náčrtok reproduktora v zatvorenej ozvučnici

wD wB

Symbolická schéma sústavy

RARD

CMSMMD RMS

MARD

SD

vDvD

(B.l)vDeG REVC

LEVC

RG

RAB

CAB

MAB

20 0

ABAB

VC

c

Elektro-mechanicko-akustická schéma sústavy

eG

RG

CMSRMS MMD vDLEVC

Bl

REVCiVC

SD:1

SD:1

ARD MARD

MAB

wB

wD

RAB

CAB

Náhradná schéma

Eg

Rg

CMSRMS MMSvD

LEVC

BlREVC

iVCSD:1

wD

CMB

ARDCMT

0

ARD AB

AB

M M

R

2AB

MBD

MS MBMT

MS MB

CC

S

C CC

C C

TS parametre sústavy

2

1

2

1

C

MS MT

MSMC

MS MT

EVC MSEC

MT

MC ECTC

MC EC

fM C

MQ

R C

R MQ

CBl

Q QQ

Q Q

AS AS

AB AB

C V

C V

1C EC MC TC

S ES MS TS

f Q Q Q

f Q Q Q

1AS

AS AB AS AS AS

AB AS

AT

AB

M

AT

T

AS AB

V V VV

V V V

V

V V

V V

V C

Elektrická impedancia

/s

0,1 1,0 10,0 100,0

|ZE|

[]

0

10

20

30

40

2

2 1N MS

EVC EVCE CBMS N N MS

Bl s QZ R s L

R s s Q

Amplitúdová frekvenčná charakteristika I

C

0,1 1,0 10,0

20lo

g 10|

G(j

)| [

dB

]

-27

-18

-9

0

9

QTC=0.5

QTC=0.7

QTC=1

QTC=1.41

QTC=2

2 2

2 22 2 21 1

C CCB CB

C C TCC C TC

sG s G j

s s Q Q

Amplitúdová frekvenčná charakteristika II

s

0,1 1,0 10,0

20lo

g1

0|G

(j

)| [

dB

]

-27

-18

-9

0

9

=0

=1

=2

=5

=10

QTS=0,5

2 2

20 0 22 2 21 1G G

N SCB CBR R

N N TSS S TS

sG s G j

s s Q Q

Medzná frekvencia AFCH

2

3( ) 2 2

1 11 1 1

2 2TC

CB STS TC TC

Qf f

Q Q Q

2

23( ) 2 2

1 11 ( 1) ( 1)

2 2CB STS TS

f fQ Q

2

3( ) 2 2

1 11 1 1

2 2CB CTC TC

f fQ Q

…

Ako závisí medzná frekvencia AFCH od QTC

QTC

1 2

f 3/f S

0

1

2

3

4

5

6

QTS

=0,2

QTS=0,3

QTS=0,4

QTS=0,5

QTS=0,6

QTS=0,7

2

3( )

2 2

1 11 1 1

2 2CB TC

S TS TC TC

f Q

f Q Q Q

3( ),min

1

2 2S

CB TC

TS

ff pre Q

Q

Maximálna hodnota AFCH

( )

( )

,max

2

2

2max

10max

( )0

1 1;

1 21

2

2 1;

24 1

Prevýšenie AFCH v [dB] 20log

CB

CB

G C TC

TC

TCTCCB

TC

CB

d G j

d

f f Q

Q

QG j Q

Q

G j

Menovitá tlaková citlivosť

1 ,1 1 ,1, | , |m W m Wp CB p IB

1 ,1

3 33 3

, | 7,9 10 7,9 10m W

C AT S ASp CB

EC ES

f V f V

Q Q

Charakteristická účinnosť sústavy

379,6 10 C AT

N CBEC

f V

Q

379,6 10 S AS

N CB N IBES

f V

Q

2 3

30

4 C ATN CB

EC

f V

c Q

Činitele účinnosti

2 33

3( )30

2

30

4

Činiteľ strát (loss factor):

Činiteľ poddajností (compliance factor):

Činiteľ prenosovej charakteristiky (response factor):

4 1

C ATCB BN CB

EC

Q C G

TCQ

EC

ATC

B

G

f Vk f V

c Q

k k k k

Qk

Q

Vk

V

kc f

3

3 C TCf Q

ČINITEĽ STRÁT (LOSS FACTOR)

,max

0

0 0

Idealizovaný prípad, zosilňovač s nulovým výstupným odporom:

0

11

1

Idealizovaný prípad, reproduktor so zanedbateľnými

mechanickými strat

TCQ

EC

EC MCG TC TC

EC MC

TC TCQ

EC EC MC MC

Qk

Q

Q QR Q Q

Q Q

Q Qk

Q Q Q Q

,max0

ami:

1MC TC C QE kQ Q Q

ČINITEĽ PODDAJNOSTÍ (COMPLIANCE FACTOR)

2

0 0kde objem vzduchu, ktorý reprezentuje

akustickú poddajnosť ozvučnice

ATC

B

AT ABAB ABC

AB B

AB

Vk

V

C Vk V c C

C V

C

skutočný vnútorný objem ozvučnice

Pre ozvučnicu s vnútornou výplňou platí:

1,4pomer merného tepla vzduchu v ozvučnici pri konštantnom

B

ABB

B B

V

Vkde

V

,max

tlaku k mernému teplu pri konštantnom objeme

1.4,1 1.4 ak je ozvučnica prázdna (bez plniaceho materiálu)

1,4

1

a 1.4 1

B B

CB

B C

k

k

ČINITEĽ PRENOSOVEJ CHARAKTERISTIKY (RESPONSE FACTOR)

QTC

0,5 1,0 1,5 2,0

k (G

). 106

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

2

3

,ma

3

6x

30

2

4

.0 10

1

1.1

G

C TC

T GC

kc f f

k

Q

Q

Maximálna účinnosť, šírka pásma a objem ozvučnice

f3 [Hz]10 100

VB [

dm

3 ]

0

50

100

150

200

max

max

max

max

max

max

max

max

max

6 3 3

,max 32,0 10 ; ,BN CB CBf V Hz m

Výchylka reproduktora

2 2

1

1g AT

DD AC AT AT ATCg EVC

E Bl Cx s

S s M C sC RR R

D E x CB CBx P X s

2

1

1 CCBC C TC C

sX s s

s s Q

2

1

1AT

x CB x IB x CB x IBD EVC

C Blk

S R

Amplitúda výchylky reproduktora

/C

0,1 1,0 10,0

|X(j

)|

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0 QTC=0,5

QTC=0,71

QTC=1

QTC=1,41

QTC=2

2 22 2 2

1 1

1 1CB CB

C C TCC C TC

X s X js s Q Q

Amplitúda výchylky reproduktora

s

0,1 1,0 10,0

k X|X

(j

)|

0,0

0,5

1,0

=0

=1

=2

=5

=10

QTS=0,5

1

1x CBk

22 2 2

1

1CB

S S TS

X jQ

Maximálnou výchylkou limitovaný elektrický príkon

2 2

,max ,max,max

1 1

2 2D D

ER

xx CB CB x IB CBMAX MAX

x xP

X j k X j

22,max0 0

,m x

2

a 21 S ES DER

ASCB

MAX

f Q VcP

V X j

Maximálnou výchylkou limitovaný akustický výkon

4 2 4 23 3,max ,max0 0

( ),max 2 220 0( ) ( ) ( )max max

4 4C D S DAR CB

CB x CB CB

f V f VP

c cX j k X j

4 2

,max,max 3P DAR CB CBP k f V

Výkonová konštanta sústavy

30

4 20

( )3 max

4 1P

C CBCB

kc f f X j

QTC

0,5 1,0 1,5 2,0

k P0,0

0,5

1,0