Σχετικά έγγραφα
Elektroakustika. reproduktorov L08: doc. Ing. Jozef Juhár, PhD.

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

Obvod a obsah štvoruholníka

Cvičenie č. 4,5 Limita funkcie

Meranie na jednofázovom transformátore

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

Ekvačná a kvantifikačná logika

7. FUNKCIE POJEM FUNKCIE

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

Odporníky. 1. Príklad1. TESLA TR

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

PRIEMER DROTU d = 0,4-6,3 mm

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

24. Základné spôsoby zobrazovania priestoru do roviny

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

Rozsah akreditácie 1/5. Príloha zo dňa k osvedčeniu o akreditácii č. K-003

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Pevné ložiská. Voľné ložiská

Matematika 2. časť: Analytická geometria

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

Úvod do lineárnej algebry. Monika Molnárová Prednášky

M8 Model "Valcová a kužeľová nádrž v sérií bez interakcie"

Priamkové plochy. Ak každým bodom plochy Φ prechádza aspoň jedna priamka, ktorá (celá) na nej leží potom plocha Φ je priamková. Santiago Calatrava

DOMÁCE ZADANIE 1 - PRÍKLAD č. 2

R//L//C, L//C, (R-L)//C, L//(R-C), (R-L)//(R-C

Návrh vzduchotesnosti pre detaily napojení

Harmonizované technické špecifikácie Trieda GP - CS lv EN Pevnosť v tlaku 6 N/mm² EN Prídržnosť

,Zohrievanie vody indukčným varičom bez pokrievky,

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

REZISTORY. Rezistory (súčiastky) sú pasívne prvky. Používajú sa vo všetkých elektrických

IIR filtrov. Metóda. Metódy návrhu. 2. pretransform. 4. transformáciat. diskrétny). frekvenciu =

Parts Manual. Trio Mobile Surgery Platform. Model 1033

Analýza poruchových stavov s využitím rôznych modelov transformátorov v programe EMTP-ATP

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

1 Prevod miestneho stredného slnečného času LMT 1 na iný miestny stredný slnečný čas LMT 2

MIDTERM (A) riešenia a bodovanie

Metodicko pedagogické centrum. Národný projekt VZDELÁVANÍM PEDAGOGICKÝCH ZAMESTNANCOV K INKLÚZII MARGINALIZOVANÝCH RÓMSKYCH KOMUNÍT

Z O S I L Ň O V A Č FEARLESS SÉRIA D

(1 ml) (2 ml) 3400 (5 ml) 3100 (10 ml) 400 (25 ml) 300 (50 ml)

1. písomná práca z matematiky Skupina A

Pilota600mmrez1. N Rd = N Rd = M Rd = V Ed = N Rd = M y M Rd = M y. M Rd = N 0.

Strana 1/5 Príloha k rozhodnutiu č. 544/2011/039/5 a k osvedčeniu o akreditácii č. K-052 zo dňa Rozsah akreditácie

KAGEDA AUTORIZOVANÝ DISTRIBÚTOR PRE SLOVENSKÚ REPUBLIKU

C. Kontaktný fasádny zatepľovací systém

SLOVENSKO maloobchodný cenník (bez DPH)

Definícia parciálna derivácia funkcie podľa premennej x. Definícia parciálna derivácia funkcie podľa premennej y. Ak existuje limita.

Termodynamika. Doplnkové materiály k prednáškam z Fyziky I pre SjF Dušan PUDIŠ (2008)

Metódy vol nej optimalizácie

Modul pružnosti betónu

RIEŠENIE WHEATSONOVHO MOSTÍKA

6 Limita funkcie. 6.1 Myšlienka limity, interval bez bodu

Chí kvadrát test dobrej zhody. Metódy riešenia úloh z pravdepodobnosti a štatistiky

Baumit StarTrack. Myšlienky s budúcnosťou.

Riadenie zásobníkov kvapaliny

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.7. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Trapézové profily Lindab Coverline

Kaskadna kompenzacija SAU

Komunikačná akustika L01: Základné pojmy prof. Ing. Jozef Juhár, PhD.

Komplexné čísla, Diskrétna Fourierova transformácia 1

Akumulátory. Membránové akumulátory Vakové akumulátory Piestové akumulátory

Staromlynská 29, Bratislava tel: , fax: http: // SLUŽBY s. r. o.

STRIEDAVÝ PRÚD - PRÍKLADY

Riešenie rovníc s aplikáciou na elektrické obvody

Spojité rozdelenia pravdepodobnosti. Pomôcka k predmetu PaŠ. RNDr. Aleš Kozubík, PhD. 26. marca Domovská stránka. Titulná strana.

2 Chyby a neistoty merania, zápis výsledku merania

KATALÓG KRUHOVÉ POTRUBIE

MICROMASTER Vector MIDIMASTER Vector

AerobTec Altis Micro

Regulátor tlaku prepúšťaním AVA (PN 25)

x x x2 n

ELEKTRONICKÉ PRVKY. Študijná pomôcka k laboratórnym cvičeniam

Stredná priemyselná škola Poprad. Výkonové štandardy v predmete ELEKTROTECHNIKA odbor elektrotechnika 2.ročník

Ohmov zákon pre uzavretý elektrický obvod

Pasívne prvky. Zadanie:

MERANIE NA TRANSFORMÁTORE Elektrické stroje / Externé štúdium

= 0.927rad, t = 1.16ms

MATERIÁLY NA VÝROBU ELEKTRÓD

u R Pasívne prvky R, L, C v obvode striedavého prúdu Činný odpor R Napätie zdroja sa rovná úbytku napätia na činnom odpore.

Motivácia pojmu derivácia

Cieľom cvičenia je zvládnuť riešenie diferenciálnych rovníc pomocou Laplaceovej transformácie,

Membránový ventil, kovový

Podnikateľ 90 Mobilný telefón Cena 95 % 50 % 25 %

η = 1,0-(f ck -50)/200 pre 50 < f ck 90 MPa

Margita Vajsáblová. ρ priemetňa, s smer premietania. Súradnicová sústava (O, x, y, z ) (O a, x a, y a, z a )

Riadenie elektrizačných sústav

Zateplite fasádu! Zabezpečte, aby Vám neuniklo teplo cez fasádu

Numerické metódy matematiky I

Funkcie - základné pojmy

LEGACY Audio legacyaudio.com

50.11cs/60.11cs. Návod na obsluhu

-! " #!$ %& ' %( #! )! ' 2003

ELEKTRICKÉ POLE. Elektrický náboj je základná vlastnosť častíc, je viazaný na častice látky a vyjadruje stav elektricky nabitých telies.

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

Kontrolné otázky z jednotiek fyzikálnych veličín

Transcript:

Elektroakustika L09: Reproduktor v basreflexovej ozvučnici doc. Ing. Jozef Juhár, PhD. http://voice.kemt.fei.tuke.sk

Reproduktor v basreflexovej ozvučnici Je to sústava s dvoma zdrojmi zvuku: aktívnym zdrojom zvuku je reproduktor, vysielajúci akustickú energiu prednou stranou membrány pasívnym zdrojom zvuku je basreflexový otvor (port, vent), ktorým sa vysiela časť akustickej energie zadnej strany membrány Basreflex môže byť realizovaný ako: jednoduchý otvor v stene ozvučnice, trubica, ktorá spája dutinu ozvučnice s vonkajším priestorom Pri vhodne zvolenom reproduktore a správne navrhnutej a skonštruovanej ozvučnici môže basreflexový otvor zvýšením celkovej akustickej energie, vyžiarenej v okolí dolnej medznej frekvencie, výrazne prispieť k rozšíreniu prenášaného pásmo smerom k nízkym frekvenciám zároveň zmenšením výchylky reproduktora znížiť celkové nelineárne skreslenie reproduktora anglické termín na označenie basreflexovej ozvučnice Vented Box Enclosure Ported Box

Náčrtok sústavy a objemové rýchlosti v akustickom poli Celková objemová rýchlosť, generovaná sústavou do akustického priestoru Objemová rýchlosť, generovaná membránou do ozvučnice sa rozkladá na tri zložky w w w w 0 = D + P+ L 0 = D B P L w = w + w + w w w B Celková objemová rýchlosť, generovaná sústavou do akustického priestoru, je identická s objemovou rýchlosťou, absorbovanou v dutine ozvučnice!!!

Náhradná schéma sústavy VB (Vented Box) R AP akustický odpor basreflexovej trubice M AP akustická hmotnosť basreflexovej trubice (vrátane koncových korekcií) R ARP akustický vysielací odpor akustickej trubice akustická vysielacia hmotnosť je súčasťou hmotnosti M AP

Náhradná schéma ozvučnice (VB) Objemová rýchlosť w B je (až na fázu) rovnaká, ako objemová rýchlosť w 0, generovaná sústavou do priestoru. Dostaneme ju z náhradnej schémy. M ρ 8d ρ 4d ρ 4dP = l + = l + + M M = π π 3π 0 P 0 P 0 AP P P ARP ARP SP 3 SP 3 SP

Akustická hmotnosť versus akustická vysielacia hmotnosť trubice Dĺžka trubice tzv. koncové korekcie Dĺžka kmitajúceho vzduchového stĺpca Ak cez akustickú trubicu prúdi do priestoru akustické vlnenie, trubica je zároveň akustickým vysielačom - koniec trubice je považovaný za akustický vysielač typu kmitajúci piest v nekonečnej ozvučnici, alebo voľne kmitajúci (závisí od spôsobu konštrukčného umiestnenia trubice). Vtedy je tzv. koncová korekcia považovaná za súčasť vysielacej impedancie je to vlastne vysielacia hmotnosť trubice

Seas Prestige ER18RNX Revc=5.9Ohms; Levc=0.67mH; Bl=7.2N/A; Mmd=14g; Mmrd=0.92g; Rms=2.2Ns/m; Cms=1.3mm/N; Sd=136cm2 Fs=37Hz; Qts=0.32; Qms=1.58; Qes=0.39; Vas=32lit. ymax=6mm; sens=88.5db; Pe(lt)=80W Def_Const {roh=1.18; c0=344; Sd=0.0136; Rd=sqrt(Sd/pi); Mard=(roh*8*Rd)/(3*pi*Sd); Vas=0.032; Qts=0.32;Fs=37; QL=10; alfa=2.5;h=1.25; Vab=Vas/alfa; Cab=Vab/(roh*c0^2); Fb=Fs*h;Lp=0.18;Rp=0.025;Sp=pi*Rp^2; Map=(roh/Sp)*(Lp+(16*Rp)/(3*pi)); RaL=QL*sqrt(Map/Cab); } * diskretne prvky System 'S1-Discrete' Resistor 'Rg' Node=1=2 R=0.001ohm Resistor 'Revc' Node=2=3 R=5.9ohm Coil 'Levc' Node=3=4 L=0.67mH Gyrator 'Gy1' Node=4=0=5=0 Bl=7.2Tm Skript - náhradná schéma s diskrétnymi prvkami MechResistance 'Rms' Node=5=6 Rm=2.2Ns/m MechMass 'Mms' Node=6=7 Mm=15.84g MechCompliance 'Cms' Node=7=8 Cm=1.3e-3m/N Coupler 'front' Node=8=9=10 SD={Sd} Piston AcouMass 'Mard1' Node=10=11 Ma={Mard} Impedance 'Rard' Node=11 Z={(roh*w^2)/(2*pi*c0)} Coupler 'back' Node=9=0=0=20 SD={Sd} Piston AcouMass 'Mab' Node=20=21 Ma={Mard} AcouResistance 'Rab' Node=21=22 Ra=1Pas/m3 AcouCompliance 'Cab' Node=22=0 Ca={Cab} AcouResistance 'RaL' Node=21=0 Ra={RaL} AcouMass 'Map' Node=21=23 Ma={Map} Impedance 'Rarp' Node=23=0 Z={(roh*w^2)/(2*pi*c0)}

Objemové rýchlosti w AD a w AP Frekvencia, pri ktorej sa mení fáza medzi objemovými rýchlosťami membrány reproduktora a akustickej (basreflexovej) trubice: -Pod touto frekvenciou sú objemové rýchlosti v protifáze dochádza k ich odčítaniu - Nad touto frekvenciou sú objemové rýchlosti vo fáze sčítajú sa

Objemové rýchlosti w AD, w AP a w AB Vo pásme pod frekvenciou, na ktorú je naladený akustický rezonátor dochádza kvôli fázovému rozdielu k odčítaniu akustických vlnení, pochádzajúcich od membrány a trubice výsledná objemová rýchlosť je menšia Vo pásme nad frekvenciou, na ktorú je naladený akustický rezonátor dochádza kvôli fázovej zhode k sčítaniu akustických vlnení, pochádzajúcich od membrány a trubice výsledná objemová rýchlosť je väčšia

Náhradná schéma sústavy VB, upravená pre simuláciu v programe AkAbak Radiator zabezpečí vysielanie akustickej vlny z ústia (výstupu) basreflexovej trubice

Rôzne naladenie sústavy (VB) Nesprávnym naladením akustického rezonátora sa tvar amplitúdovej frekvenčnej charakteristiky deformuje Optimálnym naladením akustického rezonátora možno dosiahnuť vyrovnanú frekvenčnú charakteristiku so zníženou medznou frekvenciou, t.j. zväčšenou šírkou pásma

Upravená a zjednodušená náhradná schéma sústavy VB Podstatou zjednodušenia náhradnej schémy je zlúčenie mechanickej hmotnosti kmitacieho systému reproduktora s vysielacími hmotnosťami membrány a zanedbanie vplyvu stratových odporov skrinky a trubice a vysielacích odporov membrány a ústia trubice. M ARD ( ) = MA B M = M + M + M S 2 MS MD ARD AB D R AB = 0; R = 0; R 0; R 0 AP ARD ARP

TS parametre basreflexovej ozvučnice Rezonančná frekvencia basreflexovej ozvučnice (tzv. Helmholtzovho rezonátora) závisí od akustickej poddajnosti dutiny skrinky a akustickej hmotnosti trubice. rezonančná frekvencia: f B = 2π 1 M C AP AB činiteľ kvality: Q = R L AL C M AB AP Činiteľ kvality basreflexovej ozvučnice závisí najmä od akustického odporu, ktorý reprezentuje straty netesnosťami v konštrukcii ozvučnice. Je to v podstate výrobný parameter, pretože závisí v konečnom dôsledku od kvality výroby ozvučnice a kvality pripevnenia reproduktora k ozvučnici.

Konštanty, používané pri návrhu sústavy VB C α = AS = C h = q = f f f AB B S 3dB f S V V AS AB

Náhradná elektrická schéma sústavy VB R L C ES ES ES = ( Bl) R ( ) 2 MS ( Bl) 2 = Bl C = M MS 2 MS R L C EL EB EP = = = ( ) ( Bl) 2 D 2 D 2 2 D ( Bl) 2 S R AL Bl C S S M AB AP 2

Elektrická impedancia sústavy VB Z = R + sl + E EVC EVC 1 1 1 1 + + sces + R 1 ES sles REL + sleb + scep Z EM Elektrická impedancia obsahuje dva rezonančné obvody (paralelný a sériový), ktoré sú zapojené kaskádne. Na impedančnej krivke sa dá očakávať minimálne jedno lokálne maximum, spôsobené paralelným rezonančným obvodom a jedno lokálne minimum, spôsobené sériovým rezonančným obvodom. V skutočnosti bude mať rezonančná krivka dve lokálne maximá a jedno lokálne minimum. Lokálne minimum je vždy v mieste rezonančnej frekvencie akustického rezonátora (t.j. sériového elektrického rezonančného obvodu). Na rozdiel od reproduktora v nekonečnej resp. zatvorenej ozvučnici, lokálne maximá nie sú (číselne) totožné so žiadnou z mechanických rezonančných frekvencií)

Elektrická impedancia sústavy VB 40 30 Krivka elektrickej impedancie reproduktora v nekonečnej ozvučnici α=2, h=1 Z [Ω] E 20 10 0 0,1 1,0 10,0 100,0 Lokálne minimum pri frekvencii f B ω/ω s

Elektrická impedancia sústavy VB pri simulácii v programe AkAbak f S =37Hz, h=1.25, alfa=2.5 Lokálne minimum krivky je pri frekvencii f B = (37 x 1.25)=46.25 Hz

Akustická analogická schéma sústavy Elektromechanická časť, zobrazená cez gyrátor a coupler do akustickej domény p G M ug ( Bl) 1 RAT ( + ) ( + ) ( ) 2 Bl R = = + R R S R R S S MS 2 2 G EVC D G EVC D D M = C = S C MS 2 AS 2 AS D MS SD Pôvodná akustická časť, reprezentujúca akustický rezonančný obvod (ozvučnicu)

Objemová rýchlosť v ozvučnici w ( s) = p B G s CAB 1 1 + + s CAB RAL s MAP 1 1 RAT + s MAS + + s C 1 1 AS + + s C R s M AL AP AB U ( Bl) = ( R + R ) S s CAB 1 1 + + s CAB R s M 1 1 RAT + s MAS + + s C 1 1 AS + + s C R s M G AL AP G EVC D AL AP AB

Akustický tlak v akustickom poli sústavy p ( ) 0 s ρ 2πr 0 = B ( ) s w s s CAB MAS 1 1 + + s CAB ( ) ρ u 0 G ( Bl) RAL s MAP p0 s = 2πr ( R ) 1 1 G + REVC SD MAS R AT + s M AS + + p s C 1 1 m AS + + s CAB RAL s MA P s G ( ) ( ) VB s = Ds ( )

Amplitúda akustického tlak v akustickom poli sústavy (VB) 0 m( IB) = m( CB) = m( VB) = p p p ρ u ( Bl) S G 2πr ( R + R ) M D G EVC MS [ Pa] 3 3 fs VAS -1 2 σp( IB) = σ 1,1 ( ) 1,1 ( ) 7.9 10 PaW m W m p CB = σ W m p VB = 1 W,1m Q ES Porovnaním amplitúd akustických tlakov všetkých troch základných kombinácií reproduktora a ozvučnice (IB = nekonečná ozvučnica, CB = zatvorená ozvučnica, VB = basreflexová ozvučnica) môžeme zistiť, že sú rovnaké. Znamená to zároveň, že citlivosť je tiež rovnaká.

Menovitá účinnosť basreflexovej sústavy Teoreticky je menovitá účinnosť basreflexovej sústavy identická s účinnosťou samotného reproduktora; Prakticky však účinnosť basreflexovej sústavy závisí aj od spôsobu konštrukcie ozvučnice a z toho vyplývajúcich celkových strát Skutočná účinnosť môže byť väčšia ale aj menšia, než teoreticky predpokladaná 2 4 π f V f V η = η = η = 9.6 10 c Q Q ( VB) ( CB) ( IB) 3 0 3 3 S AS 7 S AS ES ES

VB ( ) G s = Prenosová funkcia sústavy (VB) s CAB MAS 1 1 + + s CAB RAL s MAP = = 1 1 RAT + s MAS + + s C 1 1 AS + + s CAB R s M 4 s MASCASMAPCAB 4 3 AS AS AP AB AT AS AP AB AS AS AP AL s M C M C + s R C M C + M C M R + + + AL AP ( ) ( ) 2 s MAPCAB RATCASMAP RAL MAPCAS MASCAS + s M + + 1 ( R R C ) AP AL AT AS + + +

Prenosová funkcia sústavy (VB) ako hornopriepustný filter 4. rádu) G ( s) VB s s = = s s s ω 4 0 s 4 3 2 0 0 + a1s0 + a2 0 + a3 0+ 1 0 a a a Prenosová funkcia (filter) je nastaviteľná koeficientami a QL + h Q 1, T a = 2 a a 3, ktoré závisia od 1 parametrov reproduktora aj 0 h QL QT ozvučnice 2 3 = = h ( 2 α 1 ) + + + h Q Q h Q + Q L h Q Q T h Q Q L T L T L T ω = ω ω B S Charakteristická frekvencia filtra Návrh sústavy VB je otázkou riešenia sústavy troch nelineárnych rovníc o 4 neznámych a aproximácie AFCH sústavy a takých HP filtrov, ktoré vedú k realizovateľným sústavám VB

Lineárna výchylka membrány xd( s) = 2 PE σx( VB) X ( VB) ( s) amplitúda výchylky prenosová funkcia výchylky σ C ( Bl ) 10.65 10 4 MS AS -1 2 x( VB) = σx( IB) = = mw R S EVC D fsq ES V výchylková citlivosť reproduktora v basreflexovej ozvučnici je rovnaká, ako výchylková citlivosť reproduktora v nekonečnej ozvučnici to znamená, že reproduktor nie je basreflexovou ozvučnicou vôbec tlmený (na rozdiel od reproduktora v zatvorenej ozvučnici

Prenosová funkcia výchylky membrány reproduktora v br. ozvučnici 1 2 bs + b s + 1 + + + + 1 2 1 0 2 0 ( VB) ( ) = 4 3 2 s0 a1s0 a2s0 a3s0 X s b b 1 = h 1 = h Q L 10 Q L =7 0 B4 C4(0.26dB) QB3(1) X(jω) [db] -10-20 -30 0,1 1,0 10,0 ω/ω B

Výchylka membrány reproduktora (AkAbak/Inspec/Excursion) lokálne minimum funkcie je pri frekvencii f B, t.j. pri rezonančnej frekvencii ozvučnice

Návrh basreflexovej sústavy (VB) 1. Návrh vhodnej ozvučnice pre zvolený reproduktor a cieľové kritérium, ktorým je obyčajne tvar AFCH (medzná frekvencia, zvlnenie charakteristiky a pod.) Vstup: TS parametre reproduktora, f -3dB, R db Výstup: objem ozvučnice, rozmery br. trubice (V AB, l P, d P ) 2. Návrh vhodného reproduktora pre zvolenú ozvučnicu a cieľové kritérium - tvar AFCH (medzná frekvencia, zvlnenie charakteristiky a pod.) Vstup: objem ozvučnice, rozmery br. trubice (V AB, l P, d P ), f -3dB, R db Výstup: TS parametre reproduktora 3. Návrh vhodného reproduktora a ozvučnice pre zvolené cieľové kritérium tvar AFCH (medzná frekvencia, zvlnenie charakteristiky a pod.) Vstup: f -3dB, R db Výstup: TS parametre reproduktora, objem ozvučnice, rozmery br. trubice (V AB, l P, d P ) Pozn: pre zvolený vstup nenájdeme vhodný výstup nutná korekcia požiadaviek!

Návrh basreflexovej sústavy (VB) 1. manuálny numerický výpočet prácny a časovo náročný postup 2. grafická resp. tabuľková metóda čiastočná automatizácia rutinných výpočtov 3. použitie špecializovaných programových (softvérových) prostriedkov - CAD

Aproximácie prenosovej funkcie sústavy V súčasnosti existuje asi 15 typov aproximácií, ktoré vedú k realizovateľným basreflexovým reproduktorovým sústavám. Principiálne ich môžeme rozdeliť do dvoch základných kategórií: 1. aproximácie s elektronickou podporou, ktoré sú charakteristické tým, že na dosiahnutie požadovanej frekvenčnej charakteristiky sa reproduktorová sústava kombinuje s predradeným elektrickým filtrom; 2. aproximácií bez elektronickej podpory, u ktorých predradený elektrický filter nie je potrebný. Ďalej sa budeme zaoberať aproximáciami bez elektronickej podpory, ktoré sú medzi výrobcami obľúbenejšie. Tieto možno rozdeliť taktiež do dvoch skupín: a) s optimálne plochou charakteristikou b) so zvlnenou charakteristikou v pásme prepúšťania (charakteristikou čebyševovského typu) Aproximácie s optimálne plochou frekvenčnou charakteristikou sú reprezentované šiestimi kategóriami: A) SBB4 (Super Fourth-Order Boom Box) [] B) SC4 (Fourth-Order Sub-Chebychev) C) QB3 (Quasi Third-Order Butterworth) D)Diskrétne aproximácie, ktoré sa tak nazývajú preto, že existujú len pre jednu hodnotu QTS : B4 (Fourth-Order Butterworth) BE4 (Fourth-Order Bessel) IB4 (Butterworth Inter-Order) Najznámejšie aproximácie čebyševovského typu sú reprezentované troma typmi: E) C4 (Fourth-Order Chebychev) F) BB4 (Fourth-Order Boom Box) G) SQB3 (Super Third-Order Quasi-Butterworth) Jednotlivé aproximačné kategórie sa líšia napr. typom reproduktora, pre ktorý sú realizovateľné (požiadavka na Q TS ), dosiahnuteľnou dolnou medznou frekvenciou, potrebným ladením ozvučnice (Helmhotzovho rezonátora) a z toho vyplývajúcej požiadavky na objem skrinky a veľkosť trubice.

Grafická metóda návrhu VB QL= QL=20 QL=10 QL=7 QL=5 QL=3

Príklad 1: Uvažujeme reproduktor s nasledovnými parametrami: f S =37Hz S D =136cm 2 Q TS =0.32 x max =6mm V AS =32lit. Chceme navrhnúť basreflexovú ozvučnicu tak, aby sústava VB mala potenciálne činiteľ kvality Q L =10 Z grafických závislostí (viď nasl. slajd) odčítame pre Q TS =0.32 hodnoty: α = 2.5 h = 1.2 q = 1.4 B = 2 Z odčítaných hodnôt vypočítame: Objem skrinky V AB =V AS /α=12.8lit. Rezonančnú frekvenciu skrinky f B =f S *h=44.4hz Medznú frekvenciu f -3dB =f S *q=51.8hz Hodnota B=2 hovorí o tom, že sústava bude realizovaná aproximáciou QB3

Q L =10

Minimálna vysielacia plocha basreflexovej trubice Membrána reproduktora tlačí objem vzduchu VD cez akustickú trubicu, ktorá má spravidla menšiu plochu než membrána. Vzduch prúdi cez trubicu väčšou rýchlosťou, než v skrinke a jeho prúdenie môže byť počuteľné ( dýchanie basreflexu ). Aby k tomu nedošlo, odporúča sa maximálna rýchlosť prúdenia vzduchu, z ktorej je odvodená podmienka minimálneho prierezu trubice. Podmienka má charakter odporúčania rôzni autori odporúčajú rôzne, ale len mierne sa odlišujúce hodnoty. 1. D f V m;hz,m P,min 3 B D V 2. D 411.25 m;hz,m kde : P,min D 3 P f B 3 VD = SD xmax, p p m hodnota maximálnej výchylky z katalógového listu reproduktora maximálna objemová výchylka reproduktora

Výpočet dĺžky basreflexovej trubice... M ρ = + ( l k D ) 0 AP P end P p SP c D l 2 2 0 P = k D P 2 16π f P end P BVAB kde: D l P k P P end priemer trubice dĺžka trubice počet trubíc tzv. koncová korekcia

Konštanta koncových korekcií Flanged End: k flanged = 0.425 Free End: k free = 0.307 Napr: Oba konce sú flanged : k end = 0.425+0.425 = 0.850 Jeden koniec je flanged a jeden je free : k end = 0.425+0.307 = 0.732 Oba konce sú free : k end = 0.307 + 0.307 = 0.614 ajčastejšie sa používa hodnota: k end =0.732

Rozmery akustickej trubice (priemer a dĺžku) možno určiť aj pomocou nomogramu na obrázku. Postupujeme pri tom tak, že na kolmici V B určíme bod, zodpovedajúci vypočítanej hodnote objemu skrinky, na kolmici f B určíme bod, zodpovedajúci vypočítanej hodnote rezonančnej frekvencie f B, spojíme oba body úsečkou, ktorú predĺžime na kolmicu L V /S V. Z priesečníka tejto kolmice s úsečkou nakreslíme vodorovnú priamku a nájdeme priesečník s krivkou, zodpovedajúcou najvhodnejšiemu priemeru trubice. Kolmica, prechádzajúca týmto bodom, bude definovať zodpovedajúcu dĺžku trubice.

Príklad 1: pokračovanie Určíme minimálnu priemer akustickej trubice: D P,min =SQRT(f B *S D *2*x max )=8.5cm Zvolíme najbližšiu vyššiu hodnotu priemeru akustickej trubice: D P =10cm Zvolíme počet trubíc: N P =1 Zvolíme konštantu koncových korekcií: k end = 0.425+0.307 = 0.732 Vypočítame potrebnú dĺžku akustickej trubice: l c D 344 0.1 = = 1 0.732 0.1 86cm 2 2 2 2 0 P P 2 P kend DP 2 3 16π fbvab 16π 44.4 12.8 10 Záver: Akustická trubica je pridlhá sústava je realizovateľná len teoreticky. V prípade praktickej realizácie bude potrebné nájsť inú aproximáciu!!!

Simulácia skrinky pomocou prvku Enclosure

Skript náhradná schéma sústavy VB s makromodelmi Radiator a Enclosure Seas Prestige ER18RNX Revc=5.9Ohms; Levc=0.67mH; Bl=7.2N/A; Mmd=14g; Mmrd=0.92g; Rms=2.2Ns/m; Cms=1.3mm/N; Sd=136cm2 Fs=37Hz; Qts=0.32; Qms=1.58; Qes=0.39; Vas=32lit. xmax=6mm; sens=88.5db; Pe(lt)=80W Def_Const {roh=1.18; c0=344; Sd=0.0136; Rd=sqrt(Sd/pi); Vas=0.032; Qts=0.32;Fs=37; QL=10; alfa=2.5;h=1.25; Vab=Vas/alfa; Fb=Fs*h;Lp=0.18;Rp=0.025; } System 'S3-Enclosure' Enclosure a Radiator Resistor 'Rg' Node=1=2 R=10mohm Resistor 'Revc' Node=2=3 R=5.9ohm Coil 'Levc' Node=3=4 L=0.67mH MechResistance 'Rms' Node=5=6 Rm=2.2Ns/m MechMass 'Mmd' Node=6=7 Mm=14g MechCompliance 'Cms' Node=7=8 Cm=1.3e-3m/N Coupler 'front' Node=8=9=10 SD={Sd} Piston Radiator 'Rad1' Def='front' Node=10 x=0 y=0 z=0 HAngle=0 VAngle=0 Coupler 'back' Node=9=0=0=20 SD={Sd} Piston Enclosure 'E1' Node=20 Vb=12.8L Sb={Sd} fb=46hz dd=5cm QD/fo=0.2 Visc=0 x=0 y=0 z=0 HAngle=0 VAngle=0 Gyrator 'Gy1' Node=4=0=5=0 Bl=7.2Tm

Porovnanie CB a VB

Porovnanie CB a VB

Porovnanie CB a VB

Hladina akustického tlaku pri kónickej membráne

Makromodel BassUnit

Zoznam možných realizácií VB z ponuky Alignments

Makromodel BassUnit ako obvodový prvok

Seas Prestige ER18RNX Revc=5.9Ohms; Levc=0.67mH; Bl=7.2N/A; Mmd=14g; Mmrd=0.92g; Rms=2.2Ns/m; Cms=1.3mm/N; Sd=136cm2 Fs=37Hz; Qts=0.32; Qms=1.58; Qes=0.39; Vas=32lit. ymax=6mm; sens=88.5db; Pe(lt)=80W BassUnit Def_BassUnit 'BU1' SD=136cm2 dd1=6cm td1=4cm Cone fp=1.5khz fs=37hz Vas=32L Qms=1.58 Qes=0.39 Re=5.9ohm fre=2.0khz ExpoRe=1 Le=0.67mH ExpoLe=0.618 Xms=6mm Vb=12.8L fb=46.0hz Performance in vented enclosure: fsb Qtr fd f3 37.0Hz 0.313 830.4Hz 48.8Hz Lwmax Pelmax UoRms t60 Ripple 86.4dB 1.3W 2.79V 58.3ms 95.3mdB System 'vb-bassunit' BassUnit 'Bu1' Def='BU1' Node=1=0 x=0 y=0 z=0 HAngle=0 VAngle=0

BassUnit

QL=

QL=20

Q L =7

Q L =5

Q L =3