Параметры головок громкоговорителей. Параметры головок громкоговорителей 25 гдн 1 4 параметры тс

В таблице приведены следующие параметры:

I - Наименование по ГОСТ9010-6773.78 и нестандартных ГГ
II - Наименование по ОСТ4.383.001-85
III - Номинальное электрическое сопротивление, Ом
IV - Частота основного резонанса, Гц
V - Эффективный диапозон рабочих частот, кГц
VI - Уровень характеристической чувствительности, дБ
VII - Номинальная мощность, Вт
VIII - Мощность нормирования Кг, Вт
IX - Предельная шумовая мощность, Вт
X - Предельная долговременная мощность, Вт
XI - Предельная кратковременная мощность, Вт
XI - Максимальный уровень звукового давления при P=Pш, дБ

Основные параметры громкоговорителей

Параметры качества громкоговорителей определены в ГОСТ 16122-78, ГОСТ 23262-83, а также рекомендациями МЭК 268-5 и 581-7. Рассмотрим кратко основные параметры качества громкоговорителей.

Неравномерность АЧХ звукового давления -это отношение максимального значения звукового давления к минимальному в заданном диапазоне частот. Ее обычно выражают в децибелах. В рекомендациях МЭК 581-7, определяющих минимальные требования к аппаратуре Hi-Fi, указано, что неравномерность АЧХ звукового давления не должна превышать ±4 дБ в полосе частот 100...8000 Гц. В лучших моделях акустических систем класса Hi-Fi достигнуто значение ±2 дБ.

Среднее звуковое давление рассчитывается по результатам измерений на тональных сигналах звукового давления в диапазоне частот:

где рi - звуковое давление на i-й частоте; n - число входящих в заданный диапазон частот, выбранных с интервалом 1/3 октавы.

Среднее стандартное звуковое давление рст – среднее звуковое давление, развиваемое в номинальном диапазоне частот на рабочей оси на расстоянии 1 м от рабочего центра при подведении к громкоговорителю напряжения, соответствующего подводимой электрической мощности 0,1 Вт.

Рабочий центр ГГ – обычно геометрический центр симметрии выходного отверстия излучателя. Для сложных излучателей рабочий центр указывается в описании громкоговорителей.

Рабочая ось ГГ – обычно совпадает с геометрической осью излучателя, для сложных излучателей указывается в описании ГГ.

В справочниках иногда приводится номинальное звуковое давление рном, отличающееся от среднего стандартного тем, что определяется оно при подведении номинальной электрической мощности Рном.

Эффективно воспроизводимый диапазон частот - это диапазон частот, в пределах которого уровень звукового давления понижается на некоторое заданное значение по отношению к уровню, усредненному в определенной полосе частот. Иначе говоря, АЧХ уровня звукового давления не должна выходить за пределы заданного поля допусков. В рекомендациях МЭК 581-7 минимальные требования к этому параметру предъявляются в полосе частот 50...12500 Гц при спаде АЧХ, равном 8 дБ по отношению к уровню, усредненному в полосе частот 100...8000 Гц. В соответствии с ОСТ 4.383.001 неравномерность АЧХ в эффективном рабочем диапазоне частот устанавливается не более 14 дБ для широкополосных, низко- и высокочастотных головок громкоговорителей и 10 дБ - для среднечастотных. Для головок громкоговорителей, используемых в высококачественной аппаратуре, обычно принимается типовая форма АЧХ и допустимые отклонения от нее. Измерения АЧХ выполняют в заглушенной камере в условиях дальнего звукового поля, то есть на расстоянии более 0,5...1,0 м. В ряде моделей акустических систем (АС) класса Hi-Fi диапазон частот достигает 20...40000 Гц, в среднем же он составляет 35...20000 Гц.

Характеристическаячувствительность Ех - отношение среднего звукового давления рср развиваемого громкоговорителем в номинальном диапазоне частот на рабочей оси на расстоянии 1 м от рабочего центра, к корню квадратному из подводимой электрической мощности Рэ:

Между характеристической чувствительностью и средним стандартным звуковым давлением существует прямая связь: рст = Ех/

Для расчетов часто пользуются понятием осевой чувствительности громкоговорителя по напряжению. Обычно ее называют просто чувствительностью, под которой подразумевают отношение звукового давления р1, развиваемого на рабочей оси на расстоянии 1 м от рабочего центра громкоговорителя в свободном поле, к подводимому напряжению: Еос = p1/U. Эта чувствительность зависит от частоты.

Характеристическую чувствительность чаще всего выражают в дБ по отношению к стандартному порогу слышимости, равному Па. В большинстве моделей АС класса Hi-Fi уровень характеристической чувствительности составляет 86... 90 дБ (его часто записывают, например, как 86... 90 дБ/м/Вт). В отдельных высококачественных широкополосных моделях АС он может составлять 93...95 дБ/м/Вт.

В АС категории Hi-Fi, предназначенных для стереофонического воспроизведения, нормируется также расхождение АЧХ каналов стереопары. Оно не должно превышать 2 дБ при сравнении уровня среднего звукового давления, усредненного в одинаковых октавах в диапазоне частот 250...8000 Гц.

Фазочастотные и переходные, характеристики громкоговорителей пока не нормируются, хотя они и важны для слухового восприятия.

Нелинейные искажения. Гармонические искажения в соответствии с рекомендацией МЭК оцениваются суммарным коэффициентом гармоник. Его определяют как корень квадратный из отношения суммы квадратов значений звукового давления всех гармоник, начиная со второй, к значению суммы квадратов звуковых давлений всех составляющих и выражают в процентах:

где i -номер гармоники; п - число гармоник в заданном диапазоне частот. Измерения выполняются в заглушенной камере на синусоидальном сигнале при мощности соответствующей среднему уровню звукового давления, равного 90 дБ (усреднение производят в диапазоне частот 100...8000 Гц). При измерениях обычно ограничиваются суммированием по второй и третьей гармоникам. Для АС класса Hi-Fi минимальные требования по этому параметру предъявляются в полосе частот 250...1000 Гц - около 2%, затем линейный спад от 2 до 1% в полосе частот 1...2 кГц и далее 1% в полосе частот от 2 до 6,3 кГц. Измерения коэффициента КГ на верхних частотах не дают достоверной оценки нелинейных искажений, так как продукты нелинейности оказываются за пределами рабочей полосы частот исследуемого устройства. Для получения дополнительной информации измеряют также коэффициент интермодуляционных искажений. Наряду с суммарным коэффициентом гармоник для оценки АС используют также коэффициенты гармоник n-го порядка (чаще всего второго и третьего).

Характеристика направленности - зависимость звукового давления р, развиваемого громкоговорителем в точках свободного поля (находящихся на одинаковом расстоянии от рабочего центра), от угла между рабочей осью громкоговорителя и направлением на указанную точку. Обычно эту характеристику норми­руют по отношению к осевому звуковому давлению рос:

R(q)=Pq/Pос при r=const.

Характеристика направленности изменяется в зависимости от частоты, поэтому ее измеряют или на ряде частот, или для заданной полосы частот. Характеристику направленности, снятую в плоскости, называют диаграммой направленности. Диаграмму направленности обычно изображают в полярных координатах.

При этом радиус-вектор соответствует величине R(q). Иногда диаграмма направленности строится для значений 20 lgR(q) в децибелах. Определяют ее для ряда плоскостей, проходящих через рабочую ось. Если излучатель громкоговорителя имеет осевую симметрию, то его характеристика направленности тоже будет иметь осевую симметрию. В этом случае достаточно иметь характеристику направленности только для одной плоскости. В большинстве случаев достаточно иметь диаграммы направленности для двух взаимно перпендикулярных плоскостей.

Диаграмма направленности громкоговорителя; j - угол излучения

Направленность характеризуют коэффициентом осевой концентрации W. Коэффициентом осевой концентрации называют отношение квадратов величин звукового давления, измеренных в условиях свободного поля на определенном расстоянии от рабочего центра громкого­ворителя: на рабочей оси (P 2 oc) и усредненного по всем радиальным направлениям (P 2 qcp), исходящим из рабочего центра:

W =P 2 oc/P 2 qcp

Следовательно, для ненаправленных громкоговорителей коэффициент осевой концентрации равен единице, так. как Pqcp=Poc, а для направленных - больше единицы (он может достигать нескольких десятков). Так как акустическая мощность излучателя представляет собой поток энергии через всю сферическую поверхность, то для ненаправленного излучателя она может быть определена по формуле:

Рнн=4*pi*r 2 Ir=4*pi*r 2 р 2 нн/rc,

где Ir - интенсивность звука на расстоянии r от рабочего центра громкоговорителя; рнн - звуковое давление на том же расстоянии, в данном случае оно является и осевым давлением); rс - удельное акустическое сопротивление; pi=3.14.

Отсюда следует, что излучаемая акустическая мощность громкоговорителя пропорциональна квадрату развиваемого им звукового давления. Исходя из этого, акустическая мощность направленного излучателя будет равна акустической мощности ненаправленного излучателя, создающего звуковое давление, равное Pqcp, при прочих равных условиях, т.е.

Рн=4*pi*r 2 p 2 qср/rс.

Следовательно, коэффициент осевой концентрации можно определить как отношение акустических мощностей ненаправленного и направленного излучателей при условии равенства их осевых звуковых давлений:

W=Pнн/Рн, при Pос.нн=Pос.н.

Для направленного громкоговорителя соответственно акустическая мощность равна:

Рн=Рнн/W=4*pi*r 2 p 2 oc.н/rcW.

Исходя из этого коэффициент осевой концентрации можно определить как отношение квадратов осевых значений звукового давления, развиваемых направленным и ненаправленным громкоговорителями, при условии, что они излучают одинаковую мощность, т.е.

W=p 2 oc.н/p 2 oc.нн при Рн = Рнн.

Это определение показывает, что осевая концентрация энергии больше у того громкоговорителя, у которого при равной излучаемой мощности развиваемое звуковое давление на оси будет больше.

Коэффициент осевой концентрации для характеристики направленности с осевой симметрией можно вычислить по следующей формуле:

Коэффициент осевой концентрации, выраженный в дБ, называется индексом осевой концентрации, т.е.

Следует отметить, что в студийной акустической аппаратуре значение индекса осевой концентрации нормируется. Он равен 3...12 дБ в полосе частот 400...8000 Гц.

В рекомендациях МЭК 581-7 характеристика направленности нормируется при измерениях АЧХ под углами ±(20...30) градусов в горизонтальной плоскости и ±(5...10) градусов в вертикальной плоскости. При этом отклонения от АЧХ, измеренной на оси в диапазоне частот 250...8000 Гц, не должны превышать ±4 дБ.

Акустическая мощность – мощность, излучаемая громкоговорителем (головкой громкоговорителя) в окружающее пространство. В соответствии с ГОСТ 16122-88 она рассчитывается по измеренному звуковому давлению:

,

где - звуковое давление на заданной частоте f, развиваемое громкоговорителем в i-й точке; п -число точек расположения микрофона относительно громкоговорителя (точки измерения должны быть равномерно распределены по сфере с центром, совпадающим с рабочим центром громкоговорителя); r - плотность воздуха; c - скорость звука; r - расстояние от громкоговорителя до микрофона.

Электрические мощности. В отечественных стандартах нормируются две мощности: номинальная и паспортная.

Номинальная электрическая мощность определяется нормируемым коэффициентом гармоник. Обычно ее величину указывают в наименовании акустической системы, например 35АС-012 - номинальная мощность 35 Вт.

Паспортная электрическая мощность определяется тепловой и механической прочностью громкоговорителя и проверяется при подведении к нему в течение 100 ч специально взвешенного корректирующей цепью сигнала типа розового шума с пик-фактором, равным двум. Обычно ее величина выше номинальной мощности (например, для акустической системы типа 35АС-012 паспортная мощность составляет 90 Вт).

• характеристическая, при которой АС обеспечивает заданный уровень среднего звукового давления, равный 94 дБ на расстоянии 1 м;
• паспортная, при которой АС может длительное время работать без механических и тепловых повреждений при подведении специального шумового сигнала (совпадает с паспортной мощностью, определенной в отечественных документах);
• максимальная синусоидальная - мощность непрерывного синусоидального сигнала в заданном диапазоне частот, при которой АС может длительное время работать без механических и тепловых повреждений;
• долговременная максимальная - мощность, которую выдерживает АС без механических и тепловых повреждений в течение 1 мин при таком же испытательном сигнале, как и при оценке паспортной мощности;
• кратковременная максимальная - мощность, которую выдерживает АС при испытаниях на сигнале розового шума в течение 1 с. Испытания повторяются 60 раз с интервалом в 1 мин.

Номинальное электрическое сопротивление (входное сопротивление Zвх) имеет важное значение при выборе усилителя мощности. Обычно оно составляет 4 или 8 Ом. В реальных АС электрическое сопротивление имеет комплексный характер и зависит от частоты. При этом минимальное значение модуля полного электрического сопротивления АС не должно отличаться от заданного номинального значения более чем на 20 %. По частотной характеристике модуля полного электрического сопротивления можно определить частоту основного механического резонанса fм громкоговорителя. На этой частоте модуль полного электрического сопротивления громкоговорителя имеет первый максимум.

КПД громкоговорителя. В паспортных данных КПД громкоговорителя обычно не приводится. Вместо него указывают стандартное звуковое давление или характеристическую чувствительность, однозначно связанные между собой и с акустической мощностью. Если подвести к громкоговорителю электрическую мощность Рэ=0,1 Вт, то согласно определению стандартного звукового давления Рос=Pст.

Широко распространенные низкочастотные головки динамические 25ГДН-1-4 (старое название10ГД-34, современный аналог 25ZT-1-4), рис. 1, устанавливались в двухполосных акустических системах 6АС-2, 6АС-9, 10АС-9, 6МАС-4, во всех модификациях S-30 и других в качестве НЧ – СЧ звеньев. Высокочастотным звеном зачастую служила головка 6ГДВ-1-16 (3ГД-2) . В некоторых выпусках трехполосных акустических системах 35АС-1 она применялась как СЧ звено. Однако качество звучания этих систем в диапазоне средних частот желает лучшего. Радиолюбителями неоднократно поднимался вопрос улучшения качества звучания громкоговорителей на базе данной головки.

Рис. 1. Низкочастотная головка динамическая 25ГДН-1-4 (10ГД-34): а – общий вид; б) – габариты и установочные размеры.

Частотная характеристика головки 25ГДН-1-4 имеет значительные неравномерности в области средних частот. Начиная с 1 кГц плавный подъем звукового давления, а свыше 4,5 кГц резкий спад (рис. 2). Фильтр акустических систем серии S-30 имеет частоту раздела 5 кГц, а 6АС-2 – 10 кГц. Вследствие этого имеем значительный провал в этой области частот, что, в свою очередь, заметно ухудшает качество звучания излучателя. Помимо этого пылезащитный колпачок не имеет необходимой жесткости, особенно полимерный металлизированный. При больших амплитудах колебаний подвижной системы слышимы щелчки и дребезг. Головка 6ГДВ-1-16 имеет частоту основного резонанса 4,5 кГц и работать на этой частоте и вблизи ее без искажений не может, как недостаток следует отметить присутствие некого сипения.

Рис. 2. АЧХ звукового давления головки динамической 25ГДН-1-4 (10ГД-34)

Повысить верхнюю границу частотного диапазона динамика до 10-12 кГц можно, например, применить дополнительный конус, который вставляется внутрь диффузора (рис. 3). В этом случае на высоких частотах основной диффузор перестает работать из-за относительно гибкого соединения его с звуковой катушкой, а в работу включается малый диффузор, достаточно жесткий и легкий .

Рис. 3. Громкоговоритель с дополнительным диффузором.

Типичные недостатки имеют акустические системы семейства S-90. В статье "Модернизация АС 35АС-012 (S-90)" описана методика их устранения для головки 15ГД-11А (20ГДС-1-8) конструктивно очень схожей с 25ГДН-1-4, которую с успехом можно применить к последней - заменить родной пылезащитного колпачка на колпачок от головки 10ГДШ-1-4 (10ГД-36К), имеющий форму конуса – рупора (рис. 4). Диаметры их звуковых катушек очень близки - 25,7 мм у 10ГДШ-1-4, и 25,4 мм у 25ГДН-1-4.

Рис. 4. Высокочастотные пассивные рупоры (конусы) 10ГДШ-1-4.

Работы проводят в следующем порядке. Вначале отмачивают пылезащитный колпачок растворителем 646 или 647. Аккуратно извлекают его скальпелем (рис. 5, а). Желательно пользоваться не намагничиваемым инструментом. Неосторожным движением предмета из стали можно повредить элементы динамика! Вытирают ватным тампоном, смоченным в том же растворителе, диффузор от клея. Промазывают клеем "Момент" нижнюю часть рупора и верхнюю часть звуковой катушки. Просушивают 10-15 минут. Опять промазывают обе детали и сразу соединяют их, прижимая с определенным усилием (рис. 5, б).

Рис 5. Низкочастотная динамическая головка 25ГДН-1-4: а – извлечение пылезащитного колпачка; б – приклеивание рупора.

Конструкция рупора разработана для динамической головки 10ГДШ-1. Для 25ГДН-1-4 его следует подогнать. Подгонка заключается в поэтапном срезании его края, измеряя, после каждого срезания, АЧХ динамика. Операцию повторяют до тех пор пока не получат наиболее ровную кривую АЧХ в приделах средних частот. Срезав, примерно, 10 мм края рупора проводят измерения. Второе и последующие подрезания следует проводить очень аккуратно, срезая не более 3 - 1 мм (в порядке уменьшения). В итоге, боковая поверхность рупора внутри составила около 7 мм (от пылезащитного элемента колпачка до края обрезки) – рис. 6,а. Обрезку исполняют маникюрными ножницами, поскольку они оказались самым приемлемым инструментом для такого вида работы, имеют миниатюрные округленные режущие поверхности. Обрезанный край, для придания жесткости, пропитывается клеем БФ-2, немного разведенным этиловым спиртом.

Рис. 6. Формирования рупора головки динамической 25ГДН-1-4: а – процесс срезания; б – измерение высоты стенки; в – вид на этапе завершения.

Измерения АЧХ производят с помощью конденсаторного микрофона (желательно измерительного), размещенного на одной оси с головкой*, в пределах 30 - 40 см, компьютера и программы RightMark 6.2.3. Микрофон подключается к линейному входу звуковой карты компьютера, а динамик к усилителю компьютерных АС. Запускают программу RightMark 6.2.3 и проводят измерения АЧХ звукового давления .

Такая доработка позволила расширить полосу частот, воспроизводимых головкой 25ГДН-1-4, до 10 кГц (!), и избавится от структурных призвуков пылезащитного колпачка. При прослушивании и сравнении головок доработанной с оригинальной установлено заметное расширение полосы воспроизведения верхних частот, что наблюдается на графике АЧХ звукового давления – рис. 7. Несмотря на погрешности измерений, искажения сигнала, вносимые усилителем, микрофоном, окружающей средой, можно сделать вывод, что желаемый результат достигнут.

Рис. 7. АЧХ звукового давления головки динамической 25ГДН-1-4 оборудованной дополнительным излучателем.

Головка динамическая 25ГДН-1-4 после такой доработки может использоваться в качестве низкочастотной, среднечастотной и широкополосной, как в компьютерных АС, так и автомобильных (легко монтируется в штатные места под акустику передних дверей большинства моделей автомобилей), малогабаритных сабвуферах и т. п.

Примечание. С целью устранения негативного влияния акустического короткого замыкания на итоги измерений, головку 25ГДН-1-4 помещают в бокс с открытой задней стенкой, снаружи и изнутри покрытого звукопоглощающим материалом. Динамик монтируют на переднюю панель снаружи. В противном случае воздух, резонирующий в отверстии под головку, будет вносить искажения. На графике АЧХ это проявляется в виде пиков и провалов.

Литература

1. Бурко В., Лямин П. Бытовые акустические системы: эксплуатация и ремонт. Справочное пособие. Минск, "Беларусь", 1996, с. 224.

2. Сапожков М. Акустика. Учебник для вузов. М., "Связь", 1978, с. 138.

3. Марченко В. Модернизация АС 35АС-012 (S-90). http://www..html

4. Марченко В. Микрофон измерительный. http://www..html

5. Афонин С. Создание акустических систем в домашних условиях. М., "Эксимо", 2008, с. 90-96.

Дата публикации: 08.06.2015

Мнения читателей

• Игорь / 28.12.2018 - 21:47
  надо ли делать пас этой головки для применения в s90 ?

Назначение - применение в закрытых выносных акустических системах бытовой радиоаппаратуры 2-й группы сложности в качестве низкочастотного звена при работе в помещениях. Головка громкоговорителя электродинамического типа, низкочастотная, круглая, с неэкранированной магнитной цепью.

Диффузородержатель изготовлен методом литья под давлением из алюминиевого сплава. Диффузор конусный с криволинейной образующей изготовлен из бумажной массы с пропиткой. Подвес тороидальной формы - из резины. Центрирующая шайба изготовлена из ткани с пропиткой.

АЧХ звукового давления, габаритные и установочные размеры приведены на рис. 1.

Рис. 1. Головка громкоговорителя (): а - АЧХ звукового давления; б - габаритные и установочные размеры

Таблиця 1. Технические характеристики

Особенности конструкции:

• Головка громкоговорителя электродинамического типа, широкополосная, круглая, с неэкранированной магнитной цепью.
• Габаритные и установочные размеры показаны на рисунке.
• Диффузородержатель изготовлен штамповкой из стали.
• Магнитная цепь содержит следующие элементы:
  1. кольцевой ферритовый магнит марки М16 БА190 размером К75x26x13,5 мм;
  2. керн диаметром 15 мм;
  3. верхний фланец с отверстием диаметром 16,7 мм.
• Высота воздушного зазора 3,9 мм, его радиальная ширина 0,85 мм, индукция в зазоре 0,9 Тл.
• Подвижная система включает в себя:
  1. звуковую катушку, намотанную проводом марки ПЭВЛ диаметром 0,140 мм, намотка двухслойная, в первом слое 31 виток, во втором - 29, высота намотки 4,9 мм, омическое сопротивление 4±0,6 Ом. Каркас звуковой катушки изготовлен из бумаги марки К-080 ГОСТ 23436-79 толщиной 0,080 мм. Высота ЗК 14 мм, внутренний диаметр 15,3 мм, внешний (вместе с намоткой) 16,3 мм;
  2. диффузор конической формы с синусоидальным подвесом, изготовленный из бумажной массы;
  3. центрирующую шайбу и колпачок, изготовленные из ткани с пропиткой;
  4. Электрическое напряжение подается на клеммы входа головки, выполненные в виде лепестков, установленных в резиновых втулках, закрепленных на диффузородержателе.

Что непонятно,пишите.

Лот продаётся без претензий и возвратов.Уйдёт по последней ставке!

Уважаемые покупатели!

1.Все вопросы прошу задавать до того как сделаете ставку.

2.Просьба выходить на связь первыми.

3.Предоплата на карту Приват банка.

4.После успешного завершения сделки,обмениваемся положительными отзывами!

Пожалуйста,объективно оценивайте свои желания и возможности.

Оставляю за собой право закончить аукцион досрочно.

Запросы об отмене ставки МЕНЕЕ ЧЕМ ЗА СУТКИ до окончания аукциона удовлетворены НЕ БУДУТ!

Удачных всем торгов!