Автор Тема: рупор - расчет проектирование  (Прочитано 6988 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн qwertyuser

  • самый главный админ
  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 560
  • Karma: +65535/-0
  • кармадрочер
    • Просмотр профиля
    • ufoserver.org
рупор - расчет проектирование
« : Октябрь 09, 2015, 06:17:03 pm »
расчет кривизны рупора

Это предположение, что кривизна фронта звуковой волны постепенно увеличивается от нулевого значения (соответствующему изначально плоской форме фронта в горле), удовлетворяет также условиям, указанным Ханной, Слепианом и, позже Крэнделлом (I.B.Crandall), что фронт волны, выходящей из открытого конца, эквивалентен создаваемому сферической поверхностью, а не плоским поршнем. Войт, однако же, начинает свой (пип)из с предположения о том, что фронт волны в пределах рупора сохраняет сферическую форму, причем эта сфера по всей длине имеет один и тот же радиус. Это предположение приводит впоследствии к профилю, основанному на кривой под названием трактриса. Как теоретические исследования, так и результаты тщательных прослушиваний позволяют предположить, что именно трактриса является оптимальным профилем для рупора.

расчет трактрисы для звуковой волны


расчет экспоненты для звуковой волны


где y - радиус


Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия экспоненциального рупора определяется большим числом параметров, всестороннее рассмотрение которых было проведено Олсоном. Типичная эффективность басовых рупоров достигает 50 %, в то время как средне-и высокочастотные могут иметь КПД более 10 %. Эти цифры смотрятся очень выигрышно на фоне фазоинверторов (2-5 %) и закрытых ящиков (как правило, менее 1 %). Исключительно высокая эффективность рупорных громкоговорителей вовсе не означает, что их главное достоинство — возможность использовать усилители на небольшой мощности. Скажем, некоторые усилители с выходными каскадами, работающими в классе B, с рупорами могут создавать, напротив, большие уровни искажений, поскольку такой усилитель будет работать при небольших уровнях на выходе, когда уровень искажений типа «ступенька» будет относительно высоким.

Принципиальным преимуществом, следующим из высокой чувствительности, является то, что амплитуда перемещения диафрагмы головки громкоговорителя будет существенно меньшей, чем для всех остальных видов оформлений. Поэтому резко снижаются эффекты, вызванные нелинейностью магнитного поля и подвеса, кроме того, диффузор оказывается менее склонным к возникновению зонного эффекта. Таким образом, относительно высокие искажения, присущие головкам, оказываются сведенными к минимуму, и, поскольку рупор сам по себе искажений не вносит, излучаемый звук оказывается очень высокого качества.

Дополнительное преимущество, получаемое от уменьшения амплитуды смещения диффузора, состоит в том, что определенные виды интермодуляционных искажений, возникающие в результате изменения объема воздуха между диффузором и горлом рупора, также могут быть снижены до незначительных величин.
по вопросам размещения Ваших сайтов на этом сервере пишите info@qwertyuser.ru

Оффлайн qwertyuser

  • самый главный админ
  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 560
  • Karma: +65535/-0
  • кармадрочер
    • Просмотр профиля
    • ufoserver.org
Re: рупор - расчет проектирование
« Ответ #1 : Октябрь 09, 2015, 06:30:06 pm »
Настройка предрупорной камеры

Поведение «укороченных» рупоров. Отражения в устье вызывают пики и провалы в АЧХ возле частоты среза
Когда окружность устья становится меньше, чем длина волны, отражения в устье вызывают нежелательные пики и провалы амплитудно-частотной характеристики в районе нижней граничной частоты. Таким образом, если размеры устья в проекте сильно ограничены, то, как правило, предпочтительно увеличить нижнюю граничную частоту до значения, соответствующего размеру устья, чем получить неравномерность в области баса, проиллюстрированную:


Полость, неизбежно присутствующая между диафрагмой динамика и горлом рупора, играет важную роль при разработке рупорных систем, поскольку она может быть использована для ограничения максимальной воспроизводимой частоты. Нижняя граничная частота может быть установлена с достаточно высокой точностью, исходя из коэффициента расширения рупора в сочетании с величиной площади устья. Верхний же предел частоты определить труднее, поскольку он зависит от:

а) неодинаковых расстояний между разными участками диафрагмы и горла рупора;
б) внутренних переотражений и дифракционных эффектов внутри рупора, особенно если он — свернутый;
в) характеристик самой головки в области высоких частот;
г) эффективности полости между диафрагмой и горлом, выступающий в качестве фильтра низких частот.

Можно показать, что полость фиксированного объема представляет собой акустическое реактивное сопротивление величиной

где: Sp — площадь диффузора; V — объем предрупорной камеры; ρ — плотность воздуха; c — скорость звука; f — частота.


Когда полость расположена между диафрагмой и горлом, она ведет себя как емкость, «шунтирующая» сопротивление собственно горла, поэтому при выборе корректных параметров комбинация полости и горла работает как фильтр низких частот, частота настройки которого определяется равенством комплексных сопротивлений полости и горла,



где: ST — площадь горла; f — требуемое значение верхней граничной частоты.

Отсюда


Объем предрупорной камеры может быть теперь рассчитан таким образом, чтобы обеспечить спад характеристики на высоких частотах еще до тех значений, когда начинают проявляться трудноопределяемые эффекты (а) и (в), описанные выше.

Дополнительное преимущество, получаемое при использовании предрупорной камеры, настроенной так, чтобы предотвратить прохождение средних и высоких частот в басовый рупор, состоит в том, что эти частоты гораздо лучше воспроизводить с противоположной стороны диффузора, нагруженной на СЧ/ВЧ рупор, монтируемый на передней части громкоговорителя.

Более детальное обсуждение вопросов, связанных с практическим определением верхней и нижней границ полосы воспроизводимых частот, будет приведено далее.

Как писал Вилсон: «Нет никаких оснований считать, что рупор, помещенный в корпус, имеет абсолютно точные характеристики какого-либо определенного типа прямого рупора, будь то показательный, гиперболический, конический или трактриса, даже в том случае, если его размерам, взятым в качестве отправных точек, в точности следовали при изготовлении. Многократные изменения направления, в сочетании с отражениями, поглощениями и внутренними резонансами всегда будут теми факторами, которые приводят к расхождениям характеристик и сводят на нет любые попытки устроить корректное сравнение. Каждая рупорная конструкция должна быть оценена по достоинству как при помощи объективных измерений, так и путем субъективной оценки».
по вопросам размещения Ваших сайтов на этом сервере пишите info@qwertyuser.ru

Оффлайн qwertyuser

  • самый главный админ
  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 560
  • Karma: +65535/-0
  • кармадрочер
    • Просмотр профиля
    • ufoserver.org
Re: рупор - расчет проектирование
« Ответ #2 : Октябрь 09, 2015, 06:49:11 pm »
Уже было заявлено, что рупор ведет себя как трансформатор, преобразовывая акустическую энергию от высокого давления и низкой колебательной скорости в районе горла к низкому давлению и, соответственно, высокой скорости на выходе устья. По (пип)огии с электрическим трансформатором, в котором электрическое напряжение и ток соответствуют акустическому давлению и скорости, основные требования акустического рупора таковы:

• (а) горло должно быть правильно согласовано с источником сигнала (головкой громкоговорителя);
• (б) устье должно быть правильно согласовано с нагрузкой в виде объема воздуха в помещении прослушивания;
• (в) рупор должен функционировать в определенном диапазоне входной мощности и частоты.
Есть четыре основных параметра рупора, а именно = площадь устья, площадь горла, характеристики профиля расширения и длина. Любые три из них определят четвертый, и, следовательно, непосредственно характеристики рупора. Как только выбирается сечение некруглой формы и ось, отличная от прямой, проблема становится гораздо более сложной, причем математических и физических концепций для проектирования уже недостаточно. Тем не менее, основные характеристики даже свернутых рупоров в большой степени определены известными акустическими принципами, и наиболее эффективный метод проектирования состоит в том, чтобы исходить из этих принципов. При этом любое отклонение от теории, по возможности, должно быть научно обосновано.
« Последнее редактирование: Октябрь 13, 2015, 01:38:42 pm от qwertyuser »
по вопросам размещения Ваших сайтов на этом сервере пишите info@qwertyuser.ru

Оффлайн qwertyuser

  • самый главный админ
  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 560
  • Karma: +65535/-0
  • кармадрочер
    • Просмотр профиля
    • ufoserver.org
Re: рупор - расчет проектирование
« Ответ #3 : Октябрь 09, 2015, 07:00:00 pm »
размеры устья
минимальная площадь устья для круглого рупора оказывается

где λс = длина волны на частоте среза.

 в случаях, когда размер корпуса ограничен, рекомендуется корректно спроектированный рупор с более высокой частотой среза, скажем, 80 Гц. Он обеспечит большую линейность и удовольствие от прослушивания, чем укороченный рупор, для которого постоянная расширения выбрана, исходя из частоты среза 40 Гц, но при этом длина ограничена так, чтобы площадь устья соответствовала частоте среза 80 Гц.
Большинство рупоров домашнего использования для простоты и дешевизны в изготовлении имеют прямоугольное сечение. Предшествовавшие комментарии относительно рупоров круглого сечения применимы и к прямоугольным, хотя ясно, что в углах фронт волны должен вести себя более сложным образом, в связи с чем эффективная площадь в случае прямоугольного сечения слегка уменьшается. При условии, что отношение размеров сторон устья не превышает 4:3, прямоугольные рупоры могут давать хорошие результаты.

St=2Pi*Qts*Vas*Fs/c - это минимально допустимая площадь "горла", обеспечивающая максимальную эффективность.

Сопротивление рупора в рабочем диапазоне не зависит от частоты, при площади выхода, определящейся из длины волны, Z однозначно выражается четез St.

Z=Po*c/St
Одним из способов увеличения давления, а также наибольшего ¦уплощения¦ формы фронта звуковой волны состоит в том, чтобы выбрать площадь горла существенно меньшей величины, чем площадь диффузора громкоговорителя. Тесты, проведенные со многими громкоговорителями, показывают, что ¦эффективная площадь диффузора¦ составляет приблизительно 70% от излучающей площади диффузора, то есть, диффузор громкоговорителя, выполненный в виде усеченного конуса, имеет такую же отдачу, как диффузор плоской формы, площадь которого составляет 70% от площади конусного диффузора.

Однако эмпирическим путем установлено, что при площади горла, составляющей от 1/4 до 1/2 эффективной площади диффузора, удается обеспечить удовлетворительное согласование между громкоговорителем и рупором, а также обеспечить приблизительно плоскую форму звуковых волн, если их длины существенно превышают размеры горла. Следует подчеркнуть, что для более высоких частот, когда длина волны сопоставима с физическими размерами диффузора громкоговорителя, площадь горла нужно выбирать такой же величины; при этом для устранения стоячих волн рупор должен быть круглого сечения, по крайней мере, в районе горла.
« Последнее редактирование: Октябрь 13, 2015, 01:50:46 pm от qwertyuser »
по вопросам размещения Ваших сайтов на этом сервере пишите info@qwertyuser.ru

Оффлайн qwertyuser

  • самый главный админ
  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 560
  • Karma: +65535/-0
  • кармадрочер
    • Просмотр профиля
    • ufoserver.org
Re: рупор - расчет проектирование
« Ответ #4 : Октябрь 09, 2015, 07:37:51 pm »
Рупор как фильтр

В предыдущих разделах показано, как рупор может действовать в качестве полосового фильтра = нижняя граничная частота определена коэффициентом расширения, а верхняя = объемом камеры между громкоговорителем и горлом. Важно, что в этой полосе частот характеристики рупора очень линейны. Кроме того, при тщательном выборе нижней граничной частоты и площади горла, с учетом будущего местоположения, можно гарантировать, что нелинейность и искажения, создаваемые рупором на низких частотах, окажутся на очень малом уровне.
На более высоких частотах, превышающих частоты среза примерно в четыре раза, вследствие внутренних переотражений и стоячих волн становится очевидным увеличение амплитуды нелинейных искажений внутри рупора. Нелинейности будут еще выше, если материал, из которого изготовлен рупор, имеет свойство резонировать, а также в случае свернутых рупоров, когда волновые фронты на более высоких частотах искажаются в изгибах. Фактически есть определенный предел, выше которого использование свернутого рупора становится нежелательным: не должно быть изгибов далее той точки, в которой длина волны наивысшей воспроизводимой частоты превышает 0.6 текущего диаметра. Относительно этого ограничения будет сказано более подробно в процессе обсуждения способов сворачивания, но уже ясен практический предел самой высокой частоты, которую рупор может точно воспроизвести.

 По мере увеличения частоты процент искажений в горле для заданной мощности также увеличится, и,
хотя известно, что в большинстве сложных музыкальных звуков с увеличением частоты уровень энергии уменьшается, все же, начиная с какой-то определенной частоты, искажения в горле станут недопустимыми.
Обычно используется простое, но весьма адекватное правило ¦на пальцах¦ = рупор не должен воспроизводить более четырех октав выше своей низшей граничной частоты. Хотя при этом пуристы порой предпочитают ограничивать диапазон только тремя октавами, чтобы гарантировать еще более низкие уровни искажений.
по вопросам размещения Ваших сайтов на этом сервере пишите info@qwertyuser.ru