Construir este sistema de alto-falantes Hi-Fi com defletor aberto com rede cruzada

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O design de alto-falante de alta qualidade de alta qualidade do defletor aberto apresentado aqui fornece um substituto para a caixa de alto-falante comum. Seu padrão de emissão de som se assemelha ao padrão eletrostático. Funciona sem invólucro ou caixa para os woofers, embora empregue dinâmica normal para as unidades de acionamento. A reprodução proporciona um impacto extremamente 'amplo' nas orelhas.

Considerações de design

A energia elétrica é normalmente transformada em energia acústica por meio de uma unidade de acionamento dinâmico. Você pode encontrar outras formas, como unidades eletrostáticas e de fita, no entanto, essas são geralmente mais caras e às vezes também mais suscetíveis, ou mais complicadas de construir em comparação com o tipo de cone clássico que existe há cerca de 70 anos.



Em todo o mundo, muitos milhões de unidades de unidade de alto-falante são fabricados anualmente. Destes, apenas uma pequena percentagem é destinada a equipamentos hi-fi: o resto é para uso em telefones, rádios de automóveis. rádios portáteis e assim por diante.

Normalmente, o alto-falante cone é considerado adequado apenas para processamento de áudio de alta qualidade, uma vez que este tipo tem a capacidade de colocar um nível substancial de ar em movimento (esse é o único aspecto importante para as características físicas de audição).



Quando um 'diafragma' tem que replicar baixas frequências, é crucial que a frente e a traseira de seu cone não sejam capazes de 'detectar' um ao outro (ou então, um curto-circuito acústico pode acontecer).

Por causa disso, uma caixa selada ou caixa de reflexo de baixo é geralmente utilizada para a reprodução de baixas frequências.

Esse tipo de invólucro tem a desvantagem, pois tende a oscilar com o cone (a menos que seja aparafusado no concreto).

Alguns especialistas acreditam que o padrão deve focar como uma fonte pontual, ou seja, todas as faixas de frequências precisam ser transmitidas em torno de um ângulo de 360 ​​°.

Praticamente, o padrão de radiação das unidades de média frequência e tweeter é restrito em torno de 180 °, apenas os woofers podem atingir cerca de 360 ​​°.

Você pode encontrar soluções para isso, por exemplo, fixando as unidades de acionamento também na parte traseira da caixa. Outra opção é a aplicação de drivers eletrostáticos, pois estes empurram as ondas para frente e para trás.

Como o som reproduzido na parte frontal está em antifase com o som na parte traseira, esses modelos respondem de forma diferente de um radiador multidirecional.

Conseqüentemente, esse tipo de unidade é conhecido como radiador dipolo, embora o estilo de radiação seja octogonal. A saída de som desse tipo de unidade pode, no entanto, ser extremamente agradável de ouvir, simplesmente porque as ondas sonoras da parte traseira chegam ao ouvinte por meio de vários reflexos, que aumentam o impacto estereoscópico.

O projeto da caixa de alto-falante de alta qualidade do defletor aberto discutido, que, embora não seja completamente novo no mundo da música, dificilmente tem sido o tema de um empreendimento FAÇA VOCÊ MESMO, aspira a combinar esses vários fatores. Simplificando, um que executa como um radiador dipolo, mas emprega unidades de acionamento dinâmico regulares.

As frequências baixas são processadas por dois woofers colocados em um minúsculo baf fl e, enquanto as frequências médias e altas são processadas por um par de squawkers e um par de tweeters, um de cada na frente e um de cada na parte traseira.

Dicas Técnicas

Quando uma unidade de acionamento de alto-falante é instalada no meio de uma placa, sua característica de frequência sob a frequência de corte inferior (determinada pelas dimensões da placa) diminuirá a uma taxa de 6 dB por oitava.

Sob a frequência de ressonância da unidade de acionamento, que aumentará para 18 dB por oitava, no entanto, isso é realmente irrelevante quando se trata de unidades de acionamento com baixa frequência de ressonância.

Este efeito é mais preferível em comparação com o de uma caixa selada (12 dB por oitava) ou de uma caixa de reflexão de graves (12-18 dB por oitava).

A desvantagem, obviamente, é que a frequência de corte inferior é maior (meio comprimento de onda: diâmetro da placa). Com esta frequência, a parte frontal e a parte traseira do cone começam a se cancelar para que a funcionalidade resultante seja degradada.

É como se o ar pressionado para a frente fosse assimilado pelo ar aspirado pelo cone na parte de trás. Uma frequência de corte de 60 Hz precisa de uma placa de cerca de 3x3 pol. (10x10 pés).

Além disso, uma característica limpa exige que a unidade de acionamento seja instalada de forma assimétrica, para garantir que os 'curtos-circuitos' sejam distribuídos abrangendo uma ampla faixa de frequência.

Este tipo de placa substancial está, obviamente, além da visão para aplicação doméstica, onde os modelos de funcionalidade idêntica ocupam um espaço reduzido.

No entanto, o desenho do defletor aberto continua a ser curioso, uma vez que impede as incontáveis ​​consequências (indesejáveis) que uma caixa tem sobre a reprodução do som (ondas estacionárias: vibrando juntas, e assim por diante).

A vibração da caixa se torna realmente um grande desafio quando o gabinete é construído de madeira. Para uso doméstico, um painel de medidas moderadas colocado no piso de um cômodo poderia ser tentado para melhorar sua dimensão artificialmente e assim reduzir a frequência de corte.

Além disso, a compensação elétrica pode ser aplicada para (até certo ponto) compor a decadência acústica. Isso provavelmente diminuirá a eficiência e o manuseio de energia em algum grau, no entanto, isso pode ser mantido dentro de limites realistas por meio do uso de um cone considerável e restringindo a correção.

O layout atual é executado em uma placa alta e estreita, onde dois woofers de 210 mm estão instalados e se destina ao posicionamento vertical no solo. A frequência de corte baixa (calculada) (-3 dB] fica perto de 100 Hz.

Porque um amplificador adicional foi considerado desnecessário. a rede de correção é, na verdade, um tipo LC passivo conectado na entrada dos woofers, ver Fig. 3.

Além disso, a compensação elétrica pode ser aplicada para (até certo ponto) compor a decadência acústica. Isso provavelmente diminuirá a eficiência e o manuseio de energia em algum grau, no entanto, isso pode ser mantido dentro de limites realistas por meio do uso de um cone considerável e restringindo a correção.

O layout atual de alto-falantes Hi-Fi é executado em uma placa alta e estreita, onde dois woofers de 210 mm estão instalados e são projetados para posicionamento vertical no solo. A frequência de corte baixa (calculada) (-3 dB] fica perto de 100 Hz. Como um amplificador adicional foi considerado desnecessário, a rede de correção de crossover é, na verdade, um tipo LC passivo conectado na entrada dos woofers. 3 -

circuito de rede cruzado para circuito de caixa de alto-falante defletor aberto

Fig.3

Lista de Peças

Lista de Peças

A característica (medida) do woofer instalado em uma placa, aquela da rede de correção e aquela do alto-falante ajustado são mostradas na Fig. 1.

característica do woofer

Figura 1

Para manter a eficiência e o manuseio da potência dentro de limites toleráveis, a correção foi restringida a pouco acima de 1 oitava.

A eficiência é reduzida em 8 dB. O uso de um par de woofers não melhora realmente a eficiência (a impedância geral é menor, embora a dissipação seja maior). e a potência de saída continua a ser praticamente idêntica a de um woofer de 210 mm em caixa fechada. As características testadas são apresentadas na Fig. 2.

a eficiência da caixa do alto-falante é reduzida em 8 dB

Figura 2

Observa-se que a frequência de corte de -3 dB é reduzida para cerca de 35 Hz, o que é um bom valor para aplicações hi-fi.

Observe que a curva corrigida consiste nos efeitos do filtro passa-baixo para que comece a deslizar novamente acima de 200 Hz. O símbolo dc resultante é um defletor estreito que oferece melhor saída de graves em Hz mais baixos do que várias caixas de alto-falante 'tradicionais'.

Pode parecer que o layout do defletor aberto proposto não reproduzirá bem as baixas frequências. No entanto, isso pode ser devido ao fato de que os box designers geralmente não habilitam para o efeito da sala ou espaço real, resultando em um pico de baixa frequência assim que o alto-falante é utilizado para a sala.

As características dos woofers testados na frente e atrás são essencialmente as mesmas em baixas frequências. Isso simplesmente não é o caso com os squawkers (unidades de médio alcance e tweeters, o que implica que eles precisam ser replicados na extremidade traseira.

Além disso, os squakers têm características de frequência muito curvas e eficiência de radiação inferior. Por esse motivo, tornou-se importante colocar essas unidades em um pequeno alojamento

Selecionando as unidades de acionamento

Para testemunhar uma radiação melhorada, o diâmetro das unidades de acionamento deve ser pequeno em comparação com o comprimento de onda de áudio reproduzido.

Portanto, é necessário um método de três vias. Dado que a seleção de vários tipos de unidade de acionamento em um sistema geralmente dá origem a dificuldades de disponibilidade, optou-se por escolher todos os 3 tipos na gama de um único fornecedor.

A Rede Cross-Over

O circuito da rede cross-over pode ser testemunhado na Fig. 3 e sua saída testada é mostrada na Fig. 4. Os indutores L2 e R2 fornecem a correção de baixa frequência conforme indicado na Fig. 1.

correção de baixa frequência

Fig.4

A filtragem adequada é feita por L1-C1. Esta seção fornece uma inclinação de segunda ordem aproximadamente acima de 400 Hz (parece ser bastante reduzida na Fig. 4, mas pode ser uma vez que as curvas lá se referem apenas à saída elétrica: as eficiências das unidades de acionamento não estão incluídas.

O resistor R1 garante uma resistência razoavelmente estável na saída do sistema, independentemente do impacto de L2-R2 e da impedância dependente da frequência dos woofers. A porção para os squawkers é composta de L4-C2 para roll-off em 400 Hz e L5-C3 para o mesmo em 5 kHz. As inclinações são de aproximadamente 12 dB por oitava.

Junto com o roll-off natural dos tweeters, isso produz uma inclinação mais acentuada, o que é crucial para garantir que os dispositivos de médio alcance não lidem com uma quantidade excessiva de energia. O atenuador R3-R4 entre a seção e as unidades de acionamento oferece casamento de nível próximo a 3,5 dB. A seção de tweeter (segunda ordem) inclui L5-C4.

O atenuador R5-R6 fornece nível de correspondência de aproximadamente 5,5 dB para oferecer uma resposta de frequência acústica plana e definitiva. A rede cross-over é melhor desenvolvida em um pequeno veroboard de uso geral, consulte a Fig. 5 para obter um layout de componente apropriado.

Fig.5

Os indutores tubulares são muito pesados ​​e, portanto, devem ser fixados corretamente, se possível com porcas, parafusos e arruelas não metálicas. Os indutores L1, L2 e L4 são do tipo bobina com núcleo HQ. Este material não cria distorção nas frequências altas e baixas e também é bastante barato.

Uma vez que L1 e L2 supostamente carregam correntes relativamente substanciais, são indutores de núcleo de ar ou têm um material de núcleo não ferroso ou inferior. Apesar do C2 ser escolhido como um eletrolítico bipolar, um tipo MKT também pode ser usado com a mesma eficácia.

Como construir

Essencialmente, todas as seções exibidas na Fig. 6 são fabricadas em cartão de densidade média de 25 mm [1 pol]. O elemento principal é o painel A, uma placa de 1150 mm de altura na qual um par de woofers, um squawker e um tweeter são encaixados.

Observe que todas as unidades de acionamento devem ser aparafusadas em buracos afundados, o que aumentará substancialmente sua eficiência de radiação. No entanto, isso é essencial apenas na parte frontal, porque a transmissão de áudio da parte traseira não é tão importante.

Fig.6

Uma vista lateral do projeto até agora parece um indivíduo, seção sólida de 50 mm [2 pol.] Que se alarga na base.

Conclua conforme necessário em verniz ou folheado. Lembre-se do painel E Assim que a cobertura ou verniz secar, trabalhe os cabos dos alto-falantes e instale as unidades de acionamento na frente - não negligencie os cabos do squawker e tweeter traseiro.

Conecte os cabos aos dispositivos. Identifique as extremidades dos cabos, para não criar confusões depois em relação aos vários terminais dos cabos.

Os orifícios pelos quais os fios passam devem ser selados à prova d'água usando, e. g. uma pistola de cola. Em seguida, prenda o painel E com parafusos de aglomerado em direção à parte superior traseira, conforme indicado na Fig. 6b. As cabeças dos parafusos devem ser rebatidas.

Fig.7

Cubra os espaços entre os painéis com fita adesiva apropriada. Depois disso, instale o squawker e o tweeter traseiros.

Certifique-se de que as conexões de cabo a essas seções são réplicas daquelas no significado frontal, conecte a linha + do tweeter frontal à linha - do tweeter traseiro e da mesma forma com as unidades de médio alcance.

A polaridade elétrica de acordo com a rede cruzada dependerá dos alto-falantes frontais.

Em seguida, instale o sistema cruzado sob os woofers, conforme demonstrado na fotografia da Fig. 7. Por último, crie uma montagem em forma de L, conforme apresentada na Fig. 7, aparafuse-a ao painel de base conforme indicado e encaixe os soquetes neste . Conecte os soquetes à rede cruzada conforme adequado.

Especificações técnicas




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