Влияние способа установки громкоговорителя на излучение в области низких частот
Как было сказано выше, громкоговоритель необходимо устанавливать в жестком ящике, изолирующем поле, создаваемое обратной стороной диффузора. Недостаток этого способа установки состоит в том, что упругость воздуха в ящике прибавляется к упругости подвеса диффузора и повышает собственную частоту системы, что нежелательно. Повышения частоты можно избежать, поместив громкоговоритель не в ящик, а в экран в виде большого плоского щита. Тогда пути, проходимые излученной звуковой волной от передней и от задней сторон, разные (рис. 4.32 а). Чем больше разность хода звуковых волн, тем больше результирующее давление в направлении оси громкоговорителя на низких частотах, по сравнению с громкоговорителем, работающим без экрана. Для оценки эффективности такого устройства полезно его действие
сравнить с действием закрытого ящика. На рис. 4.33 изображена зависимость от частоты отношения давлений
создаваемых на оси, на одном и том же расстоянии от громкоговорителя при помещении его в ящике
и в экране
круглой формы диаметра
Рис. 4 32. Улучшение излучения низких частот диффузорным громкоговорителем: а — с помощью аюрана,
с помощью резонансного ящика, в — эквиважитная схема акустического резонансного ящика
Начиная с частоты, при которой а
достигает единицы, экран дает тот же эффект, что и ящик, не влияя, однако, при этом на упругость механической подвижной системы. Применяя экран неправильной формы или помещая громкоговоритель несимметрично (не в центре экрана), можно уменьшить неравномерность эффекта экрана, а
не будет иметь ярко выраженных максимумов и минимумов. В качестве экрана может служить, например, ящик приемника с открытой задней стороной. Другой способ улучшения передачи низких частот состоит в том, что громкоговоритель помещают в ящик, который представляет собой акустическую резонансную систему (см. рис. 4.32 б).
Рис. 4.33. Отношение давлений громкоговорителя, работающего в ящике и в экране,
зависимости от волнового размера диаметра экрана
Громкоговоритель устанавливают в стенке ящика, в которой имеется дополнительное открытое отверстие. Если диффузор, двигаясь в направлении стрелки, создает объемную скорость
то в ящик через открытое отверстие втекает воздух с объемной скоростью
Из-за инерции соколеблющейся массы
воздуха в отверстии
Разность
составляет объемную скорость разрежения и сжатия воздуха
в объеме ящика, представляющего собой акустическую гибкость. Соотношение между
южно рассчитать с помощью эквивалентной схемы, приведенной на рис. 4.32в, из которой следует:
Как видно,
возрастает при приближении
к резонансной частоте
ящика и при переходе через резонанс меняет фазу на 180°. Выше резонанса одновременно с движением диффузора вперед (по направлению стрелки) воздух через отверстие вытекает из ящика, т. е. движется против стрелки. Благодаря этому излучение, создаваемое отверстием в окружающей среде, оказывается не противофазно, а синфазно с излучением передней стороны диффузора и увеличивает эффективность громкоговорителя. Этот эффект особенно заметен вблизи резонанса. Вследствие неизбежных потерь на трение и на излучение
не обращается в бесконечность, как это следует из (4.87), при
и переход через резонанс происходит плавно. Такое устройство часто называют акустическим фазоинвертором. Если фазоинвертор настроить на частоту, несколько меньшую резонансной частоты подвижной системы громкоговорителя, можно получить связанную механико-акустическую систему, значительно улучшающую передачу громкоговорителем низких частот.