RU110212U1 - SOUND LOAD EQUIVALENT OF AUDIO FREQUENCY AMPLIFIERS - Google Patents
SOUND LOAD EQUIVALENT OF AUDIO FREQUENCY AMPLIFIERS Download PDFInfo
- Publication number
- RU110212U1 RU110212U1 RU2011118798/08U RU2011118798U RU110212U1 RU 110212 U1 RU110212 U1 RU 110212U1 RU 2011118798/08 U RU2011118798/08 U RU 2011118798/08U RU 2011118798 U RU2011118798 U RU 2011118798U RU 110212 U1 RU110212 U1 RU 110212U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- resistor
- circuit
- prototype
- head
- Prior art date
Links
Abstract
Эквивалент нагрузки усилителей сигналов звуковой частоты, содержащий последовательно соединенные первый резистор и колебательный контур, состоящий из параллельно соединенных первого конденсатора, второго резистора и первой катушки индуктивности, отличающийся тем, что между первым резистором и колебательным контуром введена вторая катушка индуктивности, а параллельно колебательному контуру введены последовательно соединенные между собой третья катушка индуктивности, третий резистор и второй конденсатор. The load equivalent of audio-frequency signal amplifiers, comprising a first resistor and an oscillatory circuit connected in series, consisting of a first capacitor, a second resistor and a first inductor connected in parallel, characterized in that a second inductor is inserted between the first resistor and the oscillatory circuit, and parallel to the oscillatory circuit a third inductance, a third resistor and a second capacitor connected in series with each other.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к звукоусилительной технике и предназначена для использования при разработке, наладке и измерениях электрических параметров усилителей сигналов звуковой частоты, и в частности усилителей низкой частоты в интегральном исполнении и усилителей мощности в дискретном исполнении и выполненных по смешанной дискретно-интегральной технологии.The utility model relates to a sound-amplifying technique and is intended for use in the development, commissioning and measurement of electrical parameters of sound frequency signal amplifiers, and in particular low-frequency amplifiers in integrated design and power amplifiers in discrete design and made by mixed discrete-integrated technology.
Цель полезной модели - более полная электрическая имитация громкоговорителя.The purpose of the utility model is a more complete electrical simulation of a loudspeaker.
Поставленная цель достигается введением электрических эквивалентов индуктивного сопротивления звуковой катушки и акустического оформления громкоговорителя, для чего в схему устройства между первым резистором и колебательным контуром подключена вторая катушка индуктивности, а параллельно колебательному контуру подключены последовательно соединенные между собой третья катушка индуктивности, третий резистор и второй конденсатор.This goal is achieved by introducing electrical equivalents of the inductive resistance of the voice coil and acoustic design of the speaker, for which a second inductor is connected to the device circuit between the first resistor and the oscillating circuit, and a third inductor, a third resistor and a second capacitor are connected in series with each other in parallel with the oscillating circuit.
Описание аналоговDescription of the Related
При разработке, наладке и исследовании характеристик оконечных усилителей звуковоспроизводящей аппаратуры для кинотеатров и киноконцертных залов не только в прошлом, но и до последнего времени, принято использовать в качестве нагрузки усилителя активное сопротивление номинальной величины, соответствующей указанной для электроакустического агрегата комплекта аппаратуры [1, с.32 и 69].In the development, commissioning and study of the characteristics of terminal amplifiers of sound reproducing equipment for cinemas and cinema and concert halls, not only in the past, but also until recently, it is customary to use an active resistance of the nominal value corresponding to that indicated for the electro-acoustic unit of the equipment set as an amplifier load [1, p. 32 and 69].
Методы измерения электрических параметров автономных и встроенных усилителей сигналов звуковой частоты, имеющих выход для подключения нагрузки, также предусматривают использование эквивалента нагрузки при проведении измерений [2]. Согласно [2, с.4], установка усилителя в номинальные условия измерений требует подключения его выходных зажимов к номинальному эквиваленту нагрузки, представляющему собой постоянный резистор соответствующей мощности и сопротивления.Methods for measuring the electrical parameters of autonomous and built-in amplifiers of audio signals having an output for connecting a load also include the use of a load equivalent during measurements [2]. According to [2, p. 4], installing an amplifier in nominal measurement conditions requires connecting its output terminals to a nominal load equivalent, which is a constant resistor of the corresponding power and resistance.
Обычно, номинальное сопротивление громкоговорителя указывается изготовителем в соответствии с принятым рядом значений: 2, 4, 6, 8, 16, 25, 32 Ом. Номинальное сопротивление является некоторой усредненной величиной, близкой к минимальному значению полного сопротивления громкоговорителя и применяемой для оценочных расчетов и испытаний.Usually, the nominal impedance of the loudspeaker is indicated by the manufacturer in accordance with the accepted range of values: 2, 4, 6, 8, 16, 25, 32 Ohms. The nominal impedance is a certain average value close to the minimum value of the impedance of the loudspeaker and is used for evaluation calculations and tests.
Использование эквивалента нагрузки в определенной степени оправдано технологичностью наладки и испытаний макетов и образцов усилителей: не надо использовать громоздкие громкоговорители, заглушенные камеры, не создаются мощные акустические поля и т.п. Однако использование резистора в качестве эквивалента нагрузки не дает достоверной и исчерпывающей информации о поведении и параметрах усилителя в эксплуатационных условиях.The use of the load equivalent is to some extent justified by the adaptability of the setup and testing of prototypes and samples of amplifiers: you do not need to use bulky speakers, damped cameras, powerful acoustic fields are not created, etc. However, the use of a resistor as the load equivalent does not provide reliable and comprehensive information about the behavior and parameters of the amplifier in operating conditions.
Описание прототипаDescription of the prototype
Компромиссным решением вопроса может служить использование в качестве эквивалента нагрузки цепи, состоящей из активных и реактивных пассивных элементов, комплексный характер сопротивления которой имитирует частотные изменения входного электрического сопротивления реальной нагрузки усилителя.A compromise solution to this problem is the use of a circuit consisting of active and reactive passive elements as the load equivalent, the complex nature of the resistance of which imitates the frequency changes in the input electrical resistance of the real load of the amplifier.
Наиболее близким к заявленному решению является эквивалент реактивной нагрузки выхода усилителя для подключения громкоговорителя, используемый при проведении измерений электрических параметров усилителей сигналов звуковой частоты [2]. Эквивалентом нагрузки служит электрическая цепь, имитирующая полное сопротивление нагрузки, для работы с которой предназначен усилитель (например, динамический громкоговоритель) [2, с.49]. При имитации полного сопротивления громкоговорителя предусматривается использование понятия типового громкоговорителя - громкоговорителя определенного типа (например, динамического), обладающего среднестатистическими параметрами.Closest to the claimed solution is the equivalent of the reactive load of the amplifier output for connecting a loudspeaker, used when measuring electrical parameters of amplifiers of audio signals [2]. The equivalent of the load is an electric circuit simulating the load impedance, for which an amplifier is designed to work (for example, a dynamic loudspeaker) [2, p. 49]. When simulating the impedance of a loudspeaker, it is envisaged to use the concept of a typical loudspeaker - a loudspeaker of a certain type (for example, a dynamic) with average statistical parameters.
Известное устройство содержит последовательно соединенные первый резистор и колебательный контур, состоящий из параллельно соединенных первого конденсатора, второго резистора и первой катушки индуктивности [2, Приложение 2, с.51, черт.24 - прототип]. Параметры элементов электрической цепи приняты равными: R1=5,4 Ом±2%; R2=18,6 Ом±2%, С1=800 мкФ±5%, L1=12,5 мГн±5%.The known device contains a series-connected first resistor and an oscillatory circuit, consisting of parallel-connected first capacitor, second resistor and first inductance coil [2, Appendix 2, p. 51, Fig.24 - prototype]. The parameters of the elements of the electric circuit are taken equal to: R 1 = 5.4 Ohm ± 2%; R 2 = 18.6 Ω ± 2%, C 1 = 800 μF ± 5%, L 1 = 12.5 mH ± 5%.
Критика прототипаprototype criticism
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, можно отнести следующее.The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the known device include the following.
Выражение для полного сопротивления устройства-прототипа имеет видThe expression for the impedance of the prototype device has the form
Соответствующая этому выражению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) модуля полного сопротивления прототипа имеет в области низких частот резонансный всплеск на частоте f1=ω1/2π, имитирующий основной (механический) резонанс громкоговорителяCorresponding to this expression, the amplitude frequency response (AFC) of the prototype impedance module has in the low frequency region a resonant burst at a frequency f 1 = ω 1 / 2π simulating the main (mechanical) loudspeaker resonance
На этой частоте модуль достигает своего максимального значенияAt this frequency, the module reaches its maximum value.
В диапазонах частот ниже и выше резонансного всплеска АЧХ прототипа переходит в горизонтальные участки на уровне значения в сопротивления первого резистора, равного R1=5,4 Ом.In the frequency ranges below and above the resonant surge, the frequency response of the prototype goes into horizontal sections at the level of the resistance of the first resistor, equal to R 1 = 5.4 Ohms.
Таким образом, несмотря на указание в [2], что цепь, изображенная на чертеже, является эквивалентом реактивной нагрузки выхода усилителя для подключения громкоговорителя, полное сопротивление устройства-прототипа носит реактивный характер только в относительно узком диапазоне частот в районе частоты резонанса колебательного контура f1. На других частотах полное сопротивление прототипа носит чисто активный характер.Thus, despite the indication in [2] that the circuit shown in the drawing is the equivalent of the reactive load of the amplifier output for connecting a speaker, the impedance of the prototype device is reactive only in a relatively narrow frequency range in the region of the resonance frequency of the oscillatory circuit f 1 . At other frequencies, the total resistance of the prototype is purely active.
Судя по значению частоты резонанса колебательного контура f1, равному 50 Гц, и значениям параметров элементов схемы, эквивалент-прототип способен имитировать входное электрическое сопротивление широкополосной динамической головки, обладающей среднестатистическими параметрами, измеренными в свободном пространстве, причем без учета индуктивного сопротивления звуковой катушки. К тому же, в схеме прототипа отсутствуют элементы, имитирующие акустическое оформление громкоговорителя, в которое устанавливается головка и которое существенно влияние на входное сопротивление громкоговорителя.Judging by the value of the resonance frequency of the oscillation circuit f 1 equal to 50 Hz and the values of the parameters of the circuit elements, the equivalent prototype is able to simulate the input electrical resistance of a broadband dynamic head with average parameters measured in free space, without taking into account the inductive resistance of the voice coil. In addition, in the prototype circuit there are no elements imitating the acoustic design of the speaker into which the head is installed and which significantly affects the input impedance of the speaker.
АЧХ модуля полного сопротивления устройства-прототипа значительно отличается от АЧХ модуля полного сопротивления реального громкоговорителя, у которого она носит ярко выраженный неравномерный характер во всем рабочем диапазоне частот. Таким образом, использование прототипа не позволяет обеспечить соответствие условий при разработке и испытаниях усилителя условиям при его эксплуатации. Есть все основания предполагать, что значения ряда параметров, приводимых в технических условиях и описаниях усилителей, завышены. Особенно это касается энергетических и тепловых режимов, запаса устойчивости, оценки искажений, действенности и правильности настройки систем электронной защиты и т.д.The frequency response of the impedance module of the prototype device is significantly different from the frequency response of the impedance module of a real speaker, in which it has a pronounced uneven character in the entire operating frequency range. Thus, the use of the prototype does not allow for compliance with the conditions during the development and testing of the amplifier to the conditions during its operation. There is every reason to assume that the values of a number of parameters given in the specifications and descriptions of amplifiers are overstated. This is especially true of energy and thermal conditions, stability margin, distortion assessment, the effectiveness and correctness of tuning electronic protection systems, etc.
Сущность полезной моделиUtility Model Essence
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в более полной электрической имитации громкоговорителя.The problem to which the claimed utility model is directed is to more fully simulate a loudspeaker.
Указанная задача решается за счет достижения при осуществлении полезной модели технического результата, который заключается во введении электрических эквивалентов индуктивного сопротивления звуков эй катушки и акустического оформления громкоговорителя.This problem is solved due to the achievement in the implementation of a useful model of a technical result, which consists in the introduction of electrical equivalents of the inductive resistance of the sounds of hey coils and the acoustic design of the loudspeaker.
Указанный технический результат достигается тем, что в схему устройства между первым резистором и колебательным контуром введена вторая катушка индуктивности, а параллельно колебательному контуру введены последовательно соединенные между собой третья катушка индуктивности, третий резистор и второй конденсатор.The specified technical result is achieved by the fact that a second inductor is introduced into the device circuit between the first resistor and the oscillating circuit, and a third inductor, a third resistor and a second capacitor are connected in series with each other in parallel with the oscillating circuit.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленной полезной модели, а определение из числа выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков, позволило определить совокупность существенных по отношению к техническому результату признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле полезной модели.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed utility model, and determining the prototype as the closest in the totality from the identified analogues features, allowed to determine the set of essential in relation to the technical result of the features in the claimed object, set forth in the formula of the utility model.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованию «новизна».Therefore, the claimed utility model meets the requirement of "novelty."
Перечень фигур чертежейBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
На фигуре 1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемую полезную модель, где R1 - первый резистор с сопротивлением 5,4 Ом±2%, L2 - вторая катушка с индуктивностью 0,5 мГн±5%, C1 - первый конденсатор с емкостью 800 мкФ±5%, R2 - второй резистор с сопротивлением 18,6 Ом±2%, L1 - первая катушка с индуктивностью 12,5 мГн±5%, L3 - третья катушка с индуктивностью 12,5 мГн±5%, R3 - третий резистор с сопротивлением 0,4 Ом±2%, С2 - второй конденсатор с емкостью 800 мкФ±5%.The figure 1 shows a diagram of a device that implements the proposed utility model, where R1 is the first resistor with a resistance of 5.4 Ohms ± 2%, L2 is the second coil with an inductance of 0.5 mH ± 5%, C1 is the first capacitor with a capacity of 800 μF ± 5%, R2 is the second resistor with a resistance of 18.6 Ohms ± 2%, L1 is the first coil with an inductance of 12.5 mH ± 5%, L3 is the third coil with an inductance of 12.5 mH ± 5%, R3 is the third resistor with resistance 0.4 Ohm ± 2%, C2 - the second capacitor with a capacity of 800 microfarads ± 5%.
На фигуре 2 представлены амплитудно-частотные характеристики модулей полного сопротивления прототипа (1) и предлагаемого устройства (2).The figure 2 presents the amplitude-frequency characteristics of the impedance modules of the prototype (1) and the proposed device (2).
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной моделиInformation confirming the feasibility of implementing a utility model
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.Information confirming the feasibility of implementing the utility model with obtaining the above technical result is as follows.
Сущность полезной модели поясняется рисунком (фигура 1), где представлена схема предлагаемого эквивалента нагрузки.The essence of the utility model is illustrated in the figure (figure 1), which presents a diagram of the proposed equivalent load.
Первый резистор R1 устройства имитирует активное сопротивление звуковой катушки головки громкоговорителя, которое измеряется на постоянном токе при неподвижной катушке.The first resistor R1 of the device simulates the active impedance of the voice coil of the loudspeaker head, which is measured at constant current when the coil is stationary.
Элементы колебательного контура образуют электрический эквивалент подвижной системы головки: С1 - имитирует массу всей подвижной системы, включая массу диффузора, массу звуковой катушки, часть массы подвеса и присоединенную к диффузору массу воздуха; L1 - имитирует гибкость подвеса и гибкость центрирующей шайбы; R2 - имитирует активные сопротивления, включая трение катушки о воздух в зазоре, механические потери в диффузоре, центрирующей шайбе и подвесе, а также активную составляющую сопротивления излучения. Параллельный резонанс контура имитирует механический резонанс подвижной системы, т.е. основной резонанс динамической головки в свободном пространстве.The elements of the oscillatory circuit form the electrical equivalent of the moving system of the head: C1 - simulates the mass of the entire mobile system, including the mass of the diffuser, the mass of the voice coil, part of the mass of the suspension and the mass of air connected to the diffuser; L1 - simulates the flexibility of the suspension and the flexibility of the centering washer; R2 - simulates active resistances, including the friction of the coil against air in the gap, mechanical losses in the diffuser, centering washer and suspension, as well as the active component of the radiation resistance. The parallel resonance of the circuit simulates the mechanical resonance of a moving system, i.e. the main resonance of the dynamic head in free space.
Введенная вторая катушка индуктивности L2 имитирует индуктивное сопротивление звуковой катушки головки громкоговорителя, которое мало влияет в области низких частот, но обусловливает существенный подъем АЧХ модуля полного сопротивления в области высоких частот. Значение индуктивности звуковой катушки обычно невелико, и выбор индуктивности второй катушки L2, равной 0,5 мГн, входит в диапазон среднестатистических значений этого параметра для НЧ-СЧ динамических головок (0,5-1,7 мГн), а также соответствует значениям параметров элементов колебательного контура прототипа.The introduced second inductor L2 simulates the inductance of the voice coil of the loudspeaker head, which has little effect in the low frequency region, but causes a significant increase in the frequency response of the impedance module in the high frequency region. The value of the inductance of the voice coil is usually small, and the choice of the inductance of the second coil L2 equal to 0.5 mH is included in the range of average values of this parameter for the LF-MF dynamic heads (0.5-1.7 mH), and also corresponds to the values of the parameters of the elements oscillatory circuit of the prototype.
Теперь вторая катушка индуктивности L2, первая катушка индуктивности L1 и первый конденсатор С1 образуют контур с последовательным резонансом в области низких частот, имитирующий электромеханический резонанс в головке.Now the second inductor L2, the first inductor L1 and the first capacitor C1 form a circuit with a series resonance in the low-frequency region, simulating the electromechanical resonance in the head.
Конструктивной особенностью динамического громкоговорителя является установка звуковой головки в акустическое оформление, в качестве которого чаще всего используется фазоинверсная система - закрытый корпус с дополнительным отверстием или отверстием с трубой в передней стенке. Использование фазоинвертора обеспечивает повышение стандартного давления и равномерность частотной характеристики громкоговорителя в области низких частот, а также способствует снижению нелинейных искажений в области частоты основного резонанса головки.A design feature of a dynamic loudspeaker is the installation of a sound head in an acoustic design, which is most often used as a phase-inverting system - a closed housing with an additional hole or a hole with a pipe in the front wall. The use of a phase inverter provides an increase in standard pressure and a uniform frequency response of the loudspeaker in the low frequency region, and also helps to reduce non-linear distortions in the frequency region of the main resonance of the head.
Введенные в схему прототипа третья катушка индуктивности L3, третий резистор R3 и второй конденсатор С2 образуют электрический эквивалент фазоинвертора и моделируют его влияние на полное сопротивление громкоговорителя. Третья катушка индуктивности L3 имитирует гибкость воздушного объема корпуса. Третий резистор R3 имитирует щелевые потери за счет утечек: через неплотное крепление головки, сквозь крепежные винты, через материал подвеса и пылезащитного колпачка. Потерями за счет звукопоглощения в корпусе, потерями за счет трения воздуха в отверстии или трубе фазоинвертора можно пренебречь, что обусловлено их незначительностью. Второй конденсатор С2 имитирует акустическую массу воздуха в отверстии или трубе фазоинвертора с учетом соколеблющейся массы воздушной среды.Introduced into the prototype circuit, a third inductor L3, a third resistor R3 and a second capacitor C2 form the electrical equivalent of a phase inverter and simulate its effect on the impedance of the speaker. The third L3 inductor simulates the flexibility of the air volume of the housing. The third resistor R3 imitates slit losses due to leaks: through loose head fastening, through fastening screws, through suspension material and dust cap. Losses due to sound absorption in the housing, losses due to air friction in the hole or pipe of the phase inverter can be neglected, due to their insignificance. The second capacitor C2 simulates the acoustic mass of air in the hole or pipe of the phase inverter, taking into account the oscillating mass of the air.
При проектировании фазоинвертора обычно исходят из соображения, что фазу оборотного излучения целесообразно инвертировать лишь в области частот, лежащих выше частоты механического резонанса подвижной системы головки, поскольку в области более низких частот излучение не будет эффективным даже при использовании инверсии. Поэтому контур фазоинвертора настраивают на частоту, равную или чуть выше основной резонансной частоты головки. Расстройка частот резонансов фазоинвертора и головки, как правило, не превышает ±2/3 октавы, а часто они совпадают.When designing a phase inverter, one usually proceeds from the consideration that it is advisable to invert the phase of the return radiation only in the frequency region lying above the frequency of the mechanical resonance of the moving head system, since radiation will not be effective in the region of lower frequencies even when using inversion. Therefore, the bass reflex circuit is tuned to a frequency equal to or slightly higher than the main resonant frequency of the head. The detuning of the resonance frequencies of the bass reflex and the head, as a rule, does not exceed ± 2/3 of an octave, and often they coincide.
Используя эти соображения, выберем значения параметров введенных элементов равными значениям параметров элементов прототипа: C2=C1=800 мкФ, L3=L1=12,5 мГн. Тогда частота резонанса fф последовательного контура L3-C2, имитирующая собственную частоту резонанса фазоинвертора, будет совпадать с частотой резонанса подвижной системы головки f1 Using these considerations, we choose the values of the parameters of the introduced elements equal to the values of the parameters of the elements of the prototype: C 2 = C 1 = 800 μF, L 3 = L 1 = 12.5 mH. Then the resonance frequency f f of the serial circuit L3-C2, simulating the natural frequency of the resonance of the phase inverter, will coincide with the resonance frequency of the moving system of the head f 1
Для выбора значения сопротивления резистора R3, имитирующего щелевые потери, воспользуемся практическими данными. Наиболее часто встречающиеся значения добротности, характеризующей щелевые потери Q, лежат в пределах 5…10. Отсюда диапазон возможных значений сопротивления резистора R3To select the resistance value of the resistor R3, simulating gap losses, we will use practical data. The most common values of the quality factor characterizing gap losses Q lie in the range of 5 ... 10. Hence the range of possible values of the resistor R3
Выберем минимальное значение из полученных - R3=0,4 Ом, т.к. при практической реализации электрической цепи эквивалента активное сопротивление провода катушки L3 увеличит фактическое значение активного сопротивления в последовательной цепи L3-R3-C2.Choose the minimum value from the received - R 3 = 0.4 Ohm, because in the practical implementation of the electrical equivalent circuit, the resistance of the coil wire L3 will increase the actual value of the resistance in the serial circuit L3-R3-C2.
Выражение для полного сопротивления предлагаемого устройства имеет высокий (четвертый) порядок и настолько сложный вид, что теряет свою наглядность. В тоже время, ход АЧХ модуля полного сопротивления предлагаемого устройства не трудно проследить, не прибегая к сложным вычислениям, а руководствуясь простыми физическими соображениями: на АЧХ выделить зоны частот, где действие тех или иных элементов схемы преобладает над действием остальных элементов, и провести расчет координат контрольных точек, по которым построить АЧХ.The expression for the total resistance of the proposed device has a high (fourth) order and is so complex that it loses its visibility. At the same time, the frequency response of the impedance module of the proposed device is not difficult to trace without resorting to complex calculations, but guided by simple physical considerations: on the frequency response, select frequency zones where the action of certain circuit elements prevails over the action of other elements, and calculate the coordinates control points on which to build the frequency response.
Головка и фазоинвертор представляют собой связанную систему с достаточно сильной связью между парциальными колебательными системами. Поэтому даже при настройке обеих систем на одну и ту же частоту, резонансная кривая в области низких частот будет иметь два максимума на частотахThe head and phase inverter are a coupled system with a fairly strong connection between partial oscillatory systems. Therefore, even when both systems are tuned to the same frequency, the resonance curve in the low-frequency region will have two maxima at frequencies
где а - константа, характеризующая степень связи между головкой и фазоинвертором и ее влияние на частотную характеристику.where a is a constant characterizing the degree of coupling between the head and the bass reflex and its effect on the frequency response.
Величина а зависит от отношения гибкости подвеса подвижной системы головки к гибкости объема воздуха в корпусе, которые в эквиваленте имитируются катушками L1 и L3, значения индуктивностей которых приняты равными, а значитThe value of a depends on the ratio of the flexibility of the suspension of the moving head system to the flexibility of the air volume in the housing, which are equivalently simulated by coils L1 and L3, the values of the inductances of which are taken equal, and therefore
При подстановке а=1 в выражение (1) получим:When substituting a = 1 in expression (1) we get:
- частота первого максимума f3=31 Гц,- the frequency of the first maximum f 3 = 31 Hz,
- частота второго максимума f4=81 Гц.- the frequency of the second maximum f 4 = 81 Hz.
На частоте f1=50 Гц АЧХ модуля предлагаемого устройства будет иметь провал, а значение модуля в этой точке достигнет величиныAt a frequency f 1 = 50 Hz, the frequency response of the module of the proposed device will have a dip, and the value of the module at this point will reach
Частота последовательного резонанса элементов схемы L2, L1 и С1, соответствующая частоте электромеханического резонанса головки, равнаThe frequency of the series resonance of the circuit elements L2, L1 and C1, corresponding to the frequency of the electromechanical resonance of the head, is
На этой частоте значение модуля минимально и снижается до величиныAt this frequency, the modulus value is minimal and decreases to a value
При введении в схему второй катушки индуктивности L2 равномерный участок характеристики прототипа в области высоких частот трансформируется в подъем характеристики предлагаемого устройства.With the introduction of the second inductor L2 into the circuit, the uniform portion of the prototype characteristics in the high frequency region is transformed into a rise in the characteristics of the proposed device.
Теперь на частоте fB=10 кГц модуль полного сопротивления составит величинуNow, at a frequency f B = 10 kHz, the impedance module will be
Построенные по рассчитанным контрольным точкам АЧХ представлены на фигуре 2. Кривая 1 представляет собой АЧХ модуля полного сопротивления устройства-прототипа и отражает имитацию полного сопротивления головки без учета индуктивного сопротивления звуковой катушки. Кривая 2 представляет собой АЧХ модуля полного сопротивления предлагаемой полезной модели и отражает имитацию полного сопротивления головки в фазоинверторе, собственная частота которого настроена на основную резонансную частоту головки.Constructed according to the calculated control points, the frequency response is presented in figure 2. Curve 1 represents the frequency response of the impedance module of the prototype device and reflects the simulation of the impedance of the head without taking into account the inductive resistance of the voice coil. Curve 2 represents the frequency response of the impedance module of the proposed utility model and reflects the simulation of the impedance of the head in a bass reflex, whose natural frequency is tuned to the main resonant frequency of the head.
Для построения характеристик также была использована такая система компьютерного моделирования и анализа как Electronic Work Bench. Элементам анализируемой модели (фигура 1) были приданы значения, присущие прототипу и предложенные выше. Координаты характерных точек обоих кривых, построенных в САПР, совпали с рассчитанными выше координатами контрольных точек АЧХ прототипа и предлагаемого устройства.To build characteristics, a computer modeling and analysis system such as Electronic Work Bench was also used. The elements of the analyzed model (figure 1) were given the values inherent in the prototype and proposed above. The coordinates of the characteristic points of both curves constructed in CAD coincided with the coordinates calculated above of the control points of the frequency response of the prototype and the proposed device.
Полученная АЧХ модуля полного сопротивления предлагаемого устройства (фигура 2, кривая 2) наглядно демонстрирует ярко выраженный комплексный характер в диапазоне звуковых частот, в котором имитируются основные акустические особенности типового динамического громкоговорителя, головка которого помещена в фазоинвертор с отверстием или отверстием с трубой.The obtained frequency response of the impedance module of the proposed device (figure 2, curve 2) clearly demonstrates a pronounced complex character in the range of sound frequencies, in which the main acoustic features of a typical dynamic loudspeaker are simulated, the head of which is placed in a phase inverter with a hole or hole with a pipe.
Отметим конструктивные особенности используемых в эквиваленте элементов: мощности резисторов, допустимые напряжения конденсаторов, сечения проводов катушек индуктивностей, должны соответствовать выходной мощности, развиваемой усилителем в ходе испытаний, проводимых совместно с эквивалентом нагрузки. Типы конденсаторов должны обеспечивать работу в цепях переменного тока в диапазоне звуковых частот, а их рабочее напряжение должно в полтора-два раза превышать максимальное выходное напряжение, развиваемое усилителем. Добротности катушек индуктивности на нижней рабочей частоте должны составлять величину не менее 10.We note the design features of the elements used in the equivalent: the power of the resistors, the admissible voltage of the capacitors, the cross-section of the wires of the inductors, must correspond to the output power developed by the amplifier during tests conducted in conjunction with the equivalent load. Types of capacitors should provide work in alternating current circuits in the range of sound frequencies, and their operating voltage should be one and a half to two times the maximum output voltage developed by the amplifier. The quality factors of inductors at the lower operating frequency should be at least 10.
Из выше изложенного очевидно, что введение в эквивалент нагрузки усилителя дополнительных элементов, имитирующих такие важные особенности динамического громкоговорителя как индуктивное сопротивление звуковой катушки (катушка индуктивности L2) и влияние фазоинвертора (катушка индуктивности L3, резистор R3 и емкость С2), позволяет получить более полное соответствие комплексного сопротивления эквивалента нагрузки, подключаемого к выходу усилителя в условиях разработки, наладки и проведения измерений, комплексному сопротивлению динамического громкоговорителя, подключаемого к выходу усилителя в условиях эксплуатации.From the above it is obvious that the introduction of additional elements into the load equivalent of the amplifier simulating such important features of a dynamic loudspeaker as the inductive resistance of a voice coil (inductor L2) and the influence of a phase inverter (inductor L3, resistor R3 and capacitance C2) allows us to obtain a more complete correspondence integrated resistance of the equivalent load connected to the output of the amplifier under the conditions of development, commissioning and measurement, integrated resistance to dynamic one speaker connected to the amplifier output under operating conditions.
Таким образом, вышеуказанные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующих условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following conditions when using the claimed utility model:
- устройство, воплощающие заявленную полезную модель при ее осуществлении, предназначено для использования в усилителях сигналов звуковой частоты, и в частности в усилителях низкой частоты в интегральном исполнении и в усилителях мощности в дискретном исполнении и выполненных по смешанной дискретно-интегральной технологии;- a device embodying the claimed utility model in its implementation is intended for use in amplifiers of audio signals, and in particular in low-frequency amplifiers in integrated design and in power amplifiers in discrete design and made by mixed discrete-integrated technology;
- для заявленной полезной модели в том виде, как она охарактеризована в формуле полезной модели, подтверждена возможность ее осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;- for the claimed utility model in the form described in the utility model formula, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known prior to the priority date is confirmed;
- устройство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение указанного технического результата.- a device embodying the claimed utility model in its implementation, is able to achieve the specified technical result.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованию «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed utility model meets the requirement of "industrial applicability" under applicable law.
ЛитератураLiterature
1. ОТРАСЛЕВОЙ РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ. РТМ 19 253-70. Унифицированная система звукотехнической аппаратуры кинематографии. Исходные данные на разработку. - М., 1971 г.1. INDUSTRIAL GUIDING TECHNICAL MATERIAL. RTM 19 253-70. Unified system of cinematographic sound equipment. The initial data for the development. - M., 1971
2.ГОСТ 23849-87. АППАРАТУРА РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ БЫТОВАЯ. Методы измерения электрических параметров усилителей сигналов звуковой частоты. - М.: Издательство стандартов, 1990 (прототип, Приложение 2, черт.24, с.51).2.GOST 23849-87. RADIO ELECTRONIC APPLIANCES HOUSEHOLD. Methods for measuring the electrical parameters of amplifiers of audio signals. - M .: Publishing house of standards, 1990 (prototype, Appendix 2, doc.24, p.51).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118798/08U RU110212U1 (en) | 2011-05-10 | 2011-05-10 | SOUND LOAD EQUIVALENT OF AUDIO FREQUENCY AMPLIFIERS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118798/08U RU110212U1 (en) | 2011-05-10 | 2011-05-10 | SOUND LOAD EQUIVALENT OF AUDIO FREQUENCY AMPLIFIERS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU110212U1 true RU110212U1 (en) | 2011-11-10 |
Family
ID=44997658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011118798/08U RU110212U1 (en) | 2011-05-10 | 2011-05-10 | SOUND LOAD EQUIVALENT OF AUDIO FREQUENCY AMPLIFIERS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU110212U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU191094U1 (en) * | 2019-03-22 | 2019-07-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения" | UNIVERSAL POWER AMPLIFIER OF SOUND FREQUENCY |
| US10673393B2 (en) | 2016-05-02 | 2020-06-02 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Amplifier |
| RU2759317C1 (en) * | 2021-02-08 | 2021-11-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения" (СПбГИКиТ) | Universal electrical equivalent of loudspeaker |
-
2011
- 2011-05-10 RU RU2011118798/08U patent/RU110212U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10673393B2 (en) | 2016-05-02 | 2020-06-02 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Amplifier |
| RU2726828C1 (en) * | 2016-05-02 | 2020-07-15 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) | Amplifier |
| US11290064B2 (en) | 2016-05-02 | 2022-03-29 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Amplifier |
| RU191094U1 (en) * | 2019-03-22 | 2019-07-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения" | UNIVERSAL POWER AMPLIFIER OF SOUND FREQUENCY |
| RU2759317C1 (en) * | 2021-02-08 | 2021-11-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения" (СПбГИКиТ) | Universal electrical equivalent of loudspeaker |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105191346B (en) | Reduce audio distortion in audio system | |
| US8054983B2 (en) | Method for parameter identification and parameter optimization of microspeakers | |
| CN105516873A (en) | Device and method for testing sensitivity and frequency response curve of microphone | |
| CN101442698A (en) | Method for measuring linear parameter of loudspeaker | |
| Körner et al. | Acoustic noise of massmarket equipment caused by supraharmonics in the frequency range 2 to 20 kHz | |
| RU110212U1 (en) | SOUND LOAD EQUIVALENT OF AUDIO FREQUENCY AMPLIFIERS | |
| Pakarinen et al. | Wave digital modeling of the output chain of a vacuum-tube amplifier | |
| Brown et al. | Acoustics and the smartphone | |
| CN111400858B (en) | Porous material prediction method and system | |
| Klippel | Modeling the large signal behavior of micro-speakers | |
| Iversen et al. | Small signal loudspeaker impedance emulator | |
| KR101757362B1 (en) | Pink noise output method for inspected of acoustic apparatus | |
| WO2017220816A1 (en) | Method for simulating total harmonic distortion of a loudspeaker | |
| CN205040031U (en) | Microphone sensitivity and frequency response curve testing arrangement | |
| Yeh et al. | Nonlinear modeling of a guitar loudspeaker cabinet | |
| RU2759317C1 (en) | Universal electrical equivalent of loudspeaker | |
| US20130243221A1 (en) | Method and system of equalization pre-preocessing for sound receivng system | |
| Irrgang et al. | Fast and Sensitive End-of-Line Testing | |
| Hurkala | Noise analysis of high voltage capacitors and dry-type air-core reactors | |
| Klippel | Nonlinear damping in micro-speakers | |
| Kim et al. | Practical design of a speaker box with a passive vibrator (February 2018) | |
| Jaskuła et al. | The effect of lowering the resonant frequency of the loudspeaker during impedance measurement as a function of the signal power | |
| Klippel | Nonlinear losses in electro-acoustical transducers | |
| Boulandet | Sensorless measurement of the acoustic impedance of a loudspeaker | |
| Gudupudi et al. | An alternative view of loudspeaker nonlinearities using the Hilbert-huang transform |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120511 |