М.М. ЭФРУССИ. ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ, М., «ЭНЕРГИЯ», 1971

 

10. ФАЗИРОВКА, СОЕДИНЕНИЕ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ

 

Фазировка. Уже указывалось, что если совместно работают не­сколько головок, то они обязательно должны быть сфазиронаны, т. е. так соединены между собой, чтобы излучать звук в одинаковой фазе. Это относится и к головкам,  работающим в разных полосах частот, особенно при низкой частоте раздела, так как на частоте раздела одновременно работают головки обеих смежных полос. Фазировка осуществляется визуально или «наощупь» пальцем с помощью батареи напряжением 1,5—4,5 в, которую несколько раз при­соединяют к выводам звуковой катушки громкоговорителя. Пере­ключая полярность батареи, добиваются того, чтобы все диффузо­ры при включении (или отключении) батареи двигались в одну сторону. Затем, отметив полярность включения выводов звуковых катушек, соответственно подсоединяют их: одноименными полюсами при параллельном соединении и разноименными— при последова­тельном.

Более удобно, особенно при малых высокочастотных головках, осуществлять фазировку с помощью миллиамперметра постоянного тока (шкала 5—10 ма). Подключив его к звуковой катушке, слег­ка и плавно нажимают пальцами на диффузор и замечают, в какую сторону отклонится стрелка миллиамперметра. Переключая концы звуковой катушки, добиваются отклонения стрелки в одну сторону и отмечают полярность на контактах громкоговорителя в соответствии с полярностью миллиамперметра. Указанная фазировка должна сохраняться и между группами громкоговорителей, работающими в разных полосах и соединенными через разделительные емкости или фильтры.

 

Правильность фазировки можно проверить и на слух, пробуя переключать концы звуковой катушки одного из громкоговорителей во время прослушивания какой-либо передачи. При неправильном включении громкость на низших частотах заметно уменьшается. Та­кой способ пригоден только при сдваивании громкоговорителей. При большем их количестве фазировка на слух становится трудной и их нужно разбить на пары.

Проверять на слух фазировку следует так, чтобы переключение концов осуществлялось очень быстро. Это дает возможность срав­нивать звучания практически без участия звуковой памяти. Для проведения таких экспериментов и сравнительной оценки звучания разных громкоговорителей и агрегатов удобно пользоваться пере­ключателем или тумблером. При изменении фазировки головок, ра­ботающих в разных полосах при высокой частоте раздела, часто не наблюдается различия в характере звучания, а иногда даже лучшее звучание бывает при противофазном включении. Поэтому следует оставить такое включение, которое большинству слушателей при многократном прослушивании покажется наилучшим. Согласно ГОСТ 9010-67 громкоговорители должны иметь обозначение поляр­ности; это избавит от необходимости фазировки.

 

Сложение звуковых уровней двух громкоговорителей. Иногда с целью повышения уровня звучания в помещении к уже имеющемуся громкоговорителю добавляют еще один. Представляет интерес выяс­нить, каково будет изменение общего звукового уровня в поме­щении.

Пусть интенсивность звука, создаваемая на некотором расстоя­нии первым громкоговорителем, I₁ , а интенсивность, создаваемая на таком же расстоянии вторым громкоговорителем, I₂. Отношение этих интенсивностей n=I₂/I₁.

Изменение уровня интенсивности звука против исходного уров­ня, создаваемого одним громкоговорителем

Таким образом если добавляется второй громкоговоритель с одинаковой интенсивностью звука, т. е. п=1, то увеличение уровня будет равно:

На рис. 66 приведен график для определения увеличения обще­го уровня интенсивности звука N, обусловленного добавлением вто­рого громкоговорителя, в зависимости от соотношения уровней интенсивности зву­ка, создаваемых каждым из громкоговорителей (N₂—N₁). Из этого графика видно, что не имеет смысла добав­лять второй громкоговори­тель с интенсивностью звука меньше первого уже на 3 дб (n=0,5).

 

Рис. 66.  Зависимость общего уровня звучания от разницы в уровнях меж­ду имеющимся и добавочными гром­коговорителями.

 

Рис. 67. Зависимость сопротивления излучения от числа рядом рас­положенных синфазных излучателей, их радиуса и излучаемой  ча­стоты.

а — один  излучатель; б — два; в —три; г — четыре излучателя.

 

Гораздо чаще применя­ют дополнительный одно­типный громкоговоритель, помещаемый рядом с основ­ным в общем оформлении с целью улучшения частотной характеристики звукового давления и повышения от­дачи на низших частотах.

Включение двух громкоговорителей выравнивает общую частот­ную характеристику системы. Происходит это потому, что в разных экземплярах громкоговорителей, даже одного и того же типа, час­тотные характеристики неодинаковы. Подъемы (пики) и провалы чувствительности оказываются несколько сдвинутыми по частоте и потому частично взаимно компенсируются. Повышение отдачи про­исходит потому, что благодаря взаимному влиянию рядом расположенных и синфазно работающих громкоговорителей увеличивается сопротивление излучения каждого громкоговорителя. Это видно из рис.67, на котором показано увеличение сопротивления излучения одного громкоговорителя в зависимости от отношения радиуса его диффузора к длине волны излучаемого звука () для одной, двух и трех дополнительных однотипных головок. Приведенные кривые указывают, что возрастание сопротивления излучения проис­ходит только в области низших и части средних частот (до пример­но , что при диффузоре с R_ДИФ=12 см соответствует 425 гц). На самых низких частотах благодаря этому эффекту отда­ча двух громкоговорителей почти удваивается: две головки (с вдвое возросшим сопротивлением излучения каждая) в 4 раза уве­личивают звуковое давление, в то время как потребляемая от усили­теля мощность становится немного больше удвоенной. Синфазное включение головок может быть достигнуто последовательным или параллельным соединением их звуковых катушек. Выше было уста­новлено, что на электрическое демпфирование способ соединения не оказывает большого влияния. Не оказывает он влияния и на частотную характеристику, если усилитель имеет низкое выходное (внутреннее) сопротивление, обусловленное отрицательной обратной связью. В таких случаях вопрос о параллельном или последователь­ном соединении звуковых катушек головок должен решаться толь­ко из соображений удобства согласования с усилителем и раздели­тельными фильтрами. Однако могут встретиться случаи, когда вы­ходное сопротивление усилителя недостаточно мало (это может быть в переносной и малогабаритной аппаратуре). Тогда способ сое­динения головок может оказать некоторое влияние на частотную характеристику громкоговорителя в области частоты основного ре­зонанса. Дело в том, что если головки имеют различные частоты ос­новного резонанса (f₁ и f₂), отличающиеся на 20—30 гц, то при па­раллельном соединении благодаря взаимной связи цепей обе резо­нансные частоты сольются в одну

 

 

При последовательном соединении этого не происходит и раз­несение резонансных частот способствует расширению области низ­ших частот с подъемом отдачи.

Так как знание выходного сопротивления усилителя полезно для оценки условий демпфирования громкоговорителя, то сообщаем, как его измерить. Для определения выходного сопротивления на вход усилителя подается небольшой (10 —20% номинального) сину­соидальный сигнал какой-либо частоты от звукового генератора, из­мерительной граммпластинки или от осветительной сети через по­нижающий трансформатор и измеряют выходное напряжение усилителя при отключенной нагрузке (громкоговорителе). Затем нагружают усилитель известным резистором, близким по сопротив­лению к номинальной нагрузке, и измеряют напряжение на нем. После этого выходное (внутреннее) сопротивление усилителя под­считывают по формуле

 

 

где   U_ХХ — выходное  напряжение  усилителя  без  нагрузки;     U_Н — выходное напряжение на нагрузке R_Н.

Выходное сопротивление хорошего усилителя не должно быть больше чем 0,1 R_Н .

 

Распределенная система громкоговорителей. Акустические свойст­ва помещения сильно влияют на качество звуковоспроизведения. Так как помещения, в которых воспроизводится звук, могут обла­дать плохой акустикой (большие и гулкие или низкие, вытянутой формы), то полезно знать, что распределенная система громкогово­рителей позволяет осуществить успешную звукофикацию таких акустически плохих помещений. Рассредоточенное размещение оди­наковых громкоговорителей по озвучиваемой площади при такой системе обеспечивает хорошую равномерность звукового поля и отсутствие ощущения локализованного положения источника звука, что создает впечатление звучания всего объема (пространства). Эта система может применяться и для озвучивания открытого простран­ства. При распределенной системе громкоговорители обычно разме­щаются в виде линейной цепочки, шаг которой равен 0,5—1 высоте подвеса громкоговорителей в закрытом помещении и 5—8 высотам подвеса на открытом пространстве. В последнем случае громкогово­рители должны иметь малую направленность излучения в горизон­тальной плоскости: этому условию удовлетворяют радиальные громкоговорители, например, типов 10ГДН-1 и ДГР-25. Хорошая равномерность звукового поля при распределенной системе затруд­няет возникновение акустической обратной связи при звукоусилении. Примером успешной реализации распределенной системы громкого­ворителей является озвученная территория ВДНХ в Москве. 

 

Следующий раздел >>

Раздел 11. Фазировка, соединение громкоговорителей