В прошлый раз мы провели ещё не все мысленные эксперименты со схемой электрического аналога электродинамической головки. Продолжим. Представьте себе, что головка помещена в ящик, на схеме аналога это отразится появлением дополнительного конденсатора, включённого последовательно с прочими компонентами: Cab (рис. 2).
Последовательное включение конденсаторов дает результирующую ёмкость
Cac = (Cas Cab) / (Cas + Cab).
Итак, емкость уменьшилась (как и её аналог, податливость, а обратная величина, жёсткость подвеса, возросла), частота резонанса увеличилась (см. формулу в прошлом номере). По уже известным нам формулам можно пересчитать и показатели добротности. Полезно запомнить (не всем, конечно, а тем, кого это интересует), что при изменении податливости в N раз частота резонанса, а также все добротности изменяются в корень из N. Скажем, мы поместили динамик в ящик с объёмом, равным его эквивалентному объёму Vas. Тогда Cab = Cas, результирующая податливость станет вдвое меньше, частота резонанса увеличится в корень из двух:
Fc = 1,414 Fs.
Если полная добротность головки на воздухе была 0,5, теперь она станет равна 0,707, была 0,707 — станет 1,0. Тут мы, правда, не учитываем потери, чтобы их учесть, пришлось бы немного усложнить схему, а стиль повествования окончательно приблизился бы к учебнику по электроакустике. Нам это надо?
На схеме аналога ящика с фазоинвертором (рис. 3) вместо Cab появится параллельная резонансная цепочка из той же самой Cab и аналога массы воздуха в трубе: Lap. И вообще с помощью схемы электромеханического аналога можно без проблем моделировать поведение любого самого хитрого оформления, вроде трёхкамерного бандпасса, или оформления с акустическим сопротивлением (есть и такие). А то есть ещё улучшенный пассивный излучатель, у которого два диффузора открываются в два разных объёма — тут понадобится привлечь модель идеального трансформатора, но тоже, в общем, ничего страшного. Вернёмся к схеме оформления с фазоинвертором. Частота настройки порта Fb соответствует резонансу параллельной цепи Lap/Cab и, естественно, не зависит от параметров головки. На частотах значительно выше Fb (начиная с 2Fb) реактивная проводимость катушки Lap намного меньше проводимости конденсатора Cab, присутствием катушки (если не брать во внимание фазовые характеристики) можно пренебречь, и фазоинвертор ведёт себя как простой и понятный закрытый ящик. Наоборот, на частотах ниже Fb конденсатор Cab шунтируется малым индуктивным импедансом Lap, фактически закорачивается. Эквивалентная схема превращается в схему головки без оформления (см. рис. 1) или, что то же самое, в акустическом экране. Упругость воздуха в ящике перестаёт «подпирать» динамик, ход диффузора возрастает, в особенности если у него мягкий подвес. Потому и говорят, что у головок в ФИ возникает раскачка диффузора на низких частотах. Головка на этих частотах, как правило, ничего не излучает, поэтому включение внешнего подтонального фильтра не принесёт никакого вреда, кроме пользы.
Не сомневаюсь, что у вдумчивого читателя давно созрел вопрос: а как по этим замечательным схемам считается АЧХ? В учебниках по теории линейных цепей ничего похожего на те графики, которые рисует, скажем, программа JBL Speakershop, не обнаруживается, а частотные характеристики резонансных цепей представляются в виде острого и симметричного пика. Я совсем было собрался отвечать на этот вопрос, но понял, что отведённое нам место уже кончилось. Как и положено в любом сериале, на самом интересном месте прервемся до следующей серии.
Предыдущая: УГОЛОК ЛИКБЕЗА. Многополосные системы
Следующая: УГОЛОК ЛИКБЕЗА. АЧХ
