В прошлый раз было обещано дать ответ на вопрос: как из этих замечательных электромеханических аналогий можно рассчитать частотную характеристику системы? И отчего хорошо известные из начального курса радиотехники характеристики резонансных цепей не имеют ничего общего с тем, что мы наблюдаем в акустике?
Начнём с того, что резонансные цепи, с которыми «знается» радиотехника, имеют показатели добротности, измеряемые десятками, а иногда и сотнями, тогда как в акустике добротности сами знаете какие. Для таких цепей зависимость тока от частоты будет иметь иной характер: треугольник, стороны которого имеют подъём или спад 6 дБ/окт., с несколько затуплённой (если добротность меньше 0,707) или вытянутой (если больше этого значения) вершиной. Уже ближе, но пока ещё не в точку.
Отвлечёмся на момент от электричества и рассмотрим ещё одну формулу. Величина звукового давления, создаваемого излучателем с площадью Sd, колеблющегося с частотой F и двойной амплитудой Xs, пропорциональна их произведению:
SPL = k 2π Sd Xs F.
(Здесь k — коэффициент пропорциональности, сюда входит плотность среды и активная составляющая сопротивления излучения, но нам нет нужды закапываться слишком глубоко.) Произведение 2π F Xs в физике называется колебательной скоростью, а всё, что стоит после коэффициента k, именуют (уже в акустике) объёмной колебательной скоростью, поскольку произведение площади диффузора на его перемещение представляет собой объём, который «перекрывается» диффузором при его движении. Теперь уже можно вернуться к схеме. Оказывается, звуковое давление на схеме аналога динамика в экране или в закрытом ящике будет представлено произведением Las 2π F — а это не что иное, как напряжение на катушке, являющейся аналогом массы подвижной системы динамика Mms. Для «фазика» надо будет сложить два напряжения: на катушке Las и на катушке Lap, иначе говоря, взять напряжение между левым (по рисунку) выводом Las и нижним выводом Lap. И вообще, аналог звукового давления — это всегда напряжение на соответствующем массовом элементе или сумма нескольких таких напряжений.
Кажется, теперь всё встало на свои места, расчёты АЧХ громкоговорителей оказались плёвым делом, и непонятно лишь, почему ещё не настала эра всеобщего акустического удовлетворения. Но давайте опять вернёмся к схеме динамика в закрытом ящике. Понятно, что начиная с некоторой частоты напряжение на катушке Las становится практически равным входному напряжению, поскольку остальные компоненты имеют существенно более низкий импеданс. И так до бесконечности. Но мы-то знаем (и не только мы, если уж честно), что частотный диапазон любого электродинамического излучателя очень даже конечен, иначе многополосные системы никогда бы и не появились на свет. А дело в том, что приведенные выше схемы справедливы лишь для сравнительно низкочастотной области. Верхняя граница этой области для мидбаса приходится когда на 800, когда на 600 Гц, а для сабвуфера — может на 400, а может и на 250 Гц. Выше неё действуют другие законы, и, соответственно, нужны другие схемы аналогов. Можно сказать, что до сих пор всё было очень просто, а сложности только начинаются.
Предыдущая: УГОЛОК ЛИКБЕЗА. Ящик
