Cet article décrit la conception de systèmes de haut-parleurs de petite taille destinés à être utilisés dans des zones de loisirs hors de la maison, qui offrent une qualité de reproduction des bandes sonores musicales supérieure à celle des magnétophones portables en série et des magnétophones radio haut de gamme.

Comment créer un système de haut-parleurs de vos propres mains

L'article explique brièvement les modalités et les raisons du choix d'une telle solution technique. Ces haut-parleurs acoustiques peuvent être construits par des radioamateurs débutants, car ils nécessitent une petite quantité de matériaux, donc une petite quantité de main d'œuvre pour la fabrication et sont faciles à installer. La technologie permettant de fabriquer des systèmes acoustiques de vos propres mains est décrite en détail pour les radioamateurs débutants.

La construction de systèmes acoustiques de petite taille de vos propres mains a été provoquée par la nécessité d'écouter des enregistrements musicaux de meilleure qualité pendant vos vacances loin de chez vous que ce qui est possible avec des magnétophones portables et des magnétophones radio haut de gamme. Nous ne parlons pas d'un son Hi-Fi de haute qualité, il a donc fallu trouver un compromis entre la qualité sonore et le volume de l'appareil.

Acoustique bidirectionnelle Melodiya-101-stereo

La base a été prise comme un système acoustique bidirectionnel de radiola de classe I « Melody-101-stereo » avec des têtes dynamiques de types 10GDN-1 (6GD-6), 6GDV-1 (ZGD-2) et avec des dimensions hors tout de 300x171x168. mm, mais avec une configuration différente et un volume légèrement inférieur du boîtier du système d'enceintes (photo en début de site).

Les caisses étaient constituées de contreplaqué laminé de 12 mm d'épaisseur. Les parois latérales et le panneau avant, percés de trous découpés pour les têtes dynamiques, sont reliés entre eux à l'aide de lattes de bois d'une section de 15x15 mm, de colle PVA et de clous courts.

Les clous doivent pénétrer dans le contreplaqué jusqu'à une profondeur ne dépassant pas 8 mm. La partie arrière des parois latérales était également initialement recouverte de lattes d'une section de 15x15 mm sur tout le périmètre à une distance de 12 mm du bord pour la fixation de la paroi arrière avec des vis.

Initialement, le boîtier du système de haut-parleurs était de type fermé, il contenait deux têtes électrodynamiques des types 25GDN-3 (15GD-14) et 6GDV-1 (ZGD-2) avec un simple filtre, similaire au « Melody-101-stereo ». , à partir d'un condensateur d'isolement entre les têtes d'une capacité de 2 µF.

Ces intervenants ont été choisis pour les raisons suivantes :

• plage de fréquences reproduite du haut-parleur 25GDN-3 65-5000 Hz ;
• fréquence de résonance principale 55 Hz ;
• résistance électrique nominale 4 ohms ;
• plage de fréquences reproduite du haut-parleur 6GDV-1 5 000…18 000 Hz ;
• résistance électrique nominale 8 ohms.

Le résultat est une correspondance complète des gammes de fréquences reproduites de 65 à 18 000 Hz sans haut-parleur médium. Les tests pratiques du son de ce système acoustique à l'oreille ont donné un résultat inférieur aux attentes en termes de reproduction des basses fréquences sonores. Bien évidemment, la réduction du volume de la boite a eu un effet.

Après avoir analysé toutes les manières possibles d'améliorer la qualité sonore, avec les mêmes dimensions du système d'enceintes, il a été décidé de compléter le boîtier avec un bass reflex à fente sur la face arrière et d'installer des têtes doubles de type 25GDN-3, dans lesquelles le résultat le volume équivalent est la moitié de celui d'une des mêmes têtes.

Le volume de la boîte existante, pour ainsi dire, double presque pour la tête extérieure, étant donné que la tête intérieure occupe une partie du volume utile. En conséquence, la réduction du volume du boîtier par rapport au système d'enceintes stéréo Melodia-101 a été compensée par l'utilisation de doubles têtes.

Dessins d'enceintes

La conception d'un système acoustique avec deux haut-parleurs et un bass reflex est illustrée à la Fig. 1, où sont indiqués :

1. Baffle bass-reflex.
2. Rail de guidage.
3. Rails pour la fixation des parois latérales, du panneau avant et de la paroi arrière.

Les doubles têtes de type « diffuseur à diffuseur » reproduisent plus efficacement les basses fréquences de la gamme audio (Fig. 2), mais elles submergent les fréquences moyennes. Si vous souhaitez construire un système acoustique de petite taille et de meilleure qualité, il suffit de le compléter avec une tête moyenne fréquence, par exemple de type 3GDSH-8 et un filtre croisé similaire à celui utilisé dans le système acoustique. Dans ce cas, la hauteur du caisson acoustique (Fig. 1) doit être augmentée de la taille du diamètre de la tête médium plus 20 mm.

Les enceintes doubles de type « diffuseur par diffuseur » reproduisent normalement les fréquences moyennes, puisque le diffuseur de la tête externe fait face à l'auditeur, et améliorent la reproduction des fréquences inférieures et la réponse en fréquence par rapport à une tête unique. Cette enceinte est une enceinte bidirectionnelle, dont il faut tenir compte ; c'est pourquoi, dans ce cas, l'option de doubler les têtes selon le type « diffuseur par diffuseur » est plus acceptable. Un dessin de l'unité de montage à double tête est illustré à la Fig. 3.

Pour fixer les têtes doubles au panneau avant, découpées dans du contreplaqué de 5 à 6 mm d'épaisseur.
bague 10 d'un diamètre intérieur de 110 mm et d'un diamètre extérieur de 160 mm, sur laquelle la tête est placée coaxialement et les trous de montage sont marqués au crayon. Les trous sont percés avec un foret d'un diamètre de 3,3 mm. Un anneau percé de trous est placé à l'endroit où les doubles têtes sont fixées à l'intérieur du panneau avant 11 et sont marqués les centres des évidements pour les têtes des vis de montage 7. 7 vis M4 à tête ronde et d'une longueur de 25 mm sont vissés dans les trous de l'anneau en contreplaqué 10.

Si le contreplaqué est très dense, vous pouvez y pré-couper des fils avec un taraud M4. Après cela, des évidements sont réalisés sur le panneau avant pour les têtes de vis de montage d'un diamètre de 7 mm et d'une profondeur de 4 mm. Cette opération doit être effectuée avec beaucoup de précaution afin de ne pas percer le panneau. Tout d'abord, pour placer avec précision les vis de montage, les évidements sont réalisés avec une perceuse d'un diamètre de 2 mm, serrés dans un étau à main, puis les évidements sont élargis de la même manière avec une perceuse d'un diamètre de 7 mm.

Après cela, l'anneau sur le côté du panneau avant et l'endroit où il est installé à l'intérieur de ce panneau sont généreusement lubrifiés avec de la colle PVA ou de la résine époxy, y compris les évidements pour les têtes de vis. L'anneau est mis en place et pressé ou cloué avec des clous courts. L'excès de colle de la face avant du panneau avant est immédiatement enlevé avec un coton-tige humide et de la résine époxy avec de l'acétone. L'anneau reste dans cet état jusqu'à ce que la colle soit complètement polymérisée (pour plus de fiabilité, il vaut mieux attendre 24 heures, car la solidité de cette fixation est très importante).

Pour doubler les têtes dynamiques, il faut un cylindre séparateur 4, qui scelle le volume d'air entre les diffuseurs et sur lequel repose la tête intérieure. Dans la version de l’auteur, le cylindre est collé à partir de deux couches de linoléum sur un support en feutre de 5 mm d’épaisseur. Le diamètre intérieur du cylindre est de 114 mm, hauteur 60 mm.

La hauteur du cylindre peut être différente selon la modification des culasses, mais elle doit être telle que l'écart entre le diffuseur de la tête intérieure et le système magnétique de la tête extérieure soit d'au moins 10... 15 mm. Pour réaliser la première couche du cylindre, une bande de linoléum de 358×60 mm est collée aux extrémités avec de la colle « Moment », avec une base en feutre à l'intérieur et fixée avec du ruban adhésif le long de la surface extérieure.

La deuxième bande, de 60 mm de large et d'une longueur déterminée localement, est collée sur la première couche du cylindre et fixée avec du ruban adhésif. Les extrémités de la deuxième couche du cylindre doivent être jointes du côté opposé. Dans les parois latérales du cylindre fini, en face des bornes de la tête externe, des trous sont percés le long du diamètre des conducteurs de montage avec lesquels cette tête est connectée au circuit du système de haut-parleurs.

Pour fixer (Fig. 3) les deux têtes, il est également nécessaire d'avoir quatre douilles 6 de 25...30 mm de long avec un diamètre extérieur de 8...10 mm avec filetage traversant M4, quatre goujons 5 de 60 mm de long avec M4 filetage aux deux extrémités de 20 mm, 8 écrous M4, 12 rondelles en carton ou textolite 2.8. Tout d'abord, la tête dynamique externe 9 est installée sur les vis 7 de l'anneau collé et fixée avec des douilles 6 à travers des rondelles 8. Des conducteurs de montage dénudés et étamés de longueur suffisante sont insérés dans les trous du cylindre séparateur 4. Le cylindre est installé sur la tête dynamique 9, et les conducteurs sont soudés à ses bornes.

Les goujons 5 sont vissés dans les bagues 6, sur lesquelles sont vissés des écrous de support avec des rondelles, et la tête interne 3 est installée jusqu'à ce qu'elle soit étroitement alignée avec le cylindre de séparation 4. Des rondelles en carton ou en textolite 2 sont placées aux extrémités des goujons 5. et les écrous 1. La tête RF 6GDV-1 avec conducteurs pré-soudés est fixée au panneau avant de la manière habituelle avec des vis. Les condensateurs C1 et C2 sont collés au bas du système d'enceintes avec de la colle Moment. Une prise de type « Tulipe » est fixée sur la paroi arrière pour connecter le câble de connexion entre le système d'enceintes et l'amplificateur de puissance.

Après avoir fixé les pièces, elles sont connectées les unes aux autres selon le schéma de circuit illustré à la Fig. 4. Le condensateur C1 80 μF se compose de plusieurs standards connectés en parallèle. Le schéma montre que la tête interne est contournée par le condensateur C1. Du fait que la longueur des ondes sonores dans la plage des moyennes fréquences est proportionnelle à la distance entre les diffuseurs, les signaux sonores émis par la tête interne arrivent au diffuseur de la tête externe avec des déphasages importants, déformant la réponse en fréquence.

Par exemple, un signal audio d'une fréquence de 3000 Hz, dont la longueur d'onde est de 11,5 cm, après avoir parcouru une distance entre les diffuseurs de 6 cm, changera de phase presque à l'opposé et ralentira le rayonnement de cette fréquence de tête externe, c'est-à-dire créera une défaillance de la réponse en fréquence à cette fréquence. Dans cette variante de têtes doubles, les fréquences médiums doivent être reproduites uniquement par la tête externe. et des fréquences plus basses, dont les longueurs d'onde sont nettement supérieures à la distance entre les diffuseurs, sont reproduites par les deux têtes et le passage inverseur de phase.

La résistance du condensateur shunt à la fréquence supérieure du milieu de gamme doit être plusieurs fois inférieure à la résistance de la tête interne. La résistance électrique totale du haut-parleur 25GDN-3 à une fréquence de 1 kHz est de 4 Ohms et à une fréquence de 5 kHz elle est environ 5 fois supérieure. Dans ce cas, à une fréquence de 5 kHz, la résistance est de 0,4 ohm. Dans des systèmes acoustiques similaires, dont les dimensions ne sont pas critiques, la tête interne peut être contournée avec un circuit LC série, couvrant une bande de fréquence d'environ 400 Hz... 6 kHz.

Dans les systèmes de haut-parleurs à trois voies, les haut-parleurs doubles de tout type fonctionnent uniquement aux fréquences audio les plus basses, et les fréquences moyennes et hautes sont supprimées par le filtre croisé passe-bas, de sorte qu'un contournement supplémentaire du haut-parleur interne n'est pas nécessaire. Il n'y a pas assez de place pour le passage du bass reflex sur la face avant, il a donc été décidé de le placer sur la face arrière. L'emplacement du passage bass reflex ne joue pas de rôle particulier dans le fonctionnement des têtes dynamiques dans la région de leur résonance mécanique principale. Le seul inconvénient de cette option est qu'une telle enceinte ne peut pas être appuyée contre les murs des pièces ou des meubles.

Pour faciliter la fabrication et la mise en place, le bass reflex est réalisé sous la forme d'une fente étroite formée par la paroi supérieure du caisson et une cloison plate 1 sur toute sa largeur (Fig. 1). La cloison 1 est en contreplaqué de 6 mm d'épaisseur et est fixée dans les rainures formées par les lattes supérieures 3 de fixation des parois latérales du caisson et les rails de guidage 2, fixés à une distance de 6 mm des lattes latérales supérieures. Le rail supérieur 3 de fixation de la paroi arrière est abaissé à une distance de 21 mm de la paroi supérieure. La paroi arrière est coupée en haut de 21 mm et fixée avec des vis.

Initialement, la cloison 1 présente une surface approximativement égale à la paroi supérieure et la possibilité de se déplacer dans les rainures pour régler le bass reflex. Le réglage du bass reflex consiste à atteindre une tension minimale sur les doubles têtes à la fréquence de résonance principale de 55 Hz en modifiant la longueur de passage en déplaçant la cloison. La configuration du bass reflex est décrite plus en détail dans (4) et (5). Après avoir réglé le bass reflex, marquez avec un crayon la ligne où la cloison rencontre la paroi arrière. La cloison est retirée, la partie excédentaire de la cloison est coupée et son extrémité est traitée avec de la toile émeri.

Après ces opérations, la paroi arrière est retirée et les rainures, la traverse et les bords de la cloison sont lubrifiés avec de la colle PVA. La cloison est insérée à sa place dans les rainures et les parties extraites de la colle sont réparties uniformément avec une brosse étroite le long des joints de la cloison avec les lattes. Après polymérisation complète de la colle, la solidité de la cloison est vérifiée pour s'assurer qu'il n'y a pas de mouvement vertical dans les rainures pour éviter les cliquetis. Si des espaces sont détectés entre la cloison et les rails de guidage, remplissez les espaces avec de la colle PVA.

Ensuite, le mur du fond est fixé et le système d'enceintes est prêt à l'emploi. Avant d'installer la paroi arrière, une couche de pâte à modeler d'environ 1 mm d'épaisseur est appliquée sur les rails de montage pour sceller le boîtier du système d'enceintes. En conclusion, il convient de noter que la modernisation du système acoustique ci-dessus a donné des résultats positifs et est utilisée avec succès depuis plusieurs années.

24 octobre 2017

Je dédie ce matériel à tous les bricoleurs et leur souhaite bonne chance dans leur travail.

Commencer

Chers amis, permettez-moi de me présenter. Je m'appelle Yuri. Il a reçu son nom en l'honneur de Youri Alekseevich Gagarine, comme beaucoup de garçons à cette époque. C'était si populaire quand je suis né. Apparemment, l'énergie de cette époque et le nom du premier cosmonaute m'ont été, dans une certaine mesure, transmis et sont devenus une partie de l'âme, nécessitant une activité. Durant les années scolaires, l'activité était multidirectionnelle, mais n'incluait pas les études. Cela n'est pas devenu un obstacle dans la vie. Diplômé de l'Université Technique avec mention. Je n'ai pas changé de métier, choisi en fonction de la complexité maximale des spécialités proposées par l'université où je suis entré, et j'en tire toujours de l'argent. Ils m'ont formé pour devenir concepteur de machines hydrauliques et de leurs équipements d'automatisation.

Pendant son temps libre, toutes sortes de passe-temps ont continué. Dans un autre élan d'émotion, survenu tout récemment, j'ai découvert un magnifique magasin Audiomania, notamment sa section « Faites-le vous-même ». Ce que j'y ai vu lors de ma première visite était un rêve de jeunesse. Certes, à cette époque, il était impossible d’imaginer une telle chose. L'assortiment de ce magasin m'a ouvert la porte au monde de la réalisation d'idées. Je pense, comme pour beaucoup d’autres personnes obsédées par les idées.

En plus de ma passion pour la technologie audio, qui m'accompagne tout au long de ma vie, j'aime la photographie, je lis de la science-fiction (certainement sur les voyages dans l'espace - cette même énergie fonctionne). Et encore un passe-temps : je fabrique des meubles en bois depuis près d'une douzaine d'années. Aujourd’hui, nous disposons déjà d’une sérieuse expérience en tant qu’ébéniste, ce qui nous permet de réaliser des meubles de manière professionnelle.

Créer de l'acoustique, dont nous parlerons, est l'un de mes passe-temps de longue date. Mais l'expérience accumulée, les opportunités d'aujourd'hui et les nouveaux désirs nous ont permis de nous fixer une tâche difficile : créer une acoustique pour la maison qui transmette la dynamique, l'ampleur et l'émotivité de l'interprétation de la musique de concert.

À tous les lecteurs, mon immense affection et mes meilleurs vœux.

Youri Kobzar

Je suis amateur. Je vais essayer d'écrire uniquement sur les détails. Je partagerai mon expérience pratique dans la création de systèmes acoustiques de haut niveau. J'adresse cette information aux autres fans qui aiment un son de haute qualité, qui apprécient non pas l'arrière-plan, mais l'écoute de la musique. Les gens qui évoluent dans le monde des sons ont des préférences et des disques favoris.

Au printemps 2017, quelque chose m'est arrivé. Le soir, sur la véranda, le chant des oiseaux parvenait à mes oreilles, une vraie chaleur s'en dégageait, quelque part devenait vert, le premier arôme végétal arrivait, j'avais envie de siroter du vin et d'écouter de la musique. Sans analyser (tout peut être attribué aux fluctuations de l'âme), j'en ai ressenti le besoin, et j'ai eu l'idée d'acquérir du bon son pour la maison. De plus, il y a de la « musique » dans la maison. Mais à ce moment-là, le terme « bon son » a soudainement pris un sens différent. Des souvenirs d'écoute de musique au hasard dans un magasin (dans la salle haut de gamme), une excellente occasion de découvrir un son de la plus haute qualité auprès de plusieurs amis, me sont venus à l'esprit. Tout cela s'est produit il y a des années, mais le besoin d'un bon son s'est manifesté au printemps 2017. Malgré le fait qu'une attitude respectueuse envers la « bonne » musique m'a accompagné toute ma vie et que j'ai presque toujours eu l'occasion d'écouter un son de qualité décente, il est soudain devenu clair : la musique qui sort de l'acoustique ne doit pas seulement être propre, détaillé, puissant, profond, naturel, envoûtant voire étonnant (le corps à fort volume est une blague). Le son restitué par l'acoustique doit transmettre les émotions des solistes et des musiciens, et de tous ceux qui préparent l'enregistrement pour nous, les auditeurs.

Selon des estimations préliminaires, peut-être surestimées, l’achat d’un tel équipement s’est avéré inabordable. Je ne voulais pas gaspiller d’argent pour quelque chose de bien disponible. Ainsi, la tâche s’est posée de construire l’acoustique de la plus haute classe disponible à la maison. Sans laboratoires, sans mesures de haute précision, mais pour que la race, la solidité et l'élite du son soient indéniables. Pour créer une telle impression en écoutant.

Pour une petite parenthèse, il faut dire que l’idée avait un fondement. Je disposais de certaines compétences : dans ma jeunesse, j'ai construit l'acoustique en « boîte fermée ». J'étais content du son. Différents amplificateurs à transistors ont été soudés ensemble, un modèle est de très haute qualité. Maintenant, en plus des connaissances, des compétences et de l'expérience à moitié oubliées, j'ai ajouté l'amour pour la fabrication de meubles en bois et un certain ensemble d'outils de menuiserie. De plus, je souhaitais acquérir un amplificateur à tubes de haute qualité. Afin de raccourcir la mise en œuvre du plan, j'ai proposé de participer à mon ami enthousiaste et bricoleur, qui possède la base du département radio de l'UPI (Université technique d'État de l'Oural). Il a été convenu que l'acoustique (sélections, calculs et mise en œuvre) serait ma tâche, et que le lampiste en ferait partie.

À partir de cette position, ils commencèrent à « ébranler le bon vieux temps ».

Choix

La question de la construction d'un AS a commencé avec l'étude de la théorie et des matériaux associés. Comme de nombreux constructeurs de leurs propres systèmes acoustiques, j'ai été confronté à la question du choix d'une conception acoustique. Les connaissances, les informations, les opinions ont commencé à s'accumuler et à être systématisées, mais la réponse à la question sur le type de conception acoustique des enceintes reste ouverte. À cette époque, trois têtes haut débit 75GDSh3-1 étaient à la disposition de mon partenaire. Le centre culturel local a décidé de jeter deux subwoofers de scène qui fonctionnaient depuis plus de 30 ans. Chacun avait deux haut-parleurs. Dans l’un d’eux, le haut-parleur est tombé en panne, d’où la décision de le jeter. L'écoute des enceintes "au sol" a confirmé l'attente de "pas de son". L’écoute dans le caisson de basses d’origine n’a pas modifié les notes. Presque sans enthousiasme, j'ai commencé à fouiller sur Internet sur le thème de l'utilisation de haut-parleurs du type existant dans les haut-parleurs. Des matériaux provenant de camarades qui avaient déjà construit des enceintes basées sur ces enceintes ont été rapidement trouvés. J'ai aimé l'option avec "tekuvete" (tqwt) Voight pipe - je joins le matériel, la paternité n'a pas été établie, voir lien). J'ai aimé cette option, entre autres, en raison du « corps ouvert », pour lequel certaines personnes l'aimaient déjà. Pourquoi : Amortissement nul ou minimal des haut-parleurs selon les besoins. En d'autres termes, aucun obstacle n'est créé pour la tête dynamique pendant le fonctionnement, ce qui, si je comprends bien, signifie un minimum de conditions pour créer une résistance externe et, par conséquent, une distorsion. De plus, la fréquence de résonance du haut-parleur dans le boîtier avec le tuyau ne change pas. Ceci, à son tour, devrait garantir la reproduction d'une composante de basse plus riche, qui constitue la base du rythme, fournissant un son volumétrique et améliorant la perception psycho-émotionnelle du programme musical. Avec une résistance interne (après avoir écouté les enceintes), avec la peur d'obtenir un résultat faible et néanmoins avec espoir, j'ai acheté trois feuilles de contreplaqué de construction de 12 mm pour reproduire le design proposé dans le matériau. La modification consistait à utiliser des transitions radiales dans chaque coin (pour la première fois j'ai plié du contreplaqué), à installer une nervure de renforcement à l'intérieur (en tenant compte des dimensions et de l'épaisseur du matériau) et à installer une paroi arrière rigide amovible pour la commodité des éventuelles modifications ultérieures. amortissement.

Je ne donne pas la technologie de fabrication. Ouvrez-le aussi. Compte tenu de mon expérience dans le travail du bois, je crois que chaque artisan qui entreprendra la fabrication d'une telle structure aura son propre travail de conception et de fabrication. Les spécificités sont liées aux conditions, aux compétences et à l'ensemble des outils. Je me suis habitué à travailler avec de la colle, refusant les attaches métalliques (sauf la paroi arrière amovible). Cela garantit l'absence de crémaillères technologiques qui enlèvent du volume, donnant une géométrie supplémentaire au canal sonore, ce qui, de mon point de vue - un spécialiste en hydraulique certifié - n'est pas bon pour le mouvement d'une onde sonore le long du canal. Et la tâche, en passant, est de créer les conditions pour son mouvement doux et laminaire (il existe un terme signifiant l'absence de turbulence) le long du canal. Cela réduit le risque d’harmoniques inutiles pour un son de haute qualité.

Le son du haut-parleur intégré m'a tout de suite surpris. Puissante, lumineuse, belle et différente de mes enceintes bass reflex (FI) trois voies signature de la marque anglaise. Significativement excellent. En insistant sur le mot « excellent ». La surprise a été intensifiée par le fait qu'il y avait l'Angleterre, l'intelligence des ingénieurs et la production à grande échelle, et voici un miracle de 35 ans dans une boîte en contreplaqué. Après que la première vague d'émotions se soit calmée, il est devenu clair qu'un seul orateur ne suffirait pas à cet orateur. Il n'y a pas assez de hauts et... de bas. Les basses sont basses, belles, avec de nombreuses nuances (ce qu'on n'entend pas sur le FI) et, en même temps, faibles. Vous pouvez vous convaincre d'un tel son, mais l'inconvénient est perceptible.

Ayant des doutes sur la capacité de cette enceinte à jouer des basses dans un système d'enceintes à large bande, j'ai construit un labyrinthe effilé - une ligne d'onde de transmission (TVL). D’après les critiques en ligne, c’est exactement ce dont nous avons besoin. Je décris sans détails ni arguments en faveur d'une telle décision. Je ne fournis pas de recommandations ni de dépendances pour construire TVL. Tout est sur Internet. J'ai rendu ce design plus avancé technologiquement : avec des pieds, sans arrondis. Il convient de noter que l’enceinte s’est avérée plus compacte. Voici sa coupe.

De nombreux auteurs du réseau mentionnent l'importance de calculs correctement effectués du canal d'onde de transmission, l'absence d'erreurs fondamentales, la complexité de la conception et la nécessité de la répéter avec précision lors de la fabrication. En même temps, hormis la géométrie et les règles de choix des enceintes, il n'y a en réalité rien dans leur approche. En dessinant le design des enceintes avec TVL, j'étais accompagné d'un sentiment de compréhension profonde de la mécanique, mais pas de l'acoustique. J'ai tout fait avec foi. Après tout, de nombreuses personnes ont déjà partagé leur expérience pratique, obtenu des résultats et des photographies. Beaucoup étaient satisfaits du son obtenu. C’est un argument de poids.

J'ai repris du contreplaqué de construction. Cette fois, deux feuilles, prenant en compte les restes de la version précédente. Je l'ai fait rapidement et avec précision. Il convient de souligner que les corps de telles structures sont excessivement rigides, même en utilisant du contreplaqué de 12 mm.

L’expérience d’écoute est donc très bonne. Les inconvénients sont les mêmes. Si le manque d’aigus est dû à la conception des enceintes, alors le manque de basses est une question de baffle. Il faut dire que les basses sont devenues plus expressives et mises en valeur. Cela a été noté indépendamment par tous les participants à l’audition. La surprise fut la suivante. Dans un premier temps, nous avons écouté chaque intervenant séparément. Je voulais entendre ses capacités et la comparer avec une autre option. De plus, la première expérience consistant à répéter le plan n’a donné qu’une seule colonne. Ensuite, ils ont été connectés ensemble. L'effet était incroyable. Non seulement un panorama sonore, mais une scène a émergé. Tout d’abord, le son lui-même a changé. Sa puissance, son ouverture et sa légèreté m'ont stupéfié ! Oui, plus tard, en écoutant une paire d'enceintes inégales, j'ai dû monter les HF et LF sur l'amplificateur. Mais le son n’était pas seulement beau. Il tenait, tiré vers lui. Mes morceaux préférés sonnaient comme si je les écoutais pour la première fois. Sur beaucoup, des nuances de basses et de moyennes fréquences ont commencé à se faire entendre, dont je n'avais même pas soupçonné l'existence auparavant avec les colonnes anglaises. L'amie de l'épouse, qui était présente avec elle dans la pièce voisine pendant qu'elle testait une paire d'enceintes à différents volumes et styles : musique de chambre, jazz, électronique, est partie et a dit qu'elle était allée à la Philharmonie ou à un concert. Cette phrase n'était pas une délicatesse envers les propriétaires, mais semblable à la vérité. La propagation du son dans les pièces adjacentes a été une agréable surprise. Ce sera un point important lors de la réception d'invités pour créer un accompagnement musical léger et discret dans plusieurs espaces à la fois. Il commençait à allumer l'équipement à chaque fois qu'il passait. Et finalement, au bout de trois jours, il a finalement abandonné et a demandé au futur propriétaire de ramener chez lui cette version test de l'acoustique pour l'écouter en attendant la production d'enceintes aux allures de cérémonie.

La conclusion était la suivante : si j'avais choisi les enceintes en magasin, le son des enceintes obtenues (pas l'aspect contreplaqué, bien sûr) m'aurait tout à fait convenu. Le son qui en résulte est prononcé modestement. Le son est super. Lorsqu’une paire d’enceintes joue, les hautes fréquences suffisent presque. Ce n’est pas du sable, l’enceinte ne peut pas le reproduire. Mais ce qu'il reproduit répondait déjà à nos exigences. Le son qui en résultait était choquant, bouleversant quelque chose en moi, provoquant des boules dans ma gorge. Aucune exagération. Il ne restait qu'une seule « épine » : les basses de l'amplificateur étaient montées au maximum. Cependant, le propriétaire de l’enceinte a également apprécié le son. Plus tard, il a même été décidé de réaliser la version finale basée sur TVL : les dimensions et le son de la basse ont prévalu.

épreuves

Entre-temps, la question de la création d’enceintes pour « usage personnel » est devenue urgente. Il y a de fortes chances qu'après les enceintes 75GDSh3-1, la recherche d'un bon son ait pris fin. C’est arrivé assez vite, et ça a presque atteint le but. Heureusement ou malheureusement, il n'y avait pas de deuxième paire de têtes 75GDSh3-1 ou 3-3. Tout en parcourant le World Wide Web, en collectant et en analysant des informations, en poursuivant mes études, j'ai commencé à examiner de près l'acoustique de la société anglaise Tannoy. Un haut-parleur idéal est un appareil capable de reproduire linéairement tout le spectre sonore à partir d'un point. Et la vie est faite de compromis. Créer une acoustique est une recherche de l’optimum parmi de nombreux compromis. Chaque version de l'enceinte résout ses propres problèmes et devient un outil entre les mains du marketing : une combinaison réussie d'enceintes dans le système d'enceintes, une belle séparation de fréquence (correcte), des basses saillantes, un tweeter cliquetant, un design unique, l'utilisation de du bois précieux dans l'étui, ou simplement une marque connue. Le tout ensemble ou séparément est conçu pour convaincre l'acheteur du bon choix. Les anciennes acoustiques Tannoy (Westminster et Canterbury) m'ont intéressé par leur apparence et elles sont construites sur un seul haut-parleur. Le son d'un seul point ! L'entreprise ancienne et célèbre, qui conserve encore aujourd'hui sa position de leader, a ses admirateurs. J'ai vite appris que l'acoustique du Tannoy est toujours bidirectionnelle, mais que les haut-parleurs LF/MF et HF sont coaxiaux. D’un point de vue technique, cette solution s’est avérée très intéressante. Excellente solution. Sur le même réseau j'ai lu les éloges des uns et la déception des autres des propriétaires de cette acoustique après l'avoir déplacée du salon vers leur domicile. Je me souviens que j'avais moi-même apprécié le son de Tannoy il y a plusieurs années dans la salle d'écoute d'un magasin. Ensuite, j’ai davantage aimé la version cornouvienne du Klipsch américain. Et une autre compréhension est venue : une bonne acoustique ne sonne pas toujours bien (sur différents supports musicaux et dans différentes pièces), et ce fait devait être pris en compte d'une manière ou d'une autre lors de la conception de vos propres enceintes. Par exemple, Tannoy est équipé de deux commandes pour régler les médiums et les aigus.

Compte tenu de la nécessité d’accepter des compromis, l’intention était de créer quelque chose de similaire à Tannoy Westminster ou Canterbury. Il s'est avéré que vous pouvez commander des copies complètes des enceintes Canterbury à des prix « abordables » en Chine. Ils proposent même leurs propres enceintes. Il n'y a eu aucun avis sur la qualité du système et du son. J'ai décidé de ne pas prendre de risque. Après avoir analysé les informations accumulées, j'ai commencé à rechercher la conception de l'acoustique Tannoy. J'ai trouvé quelque chose pour les enceintes Westminster et dans une conversation polonaise - 150 photos du processus de création d'une copie de cette acoustique. La décision de répéter a failli se produire. Arrêté de planifier le site d'installation. Pourtant, Westminster est conçu pour un grand espace. Bien sûr, il est possible de les installer dans une pièce d'un appartement ordinaire, mais le décalage entre les dimensions de l'espace de vie et les deux immenses enceintes est frappant. J'ai une maison privée et un espace libre est disponible pour l'hébergement. Cependant, cette option a été (avec difficulté) rejetée. En raison de la taille et de l'indisponibilité des locuteurs natifs du Tannoev (ainsi que de leur coût élevé). De plus, la conception sera en grande partie une conjecture (les dessins précis ne sont pas disponibles). Dans ce cas, vous ne pouvez pas vous attendre à une qualité sonore élevée. Je voulais avoir un processus contrôlé. L'étude de la question s'est poursuivie, mais le haut-parleur coaxial Tannoy ne s'est pas reposé. Franchement, j'ai continué à chercher des opportunités raisonnables pour acheter des têtes Tannoy jusqu'à ce que je tombe sur l'espagnol Beyma. Ce fabricant propose un design d’enceinte coaxiale bidirectionnelle qui m’a intéressé. Voici une photo d'un tweeter installé coaxialement au centre du woofer.

Les caractéristiques de la bande de fréquence reproduite n'étaient pas aussi « chics » que celles du Tannoy. Mais je me souviens que lorsque, dans ma jeunesse, mes amis et moi connections différentes têtes à un générateur de fréquences audio, nous étions surpris par la gamme limitée de fréquences audibles. L'effet aux basses fréquences était particulièrement intéressant : des mouvements importants du cône du haut-parleur sont observés visuellement, et en même temps il n'y a pratiquement aucun son. C'est pourquoi, après avoir eu quelques doutes, j'ai choisi l'enceinte 15XA38Nd de l'espagnol Beyma avec un aimant néodyme. Bien sûr, j'ai été dérouté par le manque de traces sur Internet de l'utilisation de cette enceinte pour l'acoustique domestique : tant sur les ressources russes qu'occidentales. La puissance de l'enceinte était déroutante : 350 W pour les basses fréquences et plus 90 W pour les hautes fréquences. La taille de la tête était de 15 pouces. Les lignes que j'ai lues sur quelqu'un en ligne sont restées dans ma tête : « ... la transmission du caractère grandiose du son à l'échelle d'un concert est obtenue avec des têtes de 12 pouces et plus. » J'étais d'accord avec cette déclaration dans mon cœur. Et les paramètres de Westminster et de Canterbury ont confirmé l'exactitude de cette phrase. Il était également clair que les dimensions de l'acoustique de ces têtes seraient importantes. Mais les caractéristiques des enceintes, leur sensibilité déclarée de -99 dB, ont écarté les derniers doutes. La décision de prendre le risque était prise. Pour ceux que cela intéresse, vous pouvez retrouver les caractéristiques de la tête en ligne ou sur le site Audiomania.

J'ai commandé les enceintes et j'ai dû attendre près de trois mois pour la livraison. A cette époque, la question de la conception acoustique revient à nouveau. Sans digression, je dirai que le matériel « Le Labyrinthe de Rogojine » m'a sérieusement aidé à confirmer mon choix. On peut le trouver facilement sur Internet. Je ne fournis pas de lien, car l'auteur demande l'approbation préalable (bien que le matériel soit disponible gratuitement). Mais là, grâce à Rogojine, des justifications et des recommandations pratiques sont données. J'oserais faire une déclaration : c'est le seul matériau sans eau, précis, avec un ensemble complet de recommandations pour des résultats pratiques. D'où sa popularité.

Après cette étape, l’épreuve de la prise de décision était laissée de côté. Il y avait les agréables difficultés liées aux calculs acoustiques nocturnes et à la conception des enceintes.

Un peu "autour du pot"

Tout ce qui précède représente brièvement le chemin parcouru. Je l'ai décrit pour ceux qui souhaitent créer de leurs propres mains un système d'enceintes de haute qualité et qui sont confrontés à des questions similaires. Le processus de développement du haut-parleur à partir de zéro est décrit ici, et le chemin a été entièrement parcouru jusqu'à la création d'un prototype. Quiconque le souhaite peut également parcourir l’intégralité du chemin, de manière plus consciente. Il sera possible pour quelqu’un de prendre des raccourcis.

Quelques mots sur le labyrinthe de Rogojine. L'attrait de cette conception réside non seulement dans la possibilité d'obtenir d'excellents résultats acoustiques (je le dis avec compréhension), mais elle ouvre également la possibilité de concevoir l'apparence et l'architecture intérieure dans la gamme la plus large. En fin de compte, cette technologie vous permet de créer des enceintes « pour vous-même ». Une sorte de confection sur mesure. C’est extrêmement pratique et attrayant. Tout le monde comprend probablement la différence entre une armoire prête à l'emploi achetée et une armoire intégrée ou formée selon des exigences spécifiques. La fonctionnalité et l'adaptabilité de la deuxième option sont plus élevées. Si vous prenez en compte la possibilité de créer une apparence selon vos besoins, en reliant l'apparence des enceintes, la couleur avec l'intérieur dans la zone de placement, la valeur de l'option augmente encore.

Je ne cacherai pas que la compréhension de l’objectif lors des calculs acoustiques selon les recommandations de Rogojine doit être claire. Dans un premier temps, ceci est réalisé en suivant les instructions données dans le matériel et, déjà dans la deuxième étape, ... acquis de l'expérience. Afin d'obtenir le résultat souhaité, j'ai dû effectuer de nombreux calculs acoustiques pour obtenir l'optimum et construire six options expérimentales afin d'atteindre la septième - la dernière. En comparant les résultats obtenus en matière de matériau et de son, vous pouvez clarifier les calculs effectués et faire le bon choix d'option, en l'ajustant à vos préférences, garantissant un excellent son d'enceinte.

Pour ceux qui ne sont pas fatigués

Un côté assez pratique. Ainsi, le choix des têtes dynamiques est derrière nous, et le choix du design (canal labyrinthe) est également derrière nous. Sur la recommandation de Rogozhin, j'ai installé le programme Hornresp d'un développeur australien. Après avoir suivi les instructions étape par étape, j'ai obtenu le premier résultat. Je dirai ceci, presque aveuglément, j'ai dû effectuer au moins une centaine de calculs pour répondre à toutes les exigences. Ce à quoi vous devez vous efforcer - les instructions ont été données par Rogojine. Ensuite, je partage ma propre expérience.

Tout d'abord, une photo des tentatives faites pour trouver le son recherché :

Voici cinq options de boîtier pour un type d’enceinte. Toutes les options, à l'exception de la dernière (il s'agit de la sixième option, obtenue en modifiant la cinquième), sont réalisées dans une taille de 1520 mm de hauteur (la hauteur de la feuille de contreplaqué). La largeur et la profondeur des logements sont différentes et dépendent de la section transversale de conception du canal. L'architecture interne est également différente. La première option (le corps de droite sur la première photo) est en contreplaqué de 15 mm. Poids corporel - environ 70 kg (sans finition). Tous les suivants sont en contreplaqué de 12 mm et pèsent de 35 à 55 kg. De légères vibrations sur des surfaces mineures sur des enceintes de 12 mm d'épaisseur sont présentes pour une alimentation de 100 W. Pour être honnête, la pression acoustique développée à une telle puissance dans un espace limité ne peut pas être maintenue longtemps. C'est bien qu'il n'y ait pas de voisins derrière le mur.

Ainsi, à un niveau de volume confortable, les vibrations et les harmoniques de l'enceinte ne sont pas notées. À propos, aucune harmonique n’a été notée à aucun niveau de volume.

Il a été remarqué que le volume de la chambre de trempe du troisième mode (CMQC est mon terme), située dans la zone du canal S1-S2, affecte directement la qualité de la trempe de ce mode. On réduit le volume du CGTM tout en conservant la longueur de la section du canal, la portée du mode augmente (dans la figure ci-dessus, son afflux correspond à une fréquence légèrement supérieure à 100 Hz) et, au contraire, avec l'augmentation du volume du CGTM, l'envolée du mode diminue. La modification du volume du CGTM a été réalisée en modifiant la surface de la section transversale S1.

Débogage croisé

Les approches et les caractéristiques de la création d'une conception acoustique pour les enceintes ont été décrites ci-dessus. A noter que les dimensions et le poids des enceintes sont impressionnants, la puissance de l'enceinte utilisée est élevée. Lorsque les systèmes acoustiques ont été conçus, on pensait qu’ils devaient être écoutés avec une puissance d’entrée de 0,5 watts. Cette circonstance était l'une des limites lors du choix d'un orateur. Il y avait des doutes quant à la capacité d’un haut-parleur puissant à assurer un fonctionnement efficace avec une faible consommation d’énergie. Malgré la réserve de puissance disponible, les prototypes d'enceintes construits remplissent cette fonction, offrant un excellent son avec une consommation d'énergie minimale. De plus, sans rien enlever à la grandeur du son.

Actuellement, les enceintes obtenues sont connectées à un amplificateur Sony, dont le niveau de volume est calibré en décibels. Tard dans la soirée, lorsqu'il n'y a pas de bruits parasites, l'acoustique est excellente et lumineuse à un volume de moins 66 dB. Je voudrais également noter que la réserve de marche des haut-parleurs garantit le fonctionnement des haut-parleurs avec une distorsion linéaire minimale à n'importe quel volume et à un niveau confortable.

Donc, débogage du son dans le crossover.

J'ai d'abord été déçu du jeu d'enceintes que j'ai reçu et des crossovers FD-2XA que j'ai commandés auprès du fabricant (Beyma, Espagne) pour ces enceintes spécifiques. La première mise en marche à faible volume a conduit à une confusion totale. Le son était tout simplement épouvantable. À faible volume, il n'y avait presque pas de basses. À mesure que le volume augmentait, ils se transformèrent en quelque chose de complètement absurde, émettant des murmures incroyables. Il n'y avait pas de musique en tant que telle.

Après 3 à 4 heures de fonctionnement à volume élevé (70 à 90 W), les enceintes ont commencé à fonctionner (réchauffées). Cependant, l'insatisfaction à l'égard du son n'a pas disparu. Aucune âme, aucune grandeur de basse, aucune émotion souhaitée. Seul détail sonore louable.

Comme je l'ai mentionné plus tôt, le développement du son s'est effectué dans deux directions : la recherche des paramètres de labyrinthe optimaux et le travail avec le crossover. Le travail du labyrinthe est donné ci-dessus. Le crossover a également enseigné ses leçons. Son schéma a été trouvé sur Internet. Il s'agissait de filtres de premier ordre avec un circuit d'adaptation pour l'impédance complexe d'entrée d'un haut-parleur basse fréquence. La fréquence de croisement, selon le site Beyma, est de 1 800 Hz.

Bien sûr, je pourrais décrire en détail toutes les recherches et ajustements des filtres résultants, mais quelque chose me dit qu'une telle présentation serait ennuyeuse et peu informative. Je vais l'énoncer dans le résumé.

1. Il s'est avéré qu'après avoir éteint le condensateur de 15 microfarads, la reproduction des basses est devenue plus agréable.
2. Des tests ont montré que l'acoustique produit une distorsion audible sur certaines compositions musicales. Il a été possible d'établir que la distorsion est causée par la partie haute fréquence du haut-parleur. La distorsion disparaît lorsque la fréquence de coupure du filtre passe-haut est décalée à 2 500 Hz et plus.
3. Pour réduire la luminosité, on pourrait même dire le « volume » des haut-parleurs dans les médiums, au lieu d'une capacité de 2,2 µF, il est préférable d'utiliser une capacité de 0,68 µF.

Après de tels changements, le son est devenu très bon, mais toujours pas entièrement satisfaisant. Une tentative de laisser le woofer sans inductance L1 n'a pas encore amélioré le son des enceintes. Cependant, la réponse en fréquence inégale du haut-parleur doit être compensée. L'inductance du constructeur a été conservée à sa place. Son influence se fait bien sentir.

Et ainsi, après une longue période d'écoute de genres variés, après avoir essayé de faire varier les valeurs des éléments filtrants restants pendant l'écoute, « à la volée », pour ainsi dire, j'ai éteint le circuit d'adaptation RC (8,2 Ohm et 8,25 uF - indiqué dans le schéma). L'effet était incroyable. La sensation d'un haut-parleur soupirant, ayant retrouvé la liberté, retenu auparavant par une sorte de nœud coulant. Le son précédemment retenu éclata, vola, devint léger et noble. Il est impossible d'exprimer avec des mots la légèreté et la virtuosité retrouvées du son mis à jour. C'est exactement ce son qui est apparu, à partir duquel une réponse interne naît, des frissons traversent le corps et une musique torrentielle remplit toutes les cellules du cerveau.

Il convient également de noter que les inductances croisées Beyma ne sont pas sérieuses. Ils sont enroulés avec du fil de cuivre de 1 mm. Pour le woofer, les paramètres d'inductance sont de 1 Ohm et 1,44 mH. À puissance élevée, la perte d'énergie des basses est garantie. Compte tenu des paramètres d'inductance du filtre passe-bas obtenus par mesure, j'ai commandé des inductances pour le passe-bas et des capacités pour les sections haute fréquence d'une classe supérieure.

Total:

Le travail effectué a permis d'adapter les paramètres du canal résonant au locuteur sélectionné et de garantir que les haut-parleurs ne sonnent pas moins que les attentes dessinées par la conscience. J'écrirai sur le son ci-dessous. L'ensemble des travaux a duré environ cinq mois (week-end et soirées, compte tenu de la présence d'un fusible, temps d'écoute et d'analyse, pour les calculs suivants, etc.) et a nécessité certains coûts. Je peux affirmer avec certitude que le niveau sonore correspond à une acoustique dans la fourchette de prix de deux millions de roubles. Les coûts réels, compte tenu notamment des équipements existants, sont disproportionnellement inférieurs. Le chemin parcouru n’a pas été facile. Le haut-parleur créé a sonné non seulement grâce au calcul précis ou réussi du canal de résonance, mais aussi intuitivement, dans une certaine mesure, au haut-parleur choisi et à son approche de la modélisation et de la fabrication du corps. Je vous rappelle que le système acoustique intégré est un système bidirectionnel, la présence d'un crossover est obligatoire. Travailler avec le crossover m'a également permis de contribuer au son final et d'acquérir une expérience utile. L’amortissement n’a pas été utilisé dans la conception des enceintes. Je tenterai peut-être d'évaluer l'effet de l'amortissement dans un cas précis. Je peux dire que l'expérience accumulée a permis d'évaluer les deux options évoquées au début des enceintes fabriquées pour les enceintes 75GDSh3-1, de constater les défauts du réglage des basses et de faire des réglages.

Il n’existe actuellement aucune option d’enceinte avant prête à l’emploi pour l’enceinte 15XA38Nd. Il y a un projet. Un nouveau calcul a été effectué pour les enceintes équipées d'un haut-parleur 75GDSh3-1 avec une sortie de basses accrue. La nouvelle variante sera équipée d'un tweeter BC25SC06-04. Compte tenu de la charge de travail existante et de la livraison des composants commandés supplémentaires, ces projets seront mis en œuvre au plus tôt en octobre-novembre de cette année. Les résultats seront présentés. Une partie de la conception de l’enceinte pour la tête 15XA38Nd est illustrée ci-dessous :

Son

Il est possible que j'ai développé de la sentimentalité. Le son obtenu des haut-parleurs bidirectionnels sur telle ou telle piste provoquait des tremblements mentaux et cardiaques, des retenues de souffle et provoquait l'écoute répétée des compositions que l'on aimait. Le son correct ou incorrect n’est pas discuté. Si le haut-parleur sonore évoque chez l'auditeur la conviction de la réalité à partir de la musique, des voix, des sons et des harmoniques entendus, l'objectif est déjà atteint. Si les tours individuels d'un programme musical peuvent assécher la gorge et mouiller les yeux, la tâche est accomplie au maximum. J'ai tendance à croire que les prototypes construits des futures enceintes sont proches du maximum convoité.

Franchement, si je n'avais pas obtenu un tel résultat, je ne me serais pas permis de partager ouvertement mon travail. Peut-être que quelqu'un dira que les débutants ont de la chance. J'ai eu doublement de chance. Deux paires de magnifiques enceintes basées sur des enceintes 75GDSh3-1, sorties à l'époque soviétique, qui ont résisté à 35 ans de vie scénique, et une paire de nouvelles, basées sur des enceintes 15XA38Nd de l'espagnol Beyma. Qu'il ait de la chance, mais pour ceux qui considèrent qu'il est possible de fabriquer de telles enceintes, en tenant compte des recommandations supplémentaires fournies dans le matériel, le résultat est garanti. C'est pour ces personnes que j'écris.

Récemment, les systèmes acoustiques à conception acoustique ouverte - boucliers ou boîtes ouvertes peu profondes - ont gagné en popularité parmi certains radioamateurs. Même l'acoustique industrielle a été réalisée à partir de cette conception, qui a été très appréciée par les experts. La photo montre un célèbre Système Jamo R909.
Certains des problèmes liés à cette solution sont décrits dans l'article, dont ma traduction est donnée ci-dessous.

Préface

Au début de leur évolution, les systèmes acoustiques (AS) étaient uniquement de type ouvert. Puis, progressivement, mais presque complètement, il y a eu une transition vers une conception fermée. Nous considérerons les bass reflex, les passe-bandes et d'autres options comme des enceintes fermées, c'est-à-dire des conceptions dans lesquelles la face avant du diffuseur rayonne directement l'enceinte dans la pièce, et l'arrière dans le volume fermé du caisson ou dans la pièce, mais à travers des résonateurs. ou d'autres structures qui entravent la circulation de l'air.

Les conceptions fermées ont permis de réduire fortement le volume des haut-parleurs et d'élargir radicalement la gamme de fréquences vers le bas. L'industrie s'est presque entièrement tournée vers la production d'enceintes spécifiquement destinées aux conceptions fermées. Des générations entières ont grandi sans entendre que ZY. Cependant, beaucoup de gens pensent qu'« ils ont jeté le bébé avec l'eau du bain » car ils estiment que le son des fréquences moyennes, principales pour la perception des fréquences, s'est détérioré.

Par conséquent, parmi les radioamateurs et certains fabricants d'acoustiques, l'intérêt pour les conceptions acoustiques ouvertes est à nouveau apparu (ci-après, par souci de simplicité, nous les appellerons OY). Le problème est qu'aujourd'hui, ils ne produisent pratiquement pas de haut-parleurs spéciaux pour OY car ils sont peu demandés, les petites entreprises peuvent les produire pour les amateurs, mais en raison du faible tirage, ils coûteront cher.

Je voudrais attirer votre attention sur ma traduction gratuite de l'article de Martin J. King « Concevoir un système de haut-parleurs passifs à deux voies et à déflecteur ouvert ». Je pense que les problèmes soulevés et leurs solutions seront intéressants.

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Merci pour votre attention!
Igor Kotov, rédacteur en chef du magazine Datagor

Site source (Fr) : par Martin J. King

Mon commentaire sur l'article

Bien entendu, l'opinion de l'auteur de l'article n'est pas une vérité immuable et ne prétend pas être une solution définitive et complète au problème, elle intéresse cependant les amateurs intéressés par l'acoustique. Je ne garantis pas l'exactitude totale de la traduction, mais j'espère avoir présenté correctement les principales dispositions.

Le manque de mesures à l’aide d’un microphone et notamment à domicile suscite le scepticisme. Il serait intéressant de connaître les impressions des auditeurs-experts indépendants qui n'ont pas « traité » les constructions de l'auteur. Mais ce ne sont que mes rêves.

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La fréquence de résonance principale est la fréquence à laquelle la résistance électrique totale de la bobine augmente jusqu'à son maximum ;

Facteur de qualité du système de haut-parleurs électromécaniques. C'est une caractéristique très importante. Il montre le degré d'inertie du système - à la fois mécanique et électrique, et détermine le taux d'atténuation des oscillations libres du moniteur ;

Plage de fréquence nominale, c'est-à-dire région de fréquence dans laquelle le haut-parleur fonctionne conformément à la norme ;

La pression acoustique moyenne est la pression développée dans une certaine plage de fréquences et en un certain point du champ sonore lorsqu'une certaine puissance électrique est fournie ;

Sensibilité caractéristique ;

L'irrégularité de la réponse en fréquence est la différence entre la pression maximale et minimale dans la plage de fréquence nominale (ou, si nécessaire, dans toute autre). Pour de bons haut-parleurs, elle ne dépasse pas 3-4 dB ;

Réponse en fréquence - représentation graphique du paramètre précédent ;

Directionnalité - un changement de pression lors d'un écart par rapport à l'axe de travail d'un certain angle à une distance constante du centre ;

Distorsion harmonique (généralement la 3ème harmonique et plus) - le niveau d'harmoniques, exprimé en pourcentage, qui apparaît lorsqu'un signal sinusoïdal pur est envoyé au haut-parleur, dans lequel il n'y a pas d'harmoniques ;

Facteur de distorsion d'intermodulation. Nous devons en dire plus sur ce paramètre. Supposons qu'un signal contenant deux fréquences, 100 et 1 000 Hz, soit appliqué à un haut-parleur. À la suite de l'interaction de ces fréquences, des fréquences combinées apparaissent (parfois appelées à tort harmoniques de combinaison) avec des fréquences correspondant à la différence ou à la somme de la fréquence supérieure et d'un multiple de la fréquence inférieure - dans notre cas, 800, 1200, 600, 1400 Hz, etc. Plus le niveau global de ces fréquences est bas, mieux c'est. Un haut-parleur idéal ne devrait pas du tout générer ces fréquences, ni aucune autre non présente dans le signal d’origine.

Parmi les différents paramètres de puissance, les plus importants sont les suivants :

Puissance nominale - puissance à laquelle les distorsions non linéaires ne dépassent pas une limite spécifiée ;

« puissance musicale », aussi appelée « plaque signalétique », « bruit maximum », « continu », etc. - puissance dans une certaine plage de fréquences permettant à un haut-parleur de résister à un signal de bruit réel ou à large bande sans dommage pendant un certain temps ;

Puissance de crête (maximale à court terme) - la puissance avec laquelle un haut-parleur peut supporter un signal de bruit pendant une impulsion courte (de 0,01 à 1n) sans dommage ;

Émetteurs de klaxon. Le principal inconvénient des haut-parleurs à rayonnement direct est leur rendement extrêmement faible. La raison en est l’inadéquation entre les résistances du système mécanique et l’environnement. Pour augmenter la résistance au rayonnement, il est nécessaire d'augmenter la taille de l'émetteur, mais cela entraînera une augmentation de la résistance mécanique de la masse de l'émetteur et n'apportera pas de gain d'efficacité. Étant donné que le diffuseur remplit deux fonctions : convertir les vibrations mécaniques en vibrations acoustiques et rayonner ces vibrations dans l'environnement, une telle contradiction ne peut être résolue qu'en séparant ces fonctions, ce qui est réalisé dans les haut-parleurs à pavillon. le système mécanique et l’environnement. Un cornet est un tuyau à section variable. L'entrée de la corne rayonnante (gorge) est plus petite que la sortie (bouche). Le trou de sortie est l'émetteur et le trou d'entrée est la charge du système mécanique. Ainsi, l'émetteur peut être rendu aussi grand que souhaité, et le système mécanique peut être rendu petit et donc léger.

Types de cornes : a - double ; b - sectionné.

Les cornes sont utilisées avec différentes lois de changement de section. Les cornes les plus courantes sont exponentielles ; Les coniques sont utilisés moins fréquemment, car ils ont une réponse amplitude-fréquence beaucoup moins uniforme. Pour une directivité nette et une limite inférieure de la plage de fréquences transmise, l'ouverture de sortie du cornet doit être augmentée et un cornet plus long doit être sélectionné. Pour augmenter la longueur, la corne est souvent roulée ou pliée. On retrouve des phénomènes similaires dans les instruments de musique à vent : plus le registre de l'instrument est grave, plus son pavillon est long.

Pour concentrer ou éloigner les ondes sonores, on utilise des lentilles acoustiques, basées sur la réfraction des rayons sonores lors du passage d'un milieu à un autre avec des vitesses de propagation différentes (par exemple, la vitesse de propagation des ondes sonores dans des matériaux poreux ou dans des grilles et persiennes de plaques diffère de la vitesse de propagation en espace ouvert) . Les inconvénients du pavillon comprennent les distorsions non linéaires causées par la grande ampleur et le changement brusque de l'amplitude de la pression acoustique dans une longueur d'onde dans la gorge du pavillon, ainsi que les distorsions de fréquence dans les pavillons coniques. Les haut-parleurs électrodynamiques à pavillon ont deux options de conception : à col étroit et à col large. La surface de l'entrée du pavillon dans les haut-parleurs à col étroit est plusieurs fois plus petite que la surface du diaphragme à piston ; dans les haut-parleurs à col large, ces zones sont soit identiques, soit proches les unes des autres.

Ce sont les principaux paramètres techniques des enceintes. Il convient de noter que les données du passeport doivent être traitées avec prudence. Certains fabricants nomment parfois, par exemple, la gamme de fréquences reproduites sans indiquer l'irrégularité des caractéristiques ; dans ce cas, il se peut que le seuil inférieur déclaré de 25-30 Hz ne soit assuré que lorsque la pression chute de 10 dB ou plus, ce qui est en réalité une falsification.

Je voudrais noter qu'en 80 ans depuis l'invention de la dynamique, tâche de transmettre le son d'un orchestre symphonique, d'un ensemble, d'une voix, etc., on ne peut qu'être surpris et admirer le génie de la conception du haut-parleur En soi, la technologie audio a parcouru un long chemin : du phonographe au DVD - et le haut-parleur est structurellement fondamental n'a pas changé. Seules la technologie de sa fabrication et ses matériaux ont radicalement changé. Considérant qu'une conception aussi simple (composée de quelques éléments seulement : un diaphragme, une bobine et un circuit magnétique) fait face à un énorme produit acoustique produit en série, dont des milliards sont utilisés dans le monde entier.

Systèmes acoustiques

Des caractéristiques des enceintes, passons aux systèmes acoustiques qui les composent. Malheureusement, la terminologie nationale n'est pas encore établie et ne correspond pas à la terminologie étrangère. Ainsi, en fait, les « haut-parleurs » dans notre terminologie, en particulier dans les anciens GOST, sont appelés « têtes », et les systèmes acoustiques sont appelés « haut-parleurs ». Dans les environnements professionnels et commerciaux modernes, le terme « système acoustique » est utilisé, et les systèmes acoustiques domestiques sont communément appelés « haut-parleurs » et les systèmes acoustiques de studio professionnels « moniteurs ». Certains, confus, sont simplement passés à la translittération de l'anglais - "speaker", dans leur bouche, pas du tout le président de la Douma, mais l'orateur "en général". Dans le même temps, un « haut-parleur » basse fréquence est un « woofer » ou un « subwoofer », un médium est un « haut-parleur » et un haut-parleur haute fréquence est un « twitter », mais il existe également un Définition russe : « tweeter » (d'ailleurs, la traduction exacte du mot tweeter).

Un système de haut-parleurs idéal ne devrait comporter qu’un seul haut-parleur large bande reproduisant toute la gamme de fréquences de 20 à 20 000 Hz. Cependant, étant donné que des exigences différentes et souvent mutuellement exclusives sont imposées à un haut-parleur lorsqu'il fonctionne dans différentes bandes de fréquences, il est presque impossible de fabriquer un haut-parleur aussi idéal, du moins à un prix abordable. Par conséquent, la grande majorité des systèmes acoustiques modernes comportent deux têtes ou plus fonctionnant dans des bandes de fréquences différentes. Un haut-parleur basse fréquence est toujours un haut-parleur diffuseur, un haut-parleur moyenne fréquence aussi, mais il existe parfois des haut-parleurs de type pavillon moyenne fréquence. Les haut-parleurs haute fréquence sont produits sous forme de diffuseur, de pavillon et de dôme (dôme, balle). Le système bidirectionnel est généralement utilisé pour ce que l'on appelle les « moniteurs de champ proche », c'est-à-dire situé directement à côté de la tête de l'ingénieur du son. Un haut-parleur dans un tel système reproduit les basses et moyennes fréquences, l'autre les hautes fréquences. Pour séparer les fréquences, il y a un filtre séparateur à l'intérieur du boîtier (en terminologie étrangère, crossover). Dans ce cas, la fréquence de séparation du signal électrique d'entrée destiné à alimenter les haut-parleurs basse fréquence et haute fréquence est sélectionnée légèrement supérieure à la limite inférieure de la plage du haut-parleur haute fréquence. La puissance nominale du haut-parleur RF est également prise en compte. Les systèmes à 3 bandes composés d'un haut-parleur basse fréquence (woofer), moyenne fréquence (médium-driver) et haute fréquence (tweeter) reproduisent bien mieux la plage de fréquences audibles. Travailler dans une gamme limitée de fréquences « propres » améliore le son des haut-parleurs basses et moyennes fréquences et réduit la distorsion, car Les harmoniques de rang élevé générées par ces haut-parleurs sont supérieures à la fréquence de coupure du filtre et sont donc supprimées.

Conception acoustique

P.
Les surfaces avant et arrière du piston oscillant émettent des oscillations en antiphase : lorsque la surface avant à l'instant t 1 crée une compression du milieu, alors la surface opposée du piston, au même instant t 1, crée le vide.

La compression et la raréfaction se sont propagées dans des directions différentes (Fig. 18.6). Dans certaines conditions, en se courbant autour du piston, les ondes interfèrent avec les oscillations provenant du côté opposé (phase) et leur somme tend vers zéro. Ce phénomène est appelé court-circuit acoustique h court-circuit (AKZ). L'apparition d'un court-circuit réduit la puissance acoustique de l'émetteur (piston) dans la région des fréquences auxquelles la longueur d'onde émise est grande par rapport à la taille du piston (conditions de diffraction). Ce phénomène se produit aux basses fréquences des ondes sonores LF.

H Pour éviter les AKZ aux basses fréquences, il est nécessaire d'installer un écran afin que les vibrations de la zone de compression ne se plient pas autour du piston et éliminent le phénomène d'interférence. L'écran est installé en combinaison avec l'émetteur. Cette technique est appelée conception d'écran acoustique (design). Le type de conception le plus simple est un bouclier (Fig. 18.7). Pour éliminer complètement le court-circuit, il est nécessaire d'installer un blindage dont les dimensions linéaires du plan étaient supérieures à la moitié de la longueur de l'onde sonore LF λ :

d > λ/2 ;( 6.1.1)

Un écran acoustique standard selon GOST 16122-84 a une taille de 1350 x 1650 m.

Une boîte fermée (CL, Closed Box) est une conception du second ordre (Fig. 6.1.3 A et Fig. 6.1.4). Comparé à d’autres types de conception chargée, il est moins sensible aux écarts de caractéristiques. Ses principaux avantages : une excellente réponse impulsionnelle, ce qui permet théoriquement d'obtenir une réponse en fréquence plate. Inconvénient = faible rendement, qui nécessite une puissance d'amplification accrue, et un niveau accru d'harmoniques paires en raison de la charge asymétrique du diffuseur.

A – boîtier fermé, B – bass reflex, C – radiateur passif

H
La fréquence de résonance et le facteur de qualité total de la tête lorsqu'elle est installée dans une boîte fermée avec un volume Vc proportionné à l'augmentation Vas équivalente. Ainsi, lors de l'installation d'une tête dans une cellule d'un volume égal à un équivalent, sa fréquence de résonance et son facteur de qualité augmentent de 1,41 fois, dans un boîtier d'un volume de 0,5Vas = de 1,73 fois, et ainsi de suite.

Le deuxième type de conception acoustique le plus courant est le bass reflex. Les enceintes avec une valeur Fs/Qts de 90 ou plus conviennent à une utilisation dans un bass reflex. Parmi toutes les conceptions possibles de systèmes à double action, le bass reflex est le plus utilisé (FI, Vented Box, Ported Box, Bass Reflex). Il s'agit d'un système résonnant. La masse d'air contenue dans le FI à sa fréquence d'accord se comporte comme un diffuseur, étant source de vibrations sonores. Un radiateur passif est un type de FI dans lequel la masse d'air dans le tunnel est remplacée par la masse du système mobile du radiateur passif. Une tête dynamique classique est le plus souvent utilisée comme radiateur passif, parfois avec un système magnétique déporté. .

Structurellement, il se présente sous la forme d'une boîte fermée avec deux trous

L'émetteur (piston) est placé dans un trou, l'autre trou est libre et a la forme d'un petit tuyau de volume V. La fréquence bass reflex est ƒ f (Fig. 18.10).

Avec des oscillations lentes (8 Hz - 10 Hz), ressort C (Fig. 18.10). reliant les deux masses m n'a pas le temps de se déformer, car il a une grande résistance élastique z:

z=1/(ω·С po) ; (18.1)

En conséquence, les deux masses m p et m b se déplacent avec la même phase. Dans ce cas, l'onde émise par le trou est décalée de 180 o en phase par rapport à l'onde émise par le piston. Une augmentation de la fréquence entraîne une diminution de la résistance élastique de l'air dans la boîte et le ressort C in commence à se déformer. En conséquence, un déphasage se produit entre les oscillations des deux masses m p et m b, augmentant avec l'augmentation de la fréquence et atteignant 180 o à la fréquence de résonance de la boîte. Ainsi, l'air dans le trou et le piston oscillent en antiphase, et les ondes émises par eux seront en phase et s’interférant et se renforçant mutuellement. La fréquence de résonance bass reflex ƒ f est, en règle générale, choisie égale à la fréquence de résonance ƒ 0 de la tête (piston), c'est-à-dire dans la plage de fonctionnement basse fréquence (Fig. 18.10). Avec une nouvelle augmentation de la fréquence, l'émission sonore du trou ne se produit pas, puisque la résistance d'inertie de l'air dans le trou ω·m in devient extrêmement grande. À ces fréquences, le bass reflex s’apparente à une boîte fermée. Les surfaces internes du bass reflex, ainsi que le caisson, sont recouvertes d'un matériau insonorisant.

Figure 18.11

Dans le schéma fig. 18.11 amplificateur de puissance, qui est une source de signal pour un haut-parleur, avec tension en circuit ouvert et la résistance de sortie est convertie en un générateur de tension qui simule un générateur avec une valeur de sortie de pression acoustique, après le générateur il y a une résistance totale, qui est la somme de la résistance active de la bobine acoustique et de la résistance de sortie de l'amplificateur . M comme l'est la masse acoustique du système en mouvement, la masse d'air attachée depuis les côtés avant et arrière du diaphragme. C a s - flexibilité acoustique des suspensions. R as - résistance acoustique du système en mouvement. M av est la masse acoustique d'air dans le tube à phase inversée.

Charge acoustique. Le diffuseur d'une tête dynamique de conception fermée subit une résistance sensiblement différente lors du déplacement vers l'avant et vers l'arrière. L'asymétrie de charge est une source potentielle de distorsion non linéaire. Par conséquent, au milieu des années 70, sont apparus des systèmes acoustiques dans la conception desquels cet inconvénient a été éliminé en introduisant une charge acoustique supplémentaire sur la surface avant du diffuseur. Des solutions similaires peuvent être utilisées pour limiter l'amplitude des oscillations du diffuseur dans les systèmes à double effet. Il n’existe pas de méthode fiable pour calculer la charge acoustique ; des expérimentations sont nécessaires.

Figure 18.12

Le chargement acoustique peut être mis en œuvre de différentes manières. Dans le cas le plus simple (Fig. 18.12 A), une surface réfléchissante (Reflex Body) est placée devant le diffuseur. Cependant, cette solution dégrade la sensibilité du haut-parleur et sa réponse en fréquence aux fréquences moyennes. Dans certaines conceptions modernes, un corps de rotation de forme lenticulaire est utilisé pour améliorer la réponse en fréquence et le modèle de directivité (Fig. 18.12 B). Dans le même but, vous pouvez utiliser une surface réfléchissante située en biais (Fig. 18.12 B). La charge en coin agit en partie comme un pavillon court, qui contribue à l'amplification acoustique d'une certaine gamme de fréquences. Comme développement ultérieur de cette idée, des systèmes acoustiques avec résonateur sont apparus (Fig. 18.12 D). Après cela, il ne restait plus qu’une étape à franchir dans la conception des haut-parleurs passe-bande.

P.
haut-parleurs vocaux. Une caractéristique commune à toutes les conceptions d'enceintes passe-bande est la présence d'une ou plusieurs chambres de résonance et l'installation d'une tête dynamique à l'intérieur du boîtier. Ces systèmes n'étant plus des systèmes à rayonnement direct, leur conception et leur fabrication sont très complexes. Par conséquent, les conceptions principalement du quatrième ordre se sont généralisées (Fig. 18.13 A). Les haut-parleurs passe-bande des sixième (Fig. 18.13.B, C) et huitième (Fig. 18.13.D, E) ordres sont moins courants.

Figure 18.13

Haut-parleurs passe-bande : A – résonateur à caisson fermé, B – bass-reflex à double effet, C – bass-reflex à action séquentielle, D – bass-reflex à double effet séquentiel, D – bass-reflex séquentiel à double effet

La conception acoustique passe-bande est utilisée exclusivement pour les subwoofers. L'avantage d'un haut-parleur passe-bande est son rendement élevé, mais les caractéristiques d'impulsion et de phase sont très médiocres et se détériorent avec l'ordre croissant. Pour toutes les conceptions, à l'exception d'un caisson de résonateur fermé, il est souhaitable d'utiliser un filtre passe-bas infra (comme pour un bass reflex classique).

Outre les conceptions envisagées de haut-parleurs passe-bande à une tête dynamique, on connaît également des haut-parleurs à deux têtes. Le design est obtenu en combinant deux systèmes de bandes identiques. L'une des chambres devient commune, son volume double. (Fig. 18.14 A, B) montre deux options de conception du quatrième ordre, et la Fig. 18.14 B - la sixième.

À PROPOS
L'un des avantages de telles conceptions est qu'elles ne nécessitent pas de canal d'amplification monophonique spécial : chaque tête peut être connectée à son propre canal d'un UMZCH stéréo.

Figure 18.14

Têtes jumelles. Dans presque toutes les conceptions considérées, des têtes dynamiques doubles peuvent être utilisées. Pour ce faire, des têtes du même type sont installées en utilisant l'une des méthodes illustrées sur la Fig. 18.15. La conception résultante peut être considérée comme une nouvelle tête dynamique basse fréquence avec des propriétés complètement différentes. Les valeurs théoriques du facteur de qualité total et la fréquence de la résonance mécanique principale du système résultant sont calculées comme la moyenne géométrique des valeurs correspondantes des têtes d'origine. Étant donné que lors du doublement, on utilise généralement des têtes du même type avec des paramètres assez similaires, on peut supposer que ces paramètres resteront pratiquement inchangés. Cependant, le volume d'air lié enfermé entre les diffuseurs des têtes augmente la masse effective du système mobile, abaissant la fréquence de la résonance mécanique principale des grandes têtes à 80 % de celle d'origine.

Figure 18.15 Installation de têtes doubles : A - face à face, B - dos à dos, C - à l'arrière de la tête, D - avec volume associé

Jusqu’à présent, le bois reste le matériau principal pour la fabrication des enceintes. Il est pris en compte que le bois a ses propres propriétés acoustiques et que l'introduction de ses propres harmoniques par le corps n'est pas souhaitable. Ils sont combattus à la fois par des structures d'amortissement spéciales et par l'utilisation de panneaux de particules (aggloméré), que nous n'aimons pas tant dans les meubles, au lieu du bois massif « propre ». Les panneaux de particules n'ont pas de structure (qui est constituée des fibres linéaires du bois), ils sont donc moins sensibles aux résonances. L'extérieur des panneaux de particules est fini avec divers revêtements, y compris ceux imitant le bois (placage), mais cette finition est purement décorative.

Parallèlement à l'utilisation traditionnelle du bois, les tentatives d'utilisation d'autres matériaux - plastique, métal, pierre - se poursuivent. Il existe un assez grand nombre de systèmes acoustiques en plastique, généralement de petite taille (champ proche), qui sonnent tout à fait acceptables et sont bon marché en raison de la facilité de fabrication des boîtiers. Cependant, les tentatives visant à créer de grands boîtiers en plastique pour les systèmes de haut-parleurs n'ont pas encore abouti (du point de vue de l'acoustique, bien sûr, et non de la « construction en caisson »). Le fait est qu'un grand boîtier doit également avoir une grande masse, sinon de telles résonances commencent à "marcher" dedans que leur suppression coûte beaucoup plus cher que, par exemple, dans un boîtier en bois.

Les enceintes en métal se sont révélées très efficaces et sont devenues populaires ces derniers temps. Cela est dû notamment à l'utilisation répandue dans la pratique en studio d'ordinateurs équipés de moniteurs à tube cathodique traditionnels, qui sont affectés par les aimants des haut-parleurs s'ils sont trop proches. Le corps métallique du système d’enceintes est dans ce cas un écran. De plus, le métal est facile à fabriquer et apporte la rigidité nécessaire aux exigences acoustiques.

L’utilisation de la pierre donne également des résultats intéressants. Il n'est pas nécessaire de parler de la fabricabilité des enceintes, mais les résultats acoustiques sont excellents. Cependant, le problème est résolu par un compromis : l'utilisation d'un matériau synthétique, qui permet d'allier la facilité de réalisation du corps avec la massivité et la rigidité de la pierre.

Cependant, malgré la recherche active de nouveaux matériaux, le « bon vieux » bois reste le principal.

Pendant longtemps, la disposition traditionnelle des haut-parleurs sur la paroi avant du boîtier en forme de « bonhomme de neige » (haut-parleur basse fréquence en bas, haut-parleur moyenne fréquence au milieu et haut-parleur haute fréquence en haut) ) utilisateurs adaptés. Cependant, il a été noté que la distance entre les centres des différentes enceintes et l'auditeur est souvent différente et que les sons qui en proviennent n'atteignent pas l'auditeur strictement en phase. Le degré de non-synchronisation est extrêmement faible, mais le problème existe. La solution a été trouvée dans différents types de haut-parleurs dits coaxiaux. Dans les cas les plus simples, le haut-parleur haute fréquence était fixé devant le centre du cône du diffuseur basse fréquence, mais, bien entendu, sans contact physique avec celui-ci. Une autre manière, plus complexe, mais aussi plus élégante, de créer un émetteur ponctuel a été proposée par la célèbre société anglaise Tannoy. Dans leur système désormais classique, le diaphragme du tweeter est situé derrière l'aimant du woofer. Le noyau du haut-parleur basse fréquence comporte des canaux à travers lesquels passe la pression de l'air de la membrane haute fréquence dans la direction du rayonnement du diffuseur basse fréquence, qui est également un pavillon pour les hautes fréquences. De cette façon, un rayonnement ponctuel idéal est obtenu.

Il a été mentionné précédemment qu'aux hautes fréquences, les diffuseurs, en particulier les plus grands, vibrent principalement dans la partie centrale adjacente à la bobine. Cette propriété a été utilisée pour créer des haut-parleurs à large bande, populaires dans les équipements professionnels il y a deux ou trois décennies et que l'on trouve encore aujourd'hui. Dans ces haut-parleurs, un micro-diffuseur supplémentaire a été collé dans la partie centrale du diffuseur, qui fonctionnait comme un haut-parleur coaxial haute fréquence. Bien sûr, le résultat était loin de la qualité des vrais systèmes coaxiaux, mais la réponse en haute fréquence de ces haut-parleurs large bande s'est considérablement améliorée.

La production moderne est extrêmement standardisée. Des normes ont également émergé concernant la taille des haut-parleurs – de petite à grande. Les haut-parleurs modernes sont généralement mesurés en pouces, ce qui est pratique : cela donne non seulement la taille, mais aussi, pour ainsi dire, le « numéro de produit ».

Même pour une acoustique puissante, les haut-parleurs de plus de 21" ne sont pas utilisés, et ceux de dix-huit pouces ne sont pas souvent vus. Viennent ensuite dans l'ordre les 15", 12", 10" et 8".

Moyenne fréquence - 8", 6,5" et 5". Haute fréquence - 4", 2,5" et 1,5". Cependant, les dimensions du diffuseur sont importantes principalement pour les haut-parleurs basse fréquence, car elles affectent directement la limite inférieure de la plage et le niveau de pression acoustique.

La véritable image sonore ne peut être présentée que par de grands systèmes acoustiques (moniteurs de contrôle) du « champ lointain », sonnant uniformément sur toute la gamme de fréquences et ne surchargeant pas le niveau d'écoute recommandé (environ 90 dB).

Caractéristiques de directivité

Comme il ressort de la théorie de l'acoustique, la source sonore idéale est un émetteur « ponctuel », c'est-à-dire un émetteur dont les dimensions, par rapport à la longueur de l'onde sonore qu'il émet, peuvent être négligées. Malheureusement, les systèmes acoustiques réels sont très loin d'un tel émetteur idéal et, de plus, ont des diagrammes de rayonnement différents pour différentes fréquences du signal sonore. La largeur du diagramme de rayonnement d'un haut-parleur est déterminée par le rapport entre la longueur d'onde du signal sonore émis par celui-ci et la taille géométrique (diamètre) du cône du haut-parleur. De plus, le diagramme de rayonnement dans la zone d'action conjointe du rayonnement de deux haut-parleurs dépend du déphasage mutuel de leurs signaux, déterminé par le circuit de filtre séparateur du système de haut-parleurs.

Aujourd'hui, dans la « construction d'enceintes », il existe deux approches liées à la directivité des systèmes acoustiques. Les adeptes du premier d'entre eux soutiennent : le système doit être hautement directionnel afin d'éliminer les réflexions sonores nocives. Selon cette logique, les haut-parleurs hautement directionnels doivent fournir des informations sonores exactement à la zone d'écoute sans « impuretés » indésirables sous forme de réflexions sur les murs et divers objets. Des exemples bien connus sont les enceintes construites sur des haut-parleurs coaxiaux hautement directionnels (Tannoy, KEF). Les radiateurs bidirectionnels coaxiaux sont des haut-parleurs moyennes et hautes fréquences assemblés sur un seul système magnétique. Le « tweeter » à dôme est assemblé sur le noyau interne du système magnétique et est situé à l’intérieur du diffuseur conique du haut-parleur médium, qui est une sorte de guide sonore des ondes sonores émises par le « tweeter ». Ces radiateurs présentent un certain nombre de caractéristiques uniques qui les distinguent considérablement de la masse des autres haut-parleurs. Premièrement, grâce à la conception utilisée, les centres d'émission des haut-parleurs HF et médium sont situés pratiquement au même point, ce qui élimine l'apparition de distorsions de phase et de temps des signaux émis par ceux-ci. Deuxièmement, étant donné que le rayonnement des moyennes et hautes fréquences est physiquement effectué à partir d'un point de l'espace (sous condition), les émetteurs de type Uni-Q ont un bon diagramme de rayonnement à ces fréquences en raison de ces sérieux avantages, le son des systèmes de haut-parleurs avec émetteurs coaxiaux se caractérise par une excellente localisation des sources sonores dans l'espace. Dans les enceintes européennes, il existe des schémas D "Appolito, dans lesquels le tweeter est situé entre deux têtes identiques de basse fréquence/médium - cela aiguise la directivité à un certain nombre de fréquences, réduisant ainsi le nombre de réflexions sonores du sol et du plafond. Dans les haut-parleurs coûteux, on trouve parfois des guirlandes entières de tweeters conçus pour concentrer les hautes fréquences des bijoux. Une approche diamétralement opposée est celle des haut-parleurs omnidirectionnels, ou haut-parleurs omnidirectionnels. De tels haut-parleurs, de par leur conception, sont complètement

Les systèmes acoustiques (AS) à double tête ont autrefois suscité l'intérêt de nombreux radioamateurs. Beaucoup d'entre eux ont choisi ces enceintes et, à en juger par les critiques, sont satisfaits de leur son. Certaines sociétés étrangères ont également manifesté leur intérêt pour les têtes doubles. Par exemple, en 1985, la société Jarho a annoncé un certain nombre de nouveaux haut-parleurs, affirmant dans la brochure publicitaire que leur puissance élevée et leur haute fidélité avec des dimensions relativement petites étaient obtenues grâce à l'utilisation de doubles têtes. Cependant, le manque d'analyse approfondie et, surtout, de recommandations pratiques pour la conception d'enceintes dotées de telles têtes, ainsi que l'apparition sur le marché d'émetteurs modernes à compression basse fréquence, ont quelque peu réduit l'intérêt des radioamateurs pour le double têtes dynamiques. Les recherches de ces dernières années ont révélé de nouveaux avantages de ce type d’émetteur. À propos, il s'est avéré que sa conception optimale est celle dans laquelle les têtes se font face avec des diffuseurs, donc à l'avenir nous ne parlerons que de cette option. Les principaux avantages d'une tête double (par rapport à une tête simple) sont une réponse en fréquence plus douce, moins de distorsion non linéaire et un volume requis plus petit du boîtier de conception acoustique. La réponse en fréquence est lissée grâce à l'amortissement mutuel des têtes qui composent la double. Chaque tête, dans les limites des écarts admissibles, a sa propre réponse en fréquence inégale en raison de la technologie de production, de sorte que les fréquences des pics et des creux de leur réponse en fréquence ne coïncident pas. Dans une tête double, certains de ces pics et creux sont mutuellement compensés. Les distorsions non linéaires sont réduites du fait que la tête double (contrairement à une tête simple) est un système électro-mécanoacoustique symétrique. Pour cette raison, la résistance de l'air des deux côtés est presque la même ; en raison des caractéristiques de conception et des propriétés du matériau, il n'y a aucune différence dans la flexibilité de la suspension pour certains types de têtes lorsque le diffuseur avance et recule. Enfin, l'asymétrie de répartition de l'induction magnétique dans l'entrefer du système magnétique, qui affecte négativement le niveau de la deuxième harmonique, n'apparaît pas dans la tête double.

Fig. 1. Emplacement à double tête

Bien entendu, il existe d’autres moyens de réduire la distorsion non linéaire du haut-parleur. Pour réduire les harmoniques paires, la société suédoise Audio-Pro, par exemple, installe deux têtes basse fréquence (sur quatre) avec des systèmes magnétiques tournés vers l'extérieur dans l'unité basse fréquence AC B4-2000. Cependant, la dispersion des émetteurs génère des interférences d’ondes sonores et rétrécit la directivité des haut-parleurs. Jamo a trouvé une solution plus avancée. Dans la section basse fréquence, elle a utilisé une puissante double tête, en la plaçant sur une planche horizontale (voir Fig. 1, a), sous laquelle se trouve un pavillon qui dirige le son vers l'auditeur et correspond à la résistance mécanique du mobile. système de tête avec l’environnement aérien. Quant au volume du caisson, il est réduit du fait que la flexibilité résultante de la suspension d'une double tête par rapport à une simple tête est divisée par deux. La masse du système mobile de la double tête augmente d'autant, donc la fréquence de la résonance mécanique principale ne change pas.

Pour maintenir la fréquence de résonance calculée d'une tête double dans une conception acoustique, il faut un caisson dont le volume est la moitié de celui d'une tête simple du même type, comme le montrent les relations suivantes : f i / f r = \/?c g / c je + 1 ; c i = 1,14V / D 4 eff, où : f i et f r sont respectivement les fréquences de résonance de la tête dans le caisson et l'espace à l'air libre, c g et c i sont la souplesse de la suspension de la tête et de l'air dans le caisson, V est le volume du caisson, D 4 eff est le diamètre efficace du diffuseur. Puisque la valeur de D 4 eff d'une tête double est la même que celle d'une tête simple, afin de remplir les relations ci-dessus en réduisant la flexibilité c r de 2 fois, il faut réduire la flexibilité c i, et donc le volume V de la même quantité (par rapport à deux têtes installées séparément, le volume diminuera de 4 fois).

Il semblerait qu'en augmentant le nombre de têtes travaillant par trou de l'enceinte, il soit possible de réduire encore ses dimensions. Cependant, en pratique, les têtes ne peuvent pas être rapprochées de manière à ce que leurs dimensions géométriques n'affectent pas les déphasages des ondes sonores émises par les têtes les plus extérieures. Dans ce cas, la longueur du trajet de propagation des ondes sonores depuis la tête la plus intérieure jusqu'à la plus externe devient proportionnelle à la longueur des ondes émises, ce qui finit par compter conduit à la soustraction et à la distorsion des signaux audio (c'est pourquoi vous ne pouvez pas doubler les têtes de moyenne et haute fréquence). De plus, la diminution de l'efficacité dans ce cas deviendra perceptible.

L'enceinte présentée à nos lecteurs est une enceinte bass reflex d'un volume interne utile de 50 litres. Une double tête composée de 6GD-2 a été utilisée comme émetteur basse fréquence, et 15GD-11 et 6GD-13 ont été utilisées respectivement comme émetteur moyenne et haute fréquence. La double tête est installée sur une planche inclinée (voir Fig. 1, b), qui, avec les parois latérales et inférieures de la boîte, forme un klaxon qui, de l'avis de l'auteur, est dirigé avec plus de succès vers l'auditeur que dans des enceintes de la société Jamo (Fig. 1, a ). De plus, avec cette disposition de la platine à double tête, le volume du caisson est utilisé plus efficacement, ce qui a permis de réduire les dimensions et le poids des enceintes.

Principales caractéristiques techniques des enceintes :

Puissance nominale, W……………………………………… 12

Puissance nominale, W, pas inférieure à …………………………. trente

Résistance électrique nominale, Ohm……….. 4

Plage de fréquence nominale, Hz……………………….30…18000

Grâce à l'utilisation de haut-parleurs basse fréquence 6GD-2 très efficaces, le volume sonore à une puissance nominale relativement faible (12 W) n'est pas inférieur aux haut-parleurs industriels de type S-90 avec une puissance fournie de 30 W. Quant à la qualité sonore, la plupart des auditeurs préfèrent les enceintes décrites ci-dessous.

Le schéma de circuit du système de haut-parleurs (basé sur le filtre de séparation décrit dans) est illustré à la Fig. 2, le modèle est représenté sur la Fig. 3. Le caisson AC 3 est constitué de panneaux de particules de 20 mm d'épaisseur, recouverts de papier imitant des essences de bois précieuses. La double tête 17 est fixée sur la carte 10, les têtes moyennes fréquences (12) et hautes fréquences (16) sont sur la paroi avant 4. La paroi arrière 15 est amovible. La tête médium est isolée du reste du caisson par le caisson 13, réalisé en contreplaqué de 10 mm d'épaisseur et fixé au mur 4 à l'aide de coins 11 et de vis. Le tunnel bass reflex 14 d'un diamètre intérieur de 50 et d'une longueur de 100 mm est collé ensemble à partir de quatre couches de carton électrique de 0,5 mm d'épaisseur. Il est fixé dans le trou de la paroi avant 4 avec de la colle. Le trou de sortie du pavillon de la double tête 17 est fermé par une grille (parties 1, 2), les trous en face des têtes médium et haute fréquence sont recouverts respectivement par des grilles métalliques convexes 6 et 8 avec des cadres décoratifs en anneau 5 et 7. Le cadre 1 est plié à partir d'une bande de section 5X20 mm en alliage d'aluminium, 2 tiges d'un diamètre de 4 mm sont en acier inoxydable et collées dans des trous percés au pas de 20 mm dans la partie supérieure et côtés inférieurs du cadre. Les cadres annulaires des trous pour les têtes restantes, ainsi que les trous pour le tunnel bass reflex, sont pliés à partir d'une bande d'une section de 5X10 mm constituée du même matériau. Pour fixer le cadre de la tête médium 5, sont prévus quatre goujons avec filetage M3, insérés avec de la colle dans des trous d'un diamètre de 3,2 et d'une profondeur de 7 mm, percés à l'extrémité de l'anneau sur le panneau latéral 4 Avant de percer un trou pour la tête 12 dans la paroi avant le long de l'extérieur Avec un diamètre de cadre de 5, à l'aide d'une fraise ronde avec une fraise et un ciseau, vous devez sélectionner une rainure de 20 mm de large et 2...3 mm profond. Lors de l'assemblage, la tête 12 est d'abord fixée, puis le treillis 6 est fixé à l'aide de supports métalliques ou de clous, et enfin le cadre 5 est installé en place, qui presse en outre le treillis contre le panneau 4. Le cadre 7 du haute fréquence la tête 16 est fixée dans la rainure du panneau avant avec de la colle. Pour donner aux enceintes l'apparence appropriée, les extrémités extérieures du cadre 1 et des cadres 5, 7 et 9 doivent être polies jusqu'à obtenir une finition miroir, et leurs surfaces latérales (internes et externes) doivent être peintes avec de la peinture noire. La même couleur doit être utilisée pour peindre les grilles métalliques 6 et 8, les surfaces internes du tunnel bass reflex, le pavillon de la double tête et toute la zone du cercle sous la grille 6, le support diffuseur du bas tête 6GD-2, la partie du support diffuseur de la tête 12 tournée vers l'auditeur et les têtes des vis le fixant.

LITTÉRATURE:

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A. ZHURENKOV, Zaporozhye