Відкритий корпус

Відкритим акустичним оформленням (ОЯ ) головки називається таке її оформлення, при якому задня сторона звуковипромінюючої поверхні дифузора головки не ізольована акустично від передньої. Як відкрите оформлення застосовується ящик, що зазвичай має форму паралелепіпеда, з перфорованою задньою стінкою або з повною її відсутністю.

Найпоширеніший вид відкритого акустичного оформлення - ящик, у якого задня стінка має ряд наскрізних отворів або повністю відсутня. Головка зазвичай встановлюється на передній панелі ящика. Його внутрішній обсяг зазвичай використовується для розміщення деталей електричної схеми, наприклад радіоприймача. Виносні АС у вигляді відкритих корпусів використовуються рідше. Акустична дія відкритого оформлення подібна до дії екрану. Найбільший впливом геть частотну характеристику акустичної системи з відкритим оформленням надає передня стінка, тобто. та, на якій кріпиться головка. Всупереч досить поширеній думці бічні стінки відкритого оформлення впливають на характеристику відкритого оформлення мало. Тому не рекомендується робити відкрите оформлення глибоким, а треба намагатись по можливості збільшувати передню панель оформлення. На рис. 1 показані різні частотні характеристики АС з відкритим оформленням, залежно від його глибини. Зазвичай відкрите оформлення виконують таку глибину, щоб головка містилася в ньому з деяким технологічним запасом (20% від глибини головки). При цьому "вклад" бакових стінок у сумарний звуковий тиск відкритого корпусу становить 1-3 дБ.

Мал. 1. АЧХ динаміка у відкритому оформленні, з різною глибиною бічних стінок (h).

Однак було встановлено, що наявність бічнихстінок створює ефект зниження резонансної частоти відкритого оформлення зі збільшенням його глибини, що відбувається за рахунок приєднання частини маси повітря всередині оформлення маси рухомої системи головки. Резонансна частота у разі:

а глибина оформлення для отримання потрібної резонансної частоти:

h=((f0 2 /f02 2 )–1) ∙ (m0/ρ ∙ Sеф) [2]

Звичайно, якщо зробити оформлення дуже глибоким, то воно може діяти як труба, що резонує на ряді частот, тим нижчих, чим більша довжина труби. Звичайно, це небажано, оскільки такі резонанси є причиною появи піків і провалів на частотній характеристиці АС.

Розміри передньої панелі, як говорилося, бажано мати якомога більше. Обмеженням тут є лише міркування зручності розміщення та користування. Що стосується місця встановлення головки на передній панелі, то рекомендації тут такі ж, як при плоскому екрані.

Площа передньої панелі відкритого акустичного оформлення з урахуванням впливу глибини оформленняh може бути знайдена як:

S = 0,125c 2 /(fгр.н. 2 ∙ φ 2 (Q)),[3]

де f02 визначається з[1].

Є ще один елемент відкритого оформлення, який може проводити відкритої АС. Це задня стінка оформлення, яка слугує для захисту елементів схеми радіопристрою. Вона має бути принаймні такою, щоби не погіршувати акустичні параметри системи. На рис. 2 наведено частотні характеристики АС з відкритими корпусами із задніми стінками, виконаними з різних матеріалів (з різною їх товщиною). Як видно, матеріал та товщина задньої стінки сильно впливають на частотну характеристику відкритої системи.Акустичні параметри відкритої АС залежать також і від розмірів та числа перфорацій (отворів) у задній стінці.

На рис. 4 наведено частотні характеристики АС у ящиках з різним числом перфорацій на поверхні задніх стінок. Для оцінки впливу перфорацій вводиться термін - ступінь перфорованості задньої стінки,А0/А - це відношення загальної площі рівномірно розподілених отворівА0 до площі задньої стінкиА. Ступінь перфорованості задньої стінки має становити не менше 0,1 для оформлення з об'ємом оформлення 5 л і 0,15-0,20 для оформлення з об'ємом менше 5 л.

Конфігурація оформлення дуже впливає форму частотної характеристики на середніх частотах, викликаючи поява численних піків і провалів при невдалої конфігурації. Це видно з розгляду графіків на рис. 5, де наведено частотні характеристики для різних конфігурацій оформлення: сферичного (кулі), куба, усіченої піраміди, паралелепіпеда. Найбільш сприятлива форма – сфера. Наведені властивості слід пам'ятати при виборі зміни оформлення, хоча з конструктивних міркувань рідко можна застосувати сприятливу форму у складі наведених на рис. 5, за винятком паралелепіпеда. З естетичних міркувань розміри оформлення у вигляді паралелепіпеда часто вибирають так, щоб розміри лицьової панелі (довжина та ширина) та глибини ставилися як.

Мал. 5. АЧХ головки у корпусах різної форми, точка – розташування динаміка.

Зазвичай екрани виконують менших розмірів, ніж рекомендовано за наведеними вище формулами. Тоді на нижній граничній частоті слід очікувати спаду АЧХ:

Приклад розрахунку. Потрібно розрахувати розмір передньої панелі відкритого оформлення глибиною h=80 мм для головки0,5 ГД-37 (див. попередній приклад).

З формули fгр=1,4с(∏/d) знаходимо граничну частоту: fгр.в.=(1,4 ∙ 343) / (3,14 ∙ 0,08)=1920 Гц.
За [1] визначаємо резонансну частоту голівки у відкритому оформленні з урахуванням його глибини: f02=315/√( 1+(1,3∙0,08∙3,14∙(0,04) 2 / (1,2∙10 -3 )) Гц.
За графіком на рис. 3 знаходимо нижню граничну частоту діапазону, що відтворюється при Q=2,3; fгр.в.≈260 Гц.
За графіком на рис. 1 знаходимо різницю рівнів пік-провал: N = 1,0 дБ.
φ(Q)≈Q=2,3.
За формулою [2] визначаємо площу передньої панелі оформлення: S=(0,125 ∙ 343 2 ) / (260 2 ∙ 2,3 2 )=0,041 м 2 . При спаді частоті fгр.н. рівному 6 дБ, за формулою [5] знаходимо, що S'=0,02 м 2 .
Вибираємо розмір передньої панелі рівним 0,17 х0, 12 м 2 .