Analogické schémy

...ako nakresliť reproduktor v ozvučnici ako schému...

Každý, kto sa zaoberá čímkoľvek okolo reproduktorov vie ako asi taký reproduktor funguje. Máme nejakú cievku pevne spojenú s membránou, umiestnenú v magnetickom poli permanentného magnetu... Takto ale pracuje každý elektrodynamický menič, a predsa je každý iný.
Vlastnosti každého reproduktora sú reprezentované rôznymi mechanickými a elektrickými parametrami, ktoré sú každý spojené s niektorou z častí reproduktora. Ako ale lepšie pochopiť tomu aký efekt majú jednotlivé parametre? Ako vlastne pracujú programy prostredníctvom ktorých si vieme odsimulovať rôzne typy ozvučníc?

Simulačné programy využívajú súvislosť medzi niektorými vlastnosťami parametrov reproduktora a vlastnosťami rôznych prvkov elektrických obvodov. Simulujú teda odozvu elektrického signálu na budiaci signál.

Ako teda vyzerá ekvivalentná schéma takého elektrodynamického reproduktora?


Na vstupe teda máme signál, ktorý generuje generátor. Jeho napätie je UG a vnútorný odpor RG.
Ďalšie prvky - REVC a LEVC reprezentujú jednosmerný odpor a indukčnosť cievky reproduktora. Sú to elektrické prvky, takže v simulovanom obvode sa správajú úplne rovnako ako cievka a rezistor.
Ďalší prvok, ktorý je spojením medzi elektrickou a mechanickou časťou je reprezentovaný gyrátorom. Je popísaný silovým faktorom Bl, čím je teda tento faktor väčší, tým lepšia je interakcia medzi týmito dvoma časťami. <>V mechanickej časti nachádzame rezistor s odporom RMS - mechanický odpor kmitajúceho systému, indukčnosť MMD, ktorá reprezentuje hmotnosť kmitajúceho systému a nakoniec kapacitu CMS, ktorá zastupuje poddajnosť zavesenia. Čím väčší je teda odpor RMS, tým väčšie budú straty v mechanickom systéme, čím väčšia je indukčnosť MMD, tým pomalšie dokáže sústava reagovať na zmeny vo vstupnom signále. Mechanickú a akustickú časť sústavy spája transformátor s pomerom SD:1, kde SD je plocha membrány. Tento transformačný pomer nám určuje výsledné napätie na výstupe. Transformátor má dve sekundárne vinutia - prednú a zadnú stranu membrány, kde môže byť opäť pripojená rôzna záťaž v závislosti od akustických vlastností priestoru za či pred membránou.

Čo ak teda chceme simulovať povedzme uzavretú ozvučnicu využitím tejto ekvivalentnej schémy? Neexistuje nič ľahšie, tu je názorné zapojenie v LspCAD 6:


K prednej strane je pripojený zjednodušený prvok - žiarič. To znamená že predná strana membrány vyžaruje priamo do priestoru. K zadnej strane je pripojený prvok Box, ten je tvorený hlavne z kapacity - poddajnosti vzduchu v ozvučnici, ktorá je určená objemom ozvučnice, rýchlosti zvuku a hustoty vzduchu. K tejto kapacite môže byť v sérii zapojená indukčnosť reprezentujúca vysielaciu hmotnosť zadnej strany membrány, odpor reprezentujúci objemové straty, tiež je možné do obvodu zapojiť odpor reprezentujúci straty únikmi z ozvučnice, jeden koniec na zem a druhý koniec tohto rezistora medzi indukčnosť a objemový odpor. V tomto prípade sa teda celá energia zadnej strany membrány spotrebuje len na nabíjanie a vybíjanie kapacity (resp. na nabíjanie v kladnej a nabíjanie v zápornej polarite) - stláčanie a rozťahovanie vzduchu v ozvučnici.

S bassreflexovou ozvučnicou je to samozrejme trochu komplikovanejšie.


V prípade prednej strany membrány samozrejme to isté, ale vzadu sa to skomplikovalo. Paralelne k objemu sa nám teraz pridal bassreflexový port - tvoria ho sériovo zapojený žiarič (keďže bassreflex vyžaruje do otvoreného priestoru), indukčnosť - hmotnosť vzduchu v nátrubku a odpor reprezentujúci akustický odpor nátrubku. Bystrejší z tohto pochopia ako taký bassreflexový nátrubok funguje, čo robí tá hmotnosť v ňom. Vďaka indukčnosti sa signál vstupujúci do žiariča fázovo posunie v závislosti od frekvencie, pri istej frekvencii teda môžeme dosiahnuť 180° (pi) fázový posun, a teda výstup zo žiariča - nátrubku bude vo fáze s tým zo žiariča - prednej strany membrány. Využívame teda aj energiu zadnej strany membrány, no len tam kde sa obvod tvorený kapacitou (poddajnosťou vzduchu v ozvučnici), indukčnosťou (hmotnosťou vzduchu v nátrubku) a odpormi (stratami, tie ale samozrejme na samotnú frekvenciu vplyv nemajú) dostane do rezonancie.

Ak si teda vieme zapojiť ozvučnicu v podobe schémy, vieme odsimulovať každú existujúcu aj neexistujúcu ozvučnicu s ľubovoľným počtom hoci aj rôznych meničov, a ľubovoľným počtom komôr a nátrubkov. Na základe príkladov by nemalo byť problémom ani takéto reprezentovanie ozvučnice bandpass 4-tého rádu (jedna strana membrány to isté ako bassreflexová ozvučnica, druhá to isté ako uzavretá) alebo bandpass 6-tého rádu s obidvoma portami vyžarujúcimi von (obidve strany membrány to isté zapojenie ako bassreflexová ozvučnica, len samozrejme s inými parametrami, rovnaké parametre by znamenali zbytočne komplikovaný akustický skrat).