Симулирајте звучник еквивалентним рлц колом

Ако радите са било којим пројектом који се односи на звук, најмање забринута компонента је звучник, али звучник је битан део било ког кола повезаног са звуком. Добар звучник може надјачати буку и може пружити неометан излаз, док лош звучник може уништити све ваше напоре чак и остатак кола је изузетно добар.

Дакле, важно је одабрати одговарајући звучник, јер он даје коначни излаз за крајњу публику. Али, као што сви знамо, док правимо коло, све компоненте нису увек лако доступне и понекад нисмо могли да одредимо шта ће бити излаз ако одаберемо одређени звучник или понекад имамо звучник, али немамо кућиште. Дакле, ово је велика брига, јер се излаз звучника може потпуно разликовати у различитим врстама акустичних окружења.

Па, како одредити какав ће бити одговор говорника у другачијој ситуацији? Или, каква ће бити конструкција кола? Па, овај чланак ће покрити ову тему. Разумећемо како звучник ради и конструисаћемо РЛЦ еквивалентни модел звучника. Ово коло ће такође послужити као добар алат за симулацију звучника у неким специфичним апликацијама.

Изградња звучника

Звучник делује као претварач енергије, који претвара електричну енергију у механичку. Звучник има два нивоа конструкције, један је механички, а други електрични.

На доњој слици можемо видети пресек звучника.

Видимо оквир звучника или носач који држи компоненте изнутра и споља. Компоненте су капица за прашину, гласовна завојница, мембрански конус, звучник-паук, пол и магнет.

Мембрана је крај ствар која вибрира и гура вибрације у ваздуху и на тај начин мења притисак ваздуха. Због свог облика конуса, дијафрагма се назива и мембрански конус.

Паук је важна компонента која је одговорна за правилно кретање дијафрагме Спеакер. Осигурава да када ће конус вибрирати, неће додирнути оквир звучника.

Такође, округла површина, која је од гуме или материјала сличног пени, пружа додатну подршку конусу. Мембрански конус је причвршћен електромагнетном завојницом. Ова завојница се може слободно кретати у положају горе-доле унутар стуба и трајног магнета.

Ова завојница је електрични део звучника. Када звучнику пружимо синусни талас, звучна завојница мења магнетни поларитет и помера се горе-доле што резултира вибрацијама у конусу. Вибрација се даље преноси у ваздух повлачењем или потискивањем ваздуха и мењањем ваздушног притиска, стварајући тако звук.

Моделовање звучника у електрични круг

Звучник је главна компонента свих кола појачала, механички, звучник ради са пуно физичких компоненти. Ако направимо списак, тачке разматрања биће-

Усклађеност суспензије - Ово је својство материјала у којем материјал пролази под еластичном деформацијом или доживљава промену запремине када је изложен примењеној сили.
Отпор суспензије - То је оптерећење, конус је окренут док се креће од суспензије. Такође је познато и као механичко пригушивање.
Покретна маса - То је укупна маса завојнице, конуса итд.
Оптерећење ваздуха који се гура кроз возач.

Ове горње четири тачке потичу из Механичких фактора звучника. Постоје још два фактора која су присутна електрично,

Индуктивност калема.
Отпор калема.

Дакле, узимајући у обзир све тачке, могли бисмо направити физички модел звучника користећи мало електронике или електричних компоненти. Они изнад 6 тачака могу се моделирати помоћу три основне пасивне компоненте: отпорници, пригушнице и кондензатори који су означени као РЛЦ круг.

Основни еквивалентна коло говорника може извршити само помоћу две компоненте: отпорник и Индуцтор. Коло ће изгледати овако-

На горњој слици, само су један отпорник Р1 и један индуктор Л1 повезани са извором наизменичног сигнала. Овај отпорник Р1 представља отпор гласовне завојнице, а индуктор Л1 даје индуктивност гласовне завојнице. Ово је најједноставнији модел који се користи у симулацији звучника, али свакако има ограничења, јер је то само електрични модел и нема опсега да се утврди способност звучника и како ће реаговати у стварном физичком сценарију где су укључени механички делови.

РЛЦ круг еквивалентан звучнику

Дакле, видели смо основни модел звучника, али да бисмо правилно функционисали, у тај еквивалентни модел звучника морамо додати механичке делове са стварним физичким компонентама. Да видимо како то можемо. Али пре него што ово схватимо, анализирајмо које су компоненте потребне и која је њихова сврха.

За усаглашеност суспензије може се користити индуктор, јер усклађеност суспензије има директну везу са одређеном променом протока струје кроз гласовну завојницу.

Следећи параметар је Отпор суспензије. Како се ради о типу терета који ствара вешање, у ту сврху се може одабрати отпорник.

Можемо одабрати кондензатор за покретну масу, која укључује завојнице, масу конуса. И даље можемо поново одабрати кондензатор за ваздушно оптерећење који такође повећава масу конуса; такође је важан параметар за стварање модела еквивалентног звучнику.

Дакле, изабрали смо један пригушник за усаглашеност суспензије, један отпорник за отпор огибљења и два кондензатора за наше ваздушно оптерећење и покретну масу.

Следећа важна ствар је како све ово повезати како би се направио еквивалентан електрични модел звучника. Отпор (Р1) и пригушница (Л1) су у серијској вези која је примарна и која је променљива помоћу паралелних механичких фактора. Дакле, повезаћемо те компоненте паралелно са Р1 и Л1.

Завршни круг ће бити овако-

Додали смо компоненте паралелно повезане са Р1 и Л1. Ц1 и Ц2 означават ће покретну масу, односно ваздушно оптерећење, Л2 пружају усаглашеност суспензије, а Р2 отпор вешања.

Дакле, крајњи еквивалентни круг звучника који користи РЛЦ приказан је испод. Ова слика приказује тачно еквивалентан модел звучника који користи отпорник, индуктор и кондензатор.

Где су Рц - Отпор калема, Лц - Индуктивност калема, Цмемс - Капацитет покретне масе, Лсц - Индуктивност усаглашености суспензије, Рср - Отпор суспензије и Цал - Капацитет ваздушног оптерећења.

Тхиеле / мали параметри у дизајну звучника

Сада смо добили еквивалентни модел, али како израчунати вредност компонената. За ово су нам потребни Тхиелеови мали параметри звучника.

Мали параметри су изведени из улазне импедансе звучника када је улазна импеданса једнака резонантној фреквенцији, а механичко понашање звучника је ефективно линеарно.

Тхиеле Параметри пружају следеће ствари-

Параметри	Опис	Јединица
	Укупни К фактор	Без јединице
	Механички К фактор	Без јединице
	Електрични К фактор	Без јединице
	Резонантна фреквенција	Хз
	Отпор суспензије	Н. с / м
	Укупна покретна маса	Кг
	Ефективно подручје возача	М 2
	Еквивалентна звучна запремина	Цу.м
	Линеарно кретање гласовне завојнице	М.
	Фреквенцијски одговор	Хз или кХз
	Запремина запремине јединице возача	Цу.м
	Отпор гласовне завојнице	Охмс
	Индуктивност калема	Хенри или Мили Хенри
	Фактор силе	Тесла / метара
	Усклађеност суспензије возача	Метара по Њутну

Од ових параметара можемо створити еквивалентан модел користећи једноставне формуле.

Вредност Рц и Лц се могу директно одабрати из отпора завојнице и индуктивности. За остале параметре можемо користити следеће формуле -

Цменс = Ммд / Бл ² Лсц = Цмс * Бл ² Рср = Бл ² / Рмс

Ако ефективно ефективно није дато, онда га можемо одредити из следеће једначине-

Рмс = (2 * π * фс * мм) / Кмс Цал = (8 * п * Ад ³) / (3 * Бл ²)

Изградња РЛЦ еквивалентног круга звучника са стварним подацима

Док смо научили како да одредимо еквивалентне вредности за компоненте, хајде да радимо са неким стварним подацима и симулирамо звучник.

Одабрали смо звучник 12С330 од БМС звучника. Ево везе за исто.

хттп://ввв.бмсспеакерс.цом/индек.пхп?ид=12с330_тхиеле-смалл

За звучника су Тхиеле Параметри су

Из ових Тхиеле параметара израчунаћемо еквивалентне вредности,

Дакле, израчунали смо вредности сваке компоненте која ће се користити за модел еквивалента 12С330 . Направимо модел у Пспице-у.

Обезбедили смо вредности за сваку компоненту и такође преименовали извор сигнала у В1. Направили смо симулациони профил-

Конфигурисали смо преусмеравање једносмерне струје да бисмо добили анализу велике фреквенције од 5 Хз до 20000 Хз при 100 тачака по деценији у логаритамској скали.

Затим смо повезали сонду преко нашег еквивалентног улаза модела звучника -

Додали смо траг напона и струје на Рц, отпор гласовне завојнице. Проверићемо импедансу на овом отпорнику. Да бисмо то урадили, као што знамо, В = ИР и ако В + извора наизменичне струје поделимо са струјом која протиче кроз отпорник Рц, добићемо импедансу.

Дакле, додали смо траг са формулом В (В1: +) / И (Рц) .

И на крају, добијамо графикон импедансе нашег еквивалентног модела звучника 12С330.

Можемо видети графикон импеданце и како се импеданса звучника мења у зависности од фреквенције-

Вредности можемо да мењамо према нашој потреби и сада можемо да користимо овај модел за реплицирање стварних 12С330 звучника.