Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
___________________________________________________________________
Факультет
«Радио и телевидение»
Кафедра
«Телевидения и звукового вещания (ТиЗВ)»
Лабораторная работа №102 по дисциплине «Электроакустика и звуковое вещание»
«Исследование параметров головки громкоговорителя и расчёт фазоинвертора»
Выполнила Бригада №5 |
|
|
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Велит А.И. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Мусаев Д.Ш. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Зейналов Р.А. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Стешин В.А. |
Проверили |
|
|
Ктн., доцент |
_________________________ |
Чернышева Т.В. |
Ассистент |
_________________________ |
Яновский А.С. |
Москва 2025
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Провести измерения параметров электродинамической головки громкоговорителя; выполнить экспериментальное исследование их изменений при работе головки громкоговорителя в различных акустических оформлений; выполнить расчёт фазоинвертора и коэффициента полезного действия громкоговорителя.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Рисунок 2.1 – Схема лабораторной установки
На рисунке 2.1 условными обозначениями обозначено:
ЗГ – звуковой генератор;
ЧМ – частотомер;
R1 – резистор;
В – вольтметр;
Rэ – магазин сопротивлений;
S – переключатель;
ВА – головка громкоговорителя в выдвижным ящиком.
2.1.Исследование головки громкоговорителя в открытом воздухе
Для исследования головки громкоговорителя в открытом воздухе необходимо полностью открыть ящик. Далее необходимо найти частоту механического резонанса и измерить эквивалентное сопротивление на ней.
Fs 62 Hz |
– частота механического резонанса; |
|
Rmax 52 Ω |
– сопротивление на частоте резонанса; |
|
F1 53 |
Hz |
– нижняя частота по уровню -3 дБ относительно частоты |
|
|
резонанса; |
F2 74 |
Hz |
– верхняя частота по уровню -3 дБ относительно частоты |
|
|
резонанса; |
Необходимо проверить точность определения резонанса по формуле ниже. Точность должна быть не более 1 Герца.
Fs' 
F1 F2 =62.626 Hz – рассчитанная частота резонанса по частотам по уровню -3 дБ;
|Fs-Fs'|=0.626 Hz – точность определения частоты резонанса.
Далее необходимо |
найти минимальную частоту и эквивалентное |
|
сопротивление на ней. |
|
|
Fmin 300 Hz |
– минимальная частота; |
|
Rmin 8 Ω |
– эквивалентное сопротивление на минимальной частоте. |
|
Рисунок 2.1.1 – График импеданса головки громкоговорителя в свободном пространстве
Следующим шагом необходимо рассчитать добротности головки громкоговорителя.
Re 0.95 Rmin=7.6 Ω – экспериментальное значение эквивалентного сопротивления на минимальной частоте.
Расчёт механической добротности Qms производится по формуле ниже:
Qms |
Fs |
|
Rmax |
2 - 0.707 Rmax 2 |
=3.018 |
|||
-F1 |
0.707 Rmax 2 |
-Re |
2 |
|||||
F2 |
|
|
||||||
Расчёт электрической добротности Qes определяется по формуле ниже:
Qes Qms÷ Rmax÷Re-1 =0.517
Полная добротность Qts головки громкоговорителя рассчитывается по формуле ниже:
Qts Qms Qes =0.441
Qms+Qes
Также необходимо проверить правильность расчёта полной добротности по следующей формуле:
Qms Re =0.441
Rmax
Оба значения совпали, так что расчёт полной добротности можно считать верным.
2.2. Исследование головки громкоговорителя в закрытом ящике
Необходимо, аналогично пункту 2.1, найти резонансную частоту и эквивалентное сопротивление на ней.
Fb 105 Hz – частота механического резонанса головки в закрытом ящике;
Rb 46 Ω – эквивалентное сопротивление головки на частоте резонанса.
Рисунок 2.2.1 – График импеданса головки громкоговорителя в закрытом ящике
Далее необходимо измерить величину эквивалентного объёма Vas методом добавочного объёма. Физический объём ящика равен Vb 4.9 L.
Расчёт производится по следующей формуле:
Fb |
2 |
|
Vas Vb |
-1 =9.154 L – величина эквивалентного объёма; |
|
Fs |
|
|
Также необходимо рассчитать величину КПД динамика η.
C 9.523 10-7 s3 |
– дополнительный коэффициент, необходимый |
|||
|
|
|
m3 |
для расчёта; |
C Fs |
3 Vas |
|
– КПД динамика. |
|
η |
Qes |
=0.402% |
||
|
|
|
||
2.3. Настройка фазоинвертора
Необходимо осуществить настройку фазоинвертора и измерить частоты и эквивалентные сопротивления на них в ключевых точках
(рисунок 2.3.1).
Рисунок 2.3.1 – График импедансной характеристики фазоинвертора
Значения частот и эквивалентный сопротивлений на них определялись экспериментально. При этом, частота FФ должна быть больше
резонансной частоты головки в открытом воздухе Fs=62 Hz, но меньше резонансной частоты головки в закрытом ящике Fb=105 Hz.
Результаты эксперимента исследования фазоинвертора представлены ниже.
FФ 101 Hz – минимальная частота между двумя горбами;
RФ 18 Ω – эквивалентное сопротивление на частоте RФ;
FФ1 62 Hz – частота первого пика;
RФ1 19 Ω – эквивалентное сопротивление на частоте первого пика;
FФ2 132 Hz – частота второго пика;
RФ2 19 Ω – эквивалентное сопротивление на частоте второго пика;
FФmin 380 Hz – частота минимума после второго пика;
RФmin 8 Ω – эквивалентное сопротивление на частоте минимума.
3.ВЫВОДЫ
Врезультате выполнения лабораторной работы были изучены параметры электродинамической головки громкоговорителя в открытом воздухе и в закрытом ящике, а также была произведена настройка фазоинвертора. Также был измерен эквивалентный объём воздуха.
Врезультате исследования было выяснено, что головка обладает очень малыми добротностями (как механической, так и электрической), а также очень малым КПД.
Врезультате эксперимента фазоинвертор был настроен согласно заданию.