3. Розрахунок дифузора

Вихідні дані:

робочий діапазон частот ;

номінальний тиск Р_н ;

максимальна амплітуда зміщення ;

частота механічного резонансу ;

маса звукової котушки .

Методи розрахунку параметрів дифузора розрізняють залежно від того, до якого класу належить гучномовець: широкополосних, високо­частотних чи низькочастотних.

А. Розрахунок дифузора низькочастотного гучномовця

1. Вибираємо матеріал для виготовлення дифузора з табл. Д.3.1. (n. 1..4).

Низькочастотні дифузори виготовляються з паперової маси з ве­ликим процентом повсті. Це сприяє вирівнюванню частотної характерис­тики гучномовця за рахунок демпфування власних коливань дифузора. Такі композиції паперової маси мають густину /0,3...0,5/ кг/м³ і модуль пружності Н/м².

2. Знаходимо радіус дифузора.

Існує два підходи до розрахунку радіуса дифузора. Згідно з [5] радіус обирають так, щоб добитися максимального ККД гучномов­ця при умові поршневого руху дифузора. Як позначено в [17], ККД мак­симальний, якщо маса дифузора сумісно з масою приєднаного по­вітря дорівнює подвоєній масі звукової котушки ;

/3.1/

Звідси

, /3.2/

де А - конструктивний параметр /відношення товщини дифузора в се­редній частині до його радіуса/; ; - кут при вер­шині конуса /для низькочастотних гучномовців /;

- густина повітря / =1,29 кг/м³/; коефіцієнт 3 відповідає роботі гучномовця у закритому ящику; 5-у шиті або у відкритому ящику.

Відповідно до іншого підходу радіус дифузора обирають так, щоб забезпечити заданий номінальний тиск Р_н при заданому рівні не­лінійних спотворень /який визначається максимальною амплітудою змі­щення /;

/3.3/

Після підрахунку згідно з /3.2/; /3.3/ із двох значень слід обрати найбільше.

3. Знаходимо товщину дифузора. Товщина дифузора в середній частині

/3.4/

У бік звукової котушки товщина дифузора збільшується на І0-І5%, а в бік зовнішнього краю зменшується на І5-20%.

4. Визначаємо верхню межу частотного діапазону, в якому окре­мі ділянки дифузора ще не здійснюють контрфазних коливань:

. /3.5/

Значення коефіцієнта знаходимо з рис.3.1, а коефіцієнт набуває значення 40-60.

5. Порівнюємо з верхньою частотою робочого діапазону . Якщо , слід або зменшити кут розкриву конуса, або використати твірну. Радіус кривизни твірної слід обрати таким, що до­рівнює , що дозволяє підвищити в 1,5-2 ра­зи. Згідно з графіком залежності /рис.3.2/, визначаємо верхню частоту робочого діапазону гучномовця.

Рис.3.1 Рис.3.2

6. Знаходимо масу дифузора:

/3.6/

Б. Розрахунок дифузора високочастотного гучномовця

1. Обираємо матеріал для виготовлення дифузора з табл. Д.3.1. (n. 1..4).

Матеріал повинен мати велику жорсткість, що досягається просо­ченням дифузора лаками з великим вмістом сухого залишку. За рахунок просочення вдається отримати матеріал з такими параметрами:

густина кг/м³;

модуль пружності Н/м². Визначаємо радіус ди­фузора так, щоб в робочому діапазоні частот дифузор не здійснював протифазних коливань.

, /3.7/

де А - конструктивний параметр, що дорівнює відношенню товщини ди­фузора до його радіуса: А=/5...8/10^-3 , - коефіцієнт Пуасона: .

Визначимо радіус дифузора так, щоб ККД був максимальним. Як показано в [5], ККД максимальний, коли маса дифузора складає поло­вину маси звукової котушки:

/3.8/

З цього випливає

/3.9/

де =80...100⁰.

З двох значень, розрахованих за /3.7/ і /3.9/, слід обрати менше.

3. Знаходимо товщину дифузора:

4. Визначаємо масу дифузора згідно з /3.6/.