Hoparlörü eşdeğer rlc devresiyle simüle edin

Sesle ilgili herhangi bir projeyle çalışıyorsanız, en az endişe duyulan bileşen Hoparlördür, ancak hoparlör, sesle ilgili herhangi bir devrenin önemli bir parçasıdır. İyi bir konuşmacı sesleri geçersiz kılabilir ve yumuşak bir çıkış sağlayabilirken, kötü bir konuşmacı tüm çabalarınızı devrenin geri kalanı olağanüstü derecede iyi olsa bile yok edebilir.

Bu nedenle, son izleyiciler için nihai çıktı üreten kişi olduğu için uygun Konuşmacıyı seçmek önemlidir. Ancak, hepimizin bildiği gibi, bir devre yaparken, tüm bileşenler her zaman hazır değildir ve bazen belirli bir hoparlör seçersek veya bazen bir hoparlörümüz olsa da Muhafazaya sahip olmadığımızda çıkışın ne olacağını belirleyemeyiz. Bu nedenle, hoparlör çıkışı farklı akustik ortamlarda tamamen farklı olabileceğinden bu büyük bir endişe kaynağıdır.

Peki, farklı bir durumda konuşmacının tepkisinin ne olacağı nasıl belirlenir? Veya devre yapısı ne olacak? Peki, bu makale bu konuyu ele alacak. Konuşmacının nasıl çalıştığını anlayacağız ve RLC'ye eşdeğer bir Hoparlör modeli oluşturacağız. Bu devre aynı zamanda bazı özel uygulamalarda hoparlörü simüle etmek için iyi bir araç olarak hizmet edecektir.

Hoparlör Yapısı

Hoparlör, Elektrik enerjisini Mekanik Enerjiye dönüştüren bir Enerji dönüştürücü görevi görür. Bir konuşmacı iki seviyeli yapıya sahiptir, biri Mekanik, diğeri Elektrikseldir.

Aşağıdaki resimde bir Hoparlörün kesitini görebiliriz.

Bileşenleri içeride ve dışarıda tutan bir Hoparlör Çerçevesi veya Montaj Parçası görebiliriz. Bileşenler Toz kapağı, Ses bobini, Diyafram Konisi, Hoparlör Örümceği, Kutup ve Mıknatıs'dır.

Diyafram titreşir ve hava titreşimi iter ve böylece hava basıncını değişen uç şeydir. Koni şekli nedeniyle Diyafram, Diyafram Konisi olarak anılır.

Örümcek Hoparlör diyaframın doğru hareketten sorumlu olan önemli bir bileşenidir. Koni titreştiğinde Hoparlör Çerçevesine temas etmemesini sağlar.

Ayrıca kauçuk veya köpük benzeri malzeme olan çevre, Koniye ek destek sağlar. Diyafram konisi bir Elektromanyetik bobin ile bağlanmıştır. Bu bobin direk ve Daimi Mıknatıs içinde yukarı-aşağı pozisyonda serbestçe hareket edebilir.

Bu bobin, hoparlörün Elektriksel kısmıdır. Hoparlöre sinüzoidal dalga verdiğimizde, ses bobini manyetik polariteyi değiştirir ve yukarı ve aşağı hareket eder ve sonuçta konide titreşimler oluşturur. Titreşim, havayı çekerek veya iterek ve hava basıncında değişiklikler yaparak havaya aktarılır ve böylece ses oluşur.

Bir Hoparlörü Elektrik Devresine Modelleme

Hoparlör, tüm Ses Yükseltici devreleri için ana bileşendir, mekanik olarak, bir hoparlör birçok fiziksel bileşenle çalışır. Bir liste yaparsak, dikkat edilecek noktalar şöyle olacaktır:

1. Süspansiyon Uyumluluğu - Bu, malzemenin elastik deformasyona uğradığı veya uygulanan bir kuvvete maruz kaldığında hacim değişikliği yaşadığı bir malzemenin özelliğidir.
2. Süspansiyon Direnci - Süspansiyondan hareket ederken koninin karşı karşıya olduğu yüktür. Aynı zamanda Mekanik Sönümleme olarak da bilinir.
3. Hareketli Kütle - Bobin, Koninin vb. Toplam kütlesidir.
4. Sürücünün içinden geçen hava yükü.

Dört noktanın üzerindeki bunlar, konuşmacının Mekanik faktörlerinden alınmıştır. Elektriksel olarak iki faktör daha var,

1. Bobin Endüktansı.
2. Bobin Direnci.

Yani tüm noktaları göz önünde bulundurarak, birkaç elektronik veya elektrikli bileşen kullanarak hoparlörün fiziksel bir modelini yapabiliriz. 6 noktanın üzerindekiler, üç temel pasif bileşen kullanılarak modellenebilir: Dirençler, İndüktörler ve RLC devresi olarak belirtilen Kapasitörler.

Bir konuşmacının temel eşdeğer devre Rezistansı ve Endüktör: sadece iki bileşen kullanılarak yapılabilir. Devre şöyle görünecek-

Yukarıdaki görüntüde, yalnızca tek bir Direnç R1 ve tek Endüktör L1 bir AC sinyal kaynağına bağlanmıştır. Bu direnç R1, ses bobini direncini temsil eder ve Endüktör L1, Ses bobini Endüktansını sağlar. Bu, Hoparlör simülasyonunda kullanılan en basit modeldir, ancak kesinlikle sınırlaması vardır, çünkü yalnızca elektriksel bir modeldir ve konuşmacı yeteneğini ve mekanik parçaların dahil olduğu gerçek fiziksel senaryoda nasıl tepki vereceğini belirleyecek bir kapsam yoktur.

Hoparlör Eşdeğeri RLC Devresi

Bu yüzden temel bir hoparlör modeli gördük, ancak düzgün çalışmasını sağlamak için, bu hoparlör eşdeğer modelinde gerçek fiziksel bileşenlere sahip mekanik parçalar eklememiz gerekiyor. Nasıl yapabileceğimizi görelim. Ancak bunu anlamadan önce, hangi bileşenlere ihtiyaç duyulduğunu ve bunların amacının ne olduğunu analiz edelim.

İçin Süspansiyon Uyumluluğu Süspansiyon Uyum Sesli sargısı içinden akışında belli değişiklikle doğrudan bir bağlantı vardır, çünkü bir indüktör, kullanılabilir.

Sonraki parametre Süspansiyon Direnci'dir. Süspansiyonun oluşturduğu bir yük türü olduğu için bu amaçla bir direnç seçilebilir.

Bobinleri, koninin kütlesini içeren hareketli kütle için bir kapasitör seçebiliriz. Ayrıca hava yükü için koninin kütlesini de artıran bir kapasitör seçebiliriz; aynı zamanda hoparlör eşdeğer modelini oluşturmak için önemli bir parametredir.

Bu nedenle, Süspansiyon Uyumluluğu için bir indüktör, süspansiyon direnci için bir direnç ve Hava yükümüz ve hareketli kütle için iki kapasitör seçtik.

Şimdi, bir sonraki önemli şey, elektriksel eşdeğer bir hoparlör modeli yapmak için tüm bunların nasıl bağlanacağıdır . Direnç (R1) ve indüktör (L1), birincil olan ve paralel mekanik faktörler kullanılarak değişken olan seri bağlantıdadır. Böylece, bu bileşenleri R1 ve L1'e paralel olarak bağlayacağız.

Final turu şöyle olacak-

R1 ve L1 ile paralel bağlantılı bileşenler ekledik. C1 ve C2 sırasıyla hareketli kütle ve hava yükünü gösterir, L2 Süspansiyon Uyumluluğunu sağlar ve R2 süspansiyon direnci olacaktır.

Bu nedenle, RLC kullanan hoparlörün nihai eşdeğer Devresi aşağıda gösterilmiştir. Bu görüntü, Direnç, Endüktör ve kapasitör kullanan hoparlörün tam olarak eşdeğer bir modelini göstermektedir.

Nerede, Rc - Bobin Direnci, Lc - Bobin Endüktansı, Cmems - Hareketli kütle kapasitansı, Lsc - Süspansiyon Uyumunun Endüktansı, Rsr - Süspansiyon Direnci ve Kal - Hava yükünün Kapasitansı.

Hoparlör Tasarımında Thiele / Küçük Parametreler

Şimdi eşdeğer modeli aldık, ancak bileşenlerin değerini nasıl hesaplayacağız. Bunun için Thiele'nin Küçük Hoparlör Parametrelerine ihtiyacımız var.

Küçük parametreler, giriş empedansı rezonans frekansı ile aynı olduğunda ve hoparlörün mekanik davranışı etkili bir şekilde Doğrusal olduğunda hoparlörün giriş empedansından türetilir.

Thiele Parametreleri aşağıdaki şeyleri sağlayacaktır:

Parametreler	Açıklama	Birim
	Toplam Q faktörü	Birimsiz
	Mekanik Q faktörü	Birimsiz
	Elektriksel Q faktörü	Birimsiz
	Rezonans Frekansı	Hz
	Süspansiyonun direnci	N. s / m
	Toplam hareketli kütle	Kilogram
	Etkili sürücü alanı	Sq.m
	Eşdeğer akustik hacim	Cu.m
	Ses bobininin doğrusal hareketi	M
	Frekans tepkisi	Hz veya kHz
	Sürücü birimi hacmi deplasmanı	Cu.m
	Ses bobininin direnci	Ohm
	Bobin Endüktansı	Henry veya Mili Henry
	Kuvvet Faktörü	Tesla / metre
	Sürücü Askıya Alma Uyumluluğu	Newton başına metre

Bu parametrelerden basit formüller kullanarak eşdeğer bir model oluşturabiliriz.

Değeri Re ve Lc doğrudan bobin direnci ve endüktans seçilebilir. Diğer parametreler için aşağıdaki formülleri kullanabiliriz -

Cmens = Mmd / Bl ² Lsc = Cms * Bl ² Rsr = Bl ² / Rms

Eğer Rms verilmemiştir, o zaman şu denklem-onu belirleyebilir

Rms = (2 * π * fs * Mmd) / Qms Cal = (8 * p * Ad ³) / (3 * Bl ²)

Gerçek Verilerle RLC Eşdeğer Hoparlör Devresi Oluşturma

Bileşenler için eşdeğer değerleri nasıl belirleyeceğimizi öğrendikçe, bazı gerçek verilerle çalışalım ve konuşmacıyı simüle edelim.

Biz seçilmiş 12S330 BMS Hoparlörler hoparlörü. İşte aynısı için bağlantı.

www.bmsspeakers.com/index.php?id=12s330_thiele-small

Hoparlör için Thiele Parametreleri vardır

Bu Thiele Parametrelerinden eşdeğer değerleri hesaplayacağız,

Bu nedenle, 12S330 eşdeğer modeli için kullanılacak her bir bileşenin değerlerini hesapladık. Modeli Pspice'de yapalım.

Değerleri her bileşene sağladık ve ayrıca sinyal kaynağını V1 olarak yeniden adlandırdık . Bir simülasyon profili oluşturduk.

Bu DC den büyük frekans analizi için süpürme yapılandırılmış 5 Hz ile 20000 Hz de 100 logaritmik ölçekte on yıllık ortalama puan.

Ardından, probu eşdeğer hoparlör modeli girişimize bağladık.

Ses bobininin direnci olan Rc boyunca Gerilim ve Akım izini ekledik. Bu direnç boyunca empedansı kontrol edeceğiz. Bunu yapmak için, bildiğimiz gibi, V = IR ve AC kaynağının V + 'sını direnç Rc'den akan akımla bölersek, empedansı elde ederiz.

Bu yüzden, V (V1: +) / I (Rc) formülü ile bir iz ekledik.

Ve son olarak, eşdeğer hoparlör modelimiz olan 12S330'un Empedans grafiğini elde ediyoruz.

Empedans grafiğini ve Hoparlör empedansının frekansa bağlı olarak nasıl değiştiğini görebiliriz.

Değerleri ihtiyacımıza göre değiştirebiliriz ve artık bu modeli gerçek 12S330 Hoparlörü kopyalamak için kullanabiliriz .