לדמות רמקול עם מעגל RC מקביל

אם אתה עובד עם פרויקט אודיו כלשהו, הרכיב הכי פחות מודאג הוא הרמקול, אך הרמקול הוא חלק חיוני בכל מעגל הקשור לשמע. רמקול טוב יכול לעקוף את הרעשים ויכול לספק פלט חלק ואילו רמקול גרוע יכול להשמיד את כל המאמצים שלך גם שאר המעגל הוא טוב במיוחד.

לכן, חשוב לבחור רמקול מתאים מכיוון שהוא זה שמייצר תפוקה סופית לקהלי הקצה. אבל, כידוע לכולנו, בעת יצירת מעגל, לא תמיד כל הרכיבים זמינים ולעתים לא הצלחנו לקבוע מה תהיה הפלט אם נבחר רמקול ספציפי או שלפעמים יש לנו רמקול אך אין לנו את המתחם. אז זה דאגה גדולה שכן פלט הרמקולים יכול להיות שונה לחלוטין בסוגים שונים של סביבות אקוסטיות.

אז, כיצד לקבוע מה תהיה תגובת הדובר במצב אחר? או, מה תהיה בניית המעגל? ובכן, מאמר זה יעסוק בנושא זה. נבין כיצד פועל הרמקול ונבנה דגם מקביל RLC של רמקול. מעגל זה ישמש גם כלי טוב לדמות רמקולים ביישומים ספציפיים.

בניית רמקול

הרמקול משמש כממיר אנרגיה, הממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. לרמקול יש שתי רמות של קונסטרוקציות, האחת מכנית והשנייה היא החשמלית.

בתמונה למטה אנו יכולים לראות את חתך הרמקול.

אנו יכולים לראות מסגרת או הר רמקול המחזיקה את הרכיבים בפנים ובחוץ. הרכיבים הם מכסה אבק, סליל קול, קונוס סרעפת, עכביש רמקול, מוט ומגנט.

דיאפרגמה היא דבר הסוף רוטט ודוחף את הרטט לאוויר ובכך לשנות את לחץ האוויר. בגלל צורת החרוט שלה, הסרעפת מכונה קונוס הסרעפת.

העכביש הוא מרכיב חשוב שאחראי על התנועה הנכונה בסרעפת הרמקול. זה מבטיח שכאשר החרוט ירטט, הוא לא ייגע במסגרת הרמקול.

כמו כן, המקיף, שהוא חומר דמוי גומי או קצף, מספק תמיכה נוספת לקונוס. חרוט הסרעפת מחובר באמצעות סליל אלקטרומגנטי. סליל זה יכול לנוע בחופשיות במצב כלפי מעלה בתוך המוט והמגנט הקבוע.

סליל זה הוא החלק החשמלי של הרמקול. כאשר אנו מספקים גל סינוסי לרמקול סליל הקול משנה את הקוטביות המגנטית ונע מעלה ומטה וכתוצאה מכך יוצר רעידות בקונוס. הרטט הועבר עוד לאוויר על ידי משיכה או דחיפה של האוויר וביצוע שינויים בלחץ האוויר, וכך נוצר קול.

דוגמנות רמקול למעגל החשמלי

הרמקול הוא המרכיב העיקרי עבור כל מעגלי מגבר האודיו, מכנית, עובד רמקול עם הרבה רכיבים פיזיים. אם נכין רשימה נקודות הנקודה יהיו-

תאימות מתלים - זהו המאפיין של חומר בו החומר עובר דפורמציה אלסטית או חווה את שינוי הנפח כאשר הוא נתון לכוח מופעל.
עמידות במתלים - זהו העומס, החרוט פונה בזמן שהוא נע מהמתלה. זה ידוע גם בשם דעיכה מכנית.
מסה נעה - זהו המסה הכוללת של סליל, קונוס וכו '.
עומס האוויר שדוחף דרך הנהג.

אלה מעל ארבע נקודות הם מגורמים מכניים של הדובר. קיימים שני גורמים נוספים באופן חשמלי,

השראות סליל.
התנגדות סליל.

אז על ידי בחינת כל הנקודות, נוכל ליצור מודל פיזי של הרמקול בעזרת מעט רכיבים אלקטרוניים או חשמליים. ניתן לעצב את אלה מעל 6 נקודות באמצעות שלושה רכיבים פסיביים בסיסיים: נגדים, אינדוקטים וקבלים המסומנים כמעגל RLC.

ניתן ליצור מעגל שווה ערך בסיסי של הרמקול רק על ידי שימוש בשני רכיבים: נגד ומשרן. המעגל ייראה כך-

בתמונה שלעיל, רק נגן R1 יחיד ומשרן L1 יחיד מחוברים למקור אות AC. נגר R1 מייצג את ההתנגדות לסליל הקול והמשרן L1 מספק את ההשראות של סליל הקול. זהו המודל הפשוט ביותר המשמש בסימולציית רמקולים, אך בהחלט, יש לו מגבלה, מכיוון שמדובר רק במודל חשמלי ואין מקום לקבוע את יכולת הרמקול וכיצד הוא יגיב בתרחיש פיזי ממשי שבו מעורבים חלקים מכניים.

מעגל RLC שווה ערך לרמקולים

אז ראינו מודל בסיסי של רמקול אבל כדי לגרום לו לעבוד כמו שצריך, עלינו להוסיף חלקים מכניים עם רכיבים פיזיים ממשיים באותו דגם שווה ערך לרמקול. בואו נראה איך אנחנו יכולים לעשות את זה. אך לפני שנבין זאת, בואו ננתח אילו רכיבים נחוצים ומה מטרתם.

עבור תאימות השעיה, ניתן להשתמש במשרן, מכיוון שלציית ההשעיה יש קשר ישיר עם השינוי המסוים בזרימת הזרם דרך סליל הקול.

הפרמטר הבא הוא התנגדות ההשעיה. מכיוון שזה סוג של עומס שנוצר על ידי המתלה, ניתן לבחור נגד למטרה זו.

אנו יכולים לבחור קבלים למסה הנעית, הכוללת סלילים, מסת החרוט. ובהמשך נוכל לבחור שוב קבל לעומס האוויר שמגדיל גם את מסת החרוט; זהו גם פרמטר חשוב ליצירת המודל המקביל לרמקולים.

אז בחרנו משרן אחד לציית המתלים, נגד אחד להתנגדות מתלים, ושני קבלים לעומס האוויר שלנו והמסה הנעית.

כעת, הדבר החשוב הבא הוא כיצד לחבר את כל אלה כדי ליצור דגם שווה ערך של רמקול. ההתנגדות (R1) והמשרן (L1) הם בחיבור סדרתי שהוא ראשוני ואשר משתנה באמצעות הגורמים המכניים המקבילים. אז נחבר את אותם רכיבים במקביל ל- R1 ו- L1.

המעגל הסופי יהיה כזה-

הוספנו רכיבים בחיבור מקביל ל- R1 ו- L1. C1 ו- C2 יציינו את המסה הנעית ואת עומס האוויר בהתאמה, L2 מספקים תאימות למתלים ו- R2 תהיה התנגדות המתלים.

אז המעגל המקביל הסופי של הרמקול באמצעות RLC מוצג להלן. תמונה זו מציגה דגם שווה ערך מדויק של הרמקול המשתמש בנגד, משרן וקבל.

איפה, Rc - התנגדות סליל, Lc - קויל השראות, Cmems - Moving קיבול המוני, LSC - ההשראות של ציות השעיה, RSR - השעית התנגדות ואת Cal - הקיבוליות של עומס האוויר.

Thiele / פרמטרים קטנים בעיצוב רמקולים

כעת קיבלנו את המודל המקביל, אך כיצד לחשב את ערך הרכיבים. לשם כך, אנו זקוקים לפרמטרים הקטנים של תיל של הרמקול הרם.

הפרמטרים הקטנים נגזרים מעכב הקלט של הרמקול כאשר עכבת הקלט זהה לתדר התהודה וההתנהגות המכנית של הרמקול היא לינארית למעשה.

פרמטרים של Thiele יספקו את הדברים הבאים-

פרמטרים	תיאור	יחידה
	גורם Q הכולל	ללא יחידות
	גורם Q מכני	ללא יחידות
	גורם Q חשמלי	ללא יחידות
	תדר תהודה	הרץ
	התנגדות ההשעיה	נ 's / m
	מסה נעה כוללת	ק"ג
	אזור נהג יעיל	מ"ר
	נפח אקוסטי שווה ערך	Cu.m
	נסיעה לינארית של סליל קול	M
	תגובת תדרים	הרץ או kHz
	עקירת נפח של יחידת הנהג	Cu.m
	ההתנגדות של סליל הקול	אוהם
	השראות סליל	הנרי או מילי הנרי
	גורם כוח	טסלה / מטר
	תאימות להשעיית נהג	מטר לניוטון

מפרמטרים אלה אנו יכולים ליצור מודל שווה ערך באמצעות נוסחאות פשוטות.

ניתן לבחור את ערך Rc ו- Lc ישירות מהתנגדות סליל והשראות. עבור פרמטרים אחרים, אנו יכולים להשתמש בנוסחאות הבאות -

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

אם ה- Rms לא ניתן, נוכל לקבוע זאת מהמשוואה הבאה-

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

בניית מעגל רמקולים מקביל RLC עם נתונים אמיתיים

כשלמדנו כיצד לקבוע את הערכים המקבילים לרכיבים, בואו נעבוד עם נתונים אמיתיים ונדמה רמקול.

בחרנו רמקול 12S330 מ BMS רמקולים. הנה הקישור לאותו דבר.

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

עבור הדובר הפרמטרים של תיל הם

מפרמטרים אלה של Thiele נחשב את הערכים המקבילים,

לכן, חישבנו את הערכים של כל רכיב שישמשו למודל שווה ערך 12S330 . בואו נכין את המודל ב- Pspice.

סיפקנו את הערכים לכל רכיב ושמנו את שם האות גם ל- V1. יצרנו פרופיל סימולציה-

הגדרנו את מטאטת ה- DC כדי לקבל את ניתוח התדרים הגדול מ 5 הרץ ל 20000 הרץ ב 100 נקודות לכל עשור בסולם לוגריתמי.

לאחר מכן, חיברנו את החללית דרך קלט דגם הרמקול המקביל שלנו

הוספנו עקבות מתח וזרם על פני Rc, ההתנגדות של סליל הקול. נבדוק את העכבה על פני הנגד הזה. לשם כך, כידוע, V = IR ואם נחלק את V + של מקור AC עם הזרם הזורם דרך הנגד Rc, נקבל את העכבה.

לכן, הוספנו עקבות עם נוסחת V (V1: +) / I (Rc) .

ולבסוף, אנו מקבלים את עלילת העכבה של דגם הרמקולים המקביל שלנו 12S330.

אנו יכולים לראות את עלילת העכבה וכיצד עכבת הרמקולים משתנה בהתאם לתדר-

אנו יכולים לשנות את הערכים לפי הצורך שלנו וכעת נוכל להשתמש במודל זה לשכפול רמקול 12S330 בפועל .