ТАБЛИЦА 34

требуемое число головок п ЛГИ при do = 0,I м

направленность такой конструкции зависит от характеристик направленности отдельных составляющих ее элементов, а именно:

Д2№ = ДоН)Дгр№)г1л№), (3.11)

где До(Ф)-характеристика направленности головки громкоговорителя в акустическом оформлении; Дгр(ф) - характеристика направленности точечных излучателей, составляющих ЛГИ и расположенных точно посередине между пластинами линзы; Tin(t))-коэффициент направленности линзы.

Рис 3 6 Пластинчатая акустическая линза

Поясним принцип действия пластинчатой акустической линзы, установленной перед синфазным равноамплитудным ЛГИ (точки /-5) с помощью рис. З.бв. Для направления, совпадающего с направлением расположения пластин, пластины не оказывают никакого воздействия на формирование суммарного сигнала в удаленной точке звукового поля. (Для средних частот резонансные явления в полостях, ограниченных соседними пластинами линзы, можно не учитывать). Для прочих направлений сигналы, поступающие из различных каналов (образованных соседними пластинами линзы), имеют сдвиг во времени тем больший, чем больше угол ij) отклонения от нормали, проведенной через середину группового излучателя. Для наглядности такую конструкцию можно представить в виде эквивалентной линейной группы излучателей Г-5. Расположение такой эквивалентной группы в пространстве и шаг между излуча-

3* 67

http : www.f a rl e p. n etTro n

телями do зависят от угла наблюдения Ф, причем с увеличением гр растет da. Эквивалентные источники построены на том же самом расстоянии от апертуры (линия /-У) линзы, что и действительные 1-5. Причем если провести линии, исходящие от действительных источников 1-5 по середине между двумя соседними пластинами до пересечения с линией апертуры линзы 1-и из каждой полученной таким образом точки провести линию в направлении t) до пересечения с дугой окружности с центром в этой точке и радиусом, равным расстоянию до действительных источников, то мы и получим эквивалентный вид этой конструкции для данного направления г) ЛГИ (точки 1-5). Иными словами, эквивалентные источники (1-5) оказались расположенными на том же расстоянии от апертуры линзы, что и действительные источники 1-5, но в направлении Заметим также, что do>da, это и обусловливает увеличение направленности в направлении

Таким образом, данная конструкция пластинчатой линзы как бы трансформирует длину ЛГИ в зависимости от угла, под которым расположена точка наблюдения

Исследование с помощью ЭВМ выражений (3 11), определяющих форму характеристик направленности пластинчатой акустической линзы в зависимости от ее конструктивных параметров, показывает, что:

а) эффективное обострение характеристик направленности может быть достигнуто только при фоЗО , применение пластинчатых линз при фо>40° неэффективно,

б) увеличение размера /гйо>0,3 нежелательно, так как это приводит к не-зйачительному изменению характеристик направленности в диапазоне рабочих углов ±30°; чаще всего для возбуждения всей линзы достаточно двух головок, реже трех Головки, образующие ЛГИ, должны быть расположены вплотную; желательно применение головок меньщего диаметра. При этом характеристика направленности окажется более монотонной и сохранится (при соответствующей электрической схеме) возмолсность использования линзы до более высоких частот. Линза должна иметь жесткую конструкцию Все головки ЛГИ, возбуждающие линзу, должны быть включены синфазно. Рекомендуется число пластин в линзе выбирать не менее щести, в противном случае уровень боковых лепестков будет ухудщать форму характеристики направленности;

в) характеристика направленности линзы обостряется с повыщением частоты, однако в значительно меньшей степени, чем это свойственно ЛГИ.

Исходные данные для расчета основных конструктивных и электрических параметров линзы, обеспечивающей получение требуемой направленности в горизонтальной плоскости, от частоты 350 Гц приведены в табл. 3.5. Число головок ЛГИ линзы п с повышением частоты для сохранения постоянства формы характеристики направленности должно уменьшаться, например отключаться с помощью системы фильтров.

ТАБЛИЦА 35

Исходные данные для расчета линзы (di,=(!,l м)

Конструктивно блок линзы удобно располагать в верхней части громкоговорителя и делать его выдвигающимся из общего корпуса. Применяя линзу для расщирения зоны стереоэффекта, следует помнить, что левый и правый громкоговорители должны иметь зеркальные конструкции. Высота среднечастот-уого излучателя с линзой определяется исключительно размерами применяемых головок громкоговорителей и соверщенно не влияет на направленность в горизонтальной плоскости. Все головки, питающие собственно линзу, должны быть акустически изолированными с помощью жестких перегородок. Это необходимо для того, чтобы прн уменьшении подводимого к крайним головкам напряжения с помощью фильтров они не могли бы возбуждаться акустически.

3.5. Методы стабилизации формы характеристик направленности групповых и линзовых излучателей

Рассмотрим методы стабилизации формы характеристик направленности групповых и линзовых излучателей. Эту задачу можно решить: 1) уменьщением размера апертуры L отключением крайних головок ЛГИ с повышением частоты и 2) выбором соответствующего расположения головок громкоговорителей, не требующим отключения их во всем среднечастотном рабочем диапазоне фокусирования звука (300-5000 Гц).

Исследуем возможности реализации каждого из этих методов.

В табл. 3 6 приводятся значения верхней рабочей частоты ЛГИ в функции от числа головок п(п), требуемых для стабилизации формы характеристики направленности.

ТАБЛИЦА 36

зависимость числа головок (при do=0,OS м), требуемых для стабилизации формы характеристики направлеиности ЛГИ от частоты

Все расчеты выполнены для оптимальной направленности в вертикальной плоскости (изменение характеристики направленности 12 дБ в пределах угла от 15 до 60°, считая от плоскости пола).

Данные табл. 3 6 свидетельствуют о необходимости быстрого отключения головок при частоте 280-1000 Гц, что не может быть выполнено с помощью однозвенного LC-фильтра, имеющего крутизну спада 18 дБ на октаву. Применение более сложных многозвенных фильтров в акустических системах неэффективно. При последовательном отключении не одной, а групп головок, частоты среза фильтров будут располагаться реже, фильтры станут более простыми, но электрическая схема всего громкоговорителя по-прежнему будет сложна. Кроме того, непостоянство фазы сигнала на спаде частотной характеристики фильтра нарушает синфазность работы головок ЛГИ и приводит к дополнительным, зачастую весьма значительным изменениям формы характеристики направленности последнего.

Стабилизация формы характеристики направленности отключением крайних головок ЛГИ с повышением частоты широко применяется, когда, ЛГИ работает в сочетании с линзой, что очень часто используется для получения оптимальной направленности в горизонтальной плоскости. В этом случае ЛГИ, возбуждающая линзу, чаще всего содержит две головки (п=2), одна из которых отключается с повышением частоты (обычно с помощью конденсатора), начиная с 1500-2000 Гц. В качестве примера на рис. 3.7 приведена принципиальная схема первого громкоговорителя с линзой электрофона Корвет-стерео . Отключение среднечастотной головки ГрЗ, входящей в состав ЛГИ, производится конденсатором Сш.