Радіоаматори, що займаються самостійним виготовленням гучномовців-фазоинверторов (далі для стислості - просто фазоінвертор), часто стикаються з тим, що повторені ними конструкції не забезпечують наведених в описі технічних характеристик. Відбувається це із-за значного технологічного розкиду параметрів низькочастотних головок, тому кожен виготовлений гучномовець необхідно налаштувати.
При налаштуванні фазоинверторов радіоаматори зазвичай користуються тією ж методикою, що й при їх розрахунку [1, 2]. У результаті виявляються неврахованими мають місце в реальній конструкції акустичні втрати, відмінність між еквівалентним і фізичним обсягами скриньки і ряд інших, що впливають на точність настройки факторів. Пропонована методика налаштування враховує ці фактори, тому її точність значно вище.
Настройка будь-якого фазоінвертора зводиться, як відомо, до знаходження певної комбінації значень частоти його налаштування fф і вихідного опору підсилювача Rвих при якій забезпечується гладка АЧХ випромінювання на нижчих звукових частотах. Знайти ці значення можна, скориставшись залежністю, існуючої між параметрами фазоінвертора і закритого ящика. Якщо в фазоинверторе з гладкою АЧХ закрити отвір тунелю, то повна добротність системи головка - закритий ящик виявиться рівною 0,6, а резонансна частота головки в такому ящику fр буде пов'язана з частотою настройки фазоінвертора залежністю fф=0,61... 0,65 fр. Коефіцієнт пропорційності зазначених величин залежить від відносини еквівалентного об'єму голівки до корисного об'єму ящика, і якщо прийняти його рівним 0,63, то помилка у визначенні частоти fф не перевищить 5 % при будь-яких відносинах зазначених обсягів, що зустрічаються в реальних конструкціях.
Налаштування фазоінвертора слід почати з визначення оптимальної кількості розміщеного в ньому звукопоглинального матеріалу. Для цього, закривши отвір тунелю (наприклад, фанерним гуртком, змазаним по краях пластиліном), підбирають таку кількість матеріалу, при якому частота fр мінімальна. Потім, закріпивши поглинаючий матеріал на стінках ящика, вимірюють резонансну частоту системи головка - закритий ящик і, користуючись співвідношенням fф=0,63 fр, визначають частоту настройки фазоінвертора, а потім довжину його тунелю:
де V - вільний об'єм ящика фазоінвертора в літрах, a S - площа отвору тунелю фазоінвертора в кв. див.
Зазвичай еквівалентний об'єм акустичного оформлення при розміщенні в ньому оптимального кількості звукопоглинального матеріалу виявляється більше геометричного, тому довжину тунелю при налаштуванні фазоінвертора доводиться зменшувати. Для визначення уточненої величини 1' в наведену вище формулу підставляють значення частоти настроювання фазоінвертора, що вийшло при довжині тунелю 1 і знаходять еквівалентний об'єм оформлення Vэ. Потім, замінивши в тій же формулі V на Vэ обчислюють уточнене значення довжини тунелю 1'.
Вихідний опір підсилювача Rвих можна знайти, виходячи з умови, при якому добротність системи підсилювач - закритий ящик приймає значення, рівне 0,6, проте краще визначати величину Rвих з умови, при якому добротність системи підсилювач - ящик фазоінвертор приймає оптимальне значення 1 (у цьому випадку спрощується методика налаштування підсилювача і виявляються врахованими втрати, що виникають у тунелі інвертора).
Добротність системи головка - ящик-фазоінвертор визначають способом, прийнятим для систем головка - закритий ящик [1,2], але всі необхідні вимірювання проводять поблизу частоти високочастотного резонансу АЧХ вхідного опору гучномовця fр (див. малюнок). Для підвищення точності подальших розрахунків, параметри АЧХ вхідного опору гучномовця слід вимірювати з боку роз'єму для підключення до підсилювача. В цьому випадку виявляється врахованим вплив активного опору з'єднувального проводу і котушки розділового фільтру на параметри гучномовця.
Обчисливши акустичну добротність [3]
де Uр -- напруга на частоті fр, Uэм - напруга на частоті електромеханічного резонансу fэм, f1 і f2 - частоти зрізу за рівнем напруги U1,2=корінь(UрUэм), знаходять електричну і повну добротності системи:
якщо знайдене значення Qп відрізняється від одиниці не більше ніж на 10 %, то АЧХ фазоінвертора буде достатньо гладкою при спільній роботі практично з будь-яким транзисторним підсилювачем з низьким вихідним опором. Якщо ж Qп>1,1 (саме цей випадок в радіоаматорський практиці зустрічається найчастіше), то для роботи з фазоінвертором слід використовувати підсилювач з негативним вихідним опором. Щоб отримати гладку АЧХ випромінювання гучномовця, необхідно налаштувати ланцюг зворотного зв'язку, що формує негативне вихідний опір підсилювача [4]. Для цього попередньо визначають коефіцієнт демпфування Кд=Qп/Qп.опт, який показує, у скільки разів потрібно зменшити повну добротність системи головка - ящик-фазоінвертор, щоб отримати оптимальне демпфування. Оскільки умова оптимального демпфування фазоінвертора передбачає Qп.опт=1, то Кд=Qп. Далі, підключивши гучномовець до підсилювача і подавши на останній звуковий сигнал частотою fэм балансують міст ланцюга зворотного зв'язку і вимірюють напругу на виході підсилювача. Потім, перебудувавши генератор на частоту fр і змінюючи коефіцієнт передачі ланцюга зворотного зв'язку, домагаються зменшення напруги на виході підсилювача в Кд раз. В результаті такої установки встановлюється саме те значення вихідного опору підсилювача, при якому виходить гладка АЧХ випромінювання гучномовця на нижчих частотах.
При розрахунку підсилювача потужності необхідний вихідний опір бажано визначити заздалегідь. Його розраховують за формулою
Наведена вище методика без будь-яких змін застосовна і для налаштування гучномовців, в яких встановлені здвоєні або кілька однотипних головок.
Література
Автор: Ст. Дзбанів, р. Ковров Володимирської області; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru