Материалы сайта
Это интересно
Расчет громкоговорителя
2 Расчетный раздел 2.1 Расчет громкоговорителя Исходные данные: . Номинальная мощность Ре = 10 Вт; . Полное сопротивление громкоговорителя Zем = 6,5 Ом; . Номинальный диапазон частот fн = 100 Гц – fв = 6 кГц; . Неравномерность частотной характеристики N = 15 дБ; . Среднее номинальное звуковое давление Рн = 0,3 Па; . Коэффициент нелинейных искажений на нижней граничной частоте Кf = 30%; . Условия эксплуатации t = -5 0C …+ 40 0C. 2.1.1 Расчет звуковой катушки 1 Исходя из заданного коэффициента нелинейных искажений Кf на нижней граничной частоте fн , по кривой представленной на рисунке 2.1 определяем амплитуду колебаний подвижной системы X. [pic] Рисунок 2.1 – Зависимость коэффициента нелинейных искажений от амплитуды колебаний подвижной системы громкоговорителя Принимаем Х = 2*103 м. 2 Определяем величину свободного воздушного зазора LЗ , которая зависит от максимальной амплитуды колебаний подвижной системы. Эта зависимость показана на рисунке 2.2. [pic] Рисунок 2.2 – Зависимость величины свободного воздушного зазора от амплитуды колебаний подвижной системы Принимаем LЗ = 0,15*10 – 2 м. 3 По кривым на рисунке 2.3 находим удельную тепловую нагрузку Рt звуковой катушки. [pic] Рисунок 2. 3 – Зависимость удельной тепловой нагрузки звуковой катушки от величены свободного воздушного зазора: 1) t = 20 0C; 2) t = 40 0C. Принимаем Рt = 2*103 Вт/м2 при t = 40 0C. 4 Определяем площадь боковой поверхности звуковой катушки: [pic] (2.1) [pic] 5 Определяем диаметр звуковой катушки: [pic] (2.2) Для маломощных громкоговорителей kK = 3…4, для мощных – 4…6. Принимаем kK = 4. [pic] 6 Определяем диаметр керна магнитной цепи: [pic] (2.3) [pic] 7 Определяем высоту катушки: [pic] (2.4) [pic] 8 Определяем диаметр провода звуковой катушки: [pic] (2.5) [pic] По таблице проводов Таблица 13 [2] выбираем ближайший номинальный диаметр и определяем площадь сечения этого провода SПР = 133*10 – 4 м. Выбранный провод ПЭЛУ – медный обмоточный провод с эмалевой утолщенной изоляцией. 9 Плотность тока в звуковой катушке: [pic] (2.6) [pic] 10 Принимаем число слоев звуковой катушки с = 2 и определяем число витков катушки: [pic] (2.7) где kЗ – коэффициент заполнения, равный 0,9…0,95. Число слоев звуковой катушки обязательно должно быть четным. Принимаем kЗ = 0,9. [pic] 11 Определяем длину провода: [pic] (2.8) [pic] 12 Определяем толщину звуковой катушки: [pic] (2.9) где ( - толщина каркаса, равная 1*10 – 3 м. [pic] 13 Определяем массу звуковой катушки: [pic] (2.10) где ( - плотность материала провода, равная 0,7*103 кг/м3. [pic] 2.1.2 Расчет конструктивных параметров диффузора 1 Выбираем состав бумажной массы диффузора, ее плотность ( и модуль упругости Е по таблице 2.1 [2]. Таблица 2.1 – Характеристики материалов, применяемых для изготовления диффузоров |Тип материала |Е*107 , Па |(*103 , кг/м3| | Бумага диффузорная с | | | |канифольно-парафиновой проклейкой |30 |0,6 | |Диффузор из бумажной массы, пропитанной | | | |цапон-лаком с сухим остатком 0,4% |1,5 |0,4 | |Шифон или миткаль, пропитанный раствором | | | |15%-ного бакелитового лака |15 |0,46 | Выбираем диффузорную бумагу с канифольно-парафиновой проклейкой так как этот тип наиболее подходит для условий эксплуатации в местах с повышенной температурой и влажностью окружающего воздуха. И данный вид бумаги имеет больший модуль упругости, что позволяет использовать громкоговоритель на более высоких частотах. 2 Определяем номинальное звуковое давление громкоговорителя с учетом завала частотной характеристики на нижней граничной частоте: [pic] (2.11) [pic] 3 Определяем площадь излучающей поверхности диффузора: [pic] (2.12) [pic] 4 Выбираем форму диффузора. Выбираем диффузор круглым так как динамики данного типа предназначены для использования в малогабаритных приемниках, что уменьшает габариты изделия и сложность изготовления. Так же по сравнению с другими формами диффузоров, круглый имеет более равномерную диаграмму направленности и более плавные частотные характеристики. Для круглых диффузоров диаметр излучающей поверхности рассчитывается по формуле: [pic] (2.13) [pic] 5 Для эффективного воспроизведения высоких частот диффузор должен иметь достаточную жесткость, определяемую углом раствора конуса ( или радиусом кривизны его образующей R. По рисунку 2.4 определяем угол раствора диффузора в зависимости от границы воспроизведения высоких частот. [pic] Рисунок 2.4 – Зависимость границы воспроизведения высоких частот: 1 – от угла раствора диффузора (; 2 – от радиуса кривизны R. Принимаем ( = 140 6 Определяем статическую массу диффузора: [pic] (2.14) где (Д – толщина диффузора, которую выбираем по таблице 2.2 Таблица 2.2 – Зависимость толщины диффузора от номинальной мощности громкоговорителя |Номинальная мощность Ре , Вт |0,1 |1 |2 |5 |10 | |Толщина диффузора в средней части образующей (Д| | | | | | |, м |0,1 |0,2|0,25 |0,3|0,4 | При Ре = 10 Вт, принимаем (Д = 0,4 [pic] 7 Определяем массу воздуха колеблющегося перед диффузором: [pic] (2.15) [pic] 8 Определяем массу подвижной системы: [pic] (2.16) [pic] 2.1.3 Расчет магнитной цепи 1 Определяем геометрические размеры зазора магнитной цепи: [pic] (2.17) [pic] 2 Высота рабочего зазора, при которой нелинейные искажения минимальны, определяются выражением: [pic] (2.18) [pic] 3 Определяем необходимую величину индукции в рабочем зазоре магнитной цепи: [pic] (2.19) [pic] 4 Определяем объем магнита: [pic] (2.20) где Bd – экономичная индукция, равная 5 Вб/м2; Hd – экономичная напряженность поля, равная 10 А/м; [3] (М – коэффициент использования магнита, равный 0,4…0,6; (0 – магнитная проницаемость, равная 1,2*10-6 Гн/м; [pic] 5 Определяем магнитную проводимость рабочего зазора: [pic] (2.21) [pic] 6 Определяем длину магнита: [pic] (2.22) [pic] 7 Находим площадь сечения магнита: [pic] (2.23) [pic] 8 Внутренний диаметр магнита определяем по формуле: [pic] (2.24) где kS – коэффициент, изменяющийся от 0,1 до 0,4 принимаем kS = 0,2. [pic] 9 Определяем внешний диаметр кольцевого магнита: [pic] (2.25) [pic]