Simulasikan pembesar suara dengan litar rlc yang setara

Sekiranya anda bekerja dengan mana-mana projek yang berkaitan dengan Audio, komponen yang paling tidak diingini adalah Speaker tetapi pembesar suara adalah bahagian penting dalam litar yang berkaitan dengan audio. Pembesar suara yang baik dapat mengatasi suara dan dapat menghasilkan output yang lancar sedangkan pembesar suara yang buruk dapat menghancurkan semua usaha anda walaupun rangkaian yang lain sangat baik.

Oleh itu, adalah mustahak untuk memilih Pembesar suara yang tepat kerana yang menghasilkan output akhir untuk khalayak akhir. Tetapi, seperti yang kita semua tahu, semasa membuat litar, semua komponen tidak selalu tersedia dan kadang-kadang kita tidak dapat menentukan apa yang akan dihasilkan jika kita memilih pembesar suara tertentu atau kadang-kadang kita mempunyai pembesar suara tetapi tidak mempunyai Lampiran. Jadi ini menjadi kebimbangan besar kerana output pembesar suara boleh sama sekali berbeza dalam pelbagai jenis persekitaran akustik.

Jadi, Bagaimana untuk menentukan apakah tindak balas pembicara dalam situasi yang berbeza? Atau, apakah pembinaan litar? Baiklah, artikel ini akan merangkumi topik ini. Kami akan memahami bagaimana pembesar suara berfungsi dan akan membina model Speaker yang setara dengan RLC. Litar ini juga akan berfungsi sebagai alat yang baik untuk mensimulasikan pembesar suara dalam beberapa aplikasi tertentu.

Pembinaan Speaker

Pembesar suara bertindak sebagai penukar Tenaga, yang menukar tenaga elektrik menjadi Tenaga Mekanikal. Pembesar suara mempunyai dua tahap pembinaan, satu adalah Mekanikal dan satu lagi ialah Elektrik.

Dalam gambar di bawah ini kita dapat melihat keratan Loudspeaker.

Kita dapat melihat Bingkai Speaker atau Mount yang memegang komponen di dalam dan di luar. Komponennya adalah penutup debu, gegelung suara, kerucut diafragma, spider pembesar suara, tiang, dan magnet.

The Diafragma adalah perkara akhir yang bergetar dan menolak getaran ke udara dan dengan itu mengubah tekanan udara. Kerana bentuk kerucutnya, Diafragma disebut sebagai Diaphragm Cone.

Labah - labah adalah komponen penting yang bertanggungjawab untuk pergerakan diafragma Speaker dengan betul. Ia memastikan bahawa apabila kerucut akan bergetar, ia tidak akan menyentuh Bingkai Speaker.

Juga, sekelilingnya, yang merupakan bahan seperti getah atau busa, memberikan sokongan tambahan kepada Cone. Kon Diafragma dilekatkan dengan gegelung Elektromagnetik. Gegelung ini bebas bergerak dalam posisi atas ke bawah di tiang dan Magnet Kekal.

Gegelung ini adalah bahagian elektrik pembesar suara. Apabila kita memberikan gelombang sinusoidal kepada pembesar suara, gegelung suara mengubah kekutuban magnetik dan bergerak ke atas dan ke bawah yang akhirnya menghasilkan getaran di kerucut. Getaran selanjutnya dipindahkan ke udara dengan menarik atau mendorong udara dan membuat perubahan tekanan udara, sehingga menghasilkan suara.

Memodelkan Pembesar Suara ke dalam litar Elektrik

Pembesar suara adalah komponen utama untuk semua litar Penguat Audio, secara mekanikal, pembesar suara berfungsi dengan banyak komponen fizikal. Sekiranya kita membuat senarai maka titik pertimbangan akan-

Pematuhan Penggantungan - Ini adalah hak milik bahan di mana bahan tersebut mengalami ubah bentuk elastik atau mengalami perubahan kelantangan ketika dikenakan daya yang dikenakan.
Rintangan Suspensi - Ini adalah beban, kerucut menghadap sambil bergerak dari penggantungan. Ia juga dikenali sebagai Redaman Mekanikal.
Moving Mass - Ini adalah jumlah jisim Coil, Cone dll.
Beban udara yang mendorong pemandu.

Empat perkara di atas adalah dari faktor mekanikal pembicara. Terdapat dua faktor lagi yang wujud secara elektrik,

Kearuhan gegelung.
Rintangan gegelung.

Oleh itu, dengan mempertimbangkan semua perkara, kita dapat membuat model fizikal pembesar suara menggunakan sedikit komponen elektronik atau elektrik. Perkara di atas 6 titik dapat dimodelkan menggunakan tiga komponen pasif asas: Perintang, Induktor, dan Kapasitor yang dilambangkan sebagai rangkaian RLC.

A litar asas bersamaan pembesar suara boleh dibuat dengan hanya menggunakan dua komponen: perintang dan Pengaruh. Litar akan kelihatan seperti ini-

Dalam gambar di atas, hanya satu Resistor R1 dan Induktor L1 tunggal yang dihubungkan dengan sumber isyarat AC. Perintang R1 ini mewakili rintangan gegelung suara dan Induktor L1 memberikan Aruhan gegelung suara. Ini adalah model termudah yang digunakan dalam simulasi Speaker tetapi tentu saja, ia mempunyai batasan, kerana hanya model elektrik dan tidak ada ruang untuk menentukan kemampuan pembesar suara dan bagaimana ia akan bertindak balas dalam senario fizikal sebenar di mana bahagian mekanikal terlibat.

Litar RLC Setara Speaker

Oleh itu, kita telah melihat model asas pembesar suara tetapi untuk menjadikannya berfungsi dengan baik, kita perlu menambahkan bahagian mekanikal dengan komponen fizikal sebenar dalam model setara pembesar suara itu. Mari lihat bagaimana kita boleh melakukannya. Tetapi sebelum memahami perkara ini, mari kita menganalisis komponen apa yang diperlukan dan apa tujuannya.

Untuk Pematuhan Penangguhan, induktor dapat digunakan, karena Pematuhan Penangguhan memiliki hubungan langsung dengan perubahan tertentu dalam arus arus melalui gegelung Suara.

Parameter seterusnya ialah Rintangan Penangguhan. Oleh kerana ia adalah jenis beban yang dibuat oleh suspensi, perintang dapat dipilih untuk tujuan ini.

Kita boleh memilih kapasitor untuk jisim bergerak, yang merangkumi gegelung, jisim kon. Selanjutnya kita dapat memilih kapasitor sekali lagi untuk beban udara yang juga meningkatkan jisim kon; ia juga merupakan parameter penting untuk membuat model setara pembesar suara.

Oleh itu, kami telah memilih satu induktor untuk Pematuhan Penggantungan, satu perintang untuk rintangan penggantungan, dan dua kapasitor untuk beban Udara kami, dan jisim bergerak.

Sekarang, perkara penting seterusnya adalah bagaimana menghubungkan semua ini untuk membuat model pembesar suara setara elektrik. Rintangan (R1) dan induktor (L1) berada dalam hubungan siri yang utama dan yang berubah-ubah menggunakan faktor mekanikal selari. Oleh itu, kami akan menghubungkan komponen tersebut selari dengan R1 dan L1.

Litar Akhir akan seperti ini-

Kami telah menambahkan komponen yang selari dengan R1 dan L1. C1 dan C2 akan menunjukkan jisim bergerak dan beban udara masing-masing, L2 memberikan Suspensi Pematuhan dan R2 akan menjadi tahan gantungan.

Jadi, Litar setara terakhir pembesar suara menggunakan RLC ditunjukkan di bawah. Gambar ini menunjukkan model pembesar suara yang setara dengan Resistor, Induktor, dan kapasitor.

Di mana, Rc - Rintangan gegelung, Lc - Induktansi gegelung, Cmems - Kapasitansi jisim bergerak, Lsc - Induktansi Pematuhan Suspensi, Rsr - Rintangan Suspensi dan Cal - Kapasitansi beban udara.

Thiele / Parameter Kecil dalam Reka Bentuk Speaker

Sekarang kita mendapat model yang setara, tetapi bagaimana mengira nilai komponen. Untuk ini, kami memerlukan Thiele Parameter of the Loud Speaker.

Parameter kecil berasal dari impedansi input pembesar suara apabila impedans input sama dengan frekuensi resonan dan tingkah laku mekanik pembesar suara adalah Linear.

Thiele Parameter akan memberikan perkara berikut-

Parameter	Penerangan	Unit
	Jumlah faktor Q	Tanpa Unit
	Faktor Q mekanikal	Tanpa Unit
	Faktor Q elektrik	Tanpa Unit
	Kekerapan Resonan	Hz
	Rintangan Penangguhan	N. s / m
	Jumlah jisim bergerak	Kg
	Kawasan pemandu yang berkesan	Kaki persegi
	Isipadu akustik yang sama	Cu.m
	Perjalanan linear gegelung suara	M
	Tindak Balas Kekerapan	Hz atau kHz
	Perpindahan isipadu unit pemandu	Cu.m
	Rintangan gegelung suara	Ohms
	Aruhan gegelung	Henry atau Mili Henry
	Faktor Kekuatan	Tesla / meter
	Pematuhan Penggantungan Pemandu	Meter per Newton

Dari parameter ini, kita dapat membuat model setara dengan menggunakan formula mudah.

Nilai Rc dan Lc dapat dipilih secara langsung dari rintangan gegelung dan aruhan. Untuk parameter lain, kita boleh menggunakan formula berikut -

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

Sekiranya Rms tidak diberikan, maka kita dapat menentukannya dari persamaan berikut-

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

Membangunkan Litar Speaker Setara RLC dengan Data Sebenar

Semasa kami belajar bagaimana menentukan nilai setara untuk komponen, mari bekerjasama dengan beberapa data sebenar dan mensimulasikan pembesar suara.

Kami memilih pembesar suara 12S330 dari Penceramah BMS. Inilah pautan untuk yang sama.

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

Bagi pembesar suara, Parameter Thiele adalah

Dari Parameter Thiele ini, kami akan mengira nilai yang setara,

Oleh itu, kami mengira nilai setiap komponen yang akan digunakan untuk model setara 12S330 . Mari buat model di Pspice.

Kami memberikan nilai untuk setiap komponen dan juga menamakan semula sumber isyarat menjadi V1. Kami membuat profil simulasi-

Kami mengkonfigurasi penyapu DC untuk mendapatkan analisis frekuensi besar dari 5 Hz hingga 20000 Hz pada 100 titik per Dekad dalam skala Logaritma.

Seterusnya, kami menghubungkan probe di input model pembesar suara setara kami-

Kami menambahkan jejak Voltan dan Arus di Rc, rintangan gegelung suara. Kami akan memeriksa impedans di perintang ini. Untuk melakukan ini, seperti yang kita ketahui, V = IR dan jika kita membahagikan sumber V + AC dengan arus yang mengalir melalui perintang Rc, kita akan mendapat impedans.

Oleh itu, kami menambahkan jejak dengan formula V (V1: +) / I (Rc) .

Dan akhirnya, kami mendapat plot Impedance model pembesar suara setara 12S330 kami.

Kita dapat melihat plot Impedance dan bagaimana impedans Speaker berubah bergantung pada frekuensi-

Kita dapat mengubah nilai sesuai dengan keperluan kita dan sekarang kita dapat menggunakan model ini untuk meniru Speaker 12S330 sebenarnya .