Инфразвуковой излучатель направленного действия. Пассивный излучатель поднимает нч акустической системы
Большой проблемой для любой акустической системы являются низкие частоты. Чтобы поднять их уровень чаще всего применяется фазоинвертор. Он не сложен в изготовлении, но требуется его правильный расчет, который не так прост. Намного проще подняты басы любой АС, установив в них своими руками пассивный излучатель.
Что такое пассивный излучатель
Пассивный излучатель (или пассивный динамик ) — это излучатель, лишенный магнитной системы с катушкой и не способный преобразовывать электрический сигнал в звуковые колебания. Он не может работать самостоятельно и должен возбуждаться активным излучателем, установленным в тот же корпус.
Наиболее эффективен пассивный излучатель на низких частотах. На средних и высоких частотах звукового давления, создаваемого активным излучателем, просто недостаточно. Говоря проще, при помощи пассивного динамика можно своими руками значительно улучшить басы вашей акустической системы.
АЧХ колонки с пассивным излучателем
Установка пассивного излучателя приводит к увеличению площади излучающей поверхности. Два диффузора колеблются вместе, повышая уровень в НЧ диапазоне и улучшая . Для примера рассмотрим обобщенную АЧХ акустической системы до и после вставки пассивного излучателя.
На сравнительном графике видно, что при наличии пассивного излучателя, амплитудно-частотная характеристика акустической системы значительно повышается в диапазоне от 20 до 500Гц. А это и есть низкочастотная область.
Каждый пассивный излучатель имеет свою резонансную частоту, т.е. частоту, на которой его колебания максимальны. Основную трудность для АС обычно представляют самые низкие частоты, поэтому резонансную частоту всегда стараются понизить. Для этого диффузор пассивного динамика делают большей массы.
Колонка с пассивным излучателем
Диаметр диффузора пассивного динамика должен быть больше или равен диаметру активного излучателя . Собственный резонанс пассивного излучателя должен лежать ниже резонанса основного динамика. В идеале, для настольной акустики он должен лежать ниже 20Гц. Такую же низкую резонансную частоту должен иметь и активный громкоговоритель.
Применяется пассивный излучатель только в корпусе типа закрытый ящик. Т.к. возбуждается он только колебаниями воздуха внутри корпуса от активной головки, следовательно любая негерметичность корпуса колонки с пассивным излучателем сильно снижает эффективность отдачи по НЧ.
Пассивный излучатель своими руками
Можно легко сделать пассивный излучатель своими руками, удалив у низкочастотного динамика магнитную систему и подвижную катушку. Лучше использовать басовый динамик диаметром не меньше предполагаемого активного излучателя. Так же не лишим будет немного утяжелить диффузор.
Не обязательно препарировать нормальный динамик, чтобы сделать из него пассивный динамик своими руками. Лучше использовать его по назначению, а в дополнение к нему дешево купить пассивный излучатель на AliExpress.
Показанные выше пассивные излучатели отлично подходят для создания самодельных портативных колонок. Они обладают диаметром 2 дюйма и стоят всего 143 рубля за пару . Покупать рекомендую в этом магазине .
Еще более интересный вариант:
Эти пассивные излучатели уже меньше похожи на обычные динамики, т.к. лишены металлической корзины и имеют минимальную толщину.
Они обладают диаметром 3 дюйма (79мм), за счет чего могу обеспечить лучшие басы. Обойдутся они несколько дороже —
515 рублей за пару
.
Ссылка на магазин
.
Больше диаметр — больше басов:
Это уже 4-х дюймовый пассивный излучатель басов. Его цена так же не столь велика составляет 260 рублей . .
Заключение
Довольно популярная сегодня область применения пассивных излучателей — это портативные колонки. При их размерах не так то просто получить действительно хороший бас. Акустический пассивный излучатель может значительно улучшить ситуацию.
Пассивные излучатели уже давно используются и в полноценных колонках, заменяя собой фазоинверторы. Например,пассивный излучатель отлично подходит для сабвуфера, особенно автомобильного.
Еще одна интересная статья:
Материал подготовлен исключительно для сайта
Низкочастотными (НЧ) излучателями электромагнитных колебаний в основном являются звукоусилительные устройства различного функционального назначения и конструктивного исполнения. В ближней зоне таких устройств наиболее мощным выступает магнитное поле опасного сигнала. Такое поле усилительных систем достаточно легко обнаруживается и принимается посредством магнитной антенны и селективного усилителя звуковых частот (рис. 4.3).
Рис. 4.3. Прием НЧ сигналов
Высокочастотные излучатели
Источниками опасного сигнала являются ВЧ генераторы радиоприемников, телевизоров, измерительных генераторов, мониторы ЭВМ.
Рис. 4.4.
Модуляторы ВЧ колебаний как элементы, обладающие нелинейными характеристиками (диоды, транзисторы, микросхемы), образуют нежелательные составляющие ВЧ характера.
Источниками излучения ВЧ колебаний в различной аппаратуре являются встроенные в них генераторы, частота которых по тем или иным причинам может быть промодулирована речевым сигналом.
В радиоприемниках, телевизорах, магнитофонах, трехпрограммных громкоговорителях и в ряде электроизмерительных приборов всегда имеются встроенные генераторы (гетеродины). К ним примыкают различные усилительные системы -усилители НЧ, системы звукоусиления, способные по тем или иным причинам войти в режим самовозбуждения (т.е. по существу стать неконтролируемым гетеродином).
Основным элементом гетеродина является колебательный контур с конденсатором переменной емкости. Под воздействием акустического давления будет меняться расстояние между пластинами переменного воздушного конденсатора гетеродина. Изменение расстояния приведет к изменению емкости, а последнее -к изменению значения частоты гетеродина ( = 1/ ) по закону акустического давления, т.е. к частотной модуляции гетеродина акустическим сигналом.
Кроме конденсаторов, акустическому воздействию подвержены катушки индуктивности с подстроечными сердечниками, монтажные провода значительной длины.
Практика показала, что акустическая реакция гетеродина возможна на расстоянии до нескольких метров, особенно в помещениях с хорошей акустикой. В зависимости от типа приемника, прием такого сигнала возможен на значительном расстоянии, иногда достигающем порядка 1–2 км. Источником излучения ВЧ колебаний в аппаратуре звукозаписи является генератор стирания-подмагничивания, частота которого может быть промодулирована речевым сигналом за счет нелинейных элементов в усилителе записи, головки записи и др. из-за наличия общих цепей электропитания взаимного проникновения в тракты усиления.
В цепях технических средств, находящихся в зоне воздействия мощных ВЧ излучений, напряжение наведенных сигналов может составлять от нескольких до десятков вольт. Если в указанных цепях имеются элементы, параметры которых (индуктивность, емкость или сопротивление) изменяются под действием НЧ сигналов, то в окружающем пространстве будет создаваться вторичное поле ВЧ излучения, модулированное НЧ сигналом (рис. 4.5).
Рис. 4.5. Классификация излучателей ВЧ сигналов
Роль нелинейного элемента могутиграть:
телефоны, различные датчики (ВЧ навязывание по проводам);
приемники, магнитофоны (ВЧ навязывание по эфиру).
Как правило, причиной излучения кабелей является плохое состояние:
соединителей;
направленных ответвлений и т.п.
Теоретически, если нет дефектов в экранирующей оплетке (экране) кабеля, его экран ослабляет излучение более чем в 100 дБ. Этого более чем достаточно для предотвращения любого излучения кабеля, которое можно зарегистрировать. Для того чтобы сигнал был зарегистрирован приемником, его максимальный уровень в кабеле не превышает 100 мкВ, а минимальный на поверхности кабеля - не более 1 мкВ.
Тепловой шум на входе приемника ограничивает прием сигнала. Это подтверждается расчетными значениями уровня шума в широкополосном кабеле (табл. 4.1).
Таблица 4.1. Уровни шума в широкополосном кабеле
Из табл. 4.1 видно, что среднеквадратическое значение теплового шума на поверхности кабеля выше 1 мкВ для кабеля с высокой скоростью передачи данных (отношение сигнал/шум больше 1). При таких значениях вполне возможен перехват данных по излучению кабеля. С увеличением расстояния между кабелем и приемником эта возможность уменьшается, т.к. затухание излучения равно
А = 20 log (4 d / ) ,
где d - расстояние до кабеля, - длина волны излучения кабеля.
Таким образом, при исправном кабеле перехватить информацию по излучению очень трудно. Однако на практике кабели не всегда экранированы. Это приводит к тому, что неисправные или покрытые коррозией соединители могут быть причиной значительных излучений. Сигнал в 1 мкВ может быть обнаружен на расстоянии 3 м от кабеля, а в 1 мВ - на расстоянии 300 м.
Лучше воспользоваться излучателем инфразвука, никакого шума, а эффект... но за это можно и самому поплатиться... поэтому никаких схем не буду описывать. Дам информацию к размышлению. Пользовался такой штукой в гараже, крысы и мыши через минут пять после включения, строем друг за другом по дороге убегали, что аж прохожие по сторонам шарахались.
Поэтому народ не досаждайте своих соседей, но и следите за звуками в своих квартирах. Инфразвук очень опасен. Если у Вас ни с того ни с сего в квартире начинают двигаться предметы сами по себе, есть над чем задуматься...
Природа возникновения инфразвука очень разнообразна.
Колебания, у которых частота звука меньше 16(17) Гц называются инфразвуком. Прекрасно распространяясь в воде, инфразвуки помогают китам и другим морским животным ориентироваться в толще воды. Сотни километров – для инфразвука не помеха.
Своеобразно воздействие инфразвука на человека. Инфразвук с частотою 8 Гц, а это вдвое ниже нижнего предела слышимости по высоте, близко подходит к так называемому альфа – ритму человеческого мозга (5–7 Гц) и вызывает у людей чувство страха и паники. Вообще, эти частоты опасны для человека.
Инфразвук может вселить в человека такие чувства как тоска, панический страх, ощущение холода, беспокойство, дрожь в позвоночнике. Люди, подвергшиеся воздействию инфразвука, испытывают примерно те же ощущения, что и при посещении мест, где происходили встречи с призраками. Попадая в резонанс с биоритмами человека, инфразвук особо высокой интенсивности может вызвать мгновенную смерть.
Низкочастотные звуковые колебания могут быть причиной появления над океаном быстро возникающего и также быстро исчезающего густого ("как молоко") тумана.
Некоторые объясняют феномен Бермудского треугольника именно инфразвуком, который генерируется большими волнами - люди начинают сильно паниковать, становятся неуравновешенными (могут поубивать друг друга)
Инфразвук может "сдвигать" частоты настройки внутренних органов.
Инфразвуковые колебания частотой 8 - 13 Гц хорошо распространяются в воде и проявляются за 10 - 15 ч до шторма.
Резонансные частоты внутренних органов человека:
Частота, Гц Орган
20 - 30 - Голова
19, 40 - 100 - Глаза
0.5 - 13 - Вестибулярный аппарат
1 - 2 - Сердце
2 - 3 - Желудок
2 - 4 - Кишечник
4 - 8 - Брюшная полость
6 - 8 - Почки
2 - 5 - Руки
6 - Позвоночник
При совпадении частот внутренних органов и ифразвука, соответствующие органы начинают вибрировать, что может сопровождается сильнейшими болевыми ощущениями.
Биоэффективность для человека частот 0,05 - 0,06, 0,1 - 0,3, 80 и 300 Гц объясняется резонансом кровеносной системы, а частот 0,02 - 0,2, 1 - 1,6, 20 Гц - резонансом сердца. Наборы биологически активных частот не совпадают у различных животных. Например, резонансные частоты сердца для человека дают 20 Гц, для лошади - 10 Гц, а для кролика и крыс - 45 Гц.
"Голос моря" - это инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря при сильном ветре, в результате вихреобразования за гребнями волн. Инфразвук с частотой 7 Гц смертелен для человека.
Значительные психотронные эффекты сильнее всего выказываются на частоте 7 Гц, созвучной альфаритму природных колебаний мозга, причем любая умственная работа в этом случае делается невозможной, поскольку кажется, что голова вот-вот разорвется на мелкие кусочки. Инфрачастоты около 12 Гц при силе в 85-110 дБ, наводят приступы морской болезни и головокружение, а колебания частотой 15-18 Гц при той же интенсивности внушают чувства беспокойства, неуверенности и, наконец, панического страха.
При достаточной интенсивности слуховое восприятие возникает и на частотах в единицы герц. В настоящее время область его излучения простирается вниз примерно до 0.001 Гц. Таким образом, диапазон инфразвуковых частот охватывает около 15 октав.
Если ритм кратен полутора ударам в секунду и сопровождается мощным давлением инфразвуковых частот, то способен вызвать у человека экстаз. При ритме же равном двум ударам в секунду, и на тех же частотах, слушающий впадает в танцевальный транс, который сходен наркотическому.
При воздействии на человека инфразвука с частотами, близкими к 6 Гц, могут отличаться друг от друга картины, создаваемые левым и правым глазом, начнет <ломаться> горизонт, возникнут проблемы с ориентацией в пространстве, придут необъяснимая тревога, страх. Подобные ощущения вызывают и пульсации света на частотах 4-8 Гц. Инфразвук может действовать не только на зрение, но и на психику, а также шевелить волоски на коже, создавая ощущение холода.
Короче, соседи начали шуметь, Вы в этот момент включаете излучатель (секунд на 30 не более, а то у самих крышу сорвёт), они обязательно притихнут, как шум начнёт повторяться делаете опять то же самое и так далее... пока не утихомирятся (самое главное не перестарайтесь). В общем вырабатываете у них чувство страха перед шумом, со временем (дня два три) станут они тише мышей и будут сами шарахаться от любого громкого звука.
Рефлекс вырабатывается на подсознательном уровне.
Частота 6 Гц (вызывает чувство страха), сила 110 дБ, форма сигнала "шум"
0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.
Автор публикуемой статьи предлагает оригинальный вариант конструкции НЧ излучателя с симметричной магнитной системой, выполненного из двух головок НЧ. Достоинства такой конструкции состоят в том, что большие амплитуды колебаний звуковой катушки не изменяют ее индуктивности, а нелинейные искажения четных порядков при этом минимальны.
Для громкоговорителя низших частот с симметричной магнитной системой. Он изготовлен из двух электродинамических головок 75ГДН-1-4, доработанных по следующей методике.
Сначала у обеих головок полностью удаляют приклеенный к диффузору сферический колпачок. Под ним обнаружатся два отверстия, заклеенных сеточкой Сеточки и следы клея следует удалить, а сами отверстия заклеить с двух сторон писчей бумагой, используя клей ПВА. Затем головки нужно временно стянуть винтами через крепежные отверстия в диффузородержателе и отметить маркером их взаимное расположение. Вблизи винтов в стянутых диффузородержателях сверлят дополнительные отверстия диаметром 2,5 мм. Далее, после разборки, в этих отверстиях одной из головок нарезают резьбу МЗ, а в другой их рассверливают до диаметра 3,2 мм для винтов (через “штатные” отверстия головки крепят в корпусе громкоговорителя). После этого у одной из головок удаляют более жесткий верхний резиновый подвес – гофр.
Для сборки симметричной магнитной системы нужно заранее выточить некоторые дополнительные детали. Из низкоуглеродистой стали изготавливают дополнительную вставку керна 1 (рис. 2), а из латуни, алюминиевого или медного сплава – направляющее кольцо 2 (рис. 3). Отрезок трубки 3 (рис. 4) легко сделать из штампованного цельнотянутого аэрозольного баллона соответствующего диаметра.
Кроме того, нужно изготовить центральную вставку – демпфер 4 для излучателя. Для этого из двух листов ватмана или тонкого картона вырезают две развертки (рис. 5) и склеивают их в два усеченных конуса по заштрихованным поверхностям. Оба конуса склеивают вместе по большим основаниям используя надрезы по периметру и приклеивают их к трубке вставки. В нескольких местах конусы прокалывают острым шилом, а в одном из них, ближе к малому основанию, маникюрными ножницами вырезают отверстие диаметром 10. 12 мм В это отверстие вставляют инжектор баллона с пеногерметиком, обычно применяемым для заделки щелей в рамах и дверных коробках, и весь внутренний объем заполняют пеной (рис. 6), следя за тем, чтобы не образовалось пустот и раковин. После полимеризации бумагу удаляют, а поверхность вставки обрабатывают острым ножом и крупным наждаком для придания необходимой кривизны, соответствующей образующей диффузора (см. рис. 1).
После этого стальную керновую вставку 1 приклеивают по большему основанию эпоксидным клеем с наполнителем из феррита (он применяется для склеивания ленточных трансформаторов) к керну нижней по рис. 1 головки, а к керну верхней направляющее кольцо 2 При этом необходимо соблюсти соосность склеиваемых деталей. Клей должен полностью затвердеть Выступающие из-под приклеенных деталей остатки клея удаляют.
Следует убедиться, что при колебаниях диффузора с максимальной амплитудой он не упирается в тело вставки, но зазор при этом не должен превышать 2…3 мм. Затем, намазав узкий торец керна 1 клеем, производят финишную сборку. Ввиду того, что в данном типе ЭДГ верхний край собственного керна возвышается над зазором на 7 мм, чрезмерных смещающих усилий, вызываемых полем зазора, не возникает, тем более, что процессу сборки помогает заранее наклеенное на противоположный керн направляющее кольцо.
Сразу же после нанесения клея (его должно быть минимально необходимое количество) вновь стягивают винтами обе головки через дополнительные крепежные отверстия по меткам совмещения. Затяжку винтов производят постепенно и попарно перекрестно, не допуская перекоса. Зазор между фланцами диффузородержателей является для магнитной системы замыкающим и должен быть шириной 0,5…2,5 мм.
При затяжке этот зазор выдерживают одинаковым для всех винтов, от этого зависят соблюдение плоскостности приклейки вставки-керна и качество магнитопровода. Следует убедиться, что стыковка прошла успешно, и не произошло смещения, приводящего к затиранию катушек при полной амплитуде смещения диффузора. В противном случае стяжку придется немедленно разобрать (до начала полимеризации клея), устранить помеху и повторить сборку заново.
После этого край диффузора с удаленным гофром приклеивают к гофру другой головки так, чтобы не произошел перекос, приводящий к нарушению центровки подвижной системы. При этой процедуре может возникнуть необходимость в принудительном смещении диффузоров навстречу друг другу до 4…5 мм (т. е. на 2…2,5 мм для каждого). Не стоит опасаться некоторого смещения катушек в зазоре, так как образующаяся после переделки квазидифференциальная конструкция мало чувствительна к нему. Направляющее кольцо и отрезок алюминиевой трубы на дополнительном керне играют роль короткозамкнутых витков и дополнительно демпфируют электромеханическую систему.
Заключительным этапом является снижение жесткости центрирующих шайб, для чего в них вырезают секторы так, чтобы в результате образовался симметричный “паучок” и было удалено около 40 % площади этих шайб. Это не приводит к ослаблению центрирующей функции подвеса, так как увеличившаяся база вывешивания объединенного диффузора компенсирует увеличение радиальной гибкости подвеса.
Во избежание засорения зазоров в окна диффузородержателя внешней ЭДГ необходимо сразу вклеить панели акустического сопротивления (ПАС) из искусственного войлока, а внутреннюю головку обернуть марлей в 2 – 3 слоя. Для придания законченного внешнего вида войлок красят черным анилиновым красителем. На этом доработка ЭДГ заканчивается.
Если у радиолюбителя возникнет желание применить ЭМОС с пьезодатчиком, то его можно установить позднее на внешней стороне диффузора внутренней ЭДГ, это защитит его от воздействия шума.
В результате переделки получен симметричный электродинамический излучатель, который практически не изменяет своей индуктивности даже при большом смещении звуковых катушек. Конструктивным путем у него подавлены четные гармоники, снижена резонансная частота. Отдача громкоговорителя значительно повысилась за счет частичного объединения магнитных систем. Возрос и КПД. Добротность головки, напротив, снижена и соответственно увеличено затухание в результате исключения подвижного объема воздуха из “междиффузорной” области и замены его неподвижным поглотителем в виде вставки из звукопоглощающего материала.
Полученный после переделки головок квазидифференциальный излучатель обеспечивает хорошее качество звуковоспроизведения низших частот с обычным УМЗЧ, однако наиболее полно его преимущества слышны при эксплуатации совместно с УМЗЧ, имеющим высокое выходное сопротивление.
Низкочастотный громкоговоритель с таким двухкатушечным излучателем надо подключать к отдельному УМЗЧ для низших частот. Его звуковые катушки соединяют синфазно параллельно и подключают к усилителю без фильтра.
Звучание описываемого сабвуфера можно охарактеризовать как мягкое и мощное, с глубокими “теплыми” басами, широким диапазоном.