Определение звуковой катушки и параметров магнитного зазора громкоговорителя. Расчет диффузора, гибкой подвески, магнитной системы и внешнего оформления устройства. Определение звукового давления. Расчет частотной характеристики громкоговорителя.
Аннотация к работе
Определим принадлежность громкоговорителя до одного из трех классов громкоговорителей. Определим допустимую амплитуду смещения подвижной части системы на резонансной частоте xm: xm = xm0?3? = 1.5?10-3?3 ?= 1.3895?10-3 м. xm0 - допустимая амплитуда смещения (для громкоговорителя мощностью 1 Вт на резонансной частоте f0 = 1000 Гц).Определяем мощность, которая рассеивается единицей площади боковой звуковой катушки: Для этого по графику зависимости (xm) (рис.2) находим минимальное допустимое, при заданной амплитуде смещения xm, значение ширины свободного воздушного зазора bз, от размера которого зависит скорость теплообмена и допустимая удельная мощность, которая рассеивается единицей поверхности. Рассчитаем площадь боковой поверхности звуковой катушки: Sб = = м2. Выбираем отношение диаметра катушки к ее высоте: k = (так как Р>3 Вт). Определяем диаметр звуковой катушки через заданное значение ее электрического сопротивления: Выбираем согласно данному ряду dk = 0.01 м., тогда = dk 2? = 0.01 2?0.8?10-3 = 0.01036м. Определим диаметр провода звуковой катушки через значение ее электрического сопротивления: dп = = 0.123?10-3 м., где n - число слоев обмотки звуковой катушки (принимаем n= 4 );Выбираем материал для изготовления диффузора. В качестве материала для изготовления диффузора используется композиция бумажной массы с плотностью rд » 0.9?103 и значение модуля упругости такой композиции равно Е = 9?109 . Вычисляем радиус диффузора таким образом, чтобы обеспечить заданное номинальное давление Рн при заданном уровне нелинейных искажений (который определяется максимальной амплитудой xm). rд = = 0.017 м.Определим массу подвижной системы: MS = мд мзк mc = 0.00047 кг., mc = 5?r0? = 0.00002 кг. Определим общую гибкость подвески при помощи известного значения частоты механического резонанса: CS = = 6?10-6 . Распределяем гибкость между элементами подвески - воротом и центрирующей шайбой сш. для широкополосного громкоговорителя выполняется следующее условие: m = , Считая, что гибкость и сш соединены последовательно, получаем: свом = CS?(1 m) = 1,8?10-5 , сш = = 9?10-6 . Находим ширину гибкого ворота по формуле: bвом = ?вор? = 0.0016м., ?вом = 0.7? = 9.63?10-5 м., k3 - коэффициент, который выбирается в зависимости от профиля гофра ? k3 = 1, k4 - коэффициент, который определяется отношением ? k4 = 1. Тогда можно выбрать тип центрирующей шайбы и материал для ее изготовления, профиль шайбы и соотношение между высотой шайбы и ее шагом: материал для изготовления центрирующей шайбы - креп-шифон, профиль центрирующей шайбы - трапециевидный, отношение высоты шайбы к ее шагу ? =0.Расчет магнитной системы производят в три этапа, но перед началом расчетов определим основной входной параметр системы - значение магнитной индукции в зазоре Вз. В качестве материала, из которого изготавливается магнит, выберем прессованный магнит ЗБА. Определяем площадь сечения и диаметр магнитов: Sm = = 0.00009 м2, Внутренний диаметр для кольцевого магнита: dm2 = dk = 0.0157м. Рассчитаем проводимость всех зон рассеивания и определим полную проводимость магнитной системы: GS = gз g1 g2 g3 g4 g5. g1 = 2.5? ? » 9.38?10-8 См; Пм - периметр сечения магнита, который включает в себя длину внутреннего и внешнего окружностей ? Пм = 2?p?(0.5? dm1 0.5? dm2) » 0.584 м;Хорошее качество этого оформления заключается в практически полном включении влияния излучения обратной стороны диффузора на звуковое поле внешней стороны.Расчет частотной характеристики позволяет также установить соответствие полученных параметров тем параметрам, которые требует техническое задание. Расчеты выполняются, пользуясь схемой электрического аналога громкоговорителя, которая применяется в области распространенного действия диффузора (рис.7), где Е - эффективное значение ЭДС гармонического источника электрического сигнала, Ri - внутреннее сопротивление источника гармонического сигнала, Rk - омическое сопротивление звуковой катушки, Lk - индуктивность звуковой катушки, I - эффективное значение тока в электрическом контуре, k - коэффициент электромеханической трансформации ? k = Вз?lп, F - эффективное значение силы, которая действует в механическом контуре, V0 - эффективное значение скорости, которая действует в механическом контуре, m - механическая масса подвижной системы громкоговорителя, c - механическая гибкость подвижной системы громкоговорителя, R - механическое трение подвижной системы громкоговорителя, zмп - механическое сопротивление излучения ? zмп = r0?c0?S?(R? j?X?). На рис.8 изображена схема эквивалентных параметров механического контура громкоговорителя: Re - эквивалентный активное сопротивление контура, Xe - эквивалентное реактивное сопротивление контура. В данной формуле итоговое давление измеряется в Па, чтобы перевести эти значения в ДБ используют следующее соотношение: L(ДБ) = 20?lg( ) = 20?lg .При выполнении данной курсовой работы был произведен расчет громкоговорителя, некоторые параметры которого задавались в условии и, который должен был обладат
План
СОДЕРЖАНИЕ
1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЯ
1.1 Исходные данные для расчета некоторых параметров громкоговорителя
1.2 Расчет звуковой катушки и параметров магнитного зазора
1.3 Расчет диффузора
1.4 Расчет гибкой подвески
1.5 Расчет магнитной системы
1.6 Расчет внешнего оформления
1.7 Расчет частотной характеристики громкоговорителя
ВЫВОД
1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЯ
1.1 Исходные данные для расчета параметров громкоговорителя громкоговоритель диффузор звуковое давление
· Номинальная электрическая мощность Р = 1 Вт;
· Полное электрическое сопротивление громкоговорителя z = 4 Ом;
· Коэффициент нелинейных искажений на частоте f = fн kf = 10%;
· Среднее стандартное звуковое давление Рст = 0.3 Па;
· Конструкция магнита -ВК;
· Тип внешнего оформления - открытый ящик.
Вывод
При выполнении данной курсовой работы был произведен расчет громкоговорителя, некоторые параметры которого задавались в условии и, который должен был обладать определенными свойствами, а именно необходимым частотным диапазоном.
По условию указывалось, что динамический диапазон данного громкоговорителя должен находиться в пределах от 5000 Гц до 10 КГЦ. Резонансная частота, полученная по частотной характеристике, полностью совпадает с вычисленной резонансной частотой и составляет 3000 Гц. Полученная частотная характеристика полностью нас удовлетворяет в области высоких частот. Равенство резонансной частоты, рассчитанной и полученной из частотной характеристики, говорит о том, что общая масса и гибкость системы найдены наиболее оптимально в соответствии с заданием. Чтобы подкорректировать частотную характеристику в области высоких частот, необходимо уменьшить геометрические размеры диффузора, но это, в свою очередь, приведет к значительному ухудшению частотной характеристики в области высоких частот. Поэтому, в зависимости от того, какое условие поставлено к работе данного громкоговорителя, и следует производить данные корректировки.