Segunda vida de la radio por cable

• Hazlo tú mismo o hazlo tú mismo

Mientras ordenaba las cosas de mi abuela, me encontré con una radio con cable (altavoz de abonado), que sirvió fielmente durante unos 30 años. Por supuesto, es imposible llamarlo una creación excepcional del diseño industrial soviético, pero es una pena tirarlo a la basura.

Por otro lado, ¿dónde se puede aplicar? En mi apartamento no hay ningún punto de radio para suscriptores y no tengo ningún deseo particular de escuchar transmisiones de radio nacionales. Si pudieras escuchar lo que quieres y es como en la radio... Y, en realidad, ¿por qué no? ¡Y luego se me ocurrió la idea de hacer un altavoz normal a partir de un altavoz de abonado! Bueno, eso es. un altavoz mono ordinario conectado a una fuente de sonido a través de un amplificador.

¿Qué obtuve?

Plan de modernización

El principal tema de la modernización fue la fuente de sonido. Puede conectar cualquier cosa a la entrada: radio portátil, reproductor, teléfono, computadora portátil. Al mismo tiempo, no quería saturar el dispositivo funcionalmente, sino, por el contrario, hacerlo lo más simple y cómodo de usar posible. Una buena opción sería utilizar la salida de audio AirPort Express, pero ya está en uso y no quería comprar otro enrutador. La mejor opción encontrado inesperadamente.

Se decidió colgar el altavoz de la cocina en la pared donde originalmente se planeó colgar el televisor. Había enchufes normales y de TV para el televisor, y el cable de TV del enchufe va a otra habitación a un único punto de conmutación de cable para el televisor y el módem.

¿Qué pasa si envías sonido a través de un cable coaxial desde la habitación hasta la cocina? Desde la habitación conecto todo lo que quiero y en la salida simplemente amplifico el sonido. Está claro que el coaxial está lejos del cobre libre de oxígeno, pero no voy a escuchar alta fidelidad por un altavoz.

Modernización

Desmontamos los altavoces taiwaneses: del que tiene control de volumen retiramos la placa y el transformador. En mi caso, el altavoz de la columna no estaba soldado, sino conectado mediante un conector. Soldamos los cables junto con el conector del altavoz y los soldamos al altavoz. El transformador de los altavoces también tiene conector, por lo que prácticamente sin problemas reemplazó al anterior en la carcasa del altavoz. Pasemos al tablero.

Soldamos estos cables a una resistencia variable del mismo valor, pero con un interruptor. Y adjuntamos la propia resistencia variable al lugar de la anterior en la carcasa. El interruptor servirá como botón para encender el circuito de amplificación. Como resultado, cuando gire la perilla de control, primero se encenderá el amplificador y luego se ajustará el volumen. Curiosamente, el interruptor del amplificador de los altavoces que utilicé está situado después del transformador. Aquellos. Cuando estos altavoces están conectados a la red, independientemente de si el circuito está encendido o no, consumen sus dos vatios. En realidad, es por eso que instalé el interruptor no en lugar de un botón, sino frente al transformador.

Adjunté la placa y el conector de alimentación a la carcasa con pegamento de silicona y elegí el más adecuado entre los viejos bolígrafos soviéticos. Como resultado, así es como se ve el altavoz desde el interior:

En curso

Detrás de la consola del director.

De un interés incomparablemente mayor que el descrito anteriormente es un intercomunicador de alto volumen. La forma más sencilla es utilizar para estos fines altavoces de abonado ya preparados, que siempre están disponibles para la venta. No importa el diseño del altavoz; es importante que esté diseñado para un voltaje de red de transmisión de 15 V (hay altavoces disponibles para voltajes de 15 y 30 V; el altavoz logra obtener el volumen más alto);

En total, para el intercomunicador es necesario adquirir dos altavoces, uno para cada punto de comunicación. Como probablemente habrás adivinado, cada altavoz desempeñará tanto su función directa como la de micrófono. No es difícil entender cómo se logra esto si observa el diagrama (Fig. 1) del intercomunicador; recuerda algo al diagrama del diseño anterior. Antes de familiarizarse con el funcionamiento del intercomunicador, considere el diagrama del altavoz del suscriptor: tiene dos nuevos simbolos: el llamado cabezal dinámico de radiación directa B1 (o simplemente cabezal dinámico) y el transformador T1

Figura 1. Diagrama de un intercomunicador con altavoces de abonado.

Cuando hablan de cabezal dinámico, se refieren a esta pieza en sí sin ningún accesorio adicional. Si el cabezal dinámico está instalado en la carcasa, este diseño ya se llama altavoz. Se pueden montar algunas otras piezas dentro de la carcasa del altavoz: un transformador, un condensador. En el altavoz que se muestra en el diagrama, ve un transformador de baja frecuencia T y una resistencia variable R. El transformador es necesario para conectar el cabezal dinámico a la red de transmisión, y la resistencia variable controla el volumen del altavoz. En el intercomunicador, el altavoz se usa en modo de volumen máximo, cuando el control deslizante de resistencia variable está en la posición superior en el diagrama y el devanado 1 (primario, de alta resistencia) del transformador está conectado directamente a las clavijas del enchufe con el que el altavoz está conectado a la red de transmisión.

Entonces, el altavoz se conecta a través del conector X1 a la entrada de un amplificador ensamblado en los transistores VI, V2. Pero está conectado de manera algo diferente en comparación, por ejemplo, con la cápsula del diseño anterior: uno de los terminales del altavoz no está conectado al cable de alimentación común (positivo), sino al negativo. Esto se hizo específicamente para simplificar el circuito de conmutación de los altavoces y reducir el número de secciones de conmutación. Pero según la corriente alterna, es decir, la señal. frecuencia de audio, todavía está conectado al emisor del transistor VI a través del condensador C4 y la fuente de alimentación GBI.

La entrada y salida del amplificador están conectadas al interruptor 51. En la posición que se muestra en el diagrama, el altavoz del abonado se conecta mediante un interruptor a las tomas X2 y X3, que a través de una línea de comunicación se conectan a las mismas tomas del segundo dispositivo. . Así, como en el intercomunicador anterior, los altavoces de ambos dispositivos quedan conectados a la línea de comunicación. Si ahora el interruptor del primer dispositivo se coloca en la posición "Transmitir", el altavoz se desconectará de la línea de comunicación y la salida del amplificador se conectará a él. Al mismo tiempo, los contactos inferiores del interruptor (3 y 5) se cerrarán y suministrarán energía al amplificador. El altavoz se convertirá en micrófono. Primero convierte las vibraciones del sonido en señales eléctricas, que luego son amplificadas por un transformador T y un amplificador. La señal de salida del amplificador se envía a través de una línea de comunicación al altavoz del segundo dispositivo, donde ocurre el proceso inverso: la señal eléctrica se convierte en vibraciones sonoras en el aire. Estas vibraciones son escuchadas por el abonado.

En el diagrama, como puede ver, no hay ningún botón de llamada, ya que no es necesario: el volumen del sonido es suficiente para que la voz se escuche en cualquier lugar de la habitación. El interruptor S1 debe tomarse igual que en el intercomunicador anterior, o estar formado por dos interruptores de palanca simples del tipo TV2-1. Transistores MP39B, MP41, MP42A o MP42B con un coeficiente de transferencia de corriente de 40 a 5. El condensador C puede ser del tipo MBM o de cualquier otra capacidad de 0,1 a 0,5 μF; SZ también de cualquier tipo (KSO, K40P-2, BM-2, PO, PM-1, etc.); S2 y SA tipo K50-6, K50-12 u otros condensadores electrolíticos de capacidad no inferior a la indicada en el diagrama, y ​​con un voltaje de al menos 10 V. Resistencias - MLT-0.25 o MLT-0.5. Batería de alimentación GB1: dos baterías conectadas en serie de una linterna de 4,5 V (tipo 3336L). No es recomendable utilizar una batería Krona debido a su vida útil relativamente corta con este amplificador (3-4 horas de funcionamiento continuo). El altavoz del abonado puede ser, por ejemplo, "Surprise-301" con un voltaje de 15 V. Para conectarlo al dispositivo necesitará una toma de respuesta XI. Tomas X2 y X3 de cualquier diseño (puede ser la misma toma para conectar un altavoz).

Las piezas del dispositivo se colocan sobre una placa de circuito hecha de material aislante (Fig. 2). Las baterías se colocan una encima de la otra y se fijan al tablero con un soporte de metal. El interruptor se fija con una tuerca de modo que la parte roscada de su cuerpo sobresalga de 7 a 8 mm por encima de la superficie del tablero. Para soldar los pines de las piezas, es necesario instalar pernos de montaje en la placa hechos de alambre estañado grueso, los extremos de los pernos no deben sobresalir más de 3 mm desde la parte inferior; se acortan con un cortador de alambre al finalizar la instalación; . En las esquinas del tablero, se pegan pequeños espaciadores hechos de cartón o madera contrachapada de 3-4 mm de espesor al costado de la manija del interruptor y se perforan agujeros en ellos frente a los orificios del tablero. La placa con las piezas se instala en una carcasa (Fig. 3) con tapa inferior extraíble. En el panel frontal de la carcasa es necesario hacer agujeros para el conector, los enchufes y el interruptor. La placa se fija al panel frontal con tornillos y el cuerpo del interruptor se fija al panel con una tuerca.

Arroz. 2. Placa de circuito de intercomunicación

Ahora es el momento de comprobar y, si es necesario, ajustar el aparato de intercomunicación. Pero primero, como de costumbre, es necesario comprobar cuidadosamente la correcta instalación y fiabilidad de todas las soldaduras. Luego debes conectar los cables de la línea de comunicación con el altavoz en el otro extremo (es decir, en otra habitación) a los enchufes X2 y X3. Inserte el enchufe de “su” altavoz en la toma X. Coloque la perilla del interruptor en la posición "Transferencia" y mida el voltaje entre el emisor y el colector del transistor V2; debe estar en el rango de 3,5 a 4 V. Si es necesario, puede configurar este voltaje con mayor precisión seleccionando la resistencia R3. De la misma manera, verifique el voltaje entre el colector y el emisor del transistor VI y, si es necesario, establezca su valor dentro de 3-4 V seleccionando la resistencia R1. Puede verificar el funcionamiento del dispositivo escuchando el sonido del segundo. vocero. Aquí es donde necesitas un asistente: déjalo hablar frente a un altavoz-micrófono y escucharás su voz en otra habitación. Probablemente se le ocurra que puede prescindir de un asistente si instala un segundo altavoz en la misma habitación, no lejos del dispositivo, y se escucha a sí mismo o, en casos extremos, aplaude. Pero en la mayoría de los casos esta prueba falla debido al acoplamiento acústico entre los altavoces. Si están ubicados en la misma habitación, puede aparecer un silbido agudo en el segundo altavoz y no se escuchará ningún otro sonido.

Es cierto que existe otra forma de comprobar el dispositivo sin asistente. Coloque una radio de transistores sintonizada en una estación frente al micrófono-altavoz y escuche el sonido en el segundo altavoz. Si se observan sonidos secundarios en forma de un silbido débil o un silbido excesivo, reemplace el condensador SZ por otro de mayor capacidad (350, 3900, 4300, 4700 pF). Es incluso mejor hacerlo. Coloque el receptor cerca del segundo altavoz (está en otra habitación), coloque el interruptor del dispositivo en la posición "Recibir". Conecte "su" altavoz entre los pines 5 y 6 del interruptor (es decir, conecte los pines del enchufe del altavoz con conductores a la salida del amplificador) y cortocircuite temporalmente los pines 3 y 5 del interruptor con un puente de cable. . Ahora el segundo altavoz servirá como micrófono, y a través del “tuyo” podrás controlar el sonido. La perilla de resistencia variable de cada altavoz debe estar en la posición de volumen máximo; de lo contrario, nada funcionará.

Intercomunicadores, diagrama, descripción, para automontaje.

Arroz. 3. Apariencia intercomunicador

Puede suceder que el dispositivo utilice transistores con una alta relación de transmisión y la sensibilidad del amplificador sea excesiva, por lo que el sonido es fuerte y distorsionado. No es difícil reducir la sensibilidad del amplificador conectando una resistencia variable con una resistencia de 22-68 kOhm en serie con el condensador C (Fig. 4). Moviendo el control deslizante de la resistencia, establezca el volumen deseado, mida la resistencia resultante con un óhmetro y suelde en una resistencia constante con la misma resistencia (o posiblemente cercana) en lugar de una resistencia variable.

En este punto, la verificación y configuración de un dispositivo se puede considerar completa y podemos comenzar a ensamblar el segundo. No olvides, por supuesto, quitar el puente de los pines 3 y 5 del interruptor, desoldar los pines del altavoz del amplificador e insertar el enchufe del altavoz en el conector X. Habiendo realizado los decodificadores propuestos, no has afectado el Los propios altavoces y se pueden utilizar desde la línea de transmisión en cualquier momento; todo lo que necesita hacer es conectar sus enchufes a la toma correspondiente. Si desea crear un intercomunicador permanente, es mejor montar la parte electrónica del dispositivo dentro del altavoz; el diseño será más compacto. Por supuesto, no hay mucho espacio en la carcasa del altavoz y tendrás que cambiar ligeramente la ubicación de las piezas y la instalación. Entonces, la placa de circuito ahora debería ser más pequeña (Fig. 5) y sobre ella se deben colocar las partes del interruptor y del amplificador. La placa debe fijarse a la pared superior de la caja (Fig. 6) para que salga la manija del interruptor. Frente a las posiciones del mango, pegue a la pared tiras de papel con instrucciones sobre el modo de funcionamiento del dispositivo: "Recepción" y "Transmisión".

Intercomunicadores, diagrama, descripción, para automontaje.

Arroz. 4. Método para reducir el volumen del sonido del intercomunicador.

La fuente de alimentación (dos baterías de una linterna conectadas en serie) se puede colocar tanto dentro como fuera de la carcasa, en la pared trasera extraíble de cartón. Para la última opción, haga un "bolsillo" (Fig. 7), por ejemplo, con cartón grueso o papel pegado en varias capas. Coloque (o pegue) el "bolsillo" a la pared trasera, instale las baterías en él, conéctelas en serie (como se muestra en la figura) y suelde los extremos de los conductores de alimentación del dispositivo que pasan a través de los orificios en la pared a los terminales. .

Intercomunicadores, diagrama, descripción, para automontaje.

El resto de la instalación del dispositivo también se simplifica. Ahora ya no es necesario el conector X1; suelde los conductores de la placa destinada a él a los terminales extremos de la resistencia variable del altavoz. Los enchufes separados XI y XZ también resultan superfluos; su papel lo desempeñarán las clavijas del conector del altavoz. Para evitar confusiones durante la instalación, primero desolde los extremos del cable del altavoz de los terminales de la resistencia variable. Usando un óhmetro o una sonda simple que consta de una bombilla, un diodo y una batería, como se describió anteriormente, determine a qué pin está conectado uno u otro extremo del cable, márquelos y suelde los extremos del cable a los correspondientes. puntos en la placa de circuito. Haga las inscripciones "X2" y "XZ" en el enchufe frente a las clavijas; ayudarán a conectar correctamente el dispositivo a la línea de comunicación. Para conectar dispositivos en los extremos de la línea de comunicación, instale enchufes con enchufes marcados (X2 y X3) e inserte enchufes de altavoz en ellos. El procedimiento para configurar dispositivos sigue siendo el mismo.

Intercomunicadores, diagrama, descripción, para automontaje.

Arroz. 6. Aspecto del altavoz de abonado con intercomunicador.

En algunos casos puede ser necesario disponer de un intercomunicador unidireccional, es decir, uno en el que el primer abonado pueda llamar al segundo o decirle algo, pero este último no pueda llamar al primero. Esto es necesario, por ejemplo, si le han pedido que cuide a un bebé que está durmiendo o en la habitación de al lado. Un intercomunicador le ayudará a escuchar el llanto de su bebé a tiempo para calmarlo. Con esta versión del intercomunicador, el aparato central (llamémoslo así) se instala en la habitación de los padres o en la cocina, y solo se coloca un altavoz adicional en la habitación del bebé. El interruptor de la unidad central debe estar siempre en la posición “Recibir”. El altavoz de la habitación del bebé se conecta a la entrada del amplificador y el altavoz oficina central- con su liberación. Tan pronto como el bebé llore o se ponga caprichoso (esto será claramente audible incluso a una distancia de varios metros del dispositivo), basta con mover el interruptor a la posición "Transmitir", pronunciar algunas palabras delante de "su ”altavoz, y tal vez incluso hablar con el bebé a distancia, moviendo alternativamente el interruptor del mango a una posición u otra.

Intercomunicadores, diagrama, descripción, para automontaje.

Arroz. 7. Colocación de la fuente de alimentación en la pared trasera del altavoz.

Fig.8. Diagrama del circuito de intercomunicación unidireccional

El diseño de dicho dispositivo es algo diferente al discutido anteriormente. El interruptor de dos secciones ahora no está conectado a la fuente de alimentación y solo funciona para cambiar los altavoces a la entrada o salida del amplificador. La fuente de energía debe ser rectificador de red con un voltaje de 9 V (dichos dispositivos se venden en tiendas de radio o en las secciones de radio de los grandes almacenes). Al final de usar el dispositivo, retire el enchufe del rectificador de la toma de corriente y desenergice el amplificador. Para reducir el sonido que se escucha constantemente (zumbido de CA), que puede aparecer cuando el amplificador se alimenta desde un rectificador, es necesario aumentar la capacitancia del condensador C4 a 500-1000 µF.

Por supuesto, aún puede alimentar el amplificador con baterías, pero enciéndalo por un corto tiempo, recordando que la vida útil total de las baterías con este amplificador no es más de 15 horas. Existe otra opción de suministro de energía, especialmente. conveniente cuando se utiliza el amplificador al aire libre, cuando no hay una toma de corriente cerca. Como fuente se utiliza una batería 7D-0.1 con un voltaje de 9 V, que se recarga desde la red eléctrica mediante un cargador (se vende en tiendas de radio). La fuente de energía, por supuesto, puede consistir en baterías más potentes, por ejemplo, de motocicletas. Utilice tantas latas conectadas en serie como sea posible. presión constante 8-YU V. Cargador para dicha fuente debe diseñarse para una corriente igual a aproximadamente 0,1 de la capacidad de la batería.

1. Empecemos desde abajo: intenta quitar el enchufe. altavoz de abonado de la toma de radio y medirlo impedancia. suele ser igual 3,6 kOhmios(para AG 0,25W) o 7,2 kOhm (para AG 0,125W).

2. Ahora medimos impedancia entre los orificios del enchufe de radio. Si hay valores de resistencia correctos y el cableado está en buen estado, será un poco más 600 ohmios (Los cables AL, el devanado secundario AT y otras cargas AL tienen una impedancia tres órdenes de magnitud menor, por lo que la ignoramos.).

3. Colocamos el enchufe AG ​​y desconectamos los cables delante de la caja con sus resistencias. Medimos impedancia en el cable que va al apartamento(habitación). Es igual a la suma de AG y resistencias, es decir 4200 ohmios.

4. Medimos impedancia del AL en el punto donde el cable del apartamento está conectado a él (No importa si el apartamento está conectado al AL en este momento, las impedancias son dos órdenes de magnitud diferentes.). Es igual a la impedancia de los cables ascendentes conectados en serie y el devanado secundario del AT, y la carga de entrada conectada en paralelo con ellos. Tomemos la impedancia de los cables igual a 7,5 ohmios (40 metros de cable TRP 2*0,5 mm), la impedancia del secundario AT ( conectado a la Federación Rusa) también 7,5 ohmios. La carga de entrada es de 40 puntos de 4200 ohmios, lo que da como resultado una impedancia de 105 ohmios ( No tendremos en cuenta el hecho de que la carga se distribuye por los pisos a lo largo de toda la contrahuella AL.). Como resultado, obtenemos aproximadamente 13 (7.5+7.5=15; (15*105)/(15+105)=13). Es para esta impedancia que se debe diseñar el amplificador para radiodifusión, aunque aún habrá que recalcularla en función del piso, el tipo de AT y el número de AG en la puerta de entrada.

5. Desconectamos el cable del devanado secundario AT a AL(cerca del propio AT, en la parte superior del elevador). Medimos impedancia entre cables AL. Es igual a la impedancia de carga de la entrada, es decir 105 ohmios ().

6. Medimos En impedancia secundaria. Depende del número de vueltas, la sección transversal del cable del devanado, el tipo de núcleo y a qué está conectado el devanado primario en un caso particular. Es bastante difícil calcular esto incluso para el modo normal, sin mencionar el modo de cortocircuito (especialmente un cortocircuito incompleto, es decir, la impedancia de RF aún no es igual a cero). Según los resultados de la medición con un equivalente de RF (10 ohmios), es igual para un transformador del tipo TA-10 ( lanzado en 1999 en San Petersburgo) 7,5 ohmios. Con el devanado primario en cortocircuito, 7 ohmios. Te aconsejo que experimentes con diferentes tipos de transformadores. Si toma uno más potente, la impedancia será menor, pero se perderá más en los cables AL.

7. Conectamos el AL al AT en su lugar. Desconecte el devanado primario del AT de RF. y medimos En impedancia primaria. Depende, como en el caso anterior, del tipo de TA, pero en mucha mayor medida en un grado menor (porque Este no es un modo de cortocircuito, sino uno de funcionamiento normal. ). Depende principalmente de la carga del transformador, es decir, del AL. Para el AT anterior es igual a.

5681 ohmios Impedancia de RF en el punto donde el AT está conectado a él (No importa si el primario AT está conectado a RF en este momento, las impedancias son diferentes en dos órdenes de magnitud.). Es igual a la impedancia de los cables de RF conectados en serie ( el que medimos) y el devanado secundario del transformador TP, y la carga de todos los RF conectados en paralelo. Tomemos la impedancia de los cables igual a 6 ohmios ( Desconozco la resistencia específica del alambre de acero-aluminio utilizado, así como su nombre.). Consideremos que la impedancia del devanado secundario del transformador TP es de 6 ohmios. La carga en cada RF es de 50 piezas de AT, (cada uno con su propia carga), lo que da como resultado una impedancia de 115 ohmios. En total, la impedancia de carga es de 9 piezas RF ( todo excepto RF medido) será de 12,7 ohmios ( No indicaremos que la carga de RF esté dispersa en toda su longitud.).

Por tanto, la impedancia del TP con todos los demás RF será ligeramente superior a 4 ohmios ((6*12,7)/(6+12,7)=4). Teniendo en cuenta los cables desde las subestaciones transformadoras hasta el lugar de medición, así como la carga de la RF medida, esto será 9,2 ohmios (4+6=10, (10*115)/(10+115)=9.2). Es para esta impedancia que se debe diseñar el amplificador para radiodifusión, aunque aún habrá que recalcularlo en función de la distancia al TP, su potencia, la distancia del mismo al OUS, el número de RF en el TP y la presencia de dispositivos limitadores en cada RF.

9. Desconecte los cables de RF del TP.(cerca del propio TP, en su stand). Medimos impedancia entre cables RF. Es igual a la impedancia de carga de RF, es decir 115 ohmios (La resistencia de los cables será un orden de magnitud menor, por lo que la descuidamos.).

10. Desconectamos los cables de todos los RF y los conectamos entre sí sin conectarlos al TP. Medimos impedancia en o cerca del punto de conexión. Será igual a la impedancia de carga. las 10 piezas RF, eso es 11,5 ohmios.

11. El resto vendrá después...

Los altavoces se utilizan en varios campos actividad humana: en la industria en el transporte, el deporte, la cultura, la vida cotidiana. EN Últimamente Se presta mucha atención al campo de la seguridad humana, en el que se construyen sistemas de alerta de incendios, sistemas de alerta de incendios. situaciones de emergencia, megafonía en transporte, megafonía. La tarea principal de cada uno de estos sistemas es alertar a las personas, brindarles información sobre una amenaza particular. El principal elemento ejecutivo de cada uno de estos sistemas es el altavoz, cuya elección correcta puede afectar la viabilidad del sistema en su conjunto y su presupuesto.

Para garantizar la seguridad de las personas en edificios y estructuras, se construyen sistemas de seguridad integrales, parte del cual es el sistema de alerta y control de evacuación SOUE. La principal tarea de la SOUE es notificar a las personas y proporcionarles información encaminada a garantizar su seguridad personal. SOUE es un complejo de medios técnicos y medidas organizativas. El altavoz es el elemento ejecutivo final de los medios técnicos del SOUE, y sus parámetros son la entrada para los cálculos electroacústicos, parte de las medidas organizativas.

Según la documentación reglamentaria (ND) existente, se imponen los siguientes requisitos al altavoz:

Anunciadores de voz que SOUE debe proporcionar nivel general Un nivel de sonido de al menos 75 dBA a una distancia de 3 m de la sirena, pero no más de 120 dBA en cualquier punto de la habitación protegida, reproduce frecuencias normalmente audibles en el rango de 200 a 5000 Hz. El nivel sonoro de la información de las alarmas de voz debe cumplir con las normas del reglamento (ver Ley Federal-123, reglamento SP-3-13130-2009, de 2009, "Requisitos seguridad contra incendios a la alerta sonora y vocal y a la gestión de la evacuación de personas").

Para garantizar los requisitos establecidos en el RD, es necesario Un enfoque complejo, que tiene en cuenta tanto las características del altavoz, determinadas por los parámetros del sistema de refuerzo de sonido, como sus características de diseño, determinadas por el entorno sonoro: acústica, configuración y ruido de la habitación. Para realizar un cálculo electroacústico, es necesario tener en cuenta parámetros del altavoz como la sensibilidad y la potencia eléctrica, que determinan su volumen, la respuesta amplitud-frecuencia, que determina su calidad, y el patrón de radiación, que determina sus propiedades direccionales.

Actualmente se produce una gran cantidad de altavoces, que se diferencian en características, diseño y clase de protección, lo que determina su ámbito de aplicación.

Un altavoz es un convertidor de una señal eléctrica en acústica. El principal parámetro que determina la eficacia de un altavoz es su eficiencia. Hoy en día, un enfoque establecido es que un altavoz debe proporcionar la máxima presión sonora en el eje de trabajo mientras mantiene un voltaje constante (señal de sonido) en su entrada. Este enfoque implica la solución simultánea de dos problemas: la formación del volumen requerido y al mismo tiempo la eficiencia del altavoz.

A la hora de elegir un altavoz para un sistema de megafonía, es necesario tener un conocimiento básico de sus características: estructura, funcionamiento, principios físicos básicos que lo sustentan. Así, por ejemplo, el primer contacto con un altavoz implica la pregunta: ¿es de alta calidad o no? Respuesta: la calidad del altavoz, en sí misma. caso sencillo determinado por el ancho y la desigualdad de su respuesta de frecuencia. La segunda pregunta suele estar relacionada con el volumen. A veces se identifica erróneamente la sonoridad con la potencia de un altavoz, aunque no es en absoluto lo mismo. La potencia eléctrica de una señal de audio, medida en vatios, suministrada a un altavoz determina su volumen, pero en mucha menor medida que su “sensibilidad - presión sonora”, medida en decibeles. Cuando trabaje con un altavoz, debe comprender claramente las siguientes dependencias básicas. La sensibilidad de un altavoz está inversamente relacionada (mat. cf. inversamente proporcional) a la calidad: cuanto mayor es la sensibilidad, peor es su calidad y viceversa. Entonces para conseguir más volumen tenemos que sacrificar la calidad. Para lograr simultáneamente calidad y volumen, se suministra una gran potencia eléctrica al altavoz. Otra dependencia está relacionada con la característica de directividad (DC) del altavoz. CN está determinado por el método de radiación y las características de diseño del altavoz. Por ejemplo, los altavoces de bocina tienen una presión sonora alta y un patrón polar estrecho (son ruidosos y muy direccionales). Así, existe otra relación: “directividad - volumen”. Cuanto mayor sea la directividad del altavoz, mayor será su volumen (matemáticamente cf. proporcionalidad directa). Una directividad estrecha siempre va asociada a un deterioro de la calidad del altavoz: un estrechamiento de su rango de frecuencia en la región de bajas frecuencias, lo que puede considerarse como la tercera dependencia fundamental.

Para facilitar su uso, los altavoces se clasifican según sus características, caracteristicas de diseño, por área de aplicación. Según sus características, los altavoces se pueden dividir en clases (banda estrecha y banda ancha), que determinan la calidad del sonido y la directividad (direccional estrecha y direccional amplia). Por ejemplo, los altavoces de banda ancha se utilizan para el sonido de fondo: hipermercados, gimnasios; Banda estrecha – para anuncios de voz – gasolineras, aparcamientos, andenes, estaciones de tren. Es necesario tener en cuenta el patrón de radiación del altavoz al sondear áreas distribuidas. Los altavoces direccionales anchos cubren un área circular grande, los altavoces direccionales estrechos cubren un área circular más pequeña, pero al mismo tiempo “perforan” un rango mayor. Al variar los patrones de los altavoces, puede optimizar su número y reducir el presupuesto de todo el sistema de megafonía en su conjunto. Por ejemplo, un foco acústico utilizado para sonorizar pasillos puede sustituir a cuatro altavoces de pared o de techo. Según su diseño, los altavoces se pueden dividir en internos (IP-41), utilizados para sonorizar habitaciones con calefacción, y externos (IP-54), utilizados para sonorizar áreas abiertas. Para instalaciones industriales que trabajen con sustancias agresivas y objetos explosivos, puede ser necesaria una clase de protección superior (IP-66/67).

Tener en cuenta las características y capacidades de un altavoz en particular le permitirá crear una solución técnica óptima y más competente.

2. Dispositivo de altavoz

La figura 1 muestra un diagrama simplificado del funcionamiento de un altavoz.

Fig. 1 - Diagrama simplificado de funcionamiento del altavoz.

El altavoz contiene los siguientes subsistemas:

• EL – eléctrico;
• EM – electromecánico;
• MA – mecánico-acústico;
• AK – acústico.

Subsistema eléctrico realiza la función de hacer coincidir la impedancia de entrada del subsistema eléctrico con la impedancia de salida compleja del amplificador en el caso de adaptación de baja impedancia, o el devanado secundario del transformador elevador en el caso de utilizar un amplificador de transmisión.

Subsistema electromecánico es un dispositivo que convierte una señal eléctrica en la entrada en vibraciones mecánicas de un elemento móvil en la salida.

Subsistema mecánico-acústico sirve para hacer coincidir la impedancia mecánica del altavoz con el componente dependiente de la frecuencia de la resistencia a la radiación generada por el emisor.

Subsistema acústico, llamado emisor, forma la resistencia a la radiación, que determina la potencia acústica del emisor. y, en última instancia, la eficiencia del altavoz.

Uno de los parámetros más importantes que caracteriza la eficiencia de un altavoz es el coeficiente de rendimiento (COP). La eficiencia de un altavoz se determina a partir de la relación entre la potencia acústica de salida del emisor y la potencia eléctrica de entrada del altavoz y depende de la coherencia de todos los subsistemas en su conjunto.

3. Parámetros básicos de los altavoces.

El principal parámetro que determina la eficiencia de un altavoz es su presión sonora de salida, medida en decibeles. La presión sonora, a su vez, está determinada por dos parámetros: la sensibilidad del altavoz, medida en determinadas condiciones, y su potencia eléctrica, medida en vatios.

Sensibilidad del altavoz

Hay dos tipos de sensibilidad, característica y axial.

La sensibilidad característica (dB) es la relación entre la presión sonora promedio desarrollada por el altavoz en el rango de frecuencia nominal en el eje de trabajo a una distancia de 1 m del centro de trabajo y la raíz cuadrada de la potencia eléctrica suministrada.

Recientemente, la mayoría de los fabricantes indican la sensibilidad axial como una característica de sonoridad.

La sensibilidad axial (a veces simplemente sensibilidad) es la relación entre la presión sonora desarrollada en un punto de campo libre seleccionado en el eje de trabajo del altavoz a una distancia de 1 m del centro de trabajo y la potencia suministrada (generalmente 1 W).

Presión sonora del altavoz

Para un valor arbitrario de la potencia eléctrica suministrada P W, el nivel de presión sonora del altavoz (su volumen real) se puede determinar como:

Potencia del altavoz

La literatura técnica contiene muchas definiciones diferentes de potencia de altavoz, que no son fáciles de entender.

En las recomendaciones del Comité Electrotécnico Internacional (IEC) 268-5 “Elementos de sistemas electroacústicos. Altavoces" y 581-7 "Requisitos mínimos para equipos Hi-Fi. Altavoces" se dan los siguientes tipos de potencia.

Potencia característica del altavoz– potencia a la que el altavoz crea un nivel de presión sonora característico de 94 dB a una distancia de 1 m en el rango de frecuencia 100...8000 Hz.

potencia de ruido se determina en función de los resultados de probar el altavoz con una señal de ruido especial durante 100 horas. El valor de la potencia de ruido del altavoz coincide con el valor de la potencia nominal determinada de acuerdo con GOST 16122-78, porque. Al determinar estos tipos de potencia, se utiliza la misma señal.

Potencia máxima del altavoz de onda sinusoidal- es la potencia de una señal sinusoidal continua en un rango de frecuencia determinado que el altavoz puede soportar sin daños mecánicos y térmicos durante el período de tiempo (al menos 1 hora) especificado en la especificación.

Clasificación de potencia del altavoz- esta es la potencia eléctrica a la que las distorsiones no lineales del altavoz no superan los valores requeridos.

Potencia nominal del altavoz– se define como la potencia eléctrica más alta a la que un altavoz puede funcionar satisfactoriamente durante mucho tiempo con una señal de sonido real sin daños térmicos ni mecánicos.

Hoy en día (al menos en nuestro país) los más utilizados son dos tipos de potencia: nominal y sinusoidal.

Por potencia nominal (además de la definición anterior) nos referimos a la potencia a la que, en una determinada posición (promedio) del control de volumen del amplificador, la distorsión no lineal del altavoz es mínima.

Hoy en día, la mayoría de los fabricantes indican potencia sinusoidal en sus especificaciones.

Potencia sinusoidal (RMS – Sinusoidal máxima nominal)– potencia sinusoidal máxima a la que el altavoz debe funcionar durante 1 hora con una señal de música real sin sufrir daños físicos (cf. potencia sinusoidal máxima).

Funciones adicionales del altavoz

Resistencia eléctrica nominal– impedancia de entrada del altavoz dependiente de la frecuencia (compleja). En el caso de adaptación de baja impedancia (en sistemas acústicos reales (AS)), tiene un valor de 4/8 Ohm. En el caso de la adaptación de transformadores de alto voltaje, desde cientos de ohmios hasta varios kiloohmios.

Rango de frecuencia reproducido eficientemente– el rango de frecuencia dentro del cual el nivel de presión sonora disminuye en un determinado valor especificado en relación con el nivel promediado en una determinada banda de frecuencia. Según las recomendaciones de IEC 581-7, para la banda de frecuencia 50...12500 Hz, la magnitud de esta reducción (decaimiento) se establece en 8 dB con respecto al nivel promedio en la banda de frecuencia 100...8000 Hz. .

Respuesta de frecuencia del altavoz por presión sonora: esta es una dependencia gráfica o numérica del nivel de presión sonora de la frecuencia de la señal desarrollada por el altavoz en un determinado punto del campo libre, ubicado a cierta distancia del centro de trabajo a un valor de voltaje constante en los terminales del altavoz. Un nombre más común para esta dependencia es respuesta de amplitud-frecuencia (AFC).

Respuesta de frecuencia desigual de la presión sonora.

La dependencia de la presión sonora de la frecuencia se representa en diagramas (en un sistema de coordenadas cartesiano), llamados características de amplitud-frecuencia (el término respuesta de frecuencia es el más común. En la literatura técnica, esta dependencia se llama respuesta de frecuencia de la presión sonora de la respuesta amplitud-frecuencia) del altavoz.

La desigualdad de la respuesta de frecuencia debe entenderse como la diferencia entre los niveles máximo P max (dB) y mínimo P min (dB) en el rango de frecuencia efectiva (declarada).

De acuerdo con OST 4.383.001, la desigualdad de la respuesta de frecuencia en el rango de frecuencia de funcionamiento efectivo no debe exceder:

• 14 dB para cabezales de rango completo (altavoces);
• 10 dB - para frecuencias medias.

La Figura 2 muestra la respuesta de frecuencia de un altavoz con un desnivel Δ (dB), en el rango de 0,2-7 kHz, no más del 5%.

Fig. 2 - Respuesta de frecuencia desigual en el rango 0,2-7 kHz

La desigualdad de la respuesta de frecuencia depende de:

• tipo de convertidor electromecánico;
• dimensiones del emisor;
• diseño constructivo (acústico);
• impedancias eléctricas y mecánicas de entrada dependientes de la frecuencia,

Característica de directividad del altavoz

Cualquier altavoz emite energía sonora de manera desigual. El nivel de presión sonora de un altavoz depende significativamente del ángulo en el que se realiza la medición. Mayor cantidad El altavoz emite energía a lo largo del eje de trabajo. El eje de trabajo, por regla general, coincide con el eje geométrico del altavoz que pasa por su centro de trabajo (el centro de trabajo coincide con el centro geométrico de simetría del orificio de salida del altavoz). La dependencia de la presión sonora de un altavoz de la dirección se denomina característica de directividad.

Característica de directividad del altavoz(R n) – dependencia de la presión sonora P Θ (dB) desarrollada por el altavoz en el punto de campo libre (a una distancia fija del centro de trabajo, por ejemplo, 1 m), del ángulo Θ entre el eje de trabajo de el altavoz y la dirección hacia este punto:

La expresión gráfica de Rn para varios ángulos y frecuencias se denomina patrón de radiación (DP). La mayoría de las veces, los patrones se presentan en coordenadas polares, Fig. 3.

Arroz. 3 - Patrón direccional del altavoz ROXTON HP-10T a una frecuencia de 4 kHz.

La presión sonora en el diagrama no se indica en valores absolutos, sino relativos: decibelios (dB).

4. Clasificación de los altavoces para megafonía

La clasificación general de los altavoces se puede presentar de la siguiente manera, Fig. 4:

Arroz. 4 - Clasificación de los altavoces para megafonía

• por el método de radiación (coordinación con el medio ambiente);
• por método de conexión (al amplificador);
• por características;
• por área de aplicación;
• por diseño;
• por tipo de convertidor.

Por método de radiación

• altavoces (cabezales) de radiación directa;
• altavoces de bocina.

Los altavoces de radiación directa irradian energía sonora directamente al medio. A continuación se analizará el funcionamiento de un altavoz de radiación directa. En los altavoces de bocina, el diafragma está conectado al medio directamente a través de la bocina. El funcionamiento de un altavoz de bocina se analizará a continuación.

Por método de conexión Los altavoces se pueden dividir en:

• baja resistencia;
• transformador

Con la adaptación de baja impedancia, el altavoz se conecta directamente a la etapa de salida del amplificador de potencia (PA). La adaptación de transformadores implica el uso de un altavoz transformador especializado conectado a la salida de un amplificador de transmisión equipado con un transformador elevador adicional. Estos métodos de coordinación se analizarán con más detalle a continuación.

Por rango de frecuencia(según el ancho de la respuesta de frecuencia) los altavoces se pueden dividir en:

• baja frecuencia (LF): 40-200 Hz;
• frecuencia media (MF): 200-3 kHz;
• alta frecuencia HF) 3-20 kHz.

En la práctica, conviene dividir según el principio “sí/no”, “malo/bueno”. Así, dependiendo del ancho de la respuesta de frecuencia, los altavoces se pueden dividir en banda estrecha y banda ancha. Un altavoz de banda estrecha puede denominarse altavoz que opera en un rango de frecuencia limitado. Así, por ejemplo, un altavoz de bocina puede denominarse de banda estrecha; su rango de frecuencia efectivo está dentro del rango medio ~0,3-3 kHz (según el ND existente, los altavoces deben reproducir frecuencias normalmente audibles en el rango de 0,2 a 5 kHz). Un altavoz que funciona igual de bien en las gamas de frecuencias bajas, medias y altas. Lo llamaremos banda ancha. Ambos tipos de altavoces se utilizan en sistemas de megafonía. Un altavoz que cubre (aunque sea parcialmente) los 3 rangos puede considerarse de banda ancha. Los altavoces de banda ancha se utilizan ampliamente y se utilizan para reproducir no solo voz, sino también información musical.

Para clasificar los altavoces según la direccionalidad, es necesario introducir una característica adicional, pero muy importante y utilizada en la práctica: el ancho del patrón de directividad del SDP.

SDP es una característica adicional determinada a partir de los patrones polares del altavoz. Según la norma internacional IEC 268-5 (2000), SDN se puede definir como el ángulo de apertura (desviación del eje de trabajo) de un altavoz (cf. ángulo de cobertura), en el que la presión sonora cae en 6 dB (ancho del haz). -6dB) respecto al valor medido en los ejes de trabajo.

Llamaremos a los altavoces cuyo NDP a una frecuencia de 4 kHz sea inferior a 90 grados de dirección estrecha; a los altavoces cuyo NDP a una frecuencia de 4 kHz sea de más de 90 grados - direccional amplia; Estos tipos se analizaron con más detalle en la introducción.

Dependiendo de diseño Los altavoces se pueden dividir en:

• mortaja (en una pantalla plana);
• facturas (caja abierta);
• estuche (caja cerrada);
• bass reflex (sistemas acústicos).

Los altavoces empotrados también pueden ser de tipo abierto (sin pantalla), ya que la pantalla para ellos es la propia superficie (pared, techo) en la que están integrados. Por razones económicas, los altavoces de techo se pueden implementar en una caja abierta, cuya pared posterior se convierte en el plano (pared) en el que se montan. Estas cuestiones se analizarán con más detalle a continuación.

Según el tipo de convertidor, los altavoces se pueden dividir en:

• electrodinámico (carrete);
• electrostático (electret);
• electromagnético (con bobina fija);
• piezoeléctrico (cinta).

Hoy en día, los altavoces de bobina electrodinámica son los más utilizados. Un convertidor de bobina electrodinámico puede considerarse como un subsistema electromecánico que convierte una señal eléctrica en la entrada en vibraciones mecánicas de un elemento móvil en la salida. Este altavoz consta de dos subsistemas principales: uno móvil, una bobina móvil y un difusor, y uno magnético, un imán permanente, un núcleo y unas pizarras superior e inferior. Consideremos el funcionamiento de este sistema.

Clasificación de altavoces por área de aplicación.

En los sistemas de megafonía, los altavoces tienen una amplia gama de aplicaciones: desde salas silenciosas y cerradas hasta áreas abiertas ruidosas, desde anuncios de voz hasta música de alta calidad.

Según el área de aplicación, los altavoces se pueden dividir en 3 grupos principales:

1. Altavoces de interior: utilizados para sonorizar espacios cerrados. Este grupo de altavoces se caracteriza por un bajo grado de protección (IP-41).
2. Altavoces externos: utilizados para sondear áreas abiertas. Estos altavoces se denominan altavoces callejeros. Este grupo de altavoces se caracteriza por un mayor grado de protección (IP-54).
3. Los altavoces a prueba de explosiones se utilizan en áreas explosivas o áreas con un alto contenido de sustancias agresivas (explosivas). Este grupo de altavoces se caracteriza por un alto grado de protección (IP-67). Estos altavoces se utilizan en las industrias del petróleo y el gas, en las centrales nucleares, etc.

Cada grupo puede asociarse con una clase (grado) correspondiente de protección de propiedad intelectual. Se entiende por grado de protección un método que limita el acceso a partes mecánicas y vivas peligrosas, la entrada de objetos sólidos y/o agua al interior del recinto.

El grado de protección de la carcasa de los equipos eléctricos se marca mediante la marca de protección internacional IP y dos números, el primero de los cuales significa protección contra la entrada de objetos sólidos y el segundo, contra la entrada de agua.

Los grados de protección más habituales para los altavoces son:

• IP-41, donde:
  • 4 – Protección contra cuerpos extraños mayores a 1 mm.
  • 1 – El agua que gotea verticalmente no debe interferir con el funcionamiento del dispositivo. Los altavoces de esta clase se instalan con mayor frecuencia en espacios cerrados.
• IP-54, donde:
  • 5 – Protección contra el polvo, en la que una cierta cantidad de polvo puede penetrar en el interior, pero no interfiere con el funcionamiento del dispositivo.
  • 4 – Protección contra salpicaduras que caigan en cualquier dirección. Los altavoces de esta clase se instalan con mayor frecuencia en áreas abiertas.
• IP-67, donde:
  • 6 – A prueba de polvo, en el que el polvo no puede entrar en el dispositivo, protección completa contra el contacto.
  • 7 – Durante la inmersión de corta duración, no ingresa agua en cantidades que interfieran con el funcionamiento del dispositivo. Altavoces de esta clase instalado en lugares sujetos a influencias críticas. También existen mayores grados de protección.

5. Operación del altavoz

Funcionamiento de un altavoz electrodinámico.

La Figura 5 muestra el diseño de un altavoz difusor de radiación directa con un convertidor tipo bobina electrodinámico.

Fig. 5 - Diseño de altavoz electrodinámico

La principal unidad de trabajo de un altavoz electrodinámico es un difusor, que convierte las vibraciones mecánicas en acústicas. El cono del altavoz es impulsado por una fuerza que actúa sobre una bobina unida rígidamente a él y ubicada en un campo magnético radial. Por la bobina fluye una corriente alterna, correspondiente a la señal de audio que debe reproducir el altavoz. El campo magnético del altavoz se crea mediante un imán permanente anular y un circuito magnético formado por dos bridas y un núcleo. La bobina, bajo la influencia de una fuerza electromotriz, se mueve libremente dentro del espacio anular entre el núcleo y la brida superior, y sus vibraciones se transmiten al difusor, que, a su vez, crea vibraciones acústicas que se propagan en el aire.

Los altavoces electrodinámicos tienen buenas caracteristicas, amplio patrón de radiación, amplio rango de frecuencia, nivel de presión sonora aceptable, lo que permite su uso para resolver la más amplia clase de problemas, desde la transmisión de música hasta la notificación de emergencia. Estos altavoces se utilizan con mayor frecuencia para instalación en interiores en habitaciones cerradas con calefacción.

Funcionamiento del altavoz de bocina

Un altavoz de bocina (bocina) es un elemento de adaptación entre el conductor (emisor) y el entorno. El conductor, rígidamente conectado a la bocina, convierte la señal eléctrica en energía sonora, que es recibida y amplificada en la bocina. La energía sonora dentro de la bocina se amplifica debido a una forma geométrica especial que proporciona una alta concentración de energía sonora. El uso de un canal concéntrico adicional en el diseño permite reducir significativamente el tamaño de la bocina manteniendo las características de calidad.

El cuerno consiste en las siguientes partes, Fig.6.

Arroz. 6 - Dispositivo de altavoz de bocina

• a – controlador de compresión;
• b – imán;
• c – canal concéntrico;
• g – cuerno;
• d – diafragma metálico;
• e – bobina móvil.

Un altavoz de bocina funciona de la siguiente manera: una señal de audio eléctrica se introduce en un controlador de compresión (a), que la convierte en una señal de salida acústica. El conductor está rígidamente unido a una bocina (g), que proporciona una alta presión sonora (la bocina puede tener los siguientes nombres: megáfono, bocina, altavoz, reflector, trompeta). El controlador consta de un diafragma metálico rígido (a) impulsado (excitado) por una bobina móvil (e) enrollada alrededor de un imán cilíndrico (o anular) (b). El sonido en este sistema se propaga desde el controlador, pasa a través de un canal concéntrico (c), se amplifica exponencialmente en la bocina (d) y luego sale a la salida.

6. Principales tipos de diseño acústico de altavoces.

Para aumentar la eficiencia, los altavoces están equipados con carcasas. Según el tipo de diseño acústico de la carcasa, los altavoces se pueden dividir, Fig. 7, en:

• altavoces en una pantalla plana, figura 7a;
• altavoces en una carcasa abierta, figura 7b;
• altavoces en carcasa cerrada, figura 7c;
• Altavoces con bass reflex, Fig. 7d.

Arroz. 7 - Tipos de diseño acústico de altavoces

Una pantalla plana elimina la difracción de la onda emitida alrededor del emisor. Para que un altavoz sea eficaz, las dimensiones de la pantalla plana deben ser proporcionales a la longitud de onda: l > λ/4, donde λ es la longitud de onda del límite inferior del rango de frecuencia. Entonces, para f n = 100 Hz, l > v/4 f n = 340/400 = 0,85 m. Una pantalla de 80 cm es demasiado grande, por lo que en la práctica el diseño más utilizado es una carcasa abierta (puede considerarse una pantalla no plana), que también evita la difracción (curvatura) del sonido.

Consideremos el tipo de diseño acústico de "caja cerrada" usando el ejemplo de un tipo de altavoz de transmisión ampliamente utilizado: una columna de sonido.

Dispositivo de columna de sonido

La columna de sonido se utiliza ampliamente en sistemas de transmisión de sonido. Dependiendo del tipo de protección, se puede utilizar una columna acústica para sonorizar tanto zonas interiores como exteriores. La columna de sonido es una caja cerrada (caja), con un grupo de cabezales (altavoces) colocados verticalmente en su interior, Fig. 8.

Arroz. 8 - Dispositivo de columna de sonido tipo transformador

Los altavoces de la columna de sonido están ubicados dentro de la carcasa, uno encima del otro, conectados en paralelo y conectados al devanado de salida del transformador reductor. La columna de sonido es del llamado tipo. "Emisores de grupo lineal" que tienen un patrón favorable: estrecho en el plano vertical y ancho en el horizontal. El diseño del gabinete mejora la eficiencia en el rango de baja frecuencia. La exacerbación del patrón en el plano vertical se produce debido a la interferencia de señales de cada altavoz. A la hora de diseñar una columna de sonido, es muy importante asegurarse de que las características de los altavoces instalados en una misma carcasa sean idénticas y estén en fase.

Altavoz con reflejo de graves

Un recinto cerrado es una solución muy eficaz, pero el exceso de densidad de presión sonora dentro del recinto crea ondas estacionarias que provocan efectos resonantes, creando picos y caídas en la reproducción. Este efecto se puede minimizar mediante un bass reflex, que elimina el exceso de presión dentro de la carcasa. Se sabe que una buena reproducción de los graves puede garantizarse no sólo por el peso del altavoz, sino también por el volumen de la carcasa. El bass reflex es un canal (agujero o tubo) en la pared de una caja cerrada y permite minimizar el volumen de la carcasa manteniendo la uniformidad de la respuesta de frecuencia en la región de baja frecuencia. El bass reflex actúa como un resonador, considerado como un segundo altavoz. Los parámetros del orificio bass reflex se seleccionan de tal manera que equilibren los efectos resonantes en determinadas frecuencias y minimicen posibles caídas en la respuesta de frecuencia. Los altavoces Bass Reflex se denominan sistemas acústicos (AS). La apariencia de los altavoces se muestra en la Fig. 9.

El ejemplo que se muestra en la Fig. 9 demuestra las principales características de la implementación de sistemas acústicos de alta calidad.

La alta calidad del sonido de los altavoces está garantizada por:

• creación de un cuerpo voluminoso y estructuralmente pensado;
• usando un reflejo de graves;
• ejecución multibanda.

El diseño multibanda implica el uso de varios altavoces en una carcasa, lo que, a su vez, requiere el uso de un filtro cruzado. El altavoz resuelve la principal contradicción causada por los principios físicos: se puede lograr una alta eficiencia en HF ​​utilizando altavoces de pequeño volumen (controladores de HF, controlador de HF: se coloca un diafragma en un imán (llamado tweeter) y se conecta a una bocina). un radiador eficaz en HF); Para reproducir bajas frecuencias, necesita un altavoz (woofer) masivo y volumétrico, que a su vez está instalado en una carcasa volumétrica.

Un ejemplo de la implementación de altavoces económicos de banda ancha.

Hay varias formas de mejorar el rendimiento de un altavoz manteniendo su coste.

Construcción de un sistema de dos conos, Fig. 10.

Un sistema de dos conos consta de un cono principal (grande), cuyo papel lo desempeña un difusor, y un cono adicional (pequeño), un cuerno pequeño unido rígidamente al difusor. La disposición concéntrica de estos conos permite una alta eficiencia en un amplio rango y una buena uniformidad en frecuencias medias.

Se puede lograr una mayor uniformidad del sonido en un amplio rango de frecuencias mediante la construcción de un sistema de altavoces multibanda. En sistemas multibanda, para obtener voltaje a la frecuencia deseada, se utilizan filtros de cruce (el filtro se calcula para una determinada frecuencia, más allá de la cual se garantiza la pendiente de atenuación requerida. El filtro de primer orden contiene 1 elemento y proporciona atenuación con una pendiente de 6 dB/octava; el filtro de segundo orden contiene 2 elementos y proporciona atenuación con una pendiente de 12 dB/octava).

La Figura 11 muestra un ejemplo de la implementación de un sistema de altavoces bidireccionales económico.

Este altavoz utiliza un filtro cruzado de primer orden. El cabezal de HF (controlador) del altavoz está ubicado en una rótula, lo que le permite variar el patrón direccional de HF. Los prácticos soportes giratorios garantizan una instalación sencilla y cómoda.

Otra ventaja importante de los altavoces multibanda es la provisión de características de directividad constante (DC) en un amplio rango de frecuencia, lo que simplifica significativamente los cálculos electroacústicos.

Un ejemplo de clasificación de altavoces por diseño utilizando ROXTON como ejemplo.

7. Altavoces transformadores

Los altavoces transformadores son altavoces con un transformador incorporado, que son los elementos ejecutivos finales en los sistemas de transmisión por cable, a partir de los cuales se construyen los sistemas de alerta de incendios, los sistemas de alerta local y los sistemas de megafonía. En tales sistemas se implementa el principio de adaptación de transformadores, en el que se conecta un altavoz separado o una línea con varios altavoces a la salida de alto voltaje del amplificador de transmisión. La transmisión de señales en una línea de alto voltaje le permite mantener la cantidad de potencia transmitida reduciendo el componente actual, minimizando así las pérdidas en los cables. En un altavoz transformador, hay 2 etapas de conversión. En la primera etapa, utilizando un transformador, se reduce el voltaje de la señal eléctrica de audio de alto voltaje, en la segunda etapa, la señal eléctrica se convierte en una señal de sonido acústica audible.

La Figura 12 muestra la parte posterior de un altavoz transformador de montaje en pared en gabinete. El altavoz transformador consta de las siguientes partes:

Fig. 12 - Diseño de altavoz transformador

La carcasa del altavoz, según la aplicación, puede estar fabricada de distintos materiales, el más extendido hoy en día es el plástico ABS. La carcasa es necesaria para facilitar la instalación del altavoz, proteger las partes activas del polvo y la humedad, mejorar las características acústicas y formar el patrón de directividad requerido (NDP).

Un transformador reductor está diseñado para reducir el alto voltaje de la línea de entrada al voltaje de funcionamiento del convertidor electrodinámico (altavoz). El devanado primario de un transformador puede contener múltiples tomas (por ejemplo, potencia máxima, 2/3 de potencia, 1/3 de potencia), lo que permite variar la salida de potencia. Los grifos están marcados y conectados a los bloques de terminales. Por lo tanto, cada toma tiene su propia impedancia (r, Ш) - reactancia (del devanado primario del transformador), dependiendo de la frecuencia.

El bloque de terminales brinda comodidad para conectar la línea de transmisión a varias derivaciones del devanado primario del altavoz del transformador.

Un altavoz es un dispositivo para convertir una señal eléctrica en una señal acústica de audio (audible). Se conecta al devanado secundario del transformador reductor. En un altavoz de bocina, el papel del altavoz lo desempeña un conductor fijado rígidamente a la bocina.

8. Conexión de altavoces a un sistema de refuerzo de sonido.

Hay dos formas principales de combinar los altavoces con un sistema de refuerzo de sonido:

• baja resistencia;
• transformador

Coincidencia de baja impedancia

Con la adaptación de “baja impedancia”, los altavoces se conectan directamente a la etapa de salida del PA. Dependiendo de la implementación del amplificador, existen muchas inclusiones diferentes.

En la Fig. La Figura 13 muestra una opción para conectar un altavoz de 4/8 ohmios de baja impedancia al circuito colector del transistor de salida.

Fig. 13 - Conexión de un altavoz de “baja impedancia” al circuito colector del transistor

Conexión de altavoces de baja impedancia

Según la norma estatal (GOST R 53575-2009 (IEC 60268-5:2003). Altavoces. Métodos de prueba electroacústica), los altavoces pueden tener dos valores estándar de "impedancia": 4 y 8 ohmios, para los cuales la baja impedancia Se diseñan las salidas del UMZCH.

Cuando se hace coincidir la carga con la salida de PA de “baja impedancia”, se deben cumplir dos condiciones:

• la impedancia total de varios altavoces de baja impedancia debe estar en el rango de 4 a 8 ohmios;
• la potencia de carga total (varios altavoces) debe ser mayor que la potencia de salida del amplificador;

• secuencialmente;
• paralelo;
• serie-paralelo.

En conexión en serie la impedancia de carga total Z es la suma de las impedancias de cada altavoz:

Cuando se conecta en paralelo, la impedancia de carga total Z es la suma de las conductancias (1/Z i) de cada altavoz:

Teniendo en cuenta que sólo hay dos impedancias estándar (4/8 ohmios), no intervienen más de 2 altavoces en una conexión en serie y en paralelo. Impedancia total cuando se conectan dos altavoces en serie (7):

Impedancia total cuando dos altavoces están conectados en paralelo (8):

La conexión de un mayor número de altavoces se realiza mediante una conexión serie-paralelo, Fig. 14.

Fig. 14 - Opciones para conectar altavoces de baja impedancia

Con un número impar de altavoces, es necesario realizar una conexión en serie-paralelo, cuya impedancia total debe estar dentro del rango de 4 a 8 ohmios. La potencia esperada, en este caso, sólo se puede obtener aproximadamente aproximando las características del amplificador utilizado para cargas de 4 y 8 ohmios.

9. Coincidencia de transformadores

Los amplificadores que incluyen un transformador correspondiente se denominan amplificadores de transmisión y los altavoces que funcionan con ellos se denominan amplificadores transformadores.

Los sistemas de radiodifusión que utilizan este principio son muy eficaces para doblar áreas grandes (distribuidas).

El principio de adaptación del transformador permite:

La adaptación de transformadores tiene otra ventaja importante: permite implementar casi cualquier topología: bus, estrella, árbol, sin cambiar los principios de diseño. Los principios básicos del diseño de sistemas de traducción incluyen los siguientes:

• los altavoces están conectados al sistema de refuerzo de sonido sólo en paralelo;
• la potencia de carga total del amplificador es la suma de la potencia de cada altavoz individual;
• la potencia máxima del amplificador debe exceder la potencia de carga total en más de 1,25 veces;
• Es recomendable conectar altavoces con transformador únicamente a amplificadores especializados (de transmisión) equipados con un transformador de salida.

Sistema de transmisión

El sistema de alerta por transmisión puede considerarse dentro del marco de un sistema de transformación de tres etapas que incluye:

• fuente;
• amplificador completo;
• altavoz, Fig. 15.

Arroz. 15 - Sistema de transmisión de sonido

Una señal de voltaje de bajo nivel (1-10 mV) del micrófono se envía a la entrada de un amplificador de transmisión que incluye:

• un preamplificador (PA), que amplificaba una señal de audio de bajo nivel (1-10 mV) a un nivel de 0,7-1 V;
• un amplificador de potencia (PA) que mejora aún más la señal de audio;
• un transformador de adaptación que aumenta el voltaje de la señal de audio amplificada a un voltaje de 15-120 V, según el estándar utilizado;
• Altavoz transformador: un altavoz con un transformador adaptado incorporado.

En la Fig. 16 se muestra una opción para combinar la salida de PA con un altavoz transformador.

Arroz. 16 - Adaptación del transformador de PA con altavoz

El transformador elevador en la salida del amplificador está diseñado para aumentar aún más el voltaje de la señal de audio para que coincida de manera óptima con la línea de altavoces. Para implementar el control multivariado, el devanado secundario del transformador elevador está equipado con varias derivaciones con diferentes voltajes: U nom, 3/4U nom, 1/2U nom, 1/4U nom.

El transformador del altavoz reduce el voltaje de audio de alto voltaje al nivel:

Para implementar el control multivariado, el devanado primario del transformador de adaptación del altavoz está equipado con varias derivaciones con diferentes impedancias: Z nom, 2/3Z nom, 1/2Z nom, 1/3Z nom.

Potencia del altavoz, dependiendo del voltaje de línea, U l, V y la impedancia seleccionada Z nom (Ohm):

Esta fórmula, que se deriva de la ley de Ohm para una sección de un circuito (J=U/R) y la relación para encontrar la potencia (P=J*U), se utiliza mucho en la práctica.

De la fórmula (6) se desprende claramente que con una impedancia constante del altavoz, una disminución del voltaje en la línea n veces (por ejemplo, al cambiar la línea del terminal U 1 al terminal U 2, Fig. 16) conduce a un Disminución de la potencia del altavoz en n 2 veces.

La conexión del transformador, además de una adaptación óptima, tiene otra ventaja, que es la facilidad de calcular la carga total como la suma de las potencias de todos los altavoces conectados al amplificador de transmisión:

Caso de estudio

Se ha construido el sistema de advertencia, las líneas de carga están conectadas a la salida del amplificador, cuya potencia total es 0,7...0,8 de la potencia del amplificador.

Pregunta:¿Es posible aumentar la carga en un amplificador existente (conectar más altavoces)?

Respuesta: La potencia de carga no se puede aumentar. Pero hay una opción. Al cambiar la línea de altavoces desde los terminales de salida U 1 =100V del amplificador a los terminales de salida U 2 =70V, la potencia de toda la carga (cada altavoz) disminuirá 2 veces (forma 6), lo que liberará 50 % de la potencia del amplificador.

Topologías básicas para conectar altavoces transformadores.

En los sistemas distribuidos, se puede conectar una cantidad bastante grande de altavoces a un amplificador que, para facilitar el diseño y el control, se dividen en grupos, conectados en líneas separadas (bucles). La conveniencia de diseño y cálculo se debe al hecho de que las líneas se pueden conectar a la salida del amplificador. diferentes caminos, que son análogos de la conexión en paralelo, y la carga total:

Las opciones para conectar líneas de altavoces al amplificador de transmisión se muestran en la Fig. 17.

Arroz. 17 - Métodos para conectar (coordinar) líneas de alto voltaje a la salida del amplificador de transmisión

Nota: En el caso de una conexión en estrella, es recomendable utilizar un interruptor (módulo de relé) conectado en el espacio entre la salida del amplificador de transmisión y las líneas de los altavoces.

¿Qué es un intercomunicador? Ahora todo residente de un edificio de varios pisos lo sabe.
Pero no siempre fue así. Cuando alguien llamó a la puerta, la anfitriona corrió hacia puerta principal y gritó: “¿Quién está ahí?” En el sector privado, los huéspedes que llegan son recibidos por un perro que ladra fuerte y el dueño, si no es visible a través de la ventana debido al clima, sale corriendo hacia la puerta para ver quién ha llegado.

Pero tecnología moderna acude en su ayuda. El dispositivo del que hablaremos funciona en modo de espera las 24 horas y usted puede escuchar constantemente lo que sucede cerca de su puerta o detrás de la puerta del sitio. Sin levantarte del sofá, aprietas el botón y dices: “¿Quién está ahí?”, sueltas el botón, y cuando escuchas que es tu vecino el que ha venido a pedirte dinero prestado, respondes tranquilamente: “Ahora no hay dinero”. - ¡belleza!

En los viejos tiempos, muchas veces tenía que montar un exitoso diseño de intercomunicador que había desarrollado a partir de componentes industriales ya preparados: un altavoz de abonado de tres programas y un simple punto de radio.

Este dispositivo ha demostrado su eficacia tanto en el sector privado como en un edificio de varias plantas.

Ahora, en orden. Los puntos de radio de tres programas, que antes eran muy comunes, no funcionan en todos localidad. Pero sólo en ciudades relativamente grandes. Y como radioaficionado, acumulé estuches, a menudo completamente funcionales y que nadie necesitaba. Entonces surgió una idea: hay un amplificador de baja frecuencia, hay una fuente de alimentación, también hay un altavoz y, lo más importante, es una bonita carcasa industrial con botones prefabricados que usaremos para nuestros propósitos.

Todo lo que necesitamos agregar son dos amplificadores de micrófono simples y un dispositivo transceptor acústico de alta sensibilidad está listo.

La modificación del diseño es la siguiente:

Habiendo quitado la tapa, retiramos la ballesta del extremo del interruptor P2K para que los botones queden presionados pero no fijos. A continuación, cortamos con un cuchillo todos los caminos que conducen a los contactos de cualquier interruptor elegido, para luego poder utilizarlo según el diagrama.

Además, según el diagrama, conectamos el control de volumen estándar.

Coloqué el micrófono electret, ya sea “enemigo” con dos terminales, o el nuestro, con tres, en el agujero que corté en el difusor del cabezal dinámico, más cerca del borde. Esto elimina la necesidad de un orificio adicional y también mejora las propiedades acústicas del micrófono. Pega el micrófono con pegamento Moment.

Toda su configuración se reduce a configurar el voltaje en el punto M1 con la resistencia R7 igual a la mitad del voltaje de suministro.

Un punto importante es el hecho de que la línea se tiende con absolutamente cualquier cable, es decir, no se requiere blindaje debido al alto voltaje de salida del amplificador de micrófono de aproximadamente 4 voltios y su baja impedancia de salida. La longitud de la línea tampoco es crítica.

El principio de funcionamiento es muy sencillo. En el modo de espera, se conecta un micrófono activo externo con alimentación de línea a la entrada del amplificador de graves a través del control de volumen. Al mismo tiempo, escucha todo lo que sucede cerca del micrófono y el altavoz remotos. Cuando mantenga presionado el botón S1S2, hable y podrá ser escuchado claramente al otro extremo de la línea de comunicación.

La unidad remota se ensambla en la carcasa de una radio de apartamento normal, donde se instala un amplificador de micrófono en la carcasa.

Todos los usuarios notaron la alta inteligibilidad y sensibilidad de este dispositivo.

Si estás cansado de correr.
Si tus vecinos te están atormentando.
Toma el intercomunicador con confianza
¡Él es el mejor en su trabajo!

(digresión lírica)