Расчет фазоинвертора акустической системы: Расчет акустического фазоинвертора онлайн — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Расчет фазоинвертора онлайн калькулятор. Блог › Простая методика настройки фазоинвертора

Сабвуфер – это важная часть любой полноценной акустической системы. В некоторых случаях низкочастотную колонку можно собрать своими руками. При этом нужно учитывать ряд важных характеристик сабвуфера, чтобы колонка звучала так, как надо.

Один из главных параметров низкочастотной колонки – это размер корпуса. С материалом, из которого будет выполняться короб, определиться весьма просто – следует использовать плотный и твердый материал, хорошо поглощающий звук – например, прессованную древесину средней плотности. С размерами же все не так просто. Для расчета правильных линейных параметров короба используются специальные программы, которыми нужно научиться пользоваться.

Прежде чем приступать к расчету корпуса, следует определиться с типом короба. Он может быть:

открытым – с фазоинвертором – цилиндрическим отверстием в одной из стенок, которое позволяет звуку лучше фокусироваться;
закрытым – с полнотелыми стенками и герметичным корпусом.

Очевидно, что качество низкочастотной колонки напрямую зависит от диаметра динамического излучателя – чем он больше, тем лучше. Поэтому колонка по определению не может быть маленькой, если хочется добиться максимально качественного звучания. Кроме того, форма корпуса должна быть строго определенной – кубической или прямоугольной. Усвоив эти базовые принципы, можно приступать к расчету размеров.

Расчет закрытого корпуса сабвуфера

Если правильный динамик уже был подобран и остается только разместить его в подходящем корпусе, задача становится весьма простой. Рассчитать короб для низкочастотной колонки при помощи специальной программы – дело нехитрое, если разобраться в ее интерфейсе. Можно сказать, что куда более сложно будет красиво оформить этот короб. В результате расчета должен получиться ящик с таким объемом, чтобы звук из динамика, встроенного в него, имел максимально прямолинейную амплитудно-частотную характеристику в том или ином помещении или внутри салона автомобиля.

Для расчета корпуса предстоит пользоваться одной из предназначенных для этого программ; их существует огромное множество, и подойдет, в принципе любая. Хороший вариант – JBL SpeakerShop, она бесплатна и имеет несложный интерфейс, в котором без труда разберется и неопытный пользователь. Единственная проблема – программа полностью на английском языке, что может стать препятствием для некоторых людей. Впрочем, какие-то особые познания и не понадобятся – главное, нажимать на нужные кнопки.

Для того, чтобы правильно настроить программу на расчет требуемого короба, необходимо найти инструкцию или техпаспорт, прилагающийся к низкочастотному динамику. В нем нужно найти параметры Тиля-Смолла:

Fs – резонансная частота излучателя, измеряется в герцах;
Vas – эффективный объем корпуса, рассчитывается в литрах;
Qts – добротность динамика, которая представляет собой совокупность физических сил, возникающих вблизи излучателя в процессе его работы и связанных с его подвижностью.

В техпаспорте динамика можно найти и другие параметры – если они известны, в программу можно ввести и их, но это совсем не обязательно. Для достаточно точного расчета короба достаточно и трех вышеперечисленных показателей.

Процесс расчета

Расчет производится следующим образом:

Чистый объем – объем корпуса, не занятый ничем. В него не включается пространство, занимаемое портом фазоинвертора и корпусом излучателя, а также звукопоглощающим материалом, которым обиваются стенки ящика изнутри.
Настройка порта – подбор размеров фазоинвертора таким образом, чтобы при определенной частоте (в случае с сабвуфером – низкой) звук усиливался и получал линейную АЧХ.

Расчет чистого объема корпуса

Действовать предстоит точно так же, как и в случае закрытого короба. Открываем программу для расчета, вводим показатели Fs, Vas и Qts в соответствующие поля. Выстраиваем расчетную АЧХ, которую затем изменяем, подгоняя расчетный объем корпуса сабвуфера.

К получившемуся объему следует добавить несколько литров в счет объема, который будет занят корпусом динамика и портом фазоинвертора. С динамиком все понятно, но как узнать, сколько места займет фазоинвертор?

Расчет порта фазоинвертора

Порт фазоинвертора тоже будет рассчитываться при помощи специальной программы – BassPort. Эта программа предназначена именно для сабвуфером, так как для низких частот требуется фазоинвертор с определенными параметрами.

Пользоваться программой несложно:

вводим частоту фазоинвертора;
указываем чистый объем короба;
эффективная площадь мембраны излучателя, для расчета которой понадобится узнать диаметр динамика;
пиковая амплитуда колебания диффузора, ее можно узнать из инструкции к динамику;
внизу главного окна выбираем форму трубки;
указываем габариты фазоинвертора;

после нажатия на кнопку «рассчитать» программа выдаст недостающие параметры порта: его длину, объем, который нужно добавить к чистому объему короба, скорость ветра в трубке и т. д.

Расчет короба для сабвуфера: видео

Характеристики ящика (фазоинвертора) напрямую влияют на звучание динамика. В автомобильной акустике зачастую этому не уделяется должное внимание, там используют принцип — чем больше динамик в ящике, тем лучше. Фазоинвертор требует тщательной настройки, а не использования подручных материалов. Кому лень занимается подсчётами и замерами, используют закрытый ящик.

Для расчёта фазоинвертора, применяют

программы моделирования (Bass Port) , но для получения результата, нужно ввести множество параметров. И даже если вы их знаете, то часто получается большое расхождение с конечным результатом. С помощь простого метода расчёта фазоинвертора, вам не потребуется знать данные для ваших динамиков, ящиков, без сложных математических вычислений и измерительных приборов. Методика существует 30 лет, погрешность всего 5%.

Отличия фазоинвертора

Каждый динамик обладает резонансной частотой. При работе выше этого показателя — получается хорошее звучание, а ниже — уровень давления падает на 12 дБ на октаву (частоты снижаются в 2 раза).

Нижней планкой воспроизводимости, считают уровень в 6 дБ. Монтажом динамика в ящик, повышается резонансная чистота, за счёт дополнительной упругости воздуха. Повышение резонансной частоты, тянет вверх и нижнюю границу. Чем меньше воздуха в ящике, тем лучше упругость и больше показатели.

Сделать «большой ящик», можно не увеличивая его размер. Для этого используют материал с демпферными свойствами (вата). Чем больше его находиться в ящике, тем ниже частота динамика. Но когда наполнителя слишком много, это даёт обратный эффект. Для неопытных людей, не важны добротность ящика и его размеры. В большинстве случаев размер колонки получается оптимальным.

Фазоинвертор — труба, необязательно круглой формы, определённой длины, которая обладает резонансом. Благодаря «второму резонансу», поднимаются показатели звуковой отдачи колонки. Частота колебания динамика, находящегося в ящике, должна быть ниже, чем в обычном состоянии. Так, компенсируется спад и расширяется звучание. Эти показатели у фазоинвертора, будут выше на 24 дБ чем у зарытого ящика. Он расширяет нижние частоты динамика.

Чтобы избежать бочкообразного звучания , показатели резонанса не должны быть выше чем у закрытого ящика. А если частота слишком низкая, то характеристики динамика падают. В этом и заключает суть настройки фазоинвертора, чтобы получить положительный эффект и не испортить звучание. И в домашних условиях можно добиться хорошего звучания с погрешность в 5%.

Расчёт фазоинвертора

При резонансе, сопротивление звуковой катушки растёт. Для измерения, к динамику последовательно подключают резистор, номинал которого выше сопротивления динамика на порядок, от 100 — до 1000 Ом. При измерении напряжения можно оценить сопротивление звуковой катушки. На частотах, где будет высокое сопротивление — напряжение на резисторе минимально и наоборот.

Нам не важны абсолютны значения, только максимальное сопротивление на катушке (минимальное на резисторе). Для этого воспользуемся мультиметром в режиме замера переменного напряжения

. В качестве источника, профессионалы используют генератор звуковых частот.

А для нашей задачи подойдёт специальный компакт диск.

Процесс измерения выглядит таким образом:

Отверстие фазоинвертора затыкается куском фанеры.
Диск с записями звуковых частот включается на приемлемую громкость.
Переключая по трекам, следим за напряжением на резисторе, как только она прыгнет до минимума, вот и нужная частота.

Побочно, подбирается оптимальный объем наполнителя для динамика, постепенно добавляя небольшое количество и отслеживая колебания резонансной частоты. А найдя этот параметр, нужно его

умножить на 0,63 , и получится необходимая частота для фазоинвертора. Но нам нужно ещё измерить длину, для этого открываем отверстие, включаем тестовый диск с записью. И смотрим на показание резистора. Но теперь ищем не минимальное сопротивление, а максимальное. Частота фазоинвертора будет сильно отличаться от нужной. Для его повышения укорачивают длинную тоннеля или увеличивают его диаметр.

Расчёт показателей с помощью программы Bass Port

Интерфейс программы прост и понятен, все поля и настрой подписаны. 2* V), где S — площадь порта фазоинвертора (в см ²), а V — объем ящика (в литрах).

Фазоинвертор напрямую влияет на качество звучания акустики. Существует несколько методик расчёта фазоинвертора, у них одинаковый первый этап — замер показателей. Использование программного обеспечения, часто даёт неправильный результат. Также можно воспользоваться онлайн сервисами, но у них те же минусы.

› Простая методика настройки фазоинвертора

«Колонкостроительством» я начал заниматься ещё в начале 80-х. Вначале это был просто «динамик в ящике», но затем, конечно, я принялся изучать влияния параметров ящика (и фазоинвертора) на звучание динамика.

Попав на этот автомобильный сайт, я увидел много «сабвуферостроителей», и был сильно поражён, что для подавляющего большинства это просто «динамик в ящике», и чем больше размер динамика и ящика, тем лучше. Да, в некоторой степени, для закрытого ящика это верно. Но никак не для фазоинвертора…

Фазоинвертор требует тщательной настройки. А что мы видим на практике? В качестве фазоинвертора люди монтируют канализационные трубы непонятной длины, делают «щелевые фазоинверторы» по образу: «по этим отличным размерам Петя делал», ставят при этом совсем другой динамик. Тот, кто не может сделать по нормальному – изготавливает закрытый ящик (и правильно делает!).

Конечно же, есть такие отличные программы для моделирования акустики, к примеру, JBL SpeakerShop. Но они потребуют от вас введения множества исходных параметров. И даже зная эти параметры, расхождение в реальности получится, просто большое (динамик окажется совсем другой, короб немного различается по размерам, наполнителя не знаем, сколько нужно, фазоинверторная труба немного другая и т.п.)

Есть простой метод для настройки фазоинвертора, при которой не потребуется знать правильные исходные данные для ваших динамиков, ящиков, а также не требуются сложные измерительные приборы или математические расчёты, а также не потребуются очень сложные измерительные приборы или же расчёты математические. Скажу проще, всё уже было давно продумано и проверено на практике!

Методика настройка фазоинвертора, даёт погрешность 5%. И существует более 30-ти лет. Я ей пользовался еще, будучи школьником.

Для начала, нужно разобраться, чем ящик с фазоинвертором отличается от закрытого ящика?

Каждый динамик, как механическая система, обладает собственной резонансной частотой. Выше этой частоты динамик звучит «довольно гладко», а вот ниже – уровень, создаваемого им звукового давления, падает. Причём падает со скоростью 12 дБ на октаву (т.е. в 4 раза на двукратное снижение частоты). За «нижнюю границу воспроизводимых частот» принято считать частоту, на которой уровень падает на 6 дБ (т.е. в 2 раза).

АЧХ динамика в открытом пространстве

Установив динамик в ящик, его резонансная частота немного повысится, из-за того, что к упругости подвеса самого диффузора добавится упругость сжимаемого в ящике воздуха. Подъём резонансной частоты неминуемо «потянет за собой» вверх и нижнюю границу воспроизводимых частот. Чем меньше объём воздуха в ящике, тем выше его упругость, и, следовательно, выше резонансная частота. Отсюда и возникает желание «сделать ящик побо-о-о-ольше».

Жёлтая линия – АЧХ динамика в закрытом ящике

Сделать ящик «побольше» в некоторой степени можно не увеличивая его физические размеры. Для этого ящик заполняют демпфирующим материалом, например, ватой. Не будем вдаваться в физику этого процесса, но по мере увеличения количества такого наполнителя, резонансная частота динамика в ящике понижается (увеличивается «эквивалентный объём» ящика). Если же наполнителя будет слишком много, то резонансная частота начинает повышаться снова.

Опустим влияние размеров ящика на другие параметры, такие как добротность. Оставим это опытным «колонкостроителям». В большинстве практических случаев, из-за ограниченного пространства, объём ящика получается довольно близкий к оптимальному (мы же не строим колонки размером со шкаф). И смысл статьи, не загружать вас сложными формулами и расчётами.

Отвлеклись. Ну, с закрытым ящиком теперь всё ясно, а что же даёт нам фазоинвертор? Фазоинвертор – это «труба» (не обязательно круглая, может быть и прямоугольного сечения и узкая щель) причём определённой длины, которая совместно с объёмом воздуха в ящике обладает собственным резонансом. На этом «втором резонансе» поднимается звуковая отдача колонки. Необходимо выбрать частоту резонанса немного ниже частоты резонанса динамика в ящике, т.е. в той области, где у динамика начинается спад звукового давления. Таким образом, там, где у динамика начинается спад, возникает подъём, который в какой-то степени этот спад компенсирует, расширяя нижнюю граничную частоту воспроизводимых частот.

Красная линия – АЧХ динамика в закрытом ящике с фазоинвертором

Кстати, ниже частоты резонанса фазоинвертора спад звукового давления будет круче, чем у закрытого ящика и составит 24 дБ на октаву.

Следовательно, фазоинвертор позволяет расширить диапазон воспроизводимых частот в сторону нижних частот. Так как же выбрать частоту резонанса фазоинвертора?

Если частота резонанса фазоинвертора будет выше оптимальной, т.е. она будет находиться близко к резонансной частоте динамика в ящике, то мы получим «перекомпенсацию» в виде выпячивающегося горба на частотной характеристике. Звучание станет бочкообразным. Если частоту выбрать чересчур низкую, то подъём уровня не будет чувствоваться, т.к. на низких частотах отдача динамика падает слишком сильно (недокомпенсировали).

Голубые линии – не оптимальная настройка фазоинвертора

Это очень тонкий момент – или фазоинвертор даст эффект, или не даст ничего, или, наоборот, испортит звучание! Частоту фазоинвертора необходимо выбирать очень точно! Но где взять эту точность в гаражно-домашней ситуации?

На самом деле, коэффициент соразмерности между частотой резонанса динамика в ящике и частотой резонанса фазоинвертора, в подавляющем большинстве реальных конструкций составляет 0,61 – 0,65, и если принять его равным 0,63, то погрешность составит не больше 5%.

Кому интересно почитать теорию рекомендую:
1. Виноградова Э.Л. «Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками», Москва, изд. Энергия, 1978
2. «Ещё о расчёте и изготовлении громкоговорителя», ж. Радио, 1984, №10
3. «Настройка фазоинверторов», ж. Радио, 1986, №8

Теперь перенесём теорию на практику – так нам ближе .

Как же измерить резонансную частоту динамика в ящике? Как известно, на резонансной частоте, «модуль полного электрического сопротивления» (Impedance) звуковой катушки возрастает. Проще говоря – сопротивление возрастает. Если для постоянного тока оно составляет, к примеру, 4 Ома, то на резонансной частоте оно вырастет до 20 — 60 Ом. Как это измерить?

Для этого, последовательно с динамиком нужно включить резистор номиналом на порядок выше собственного сопротивления динамика. Нам подойдёт резистор номиналом 100 – 1000 Ом. Кстати, измеряя напряжение на этом резисторе, мы можем оценивать «модуль полного электрического сопротивления» звуковой катушки динамика. На частотах, где сопротивление динамика будет высокое – напряжение на резисторе будет наименьшим, и наоборот. Так, а чем измерить?

Измерение импеданса динамика

Абсолютные значения нам не важны, нам нужно лишь найти максимум сопротивления (минимум напряжения на резисторе), частоты сравнительно низкие, поэтому можно воспользоваться обычным тестером (мультиметром) в режиме измерения переменного напряжения. А где взять источник звуковых частот?

Конечно, в качестве источника лучше использовать генератор звуковых частот… Но оставим это профессионалам. Проще всего создать компакт-диск с записанными треками звуковых частот, созданный в какой-либо компьютерной программе, например, CoolEdit или Adobe Audition. Даже я, имея измерительные приборы дома , создал CD на 99 треков, по несколько секунд каждый, с рядом частот от 21 до 119 Гц, с шагом 1 Гц. Очень удобно! Переключаешь треки – меняешь частоту. Частота равна номеру трека + 20. Довольно просто!

Процесс измерения резонансной частоты динамика в ящике выглядит следующим образом: «затыкаете» отверстие фазоинвертора (куском фанеры и пластилином) включаете CD на воспроизведение, устанавливаете приемлемую громкость, и, не изменяя её, «прыгаете» по трекам и находите трек, на котором напряжение на резисторе будет минимально. Всё – теперь частота вам известна.

Кстати, параллельно, измеряя резонансную частоту динамика в ящике, вы можете подобрать оптимальное количество наполнителя для вашего ящика! Постепенно добавляя количество наполнителя, смотрите изменение резонансной частоты. Находите то оптимальное количество, при котором резонансная частота будет минимальная.

Зная значение «резонансной частоты динамика в ящике с заполнителем» легко найти оптимальную резонансную частоту фазоинвертора. Просто-напросто умножьте её на 0,63. К примеру, получили резонансную частоту динамика в ящике 62 Гц – следовательно, оптимальная частота резонанса фазоинвертора будет примерно 39 Гц.

Теперь «открываем» отверстие фазоинвертора, и, изменяя длину трубы (тоннеля) или её сечение, настраиваем фазоинвертор на требуемую частоту. Как это сделать?

Да с помощью того же резистора, тестера и CD! Только нужно не забывать, что на частоте резонанса фазоинвертора, наоборот, «модуль полного электрического сопротивления» катушки динамика падает до минимума. Поэтому, искать вам нужно не минимум напряжения на резисторе, а, наоборот максимум – первый максимум, который находится ниже частоты резонанса динамика в ящике.

Конечно, частота настройки фазоинвертора будет отличаться от требуемой. И поверьте – очень сильно… Обычно, в сторону низких частот (недокомпенсация). Для повышения частоты настройки фазоинвертора нужно укорачивать тоннель, либо увеличивать площадь его поперечного сечения (диаметр). Делать это нужно понемногу, по полсантиметра…

Примерно так будет выглядеть в области нижних частот модуль полного электрического сопротивления динамика в ящике с оптимально настроенным фазоинвертором:

Вот, и вся методика. Очень просто, и в то же время, даёт довольно правильный результат.

4 года Метки: настройка фазоинвертора

Расчет фазоинвертора калькулятор

Вебинар проводи ли : Евгений Мицкевич и Сергей Туманов. Евгений Мицкевич о себе:. Увлечение звуком началось в конце х. Затем была профессия инженера-конструктора радиоаппаратуры. Приходилось проектировать различные приборы и устройства, в основном серого и защитного цвета, не связанные со звуком. Но тема Hi-Fi, и более всего акустические системы, продолжала будоражить душу и опустошать карман.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

Расчет акустического фазоинвертора

Методики расчёта фазоинвертора

Как рассчитать фазоинвертор корпус

Программа BassPort для расчета фазоинвертора сабвуфера

Акустические системы

Как лучше рассчитать фазоинвертор для акустической системы

Как рассчитать короб для сабвуфера

Расчет фазоинвертора ас на программируемом калькуляторе

Простой способ настройки акустической системы с фазоинвертором

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Первый короб своими руками / Полезный софт для расчета короба

Расчет акустического фазоинвертора

Если вас интересуют вопросы изготовления сабвуфера своими руками, наверняка Bassport будет вам полезна. Вижу ваше недоумение: а зачем нужно было создавать эту программу, если есть другие, с помощью которых можно рассчитать не только порт, но и фазоинвертор целиком? Ответ таков: все эти программы уделяют мало внимания проектированию порта, и в лучшем случае дают очень скудную информацию о воздушном потоке, а то и не дают вовсе.

Когда вы приступаете к проектированию порта, у вас неизбежно появляется вопрос: от чего отталкиваться? Каким должен быть порт по величине? Какая форма лучше? Каким должно быть расстояние от порта до противоположной стенки? Как и вы, я задавался этими же вопросами. Ответов не было ни в «бумажной» литературе, ни в Интернете.

Получалось, что велосипед как бы изобретен, но о педалях не очень позаботились, мол, они должны быть, а вы уж сами приделайте, какие захотите. На различных форумах, как наших, так и очень зарубежных, кто-то советовал порт в полплощади диффузора, кто-то рекомендовал треть, кто-то четверть, — словом, разнобой, неразбериха и отсутствие каких бы то ни было аргументов.

Если сделать порт малого диаметра, он будет шуметь, а если диаметр большой, порт становится длинным и не помещается в короб.

Где золотая середина, где кроется разумный компромисс? Чтобы понять это, я провел серию экспериментов с портами круглого и прямоугольного сечения разных форм: прямых, конических, а также напоминающих песочные часы. При этом отмечал заметность шумов на расстоянии 0. По результатам этих исследований и была создана программа Bassport название придумывал не слишком долго. Это инструмент, с помощью которого вы сможете проектировать хорошие порты, избавившись от сомнений вроде «а пойдёт ли такая площадь сечения?

Общая идея такова: шумы становятся заметными, если скорость воздушного потока на выходе порта превышает Так получалось со всеми портами, участвовавшими в экспериментах. Вот так выглядит главное окно программы. Еще есть окно помощи и окно базы данных по автозвуковым брендам, но с ними вы запросто разберетесь без моих подсказок, а мы продолжим. Как видите, интерфейс простой.

В самом верху, под заголовком окна, панель управления. В левой её части пять кнопок управления проектами: Создать, Открыть, Сохранить, Печатать, Удалить, — словом, стандартные кнопки. Последняя из кнопок носит имя Калькулятор. С её помощью можно рассчитать длину звуковой волны для нужной частоты, либо наоборот, частоту по заданной длине волны. А еще можно определить настройку фазоинвертора, если известен рабочий объем и размеры порта. Если нажмем кнопку Car Audio, мы увидим список автозвуковых брендов и даже сможем перейти на сайт выбранного производителя, разумеется, если к этому времени у вас установлено Интернет-соединение.

И наконец, крайняя справа кнопка Помощь. Прежде чем начать работать с программой, воспользуйтесь ею. Ну, это моё благое пожелание, а практика говорит о том, что нажимают ее в лучшем случае четверть пользователей. Остальное рабочее пространство главного окна разделено на две части: верхнюю и нижнюю. Нижняя часть Справа расположены серые поля, в них-то и выводятся результаты расчета.

Давайте посмотрим, что там. Первым делом замечаем, что результаты отображаются в двух столбцах: для горловины и для выхода порта. Если порт простой, то значения в обоих столбцах будут одинаковыми, а если порт сложной формы, то будут различаться. Во-вторых, все значения приведены для одного порта, даже если вы задали количество портов больше единицы. Это чтобы вы не путались и ничего не отнимали-перемножали.

Как выведено на экране, такой порт и пилим в потребном количестве. Два так два. Пять так пять. Никаких пересчетов ни в голове, ни на бумаге, ни, прости Господи, в Экселе, делать не надо. Именно такое расстояние, не меньше, должно быть от края порта до противоположной стенки внутри короба, чтобы не возникало проблем с изменением частоты настройки и с потерями в порте.

Одна из этих паразитных частот, самая низкая, называется главной, и на ней порт «подвывает» немного сильнее, чем на всех остальных.

Если вы делаете сабвуфер, то на эту частоту можно не обращать внимания, она лежит далеко за пределами рабочего диапазона частот.

А вот если проектируете домашнюю акустическую систему, то имеет смысл присмотреться. Скорее всего, главная частота органного резонанса попадёт в рабочий диапазон среднечастотного динамика, и придется принимать меры по устранению эффекта «волчьих нот». Зачем он здесь? Я и сам иногда задумываюсь над этим вопросом. Вот, собственно, и всё. Ах, да. Слева внизу видим несколько кнопок, позволяющих выбрать форму порта.

Как показала бурная повседневность, наиболее часто люди пользуются кнопками 1, 5 и 6. Поиграйте с ними самостоятельно, посмотрите, что из этого получится. Вот теперь точно всё. Теперь у вас есть хороший инструмент для проектирования портов, да еще с русскоязычным интерфейсом.

Как, еще нет? Тогда срочно найдите справа на странице заголовок «Получи Bassport», введите ваше имя и е-мейл, подтвердите подписку — и получите ссылку на скачивание. Пользуйтесь на здоровье. Она платная, но думаю, вы не будете разочарованы. Это программа. Ее основное ее назначение — расчет портов для фазоинвертора. А лично вы как — в числе большинства? Верхняя часть: тут мы вводим данные. Деталь Премиум Люкс Эксклюзив Пол 2 — слой 3 — слоя 3 — слоя Потолок 2 — слой 3 — слоя 3 — слоя Двери 3 — слой 4 — слоя 5 — слоя Арки 2 — слой 3 — слоя 4 — слоя Багажник 2 — слой 3 — слоя 3 — слоя Моторный щит 2 — слой 3 — слоя 4 — слоя Антискрип дверей Нет Да Да.

Методики расчёта фазоинвертора

Создавая онлайн калькулятор короба сабвуфера мы старались сделать его максимально простым и интуитивно понятным для пользователя, чтобы помочь вам сделать чертеж короба за максимально короткое время. Если же у вас остались вопросы по каким-либо параметрам, мы подготовили для вас данный справочный материал. Внешняя ширина короба. При выборе данного параметра стоит отталкиваться от размеров места, где будет устанавливаться готовый короб. Внешняя высота короба. Внешний размер глубины короба. Данный параметр считается автоматически, в расчете учитываются параметры: ширина короба, высота короба, общий внутренний объем, толщина материала.

Расчет короба для сабвуфера онлайн. Калькулятор для расчета корпуса сабвуфера. Сделать чертеж короба для сабвуфера по динамику, рассчитать .

Как рассчитать фазоинвертор корпус

Характеристики ящика фазоинвертора напрямую влияют на звучание динамика. В автомобильной акустике зачастую этому не уделяется должное внимание, там используют принцип — чем больше динамик в ящике, тем лучше. Фазоинвертор требует тщательной настройки, а не использования подручных материалов. Кому лень занимается подсчётами и замерами, используют закрытый ящик. Для расчёта фазоинвертора, применяют программы моделирования Bass Port , но для получения результата, нужно ввести множество параметров. И даже если вы их знаете, то часто получается большое расхождение с конечным результатом. С помощь простого метода расчёта фазоинвертора, вам не потребуется знать данные для ваших динамиков, ящиков, без сложных математических вычислений и измерительных приборов. Каждый динамик обладает резонансной частотой.

Программа BassPort для расчета фазоинвертора сабвуфера

Любители хорошего акустического звучания знают, что его качество в первую очередь зависит от передачи низкочастотной составляющей звука.

Акустические системы

Account Options Войти. Для всех. Добавить в список желаний. Данное приложение предназначено для начинающих и продвинутых любителей построения акустических систем. Вот краткий список функций по расчету коробов: -Поддержка расчетов для корпусов типа: закрытый, фазоинверторный, бандпасс 4го порядка и бандпасс 6го порядка.

Как лучше рассчитать фазоинвертор для акустической системы

Для всех, кто хотел посчитать ФИ корпус со щелевым портом, но боялся спросить. Вот такой полезный инструмент теперь есть у меня на сайте. Просто подбираете размеры корпуса и порта, чтобы получить нужные объёмы, площади и частоту настройки. Обратите внимание на нижнюю часть программы — тут выводятся готовые размеры элементов для раскроя материала. Калькулятор ТУТ.

Нажмите кнопку Поехали! и получите расчёт короба для Обычный фазоинвертор в виде трубы тоже теперь есть в калькуляторе. 5.

Как рассчитать короб для сабвуфера

Теперь вы можете самостоятельно сделать чертеж корпуса для сабвуфера, рассчитать необходимый объем в литрах, длину порта и все другие параметры, необходимые для создания эффективного короба, не путаясь в формулах и расчетах. Все понимают, что короб является незаменимой частью для правильной работы низкочастотного динамика, который рассчитан работать в определенном объеме, без него, динамик просто будет гонять воздух, при этом КПД снизится в несколько десятков раз. Без короба, из-за отсутствия необходимого демпфера, динамик очень легко вывести на превышение хода, это когда катушка начинает выходить из магнитного зазора, именно в этот момент, любой малейший перекос диффузора может привести к удару катушки о керн цилиндрический магнитопровод, расположенный по центру катушки , что приведет к сползанию обмотки. Есть конечно исключения, например как сабвуферы Free Air, которые рассчитаны работать без объема, но эффективность данных сабвуферов очень мала, рекомендуется устанавливать их только в крайнем случае.

Расчет фазоинвертора ас на программируемом калькуляторе

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Процесс расчета короба «ФИ» +3D модель

By airsound , March 25, in Мастерская. Для расчёта достаточно даже 4 параметров: ширина, высота, глубина внутреннего или внешнего объёма, толщина материала. В комментах на странице калькулятора можно предложить формулы и обсудить удобство пользования инструментом. Толщина стенок фазоинвертора заменена на количество.

Радиолюбители, занимающиеся самостоятельным изготовлением громкоговорителей-фазоинверторов далее для краткости — просто фазоинвертор , часто сталкиваются с тем, что повторенные ими конструкции не обеспечивают приведенных в описаниях технических характеристик. Происходит это из-за значительного технологического разброса параметров низкочастотных головок, поэтому каждый изготовленный громкоговоритель необходимо настроить.

Простой способ настройки акустической системы с фазоинвертором

Программа расчета акустики и сабвуферов Speaker Workshop позволяет производить расчет корпусов, фильтров; различные измерения: импеданса динамиков, АЧХ, гармоничеких искажений, пассивных компонентов конденсаторов, катушек индуктивности, резисторов ; и многое другое. Имеется описание по работе с программой на русском языке. Скачать 1,57 MB. Программа для расчета сабвуферов Фирменная продукция компании JBL. После разархивирования и инсталляции дает два модуля: для расчета корпусов сабвуферов и для расчета пассивных кроссоверов. Программа для расчета акустических систем различного типа закрытый ящик Closed Box фазоинвертор Vented Box система с пассивным радиатором Passive Radiator Box банд-пасс Bandpass Single Tuned Box Очень простая и логичная программа, работает в оболочке Microsoft Windows Excel

В автозвуке существует множество вариантов акустических оформлений коробов. Поэтому многие новички не знают, что выбрать лучше всего. Наиболее популярные виды коробов для сабвуфера — это закрытый ящик и фазоинвертор. А также существуют такие оформления, как бандпасс, четвертьволновый резонатор, фриэир и другие, но при построении систем они применяются крайне редко по разным причинам.

Фазоинвертор Hiwatt с фиксированным смещением

Многие гитарные усилители Hiwatt используют катодный повторитель для создания фиксированное смещение для фазоинвертора.

«Волшебная часть Хиватта и [причина], по которой он производит такое мощно чистый звук, есть его фазоинвертор. Имеет уклон на сетка. Это смещение предотвращает сдвиг фазоинвертора вверх или вниз, как у типичного Fender или Marshall, что приводит к раннему искажению.» ¹ — Виктор Мейсон, Mojave Amworks

Показанная схема и последующие расчеты относятся примерно к 1983 г., для нее вместо ECC83/12AX7 используется оригинальный ECC81/12AT7. Для версии 1971 года историк Hiwatt Марк Хасс измеряет указанные здесь напряжения. ²

Цепь постоянного тока

В условиях постоянного тока все конденсаторы представляют собой разомкнутые цепи, что значительно упрощает схему.

Напряжения питания пластин были измерены Марком Хассом. ³ Предполагая, что сетка катодного повторителя не потребляет ток, его напряжение относительно земли равно

(388В)(220кОм) / (220кОм + 1МОм) = 70В.

Новый! Электроника гитарного усилителя: Fender Deluxe — от передней панели телевизора до узкой панели, от коричневой до черной реверберации

Между пластиной и питанием пластины нет сопротивления, но 220кОм лежит между катодом и землей. Красная линия нагрузки, показанная здесь, соединяет напряжение питания пластины 388 В (нижняя правая конечная точка). при 388 В / 220 кОм = 1,76 мА (верхняя левая конечная точка).

Синяя точка отмечает предполагаемую рабочую точку постоянного тока для среднего 12AX7. и идеальные компоненты. Напряжение сетка-катод составляет -3,4 В. Таким образом, катод-земля составляет 73,4 В. а ток пластины (ось Y) равен

73,4 В / 220 кОм = 0,33 мА

Напряжение от пластины к катоду (ось X) равно

388В — 73В = 315В

Выход 73В задает постоянное напряжение на сетках триодов, образующих фазоинвертор с длинной парой. Согласно Калькулятор катодного повторителя, с катодным резистором 220 кОм выходное сопротивление составляет всего 617 Ом.

Таким образом, катодный повторитель действует как хорошо регулируемое напряжение. источник для создания фиксированного смещения сетки постоянного тока для LTP.

Электроника гитарного усилителя: основная теория — освоить основы проектирования предусилителя, усилителя мощности и блока питания.

Предполагая, что сети LTP не потребляют ток, напряжения на 100 кОм и подключенные к ним резисторы номиналом 1 МОм равны нулю, поэтому напряжение в сети составляет 73 В. Отвод 16 Ом вторичной обмотки выходного трансформатора имеет незначительное значение. Сопротивление постоянному току, поэтому оно находится на земле постоянного тока, подключив резистор обратной связи 10 кОм параллельно 2,2 кОм хвостовой резистор для эффективное сопротивление 1,8 кОм. Он включен последовательно с катодным резистором 22 кОм RK2 для эффективного сопротивление 23,8 кОм между катодами и землей. Таким образом, эта схема создает одинаковые рабочие точки постоянного тока для триодов.

Хвостовое сопротивление 23,8 кОм несет постоянный ток пластины двух ламп, поэтому, если мы удвоим его значение до 47,6 кОм и используем среднее значение номинал резистора пластинчатой нагрузки 87 кОм, эквивалентная цепь постоянного тока для одного триода выглядит так.

Согласно закону Ома, если бы пластина-катод могла напряжение должно быть 100 В, тогда ток пластины будет

(496 В — 100 В) / (87 кОм + 48 кОм) = 2,93 мА

Верхняя левая конечная точка на красной линии нагрузки постоянного тока, показанная ниже, представляет 100В, 2,93 мА. Конечная точка в правом нижнем углу — это напряжение питания пластины 496 В. и нулевой ток пластины.

Давайте рассмотрим 3 различных возможных значения смещения сетки постоянного тока LTP. Для напряжения сети-земли 73 В, если напряжение между сеткой и катодом равно -1,5 В, то напряжение на катоде равно 74,5 В. а пластинчатый ток

74,5 В / 48 кОм = 1,55 мА

Если напряжение между сеткой и катодом равно -2 В, то напряжение на катоде равно 75 В. а пластинчатый ток

75 В / 48 кОм = 1,56 мА

Если напряжение между сеткой и катодом равно -2,5 В, то напряжение на катоде равно 75,5 В. а пластинчатый ток

75,5 В / 48 кОм = 1,57 мА

Эти точки соединены двумя показанными сегментами синей линии. Кажется, что они пересекают линию нагрузки при постоянном напряжении между сеткой и катодом -2,1 В, постоянный ток анода 1,56 мА и напряжение между пластиной и катодом 285 В.

Основы проектирования систем гитарных усилителей — спроектируйте свой усилитель, используя структурированную профессиональную методологию.

Отрицательный отзыв — низкие частоты

При частоте 100 Гц реактивное сопротивление конденсатора 0,1 мкФ составляет 16 кОм. Для меньших конденсаторов она пропорционально выше. Например, конденсатор емкостью 0,01 мкФ имеет реактивное сопротивление 160 кОм при частоте 100 Гц. Основываясь на этих значениях, для низких частот схема контроля присутствия и схема формирования тона на катодах LTP может быть удалена не влияя на реакцию переменного тока. Катодный повторитель, который обеспечивает 73 В постоянного тока, имеет очень низкий выходной импеданс, поэтому его выход практически заземлен для сигналов переменного тока.

Согласно калькулятору коэффициента усиления предусилителя и выходного импеданса, традиционный каскад усиления напряжения 12AX7 имеет усиление по напряжению без нагрузки 58 (35 дБ) для среднего значения резистора пластинчатой нагрузки 87 кОм и полностью зашунтированный катодный резистор. Для LTP мы ожидаем около половины: 29. Это усиление напряжения без нагрузки от входа LTP до выхода LTP без отрицательной обратной связи.

LTP управляет нагрузкой переменного тока 220 кОм, создаваемой каждым усилителем мощности. резистор утечки сетки. Выходное сопротивление около 36 кОм. так что при нагрузке усиление уменьшается в раз

220 кОм / (220 кОм + 36 кОм) = 0,86

Таким образом, коэффициент усиления напряжения на нагрузке от входа LTP к выходу LTP равен

(0,86)(29) = 25 (28 дБ)

Предположим, что усилитель мощности создает среднеквадратичную мощность 50 Вт на динамике. и что его силовые лампы EL34 смещены при -36 В. Согласно калькулятору отрицательной обратной связи LTP, резистор обратной связи 10 кОм от вторичного отвода 16 Ом создает усиление с обратной связью, которое составляет 17 процентов от усиления без обратной связи.

Таким образом, отрицательная обратная связь снижает усиление, измеренное по входной сетке LTP. к динамику, на 15 дБ для низких частот.

Согласно калькулятору конденсатора связи, очень небольшое затухание басов, создаваемое Значение конденсатора связи 0,047 мкФ на переднем конце LTP.

Электроника гитарного усилителя: моделирование цепей — узнайте, работает ли ваша конструкция, измеряя производительность в каждой точке усилителя.

Отрицательная обратная связь — высокие частоты

На высоких частотах наличие контура и некоторых дополнительных формирующих тон схема вступает в игру.

Когда стеклоочиститель поворачивается влево (управление полностью против часовой стрелки), между ним и цепью обратной связи 100кОм, который имеет гораздо более низкие импедансы, поэтому резистор 470 Ом, подключенный к дворнику, не влияет на обратную связь. Резистор объединяется с конденсатором 1000 пФ слева от него, с другой стороны, чтобы сформировать фильтр нижних частот, который ослабляет высокие частоты.

Когда стеклоочиститель полностью сдвинут вправо, 100кОм между конденсатором и стеклоочистителем устраняет это тройной срез. Резистор 470 Ом теперь образует фильтр нижних частот с Конденсатор 0,1 мкФ справа от него, который ослабляет высокие частоты для сигнала отрицательной обратной связи. Это создает усиление высоких частот. Таким образом, система контроля присутствия Hiwatt может создавать как высокие частоты, и усиление высоких частот, в зависимости от положения регулятора.

Справа от регулятора присутствия находится резистор 470 Ом и Конденсатор 0,01 мкФ последовательно. Они образуют шунтирующий импеданс для фиксированного ФНЧ. для сигнала обратной связи, тем самым уменьшая отрицательную обратную связь для высоких частот. Это фиксированное усиление высоких частот сочетается с регулятором присутствия. регулируемое усиление высоких частот для создания управляющей динамики чего хотел добиться основатель Hiwatt Дэйв Ривз.

Ссылки

¹ Дэйв Хантер, Amped , (Миннеаполис: Voyageur Press, 2012), с. 153.

² Личная переписка с Марком Хассом, октябрь 2022 г.

³ Марк Хасс, «Мой DR504OL.» Доступно по адресу https://hiwatt.org/tech3.html (по состоянию на 9 апреля 2020 г.)

⁴ Richard Kuehnel, Электроника гитарного усилителя: основная теория , (Сиэтл: Amp Books, 2018), стр. 142–153.

Разработка для глобальной отрицательной обратной связи

Разработка для глобальной отрицательной обратной связи

Общий

Общая отрицательная обратная связь относится к «обратной связи» небольшого количества сигнала от более поздней части схемы к более ранней части, обычно от ответвления выходного трансформатора обратно к фазоинвертору. Использование глобальной отрицательной обратной связи делает несколько вещей: она сглаживает и расширяет частотную характеристику, уменьшает искажения, возникающие в каскадах, охватываемых петлей обратной связи, и уменьшает эффективное выходное сопротивление усилителя, что увеличивает коэффициент демпфирования, создавая «жесткий» тон.
Хотя это может показаться отличной идеей, она не лишена недостатков для целей гитарного усиления. Все это так или иначе влияет на звук. Отрицательная обратная связь может сделать звук усилителя более «твердотельным», уменьшая взаимодействие между динамиками и усилителем. Это также может сделать переход от чистого сигнала к дисторшну более резким, поскольку петля отрицательной обратной связи выходит из строя, когда недостаточно усиления прямой петли для поддержания петли, что происходит, когда выход достигает ограничения. Использовать ли обратную связь или нет — вопрос субъективный, оставляемый на усмотрение дизайнера. Процесс проектирования относительно прост.

Как это работает

Величина возвращаемого напряжения определяет величину снижения усиления и степень уменьшения искажений, а также эффективное выходное сопротивление. Чем больше обратное напряжение, тем меньше искажения, ниже эффективное выходное сопротивление, выше коэффициент демпфирования и ниже коэффициент усиления каскадов, включенных в контур обратной связи.
Обычно в гитарном усилителе используется где-то 6-10 дБ обратной связи. Например, если у вас есть обратная связь 6 дБ, и для ограничения выходного сигнала требуется 2 В на входе фазоинвертора, если вы уберете обратную связь, для достижения ограничения на выходе потребуется всего 1 В на входе фазоинвертора. Другими словами, происходит снижение коэффициента усиления по напряжению на 6 дБ, или в два раза, на каскадах, замкнутых петлей обратной связи. Это достигается за счет возврата определенного процента выходного напряжения в более раннюю точку схемы, фазоинвертор. Как упоминалось ранее, чем больше напряжение возвращается, тем больше снижается коэффициент усиления по напряжению. Однако существует опасность использования слишком большой общей отрицательной обратной связи, поскольку усилитель может колебаться из-за фазовых сдвигов в трансформаторе и других цепях. Величина обратной связи также определяет величину диапазона контроля присутствия, поскольку она ослабляет возвращаемое обратно напряжение на более высоких частотах, что, в свою очередь, усиливает эти частоты на выходе.
Резистор последовательной обратной связи в сочетании с резистором на землю определяет количество возвращаемого напряжения. Если вы хотите вернуть большее напряжение, вы можете уменьшить последовательный резистор или увеличить шунтирующий резистор, или использовать отвод с более высоким импедансом на выходном трансформаторе.
Фактические номиналы резисторов, используемых в аттенюаторе обратной связи, не так важны, поскольку их соотношение определяет величину обратной связи. Величина шунтирующего резистора обычно определяется требованиями к конструкции фазоинвертора, а размер последовательного резистора затем подбирается в соответствии с желаемой величиной обратной связи с учетом доступного напряжения на выходе. Обратите внимание, что Marshall обычно использует аттенюатор 100K/5K, а Fender использует аттенюатор 820ohms/100ohms. Вы можете получить такое же затухание от пары 10K/500Ом, как и от пары 100K/5K. Кроме того, если вы используете аттенюатор 100K/5K, подключенный к ответвлению 16 Ом, вы получите примерно такое же количество обратной связи, если вы используете аттенюатор 47K/5K, работающий от ответвления 4 Ом. 2/R. Если у вас есть 100 Вт на 16 Ом, напряжение V = sqrt (100 * 16) = 40 В RMS. Если у вас есть 100 Вт на 8 Ом, напряжение V = sqrt (100 * 8) = 28,28 В RMS. Если у вас 100 Вт на 4 Ом, напряжение V = sqrt (100 * 4) = 20 В RMS.
При разработке усилителя с нуля на самом деле не имеет значения, какой ответвитель трансформатора вы используете. То, что вы пытаетесь сделать, это получить определенное количество отрицательной обратной связи, которая определяется соотношением двух резисторов обратной связи (резистор последовательной обратной связи от выхода и резистор шунтовой обратной связи, который идет на землю, которые образуют аттенюатор). Ответвитель просто определяет начальную величину напряжения, подаваемого на цепь обратной связи, которая затем регулируется для достижения желаемого уровня ослабления сигнала или отрицательной обратной связи.

Процесс проектирования

Ниже приведена схема типичного выходного каскада усилителя:

Хотя на первый взгляд эта схема выглядит сложной, ее можно разбить на простую блок-схему неинвертирующего усилителя с обратной связью, как показано ниже:

Блок с меткой «A» представляет собой прямой путь усиления без обратной связи. Это коэффициент усиления выходного каскада, если петля обратной связи удалена, т.е. если Rf отключен. Rf и Ri — резисторы последовательной и шунтирующей обратной связи соответственно. Ri — это значение потенциометра контроля присутствия на приведенной выше схеме, или 5K. Rf — резистор обратной связи серии 100K. Ro — внутреннее выходное сопротивление усилителя.
Можно показать ¹, что уравнение для коэффициента усиления замкнутого контура этого усилителя:
Acl = A*(Ri+Rf) / (Ri + Rf + Ro + Ri*A)
, которое упрощается до следующего уравнения, если выходное сопротивление Ro очень мало по сравнению со значениями сопротивления обратной связи, как это обычно бывает в гитарных усилителях:
Acl = A / (1 + A* Ri / (Ri + Rf))

Расчет коэффициента усиления замкнутого контура и коэффициента обратной связи

Сначала вы должны рассчитать (или измерить) прямое усиление без обратной связи для той части выходного каскада, где должна применяться обратная связь. Например, в «стандартной» конфигурации усилителя типа Маршалла, как показано выше, вход подается на первый вход фазоинвертора, а обратная связь подается на второй вход. Отводы первичной обмотки выходного трансформатора расположены так, что выходное напряжение находится в фазе с первым входом. Это означает, что напряжение обратной связи будет вычитаться из общего усиления, если оно будет добавлено ко второму входу, создавая отрицательную обратную связь, что нам и нужно. Если отводы первичной обмотки трансформатора перепутаны, обратная связь будет положительной, что приведет к неконтролируемым колебаниям.
Для схемы, показанной выше, прямое усиление G на выходе 16 Ом при нагрузке 16 Ом составляет около 41, в зависимости от напряжения пластины, выходного трансформатора, ламп и т. д.
Во-вторых, необходимо рассчитать коэффициент обратной связи. Для схемы, показанной выше, коэффициент обратной связи равен:
.
Н = 5К/(100К + 5К) = 0,048
Теперь усиление обратной связи можно рассчитать по формуле усиления:
Acl = 41/(1 + 41 * 0,048) = 13,8
Это соответствует уменьшению усиления на 13,8/41 = 0,337 или в дБ: 20*log(41/13,8) = -9,5 дБ.

Расчет требуемого значения резистора обратной связи для заданного коэффициента обратной связи

Этот процесс можно использовать в обратном порядке, чтобы определить требуемое значение резистора обратной связи для данного количества отрицательной обратной связи.
Например, если требуется отрицательная обратная связь -6 дБ и для Ri используется резистор 5K (или потенциометр присутствия), значение резистора обратной связи можно определить, перестроив уравнение усиления с обратной связью следующим образом:
Rf = -Ri* (Acl + Acl* G — G) / (Acl — G)
Во-первых, требуемое усиление замкнутого контура, Acl, определяется требуемым значением обратной связи -6 дБ следующим образом:
Acl = log ^-1 (-6 дБ/20) * G = 0,5 * 41 = 20,5
Примечание: уравнение дБ = 20 * log (V1/V2) было изменено для решения (V1/V2) в этом примере. Таким образом, (V1/V2) = log ^-1 (дБ/20). Это, умноженное на усиление без обратной связи, дает требуемое усиление с обратной связью для желаемой величины обратной связи в дБ.
Далее Rf рассчитывается следующим образом:
Rf = -5К * (20,5 + 20,5 * 41 — 41)/(20,5 — 41) = 200К
Новый коэффициент обратной связи H:
Н = 5К/(200К + 5К) = 0,024

Использование отвода с другим сопротивлением на выходном трансформаторе

В приведенной выше конструкции предполагалось, что напряжение обратной связи берется с отвода 16 Ом. Что, если обратная связь переместится на отвод 4 Ом? Каким будет результирующий коэффициент обратной связи и как его можно вернуть к исходному желательному коэффициенту обратной связи -6 дБ?
Поскольку напряжение отвода зависит от квадратного корня из импеданса отвода (как объяснялось выше), для входа 1 В на фазоинвертор, что приводит к выходному напряжению 15,5 В на отводе 16 Ом, выходное напряжение на отводе 4 Ом будет 7,75 В, как показано в уравнении ниже:
В (4 Ом) = В (16 Ом) * sqrt (4/16) = 20,5 В * sqrt (0,25) = 20,5 В * 0,5 = 10,25 вольт.
Поскольку выход по-прежнему берется с ответвления 16 Ом, но обратная связь была перемещена на ответвление 4 Ом, усиление без обратной связи остается прежним, равным 31. Однако коэффициент обратной связи теперь ослабляется в два раза. , потому что величина напряжения, подаваемого обратно через аттенюатор, теперь составляет половину исходного значения, когда обратная связь была снята с ответвления 16 Ом.
Новый коэффициент обратной связи H выглядит следующим образом:
Н = h3 * 5К / (5К + 200К) = 0,012
где h3 = 7,75/15,5 = 0,5
Новое усиление с обратной связью (к выходному отводу 16 Ом) будет:
Acl = 41/(1 + 41 * 0,012) = 27,5
Это соответствует уменьшению усиления на 27,5/41 = 0,67 или в дБ: 20*log(27,5/41) = -3,5 дБ.
Чтобы вернуть коэффициент обратной связи обратно к -6 дБ, необходимо пересчитать последовательный резистор обратной связи, чтобы компенсировать затухание, равное двум. Если исходное уравнение усиления с обратной связью изменить, чтобы включить новый коэффициент затухания, h3, новое уравнение для усиления с обратной связью будет:
Acl = G / (1 + G * h3 * Ri / (Ri + Rf))
Таким образом, новое значение Rf для достижения исходного желаемого значения Acl, равного 20,5, можно рассчитать следующим образом:

Rf = -Ri* (Acl + Acl*G*h3 — G) / (Acl — G)
так
Rf = -5К* (20,5 + 20,5* 41*0,5 — 41) / (20,5 — 41) = 97,5К
Другой способ взглянуть на это состоит в том, что требуемое напряжение в точке суммирования обратной связи должно остаться прежним, но на входе делителя присутствует только половина исходного напряжения. Новое значение Rf можно рассчитать, определив исходное напряжение и результирующий ток через резистор обратной связи и рассчитав новое значение резистора обратной связи, вычитая суммирующее напряжение из нового входного напряжения и разделив его на требуемый ток.
Например, если изначально было 20,5 В, напряжение в точке суммирования составляет 20,5*5K/(5K+200K) = 0,317В. Это приводит к току 20,5 В-0,317 В / 200 К = 100 мкА. Новое напряжение составляет 10,25 В, поэтому требуемый резистор рассчитывается как 10,25–0,5 В/100 мкА = 97,5 кОм.

Входное сопротивление

Используя формулу для входного импеданса вместе с первоначально рассчитанным значением 13,8 и предполагая, что резистор сетки Rg равен 1 Мэг, резистор обратной связи Rf равен 100 кОм, а входной резистор Ri равен 5 кОм, входное сопротивление будет равно :
Zin = Rg / (1V — Acl*Ri/(Ri+Rf))
= 1 Мэг/(1В- 13,8*5K/(5K+100K)
= 2,9 Мэг

Эффективное выходное сопротивление

Используя формулу для выходного импеданса вместе с первоначально рассчитанным коэффициентом усиления без обратной связи, равным 41, и предполагая, что сопротивление обратной связи Rf равно 100 кОм, входное сопротивление Ri равно 5 кОм, а внутреннее выходное сопротивление равно 16 Ом, эффективный выходной импеданс с обратной связью будет: 90 181
Zout = ((Ri + Rf) * Ro) / (Ri + Rf + Ro + Ri*A)
        = (5K + 100K) * 16 / (5K + 100K + 16 + 5K*41)
        = 5,2 Ом
Влияние изменений импеданса нагрузки
Обратите внимание, что в ламповом усилителе импеданс нагрузки сильно влияет на усиление без обратной связи, потому что внутреннее сопротивление пластины типичных пентодов очень велико, поэтому эффективное выходное сопротивление будет довольно большим, если у вас не подключена нагрузка. . Импеданс, видимый на выходе, будет равен эффективному сопротивлению пластин ламп, деленному на отношение импедансов ламп. Когда нагрузка подключена, она отражает импеданс, равный его значению, умноженному на коэффициент импеданса трансформатора. Это означает, что эффективный внутренний выходной импеданс равен выходной нагрузке параллельно сопротивлению трубной пластины, отраженному на вторичной обмотке. Оно все еще достаточно близко к сопротивлению нагрузки, потому что сопротивление обкладки типичного пентода довольно велико.
Все это означает, что коэффициент усиления без обратной связи изменится, когда к одному и тому же отводу будет подключено другое полное сопротивление нагрузки. Это изменение коэффициента усиления без обратной связи изменяет эффективное выходное сопротивление и общее усиление усилителя с обратной связью.
Например, в приведенном выше примере коэффициент усиления без обратной связи на отводе 16 Ом с нагрузкой 16 Ом равен 41. Это приводит к коэффициенту усиления с обратной связью 13,8 и эффективному внутреннему выходному сопротивлению 5,2 Ом. Дополнительное затухание из-за сопротивления нагрузки отсутствует, поскольку оно фигурирует во внутреннем выходном сопротивлении и коэффициенте усиления без обратной связи. В этот момент он фактически находится «внутри» блока усилителя.
Теперь, если отвод трансформатора не меняется, а нагрузка 8 Ом подключена к отводу 16 Ом, усиление без обратной связи упадет примерно до 21. Это приведет к новому усилению с обратной связью:
Acl = 21/(1 + 21 * 0,048) = 10,5
и новый эффективный выходной импеданс:
Zout = ((Ri + Rf) * Ro) / (Ri + Rf + Ro + Ri*A)
        = (5K + 100K) * 8 / (5K + 100K + 8 + 5K*21)
        = 4 Ом
Опять же, дополнительного затухания нет, поскольку оно учитывается при изменении коэффициента усиления без обратной связи.
Обратите внимание, что коэффициент обратной связи не меняется, но изменение усиления в замкнутом контуре связано с изменением усиления в разомкнутом контуре, которое изначально было довольно небольшим.

Выводы
Фактические измеренные значения будут немного отличаться, если не учитывать выходное сопротивление внутреннего усилителя Ro. Это можно компенсировать, просто немного изменив значение резистора обратной связи по сравнению с расчетным значением, чтобы добиться желаемого снижения усиления. В случае гитарного усилителя выходное сопротивление обычно очень мало по сравнению со значениями резистора обратной связи, поэтому им можно пренебречь.
Для тестирования и проверки расчетов обратной связи и окончательного проекта. строится усилитель и на вход фазоинвертора подается известное входное напряжение, например, 1В размах. Измеряется выходное напряжение с резистором обратной связи как в цепи, так и вне ее, что дает коэффициент усиления по напряжению без обратной связи и обратной связи, который затем можно сравнить с расчетными значениями.

Приложение A. Математика неинвертирующего усилителя с глобальной обратной связью:
¹ Принципы обратной связи и анализ цепей
Чтобы проанализировать схему и определить уравнения для расчета коэффициента усиления, входного и выходного импеданса и частотной характеристики, сначала необходимо преобразовать схему в форму блок-схемы. Базовая блок-схема верхнего уровня приведенной выше схемы показана ниже:
Ri — входное сопротивление, Rf — сопротивление обратной связи, а Ro — внутреннее выходное сопротивление используемого усилительного каскада. Блок, обозначенный буквой «А», представляет коэффициент усиления используемого усилителя без обратной связи.
Этот блок верхнего уровня должен быть преобразован в полную блок-схему, детализирующую всю систему обратной связи. Это делается путем получения уравнений для прямых путей и путей обратной связи блока верхнего уровня и определения общей передаточной функции системы.
Во-первых, система разбивается на отдельные тракты прямого усиления и ослабления обратной связи. Неинвертирующий усилитель проще инвертирующего усилителя тем, что имеет только один прямой путь.
Прямой путь:
Прямой тракт имеет элемент усиления A, который усиливает разность или напряжение ошибки между входом и ослабленным трактом обратной связи для создания напряжения на выходе усилителя A, поэтому передаточная функция этого блока будет просто :
Г = А
Путь обратной связи:
Существует один отдельный путь ослабления обратной связи, но выходной сигнал берется из соединения двух аттенюаторов на этом пути. Первый аттенюатор идет от выхода усилителя А к соединению Ri, Rf и инвертирующего входа усилителя А. Эта передаточная функция может быть получена с использованием правила делителя напряжения следующим образом:
Ve = Vo*(Ri + Rf)/(Ri+ Rf + Ro)
поэтому передаточная функция этого блока будет:
h2 = Ve1/Vi = (Ri + Rf) / (Ri + Rf + Ro)
(Примечание: Ve1 — составляющая напряжения ошибки на инвертирующем входе усилителя A. )
Второй путь затухания проходит от Vout к соединению Ri, Rf и входу усилителя A. Эта передаточная функция также может быть получена с помощью правила делителя напряжения следующим образом:
Ve2 = Vo * Ri/(Ri + Rf)
, поэтому передаточная функция этого блока будет:
h3 = Ve2/Vo = Ri / (Ri + Rf)
В качестве проверки комбинированная передаточная функция пути обратной связи должна быть равна h2*h3, или
H = (Ri+Rf)/(Ri+Rf+Ro) * Ri/(Ri+Rf) = Ri/(Ri+Rf+Ro)
Это дает правильное затухание от выхода блока усиления к инвертирующему входу, так что это правильно.
Завершенная блок-схема:
Завершенная блок-схема, показывающая все прямые и обратные пути, показана ниже.

Где:
G   = A
h2 = (Ri + Rf) / (Ri + Rf + Ro)
h3 = Ri / (Ri + Rf)
Теперь, когда общая блок-схема завершена, можно вывести уравнения усиления и общую передаточную функцию для системы. Обратите внимание на маркировку критических узлов: R — входной сигнал, C — выходной сигнал, E — сигнал ошибки и D — выходной сигнал усилителя. Для того чтобы вывести уравнения выхода и уравнения импеданса, необходимо также определить эти уравнения промежуточных точек. Выводы следующие:
E = R — D* (h2*h3)
D = E * G
    = [R — D*(h2*h3] * G
    = R*G — D*h2*h3*G
или же
Д = К*Г/(1+ч2*ч3*Г)
Передаточная функция выхода, C, тогда:
C = D*h2
    = R*G*h2/(1+h2*h3*G)
Замена G, h2 и h3:
C = (R* A*(Ri + Rf) / (Ri + Rf + Ro)) / ((1 + (Ri + Rf) / (Ri + Rf + Ro) * (Ri / (Ri + Rf)) *Г))
упрощение:
C = R* A*(Ri+Rf) / (Ri + Rf + Ro + Ri*A)
Это окончательное уравнение для выходного напряжения C при заданном входном напряжении R.
Передаточная функция для этого усилителя (Vout/Vin) — C/R, или:
Vout/Vin = C/R = A*(Ri+Rf) / (Ri + Rf + Ro + Ri*A)
, поэтому коэффициент усиления замкнутого контура:
.
Acl = A*(Ri+Rf) / (Ri + Rf + Ro + Ri*A)
Если Ro, внутреннее выходное сопротивление усилителя, достаточно мало по сравнению с сопротивлением обратной связи и сопротивлением нагрузки, его можно не учитывать для упрощения расчетов без слишком больших ошибок. Затем передаточную функцию этой схемы можно описать с помощью стандартных формул обратной связи следующим образом:
Vвых/Vin = G / (1+GH)
где G = коэффициент усиления усилителя в прямом направлении
          H = коэффициент обратной связи
На приведенной выше блок-схеме, если Ro равно нулю, коэффициент обратной связи представляет собой ослабление резисторов делителя обратной связи, или:
H = Ri / (Ri + Rf)
Это упрощается до следующего уравнения:
        Acl = G/(1+GH)
или:
Acl = A / (1 + A* Ri / (Ri + Rf))
, который можно переписать как:
Acl = A* (Ri+Rf). / (Ri + Rf + Ri * A)
, что можно рассматривать как тот же результат, если Ro заменить нулем в исходной формуле усиления с обратной связью.
Ниже представлена блок-схема новой упрощенной передаточной функции:

Входное сопротивление:
Входной импеданс можно определить по блок-схеме верхнего уровня, показанной ниже, и исходной принципиальной схеме выходного каскада, показанной выше:
Поскольку неинвертирующий вход в идеале не потребляет ток, входное сопротивление идеального усилителя практически бесконечно. В случае реального фазоинвертора, используемого в гитарном усилителе, как показано выше, входное сопротивление зависит от количества используемой обратной связи и размера резистора входной сетки Rg. Напряжение на вершине резистора сетки является входным напряжением, а напряжение внизу резистора сетки является напряжением ошибки в точке делителя обратной связи. Следовательно, ток, протекающий через резистор сетки, представляет собой разницу между этими двумя напряжениями, деленную на сопротивление сетки. Входной импеданс можно определить, приняв входной тестовый сигнал 1 В и разделив этот 1 В на расчетный ток.

Zin = 1В/Iin = 1В/((1V-E)/Rg)) = Rg/(1V — E)
Где E — результирующее напряжение на инвертирующем входе усилителя A при подаче на вход тестового сигнала 1 В, которое рассчитывается следующим образом:
E = Vout * Ri/(Ri + Rf) = Acl*Ri / (Ri+Rf)
Следовательно, входное сопротивление будет:
Zin = Rg / (1V — Acl*Ri/(Ri+Rf))
Можно показать, что если коэффициент усиления без обратной связи бесконечен, входное сопротивление также будет стремиться к бесконечности, потому что коэффициент усиления замкнутого контура будет равен (1 + Rf/Ri), что приведет к делению на ноль в приведенное выше уравнение входного импеданса, указывающее Zin бесконечности.
Выходное сопротивление:
Выходное сопротивление можно определить из приведенных выше производных уравнений и исходной блок-схемы верхнего уровня.
Для определения выходного импеданса вход должен быть заземлен, а на выход подано тестовое напряжение 1 В. Результирующий ток рассчитывается, а выходное сопротивление равно испытательному входному напряжению 1 вольт, деленному на этот ток. Глядя на блок-схему верхнего уровня, поток тока, возникающий в результате этого тестового входа 1 В, будет разделен на два пути, как показано ниже:
Первый ток I1 будет равен:
I1 = (1В — Е) / Rf
Где E — результирующее напряжение на инвертирующем входе усилителя A при подаче тестового сигнала 1 В на выход, которое рассчитывается следующим образом:
E = 1 В * Ri/(Ri + Rf)
Второй ток I2 будет равен:
I2 = (1В — E*(-A))/Ro = (1В + E*A)/Ro
Общий ток I будет суммой I1 и I2, как показано ниже:
Я = И1 + И2
или
I = (1В — E) / Rf + (1В + E*A)/Ro
Результирующее выходное сопротивление будет:

Zвых = 1В/I
        = 1В / [(1В — E) / Rf + (1В + E*A)/Ro]
заменив E и упростив:
Zout = ((Ri + Rf) * Ro) / (Ri + Rf + Ro + Ri*A)
, если Ro можно игнорировать и принять за ноль, уравнение упрощается до:
Zвых = 0
Сводка:
При разработке однокаскадного усилителя с отрицательной обратной связью используются три основных уравнения: уравнение усиления, уравнение входного импеданса и уравнение выходного импеданса.