Μελέτη και κατασκευή ζεύγους ηχείων δύο δρόμων με καμπίνα από συνθετικό υλικό τύπου Plexiglass.

Abstract

Αντικείμενα της παρούσας εργασίας αποτελούν η μελέτη της σχετικής με την λειτουργία και τον σχεδιασμό ηχείων θεωρίας, η κατασκευή βάσει αυτής ενός stereo συστήματος δύο δρόμων με καμπίνα bass - reflex από συνθετικό υλικό τύπου plexiglass και τέλος, η μέτρηση και αξιολόγηση του τελικού προϊόντος. Η αρχική μελέτη εκπονήθηκε με βασικό στόχο την βαθύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας ενός ολοκληρωμένου συστήματος ηχείου, καθώς και της επιρροής των διάφορων εμπλεκομένων με αυτή φυσικών φαινομένων, στην απόδοση του συστήματος. Αφορά δε κατά κύριο λόγο την εξέταση διάφορων μεθόδων οι οποίες, βάσει συγκεκριμένων μαθηματικών σχέσεων ή ειδικού λογισμικού εξομοίωσης, δύνανται να οδηγήσουν με σχετική ακρίβεια στην πρόβλεψη της συμπεριφοράς ενός συστήματος πριν αυτό κατασκευαστεί, επιτρέποντας κατ' αυτό τον τρόπο την κατάλληλη -εάν κριθεί απαραίτητο- προσαρμογή του σχεδιασμού, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η βέλτιστη δυνατή απόδοση. Κατά τον σχεδιασμό και την κατασκευή των ηχείων, λαμβάνοντας υπόψιν τα στοιχεία που προέκυψαν από την μελέτη που προηγήθηκε, εφαρμόστηκε η σχετική θεωρία έτσι ώστε η απόδοση του ηχείου να είναι όσο το δυνατόν ομαλότερη. Παραδείγματος χάρη, η καμπίνα σχεδιάστηκε με συγκεκριμένες διαστάσεις έτσι ώστε να περιοριστούν τα στάσιμα κύματα στο εσωτερικό αυτής, ενώ κατασκευάστηκαν και κυκλώματα εξασθενητών προκειμένου να εξισορροπηθεί η αποδοτικότητα των οδηγών οι οποίοι χρησιμοποιούνται στα ηχεία. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας εξειδικευμένο λογισμικό (MLSSA, ARTA) και τεχνικές, τόσο για την συλλογή δεδομένων όσο και για την επεξεργασία αυτών, προκειμένου να προσδιοριστούν και αξιολογηθούν η συχνοτική και πολική απόκριση, καθώς και η εμπέδηση του τελικού προϊόντος.

The main objectives of this thesis are the study of the theory covering the concepts of loudspeaker operation and design, the construction -according to the respective theory- of a stereo 2-way loudspeaker system, based on a bass - reflex cabinet made out of synthetic material (plexiglass) and, finally, the measurement and evaluation of the final product. This initial study aimed at a deeper understanding of the way a loudspeaker system works and, additionally, the performance impact of the various physical phenomena involved in its operation. It mainly concerns the examination of various methods which, by being based on certain mathematical formulae and specialized simulation software, can lead to quite accurate predictions of the final product's behavior prior to its construction, thus allowing the design to be adjusted if necessary, in order to achieve optimal performance. During the designing and construction procedures, and while taking into account any data derived from the study conducted earlier, known theoretical concepts were applied so that the final product's performance would be the best possible. For example, the enclosure was based on specific dimensions so interior standing wave patterns could be reduced, and driver attenuator circuits were designed and installed in order to equalize the output of the drivers used in the system. The measurements had been carried out by using specialized software (MLSSA, ARTA) and techniques for data collection and processing, so that the frequency response, directivity and system impedance of the final product could be determined and evaluated.