الأربعاء 22 نوفمبر 2017
  • RSS
  • Delicious
  • Digg
  • Facebook
  • Twitter
  • Linkedin
عرب كول » تكنولوجيا الصوتيات » عناصر المُرشِّح الصوتي الميكانيكي
Share Button
شات صوتي

عناصر المُرشِّح الصوتي الميكانيكي

عناصر المُرشِّح الصوتي الميكانيكي :تتكون عناصر الدائرة الكهربائية الخطية ذات المكون الإلكتروني الفعَّال من مستحثات ومواسعات ومقاومات والتي لها خواص المحاثة، والمرانية (سعة كهربية عكسية) والمقاومة على التوالي. أما النظائر الميكانيكية لهذه الخواص فهي على التوالي: الكتلة والصلابة والتخميد. في معظم تصميمات المُرشِّحات الإلكترونية، لا يتم استخدام سوى عنصري المستحث والمواسع في جسم التصميم (على الرغم من أن المُرشِّح يمكن أن ينتهي بمقاومات عند الإدخال والإخراج). ولا توجد المقاومات في المُرشِّح النظري الذي يتألف من عناصرٍ مثالية، بينما تظهر فقط في التصميمات العملية ك عناصرٍ طفيلية غير مرغوب فيها، وكذلك من الممكن أن يتألف المُرشِّح الميكانيكي بشكلٍ مثالي فقط من مكونات ذات خواص الكتلة والصلابة، ولكن عمليًا توجد بعض خواص التخميد أيضًا.[1]

إن النظائر الميكانيكية للجهد الكهربائي والتيار الكهربائي في هذا النوع من التحليل هي، على التوالي، القوة (F) والسرعة المتجهة (v) وتمثل إشارة الأشكال الموجية. وبُناءً على ذلك يمكن تعريف المعاوقة الميكانيكية على أساس التردد الزاوي التخيلي ، الذي يتبع التماثل الكهربائي بالكامل.[2][3]

العنصر الميكانيكي الصيغة (في بُعدٍ واحد) المعاوقة الميكانيكية النظير الكهربائي
الصلابة، S S = {F \over x} Z={S \over j\omega} المرانية، 1/C،
مقلوب السعة الكهربية
الكتلة، M M = \frac{F}{dv/dt} = {F \over a} Z=j\omega M المحاثة، L
التخميد، D D = {F \over v} Z = D المقاومة، R

ملاحظات:

  • تمثل الرموز x، وt، وa الكميات المعتادة الخاصة بهم من: مسافة ووقت وتسارع على التوالي.
  • من الممكن استخدام الكمية الميكانيكية المطاوعة، التي هي مقلوب الصلابة، بدلاً من الصلابة؛ بهدف تقديم توافق مباشِر أكثر للسعة الكهربية، بينما استُخدِمت الصلابة في الجدول لأنها الكمية الأكثر اعتيادًا.

ويُعرف المُخطط المعروض في الجدول على أنه تماثل المعاوقة. وتطابق الرسومات التوضيحية للدوائر الناتجة عن استخدام هذا التماثل المعاوقة الكهربائية للنظام الميكانيكي التي تشهدها الدائرة الكهربائية؛ مما يجعل هذه الرسومات بديهية من منظور الهندسة الكهربائية. ويوجد أيضًا تماثل الحركية،[n 1] التي تماثل فيها القوة التيار الكهربائي، وتماثل السرعة المتجهة الجهد الكهربائي. ويؤدي ذلك إلى نتائج صحيحة ومتساوية، ولكنها في حاجةٍ إلى استخدام مقلوبات النظائر الكهربائية المذكورة أعلاه. وبالتالي فإن؛ MC، S → 1/L، DG عندما تكون G هي التوصيل الكهربائي، أي مقلوب المقاومة. تتشابه الدوائر المعادلة التي يظهرها هذا المُخطط، بينما حين تكون أشكال المعاوقة المزدوجة للعناصر المتوالية متوازية تصبح المواسعات مستحثات وهكذا.[4] تطابق الرسومات التوضيحية للدوائر الناتجة عن استخدام تماثل الحركية بشكلٍ أوثق الترتيب الميكانيكي للدائرة، مما يجعل هذه الرسومات بديهية من منظور الهندسة الميكانيكية.[5] بالإضافة إلى تطبيقها على نظمٍ كهروميكانيكية، تُستخدم هذه التماثلات على نطاقٍ واسع للمساعدة في تحليل علم الصوت.[6]

حتمًا سيمتلك أي مُكوِّن ميكانيكي كتلةً وصلابة صوتيه، وهذا ما تتم ترجمته في المصطلحات الكهربائية لرنانٍ مستحث ومكثف؛ ألا وهو دائرة تتكون من مستحث ومواسع، وبالتالي تُعتبر المكونات الميكانيكية رنانات وتُستخدم غالبًا بهذه الصفة. ولا زال في الإمكان تمثيل المستحثات والمواسعات على أنها عناصر تجمعية منفردة في التنفيذ الميكانيكي من خلال تخفيض الخاصية غير المرغوب فيها (دون استبعادها تمامًا). من الممكن تصنيع المواسعات من قضبان طويلة ورفيعة؛ حتى تقل الكتلة للحد الأدنى وتزيد المرونة للحد الأقصى. ومن الناحية الأخرى، يمكن تصنيع المستحثات من قطعٍ صغيرة وواسعة؛ كي تزيد من الكتلة حتى الحد الأقصى مقارنةً بمرونة القطعة [7]

تعمل الأجزاء الميكانيكية كخط نقل للاهتزازات الميكانيكية. فإن كان طول الموجة أقصر مقارنةً بالجزء، حينئذٍ لن يصير نموذج العنصر التجمعي كما تم وصفه في الأعلى ملائمًا ويلزم استخدام نموذج العنصر الموزِّع للصوت بدلاً منه. حيث إن العناصر الموزِّعة الميكانيكية تُعد إشاراتٍ تناظرية بالكامل للعناصر الموزِّعة الكهربائية، كما أن مصمم المُرشِّح الميكانيكي يمكنه استخدام طرق تصميم عامل تصفية العناصر الموزعة الكهربائية.[7]

شات صوتي
شات عرب كول : تكنولوجيا الصوتيات