 |
Категории |
 |
|
|
Новости
[22]
Новости мира электроники!
|
|
Статьи
[50]
Схемы, конструкции, полезные материалы и т.д.
|
|
 |
|
 |
Блог электроники |
 |
Главная » 2013 » Январь » 16 » Акустическое оформление
00:20 Акустическое оформление |
Когда-то считалось, что воздух не имеет массы, а ещё незадолго до этого считалось что Земля центр Вселенной. Но мало кто сейчас задаётся вопросом, почему эти заблуждения так долго считались истиной и за критику ложных утверждений можно было взойти на костёр. Всё дело в том, что мало кто тогда, да и сейчас тоже, вообще задумывается над тем, что делает, тем более говорит, а думает только то, чему научили в школе или в семинарии. Большинство почему-то считает, что считание на калькуляторе по формулам или выискивание в интернете новых программ это и есть работа ума, они, наверняка, в детском саду считали, что сборка домика из кубиков - это тяжёлый физический труд. Скорее всего они это дело не любили и приходилось их заставлять. А ведь нет формул или программ построения домиков или во всяком случае дети их не знают, но у одних получается, а у других всё разваливается.
Построение акустической системы разумнее начинать с низкочастотного оформления, поэтому корпус является основой будущей системы и определяет внешнюю привлекательность и бытовую функциональность будущей системы не говоря уже о звуке. Выбирая себе колонки, многие любители задаются вопросом, какой тип корпуса лучше, иногда покупая колонки, просят динамик потяжелее, считая, что чем больше и тяжелее диффузор, чем толще подвес и больше ход, тем глубже бас. Есть множество книг с уймой формул, которые громоздятся друг на друга, следуют одна из другой, и порой создаётся впечатление, что кто-то специально запутывает следствие, хотя чаще всего всё написано правильно, тем более, что в конце всегда есть внушительный список используемой литературы, так, что достаточно прочитать пару книжек и нет смысла повторяться. Всё дело в том, что при помощи формул легче обьяснять сложные закономерности, а компьютерные программы пишут для зарабатывания денег или для престижа и рекламы фирмы производителя. Они предназначены скорее для обучения и, если без формул непонятно как решить проблему построения акустики, то и с формулами ничего не выйдет.
Задача акустического оформления состоит в согласовании колебаний достаточно жёсткого диффузора с воздухом, у которого плотности почти нет. Есть несколько основных видов и масса комбинаций и промежуточных вариантов. Некоторые из них мы рассмотрим.
Открытое акустическое оформление или акустический экран представляет собой такой тип оформления, в котором излучению обеих сторон диффузора ничего не мешает. Точнее они находятся в одинаковых условиях. Это может быть как просто динамик, установленный на подставке, так и динамик установленный в акустический экран, который, в свою очередь может быть плоским или с небольшими боковыми стенками. Основным преимуществом открытых АС является то, что в них не повышается резонансная частота применяемой головки и не ухудшается динамика излучаемых колебаний, и не ухудшаются никакие другие параметры в отличии от всех других оформлений. Излучатель необходимо размещать не симметрично относительно центра экрана, в этом случае на частотной характеристике системы не возникнет провал из-за акустического короткого замыкания. В настоящее время используется редко, в основном из-за непонимания преимуществ ОАО, но в то же время находят применение в автомобилях, где динамик устанавливается на заднюю полку и неплохо работает благодаря небольшому объёму салона. Однако открытое акустическое оформление имеет неоспоримое преимущество перед любыми другими, в нём полностью исключено отражение звуковых волн от близко расположенных внутренних поверхностей боковых, верхней, нижней и особенно задней стенок, которых у открытого акустического оформления по понятным причинам нет. Но главное преимущество — это бесконечный объём на который нагружена задняя часть диффузора, соответственно полное отсутствие компрессии, повышения добротности, дополнительного искривления подвижной системы, увеличения жесткости колебательной системы и связанных с этим искажениях.
Частный случай открытого оформления — корпус с панелью аккустического сопротивления. Представляет собой корпус с небольшими отверстиями или с большими, но затянутыми плотным материалом, который и создаёт то самое сопротивление. Занимает промежуточное положение между АЭ и ЗК, позволяет существенно уменьшить размеры корпуса по сравнению с предыдущей конструкцией, но не способствует появлению баса.
Закрытый корпус — это оформление суть которого определяется названием. Излучение задней стороны диффузора полностью замкнуто внутри корпуса, и он являет собой пример классического акустического оформления особо любимого преподавателями соответствующих учебных заведений. Достоинство его в простоте расчёта и изготовления (как раз для студентов), хорошим демпфированием диффузора и в защите от перегрузки на инфранизких частотах. Однако упругость находящегося в корпусе воздуха складывается с упругостью подвеса подвижной системы и учитывая жёсткие требования к размерам современной акустики, резко повышает нижнюю рабочую частоту. Использование мягкого подвеса в сочетании с толстой катушкой и большим магнитом позволяет получать быстрый, динамичный бас, но только при достаточно низкой добротности динамика.
Закрытый корпус почти всегда используют в средне- и высоко-частотном диапазонах (и совершенно напрасно) где нужно не экономить на мелочах и используя правило: обьём среднечастотного оформления в литрах должен быть не менее диаметра динамика в дюймах, можно достичь неплохих результатов, использование меньшего объёма неизбежно ведёт к существенным искажениям звучания.
Особо хочется отметить различного рода резонаторы. Их отличает одна особенность — использование излучения обратной стороны диффузора.
Трансмиссионная линия и лабиринт — представляют собой свёрнутую трубу постоянного или переменного сечения, так или иначе заполненную звукопоглатителем. Смысл такого подхода заключается в настройке длины лабиринта или трансмиссионной линии на такую частоту, чтобы воздух в выходном отверстии конструкции двигался синфазно с перемещениями диффузора. Штука хорошая, но сложная в изготовлении и довольно большая при низкой частоте настройки.
Фазоинвертор — ящик с отверстием, наиболее часто встречающийся тип оформления, несомненным достоинством которого является возможность достигнуть в сравнительно небольшом объёме сравнительно низкой граничной частоты. Применение отверстия или трубы ФИ позволяет использовать излучение задней стороны диффузора, которая заставляя колебаться воздух в корпусе, заставляет колебаться воздух в трубе ФИ. Причём воздух в фазоинверторе колеблется синфазно с передней стороной диффузора, и противофазно с задней, что существенно уменьшает амплитуду колебаний диффузора на частоте настройки ФИ. При расчёте фазоинвертора необходимо учитывать что площадь сечения отверстия фазоинвертора должна быть не менее трети площади диффузора иначе получается промежуточный вариант между ЗК и ФИ, имеющий недостатки обоих, к тому-же в отверстии маленького сечения воздух движется быстрее и создаёт нежелательные призвуки. Ещё призвуки образуются на угловатых переходах отверстий фазоинверторов, поэтому необходимо разрабатывать конструкции имеющие плавные сопряжения деталей и не имеющие близкорасположенных отражающих поверхностей. От использования отверстия ФИ площадью менее одной пятой от площади диффузора лучше воздержаться.
Преимущества ФИ перед ЗК — вопрос спорный т. к. при использовании ФИ амплитуда смещения диффузора существенно меньше, чем в ЗК, а излучение отверстия ФИ не компенсирует динамику низкочастотных составляющих музыки, поскольку площадь отверстия ФИ существенно меньше площади диффузора, а в длинных трубах ФИ вообше теряется динамика да и размещение их вызывает серьёзные затруднения. К тому же у ФИ полностью отутствует демпфирование колебаний подвижной системы на частотах ниже частоты настройки ФИ, что приводит к серьёзным искажениям и уменьшает надёжность системы.
Пассивный излучатель — разновидность ФИ, где вместо массы воздуха в трубе колеблется масса пассивного излучателя. Может показаться, что у ПИ отсутствуют недостатки присущие классическому ФИ, и если массу воздуха изменить невозможно, то массу ПИ можно менять в широких пределах. Менять-то можно, но только в существенно более тяжёлую по сравнению с воздухом сторону, из-за чего получается запаздывающий, медленный и глухой бас. Поэтому ПИ мало распространены т. к. не имеют особых преимуществ перед ФИ.
Полосовой резонатор — аккустическое оформление в англоязычной литературе называемое bandpass бывает самых различных конструкций, но если у всех предыдущих акустических оформлений динамик одной стороной смотрел наружу и соответственно пытался прокачать почти бесконечный объём помещения, то у ПР он обеими сторонами возбуждает специально настроенный объём воздуха и звучит только через отверстия фазоинверторов, и только на тех частотах на которые они настроены. Распространено мнение, что ПР имеет наибольшый КПД, но это миф (как женский оргазм) за который ешё приходится платить (за миф) запаздывающим, размытым басом т. к. звуковое давление, оторвавшись от диффузора, должно трансформироваться в небольшом объёме, затем пройти через трубу выходного отверстия и только потом уйти в свободный полёт к слушателю.
Рупорный излучатель для низкочастотного оформления используются очень редко из-за громадных размеров. Но зато в средне- и высокочастотном диапазоне, где размеры не так велики, рупору нет равных по КПД, хотя и за это приходится платить характерно окрашеным рупорным звучанием. В основном рупора применяются в профессиональных системах для достижения максимальной отдачи, часто в ущерб качеству звука. Особенно плачевно звучание пластмассовых рупоров, которые из-за своей тонкостенности дребезжат тем больше, чем ниже частота раздела и соответственно больше амплитуда смещения подвижной системы. В бытовых системах Hi-Fi уровня рупора не применяются даже для ВЧ динамиков, из-за существенного ухудшения звучания.
Есть ещё много других менее распространённых видов акустического оформления которые ещё ждут своих разработчиков и вдохновителей.
Как бы там ни было, подвижная система динамической головки движится с максимальной динамикой (тавтология), когда нет никакого аккустического оформления, поскольку движению диффузора мешают только масса подвижной системы, жесткость подвесов и упругость воздуха. Головка установленная в акустический экран звучит глуше, так как звуковая волна, прежде чем замкнуться, должна обойти вокруг экрана и соответственно возбудить существенно больший объём воздуха, на что необходимо затратить большое количество энергии, которая отнимается у непосредственно прямого излучения, зато снижается нижняя частота рабочего диапазона. Добавляя к экрану боковые, верхнюю и нижнюю стенки ещё более удлиняется путь звуковой волны, ещё больше увеличивается объём возбуждённого воздуха, ухудшается динамика, ещё снижается частота. Дальнейшее ухудшение динамического диапазона достигается частичным закрытием задней стороны перекрывая её снизу и сверху, оставляя открытой более или менее широкую полосу посередине (так делают комбики), либо выполняя всю стенку из материала с небольшими отверстиями затянутыми материалом, называя это панелью акустического сопротивления, для преодоления которого необходимо затратить энергию, которая отнимается у прямого излучения. Закрытый полностью объём создаёт условия стопроцентного демпфирования движения диффузора и, чем меньше объём, тем больше искажения. Фазоинвертор вообще тормозит подвижку, каждый наверно с инересом наблюдал, как закрывая отверстие фазника рукой, увеличивается амплитуда смещения диффузора, а не наоборот. Большинство даже не задумывалось над этим, но более продвинутые (разумные) должны были догадаться, что фазоинвертор добавляет нагрузку динамику, от этого тот и смещается меньше, соответственно больше искажения. Особенно печально то, что из-за сопротивления воздуха сжатию и растяжению, искривляется диффузор и не работает как поршень.
Как видно из вышеизложеного выбор акустического оформления непростая задача, которую можно решать только параллельно с выбором параметров динамиков, т. к. даже из самого лучшего динамика можно получить отвратительный звук, если поставить его в неподходящий ящик или неправильно выбрать динамик для шикарного корпуса и остаться у разбитого корыта.
Для довершения работ с конструированием акустической системы, для согласования динамических головок необходим правильный выбор конструкции и элементов фильтра, конечно в случае использования многополосных систем. Бесспорным и главное самым лучшим решением является, конечно, широкополосник в открытом акустическом оформлениии.
Взято отсюда - http://www.aie.sp.ru/Text_SpeakerBox.html
|
|
Категория: Статьи |
Просмотров: 2332 |
Добавил: Denis_K
| Рейтинг: 0.0/0 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
 |
Copyright Блог электроники 2024 |
 |
|
|
Друзья |
|
|
|
|
