Фазоинвертор или труба войта

Фазоинвертор или труба войта

Целью этого проекта не более чем проверка проекта акустики типа Труба Войта или TQWT. Успешной, причиной, было обстоятельство, то что у меломанов есть проблемы неразрешимое ограничение при размещении акустики, в помещении прослушивания, при которой имеются углы в длинной узенькой комнате.

Фазоинвертор или труба войтаЛевчук Александр Николаевич

Ни закрытый ящик, ни фазоинвертор, установленные в углах комнаты, не могли дать хорошие низкие частоты. Бас размазывался, бубнение было невыносимо. Моделирование различных типов акустического оформления в условиях его комнаты при определенных ограничениях бюджета и имеющейся мебели исключили из возможного применения все классические типы акустики, которые были в продаже.

И тогда, на страх и риск, был выбран вариант Трубы Войта, достаточно большой по габаритам для того, чтобы с одной стороны колонки стали бы частью акустического оформления комнаты по типу волновых ловушек в углах комнаты (резонатор Гельмгольца), а с другой стороны — чтобы комната не смогла уж очень сильно повлиять на работу этих больших АС или, по другому сказать, чтобы недостатки комнаты превратились в достоинства, по крайней мере не мешающие колонкам работать так, как того требует здравый смысл и все эти аспекты: и комната и акустика — гармонично дополняли бы друг друга в комплексе.

Фазоинвертор или труба войтаКлон Naim NAP 200 + ЦАП

Итак, необходимо было учесть следующие аспекты Акустика в оформлении Труба Войта (TQWР):

  1. Выполнение корпусами колонок функции акустических ловушек, гасящих основной резонанс комнаты;
  2. Размещение низкочастотной головки на высоте 1/3 от высоты потолка;
  3. Решение вопросов ранних ВЧ отражений от боковых стен комнаты, «смазывающих впечатления от прослушивания»;
  4. Простота конструкции акустики вкупе со «спокойной» и качественной отделкой корпуса, дополнительная функциональность (подставка под…) + шипы под акустику

После ряда изысканий были найдены динамические головки 1973 года изготовления RFT L3401, применявшиеся в концертных акустических агрегатах и определены размеры корпуса в соответствии с волновыми процессами, призванными решить поставленные технические задачи.

Фазоинвертор или труба войтаRFT L3401

Параметры динамика RFT L3401 были измерены методом добавочной массы и как на начальном уровне (из коробки после 5 лет хранения), так и после пропитки, просушки и прогрева музыкальным сигналом — почти не отличались от заводских (с соответствующего интернет-сайта). Умели раньше делать!

Так как регентовская головка работала до 7 килогерц, в пару к ней было решено поставить хорошую шелковую пищалку с высокой чувствительностью.

Конечно, найти пищалку с 96дБ*Вт/м сложно, поэтому из всех испробованных вариантов выбор пал на пищалку Volvo (в девичестве — Dynaudio, диффузор — бумага 40 мм диаметром) и Prology.

Обе головки имели одинаковый диаметр крепления 42 мм, поэтому окончательный выбор был отложен «на потом«.

Трехполосное акустическое решение, предложенное мной как более лучший вариант было отвергнуто из-за соображений срочности и «дороговизны».

Фазоинвертор или труба войта

Корпус выполнен из березового клеенного щита 40мм с распорками. Боковые, передняя и нижняя/верхняя панели склеены под 45 градусов и изнутри усилены бруском. Задняя стенка — съемная. Внутренняя перегородка выполнена трехслойной для уменьшения призвуков.

Акустика установлена на 4 шипа: два спереди и два сзади, вклеенных в гнезда на основании.

Окончательная отделка корпуса включила в себя фрезерованную березовую накладку по форме диффузородержателя на регентовский динамик с черной сеткой. На задней стенке корпуса расположены отверстие порта и винтовые клеммы для подключения к усилителю.

Фазоинвертор или труба войтаКлон Naim NAP 200 обзор

После изготовления корпуса акустики и установки головок были произведены необходимые для расчета фильтров замеры. Для измерения использовался ненаправленный измерительный микрофон dbx RTA-M, имеющий плоскую АЧХ с погрешностью 0,5 дБ в полосе 20-20 000 Гц.

В измерительный комплект также входил 24-битный внешний ЦАП.

Фазоинвертор или труба войта

По результатам измерений АЧХ ВЧ-динамиков выбор пал все-таки на Prology.

Исходные частотные и фазовые характеристики головок, установленных в корпус АС, а также с применением разделительных фильтров приведены ниже и получены в реальной жилой комнате при размещении АС в углах комнаты. Измерительный микрофон находился на расстоянии 2,5 м от АС (в точке прослушивания):

АЧХ/ФЧХ динамика RFT L3401:

Фазоинвертор или труба войтаАЧХ ФЧХ головки L3401

АЧХ/ФЧХ ВЧ-динамика Prology Reference: 

Фазоинвертор или труба войтаАЧХ ФЧХ ВЧ-головки Prology Reference

Динамик RFT  L3401 с разделительным фильтром: 

Фазоинвертор или труба войтаL3401 с разделительным фильтром

Динамик Prology Reference с разделительным фильтром: 

Prology Reference с разделительным фильтром

Итоговая АЧХ акустической системы со сглаживанием 1/6 октавы (не забудьте, что это реальная АЧХ в длинной узкой комнате!): 

Итоговая-АЧХ

Топология фильтров приведена ниже: 

Фильтр низких частот:

Фильтр низких частот

Фильтр высоких частот:

Фильтр высоких частот  

Фильтры смонтированы на фанерном основании 200х300 мм и закреплены на задней стенке внутри АС пятью саморезами через прокладку из вспененного полиэтилена.

Элементы фильтра закреплены на основании тремя способами:

  • Конденсаторы и катушки с креплениями — шурупами
  • Катушки без креплений и конденсаторы без «ушек» — капроновыми стяжками + клей в основании
  • Резисторы — длинными шурупами на клею.
  • Разводка элементов выполнена с максимальным использованием собственных выводов элементов и с применением посеребрянного медного провода в изоляции.
  • Каждая секция фильтров подключена к клеммам своими проводами.
  • Пайка выполнена оловом (безсвинцовым припоем) с добавлением серебра.
  • Внутренний объем корпуса АС на 2/3 заполнен синтепоном из расчета 25 г/литр.

Провода, катушки и конденсаторы отбирались по направлению «начало»-«конец».

Не верьте тем, кто «не слышит» направления включения и … сам делает акустику.

У каждого свои секреты, но я скажу, что зачастую на тех головках, которые используются в проекте — действительно ничего не определить, а «оно» — есть.

Верность этих утверждений слушатель начинает воспринимать через месяцы, когда все «притрется» и «прогреется».

Что в итоге

Здесь необходимо отметить, что мои соображения будут довольно критическими т.к. система строилась двухполосной.

Плюсы:

  • Полное отсутствие бубнения как такового. Мягкий, бархатный, грудной, киношный «голос». Изумительное воспроизведение фортепиано, саксофона, скрипки, оргАна (!!!). Такого оргАна с тестового диска одного из журнала-мурзилок я не слышал нигде.
  • Узкая направленность на частоте раздела (от 2500 до 5000 Гц) минимизировала влияние ранних отражений от боковых стен, что позволило снизить «кашеобразную» окраску на женском вокале и в «верхней середине».
  • Частотная и фазовая характеристика импеданса АС в диапазоне частот 10…1500Гц  представляет собой пологую (без резонансов) линию со значениями 6,8 Ом и 0…+15 градусов т.е. носит индуктивный характер, что очень хорошо для усилителя мощности. Труба Войта работает верно.
  • Рабочая мощность оказалась 3…4 Вт. При 10 Вт — уже начинаешь глохнуть.

ЦАП +усилитель для наушников

Минусы (на мой взгляд):

  • Совершенно сумасшедшие размеры и вес.
  • На самом деле присутствует фазовая несогласованность НЧ и ВЧ головки ровно на период на частоте раздела, что, в прочем, не мешает маститым иностранным фирмам делать то же самое. Для исправления ситуации ВЧ головку нужно утапливать в корпус или делать трехполосную систему и ВЧ размещать наверху в корпусе-пуле.
  • Я бы сделал три-ампинг с выходными каскадами УМ и дипольным излучателем на СЧ, что также снизило бы ранние отражения, но вместо некой «прохладности» тембров была бы «теплота» в звучании.
  • При использовании в составе домашнего кинотеатра оказался настоятельно необходим сабвуфер. Для музыки в стерео — не нужен.

Выводы. Колонки получились.

Могу пожелать всем такой же акустики.

Дмитрий Остроухов

Можете скачать расчет фильтров и АЧХ динамиков в Акустике ЗДЕСЬ Бесплатно

Если вам нужен хороший усилитель для наушников или ЦАП, плеер, наушники, АС или другая звуковая техника, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией  приобрести звуковую технику известных брендов… 

Если нужна консультация по звуку пишите мне в ВК, помогу чем смогу.

Клон Naim NAP 200 серебро

По всем вопросам Пишите мне на эл. почту: anl555@bk.ru или ВК https://vk.com/id104002989 или https://ok.ru/aleksandr.levchuk2

Лабиринт внутри для баса снаружи: трансмиссионные линии

Сегодня самым популярным акустическим оформлением как домашних, так и студийных АС заслуженно считается фазоинверторное. Применение фазоинвертора — это простой и недорогой способ получить достаточное количество низких частот без использования большой площади излучающей поверхности динамиков и шкафоподобных корпусов.

Читайте также:  Технология сварки врезок в трубу

Однако, как и другие рациональные решения в электроакустике, применение фазоинверторов имеет недостатки. И недостатки критично сказываются на верности воспроизведения.

Среди самых вредных недостатков этих АС можно выделить бубнение, турбулентное гудение, резонансное дребезжание, уханье и прочие “злокачественные” особенности ФИ-звучания.

Фазоинвертор или труба войта

От всего вышеописанного хочется избавиться. Сложно найти меломана, который хотя бы раз не ругал фазоинверторную акустику и не искал альтернативу. С последней всё не так просто. Среди возможных вариантов относительное распространение получила лабиринтная акустика.

Проблема лабиринтов в том, что они не технологичны и требуют высокой культуры производства, что закономерно отражается на стоимости.

Относительно бюджетный вариант лабиринта — трансмиссионная линия, она позволяет добиться плавной АЧХ, при этом сохранить высокое звуковое давление в НЧ диапазоне, но менее требовательна к расчетам, производственным затратам и конструктивно проще классической лабиринтной акустики.

Трансмиссионная линия представляет собой полый волновод переменного или постоянного сечения. Один конец волновода закрыт, второй открыт. Динамический излучатель размещается со стороны закрытого конца. Труба, как правило, свернута и качественно задемпфирована.

Суть в том, чтобы уменьшить амплитуду колебаний диффузора динамического излучателя в области наиболее низких частот вблизи резонансной частоты трубы и при этом компенсировать уменьшение отдачи от динамика собственными колебаниями трансмиссионной линии в основной, наиболее низкочастотной моде.

В подавляющем большинстве случаев этого можно добиться, когда длина трансляционной линии совпадает с четвертью длины колебаний на частоте собственного резонанса динамика. Гапоненко в своей книге “Акустические системы своими руками” описывает это следующей формулой:

Фазоинвертор или труба войта

Где L — т.н. “акустическая” длина, которая превышает реальную геометрическую длину линии на величину:

Фазоинвертор или труба войта

где S — площадь поперечного сечения трансляционной линии.

Иными словами, необходимо настроить корпус на резонансную частоту, при которой воздух на выходе из волновода будет двигаться синфазно с колебаниями диффузора. Правильно спроектированная трансмиссионная линия характеризуется высокой точностью в НЧ диапазоне при сохранении достаточно мощных, акцентированных басов.

Фазоинвертор или труба войта

Суть в том, что спроектировать ТЛ легче, чем другие типы лабиринтного оформления, при этом типичных фазоинверторных проблем не будет. Характерные гундосые и турбулентные призвуки не характерны для такой акустики. Главным достоинством таких АС является верность воспроизведения в НЧ диапазоне, при этом с сохранением достаточно небольших габаритов.

“Обратной стороной” трансляционной линии, как и у конструктивно родственных лабиринтов, является критичность к верному расчету. Значительные ошибки при расчетах существенно отразятся на звуке, проявятся ненужные дребезжащие резонансы, либо внушительная неравномерность АЧХ. Радует здесь то, что рассчитать её проще, чем более сложные типы лабиринтов.

Хорошо забытая труба Войта

Самое раннее упоминание об использовании трансмиссионной линии, которое мне удалось обнаружить — это опыт Пола Войта. Этого пионера электроакустики мир предпочел забыть знает, как отца электродинамического излучателя. В 1930-м Войт разработал, запатентовал и даже пустил в ограниченную серию акустические системы с трансмиссионной линией оригинальной конструкции.

Фазоинвертор или труба войта

Paul Voigt

Дело в том, что в то время Войт разрабатывал АС для кинотеатров, которые традиционно для того времени оформлялись в рупоры.

Затем он переключился на радиоприёмники и домашнюю акустику, где применяемый им широкополосный двухдиффузорный динамик с механическим кроссовером не отличался мощным низом.

Это вызвало необходимость в поиске нового акустического оформления более подходящего для подобных АС.

Начав разработку, он экспериментировал и в определенный момент решил установить динамик в не очень традиционном месте, т.е. не в начале конусовидного рупора, а на одной из его сторон.

В такой конструкции порт используется для регулировки заднего потока. Сама регулировка осуществляется увеличением, либо уменьшением количества демпфирующего материала в зависимости от типа используемого драйвера.

Резонансная частота зависит от длины волновода, а также положения динамика.

Фазоинвертор или труба войта

Современный вариант TQWT

Трансмиссионная линия, названная позже трубой Войта — в разрезе очень напоминает классический рупор, снабженный дополнительными стенками.

Сам Войт назвал динамик TQWT (Tapered Quarter Wave Tube) — конической четвертьволновой трубой.

Такое название корпус получила по той причине, что как и во всех других классических типах ТЛ, для первой моды в трубе умещается четверть длины волны, для второй три четверти, для третьей пять и т.д.

Фазоинвертор или труба войта

Относительным недостатком такой конструкции является невозможность выбрать низкую частоту среза, так как в этом случае можно получить выражение искажения на НЧ. В остальном оформление позволяет создать сравнительно компактную напольную акустику с “ровными” НЧ, близкую по характеристикам к более сложным лабиринтам.

TQWT — практически не применяется в массовой акустике, но очень часто используется радиолюбителями при создании собственных АС. Проблема в том, что полноценной, развитой теории, описывающей акустические процессы TQWT-систем, пока нет, чего нельзя сказать о хорошо описанных фазоинверторах.

ATL — трансмиссионная линия в полочниках

Когда упоминаются трансмиссионные линии, как правило речь идёт о напольных системах. Считается, что формфактор и объем полочников требуют максимально компактных решений, коим является фазоинвертор.

Однако есть компания, которая нашла сравнительное эффективное конструкторское решение по трансмиссионной линии в полочниках. Основатели и разработчики из PMC являются принципиальными противниками ФИ-акустики и убеждены, что будущее за их инновацией.

PMC одна из немногих современных компаний, которые специализируются на АС с трансмиссионной линией.

За десятилетия существования компания разработала десятки моделей для студийных и домашних АС с трансмиссионной линией, некоторые из которых существуют до сих пор. До 2000-х годов они производили преимущественно напольные системы, так как классическая ТЛ зачастую предполагала именно такой формфактор.

Фазоинвертор или труба войта

Позже инженеры несколько усложнили конструкцию и создали т.н. «трансмиссионную линию последнего поколения» или ATL (Advanced Transmission Line). Особенность такой конструкции в дополнительных элементах, позволяющих получить достоинства ТЛ в полочниках.

Относительный минус этой конструкции в том, что по сложности и технологичности ATL близка к прочей лабиринтной акустике, что гарантированно увеличивает стоимость.

Итог и несколько слов в защиту ФИ

Несмотря на ощутимые минусы фазоинверторной акустики, физика её работы хорошо описана, и большинство акустических эффектов предсказуемы. Это безусловно позволяет получить прогнозируемый результат, что очень важно при массовом производстве. Ряд компаний освоили трансляционные линии, однако она остается менее технологичной и более дорогой.

Возможно, в определенный момент трансмиссионные линии станут достаточно доступными и массовыми, но это произойдет не раньше момента, когда будут теоретически описаны основные процессы, происходящие в трансмиссионной линии. Если говорить о массовых и недорогих (до $500) АС найти что-то кроме ФИ и колонок с пассивным излучателем будет крайне сложно.

Тем, кому надоели проблемы фазоинверторных АС, при этом эстетика или габариты помещений не позволяют применять закрытый ящик, пожалуй, стоит задуматься над приобретением или созданием собственной трансмиссионной линии.

TQWP

В результате постоянных экспериментов по улучшению данных акустических систем, помощи всем знакомым по построению их домашних комплектов, накопилось несколько моментов, которые стоит обсудить отдельно. Эти моменты важны и значительно облегчают жизнь тем, кто еще только собирается сделать свои АС.

Итак. TQWP это достаточно простое оформление, которое доступно в изготовлении и прощает многие ошибки при расчетах и изготовлении и дает очень неплохие результаты при малых затратах.

1. Самый сложный вопрос у новичка возникает с тем, какой же динамик можно ставить в TQWP.  Динамик, который может работать нормально в открытом ящике или экране.

Теоретически это значит, что упругости подвеса должно полностью хватать, чтобы на резонансной частоте с минимальной амплитудой и временем переходных процессов возвращать в нулевое положение подвижную систему после импульсного воздействия.

Чем ниже по амплитуде будут колебания подвижной системы динамика после импульса — тем меньше будет уровень гармонических искажений, а чем меньше время колебаний — тем и самих колебаний меньше и меньше будет самих этих номеров гармоник. Чем тяжелее подвижная система — тем больше проблем.

Чем тяжелее — тем мощнее должна быть пружина подвеса и тем больше потерь на трение в этой пружине должно быть, чтобы демпфировать саму пружину и сократить время установления. Тем сложнее такие колебания задавить …

Читайте также:  Технология по задувке кабеля в трубы

Типичным весом подвижной системы современных 12″ широкополосных головок является величина 30-40грамм. Меньше — лучше, больше хуже для нашего случая. Кроме того, большую роль играет и величина линейного перемещения подвижной системы, которая ограничивается величиной магнитного поля и высотой намотки катушки. Подробнее почитать можно в специализированной литературе.

НО для нас интересны динамики с величиной линейного перемещения не меньше +-2мм в противном случае, на вопрос «А если погромче» вам придется отвечать » А мне громко и не надо». Гы Гы Гы. 4-6мм линейного перемещения для 12″ головки более чем достаточно в большинстве случаев для домашнего применения. Ну и последний показатель это полная добротность.

Показатель полной добротности прямым образом показывает характер баса такого динамика в оформлении TQWP и косвенным образом показывает может ли динамик работать в TQWP. 0.5 — 0.7 то, что нужно рассматривать. При Qts=0.5 бас может показаться затянутым и размытым в худшем случае, а при 0.7 и выше сухим поджатым.

При полной добротсности больше единицы говорить о басе как то не этично. Так что выбирать из этого диапазона.

Ну и практически процесс оценки возможности использования в TQWP динамика на глазок просто сделать в домашних условиях.

Делаем экран дома из куска фанеры или другого листового материала. Врезаем динамик и слушаем его на приемлемой громкости, которая комфортна для данной комнаты и предпочитаемой музыки.

Если динамик на этой громкости на мидбасе и середине играет чисто и без значительных искажений — то смело экспериментируем дальше с TQWP.

Самым лучшим тестом при этом будет тест динамика в ящике без задней стенки и внутренней перегородки, который соответствует будущей АС. Если динамик выдержал экспертизу, то переходим ко второму сложному вопросу.

2. Какую частоту настройки взять, какой программой пользоваться при расчетах. А вот тут нужно опираться на предыдущие эксперименты. В идеале — нужно сделать замер динамика в том самом «тестовом ящике» но вместе с задней стенкой вставить матрас со звукопоглотителем.

Таким образом, мы получим АЧХ от динамика в ящике заданных габаритов без учета отдачи от резонатора. Сопоставив получившийся результат, определяем частоту, на которую стоит настраивать ящик. Допустим, динамик в ящике имеет плавный спад от 100герц и резонансную частоту в районе 70 герц.

Таким образом — настраиваем ящик на резонансную частоту от 60 до 70 герц. И сильно демпфируем звукопоглотителями все остальные пики резонанса ящика кроме первого.

Если динамик имея спад на 150герцах имеет резонансную частоту 45-50 герц, то снова настраиваем на 40-45 герц и уже меньше поглотителя, оставляем первый и второй пик резонанса ящика. Это даст отдачу из порта от 40 до 100 герц с плавным спадом и выровняет всю отдачу.

Главное, чтобы при всей этой настройке, резонансная частота динамика не вылетела за пределы +_0.75*Фрез настройки Ящика. Т.Е. при настройке оформления резонатора скажем 50герц, динамик может иметь резонансную частоту от 37герц до 62герц и при этом, основной резонанс будет задемпфирован акустически повышенным сопротивлением среды в ящике.

Вот как выглядит АЧХ 75ГДШ-3-3 в измерительном ящике, видно в первой части описания про TQWP.

Вот так выглядит АЧХ из резонатора при малом заглушении:

Фазоинвертор или труба войта

Первый пик резонанса во всей красе от 27 до 60 герц, второй во всей красе от 70 до 110 герц и третий в полный рост от 130 до почти 190… четвертый уже поддавлен и замедлен вместо полного роста на 360 герц, он в районе 250 и задавлен на 5-6дб от первого…

Такое оформление подходит вроде к динамикам с нижней граничной частотой в районе аж в 250 герц… НО звучание такого резонатора отвратительно — с гундосым вокалом и затянутое… Применение 6см.

минерального поглотителя и верхнего U матраса позволяет полностью (в пределах слышимости) подавить и третий пик резонанса и значительно второй, что и позволит произвести плавную стыковку резонатора и прямого излучения широкополосной головки в области от 70 до 100герц…

При этом, звучание из порта будет быстрым и без противных сч и мидбасовых призвуков. О том как это сделать более подробно ниже.

3. Игры с заполнением. Два основных и принципиальных момента.

   3.1 вибродемпфирование стенок АС. Так как стенки получаются тонкие и высокие, то их обязательно нужно покрывать демпфирующими материалами, чтобы погасить вибрации стенок.

Неплохим и простым вариантом, может быть оклейка стенок изнутри Фольгоизолом. Это вязкий композит на основе битума, нанесенный слоем 2-4мм на алюминиевую фольгу. Утюгом наклеиваем его на стенки и всё.

Неплохо работает и жесткий безосновный линолеум (класса коммерческий).

    3.2 Звукопоглощение. Так как нам нужно не увеличив компрессии в ящике, а значит не заполняя ВСЕ его пространство звукопоглотителем задавить все пики резонансов кроме первого, а иногда второго, то нужно очень тщательно подойти к этому вопросу.

В большинстве случаев, матраса из 4-7см минеральной ваты(зависит от марки и производителя) хватает чтобы полностью поглотить все звуковые волны в районе от 250до 10000 герц. Просто обклеив изнутри все стенки минеральной ватой, мы получим нужный эффект.

Только помним, что лучше пользоваться импортной Урсой или еще лучше Роквулом — базальтовое волокно без склеивающих смол. НИКАКОЙ СОВЕТСКОЙ СТЕКЛОВАТЫ. Даже урсу стоит в матрас из хлопка запаковать. Но этого недостаточно чтобы задавить и поглотить частоты от 90 до 150 герц.

В таком случае, лучшее решение — к верхней стенке прикрепить дополнительно свободно свисающий U-образный мат из дополнительного матрасика со звукопоглотителем. примерно так:

Фазоинвертор или труба войта

Видны: «скругляющие углы вставки», далее пластины основного звукопоглотителя и дополнительный U образный мат, если нужно особенно тщательно подавить второй пик резонанса TQWP на частоте примерно 2*Ftqwp.

90-100герц, который основным слоем гасятся с недостаточным коэффициентом поглощения. Малый треугольный объем заполняется звукопоглотителем. Лучше ватой 7-10 грамм на литр.

Косвенно, можно проводить настройку по импедансу системы, но лучше использовать микрофон и реальную комнату прослушивания для их полной взаимонастройки.

3. Довольно много споров возникает по нижнему оформлению порта Акустической системы. В описании Екселевской программки и математической модели М.Ж.Кинга нет технического обоснования почему именно такое сечение порта и как он влияет на звук. У Войта уже не спросить к сожалению…

Безусловно, вопрос в нижней части TQWP, так как резонатор (как расширяющаяся труба), заканчивается именно в самом широком сечении. После этого, поток заворачивается на 90 градусов и выходит через порт. При этом, безусловно происходит сжатие фронта волны из резонатора, увеличивается скорость и немного меняются волновые характеристики фронта звуковой волны.

При этом, сечение порта гораздо больше диаметра излучающей поверхности диффузора и компрессии в ящике не образуется, но при этом, оно и не равно самому широкому сечению резонатора и не расширяется как в резонаторе TQWP(что бы просто увеличило длину резонатора и линейно изменило настройку).

Кроме того, еще и две параллельных поверхности верхней и нижней крышки так же добавляют условий образования стоячих резонансов и переотражений на частотах, длина которых сопоставима с внутренней высотой ящика. А в прямых углах соединения передней и задней панели верхней крышки еще и завихрения могут проявиться…

Например, если внутренняя высота 105см, то различные моды стоячих резонансов будут на частотах 165, 230, 330 герц и т.п. Следовательно, нужно постараться заполнением — звукопоглотителем вычистить на 90-95 процентов все выше 150 герц. Иначе будет окрашенное резонансное звучание.

Чтобы не было вихревых потоков при развороте НЧ на выход порта, в углу снизу, стоит сделать такую же вставку как и сверху, которая «закругляет» угол. Ну и чтобы еще сильнее вычистить звучание от призвуков мидбаса — на нижнюю панель еще матрасик со звукопоглотителем. Примерно вот так:

Читайте также:  Вход в здание запорная арматура

Фазоинвертор или труба войта

Важное замечание — нельзя заполнять большой треугольный объем звукопоглотителями — призвуки то он задавит, но при этом значительно изменится настройка резонатора и затянется фронт НЧ сигнала так как скорость распространения фронта звуковой волны в звукопоглотителе минимум в два раза медленнее чем в воздухе.

Кроме того, можно вообще убрать порт и обрезать АС в самом широком месте сечения. Поставить АС на ножки, образовав щель вокруг АС, при этом, общая площадь щели должна быть не меньше площади порта или еще лучше — равна площади выходного сечения резонатора.

Кроме того, вокруг такой обрезанной АС ничего не должно стоять в периметре примерно 60см от этой щели. И то создавшие подобную систему в конце экспериментов поставили наклонную панель, отсекая выход звуковой волны назад в стену за АС.

Иначе как я понимаю, получится между задней стенкой АС и боковыми предметами или стеной за АС некий резонирующий объем с непредсказуемыми характеристиками.

Само же по себе увеличение длины резонатора при развороте на 90 градусов потока на выход из порта мало влияет на результат, даже если учесть что настройка меняется — так как эти 30-40 см при настройке скажем на 45герц дадут изменение вниз на 6герц… но реально изменения настройки на 6 герц не будет так как сечение уже не увеличивается с заданной пропорцией. В любом случае выхода резонанса динамика за горб резонанса оформления не произойдет.

4. Сама по себе идея свернутого Резонатора несколько ущербна, и сделана в моду компактности АС. Так как все-таки изменяется сечение в области перегиба, образуются условия для образования стоячих волн и переотражений между передней и задней стенкой, завихрения в углах и прочие прелести…

Не думаю, что кто-то будет делать для 12″ проекта АС треугольники высотой под два метра и шириной 45см… А вот для мидбасовых динамиков диаметром 16-20см проект очень интересен. так как при резонансной частоте 60-70 герц получается довольно стройная АС высотой около 150см и шириной 20-25см. У меня сейчас два таких проекта на очереди…

Один проект на 4А28,второй на 20см широкополосных динамиках Audax. Результаты напишу позже.

Проблема разворота на 90 градусов потока из резонатора остается и у несвернутых в баранку  Гы ГЫ ГЫ резонаторов… Как один из вариантов, я думаю срез и ножки.

Но если АС стоит близко к шкафам и прочей мебели такой вариант не пройдет — нужно загибать на 90 градусов и выводить порт вперед… Другими словами, при такой компоновке (вывод порта вперед), получается MASS LOADED TQWP т.е.

выход резонатора нагружен на некую массу воздуха в трубе, а даже не трубе а том огрызке от АС, который формирует разворот потока на 90 градусов и порта АС…

5. Проблемы самих широкополосных динамиков.

Самый грустный момент. Проблем три.

    5.1 Тяжелые подвижные системы из современной целлюлозы, которая производится зачастую с сильным уменьшением длины волокон из за механического разреза волокна при расщеплении древесины, размоле в массу и дальнейшей варке в целлюлозу с применением химических ускорителей отделения лигнина от волокон делает бумагу тяжелой, плотной но не жесткой.

Не буду вдаваться в подробности данного технологического процесса, НО в результате такого ускорения, диффузоры современных широкополосников хлипкие и с очень большими потерями — звучание таких динамиков не отличается высоким качеством так как мал поршневой диапазон работы и в следствие больших потерь в материале — снижается разрешение таких динамиков на СЧ и ВЧ.

Только Хитиновая пропитка диффузоров композитом Воробьева возвращает былую свежесть и яркость звучания новым бумажным диффузорам и позволяет поулчить высокое качество звучания от 30-40граммовых диффузоров на середине и ВЧ.

Я бы крайне рекомендовал пропитать этим раствором динамики типа 75ГДШ-3-3 или Эминенс Бета 12ЛТ или Селейшен прежде чем утверждать, что широкополосники не могут отыграть середину. Это обязательное условие.

Это не реклама, я не торгую хитиновым композитом, но я его использовал и очень не жалею и очень рекомендую. Методика пропитки есть в отдельной страничке.

5.2 Направленность излучения у 12″ широкополосных динамиков. Проблема решена частично. Эксперименты по созданию рассеивающей линзы с управляемой диаграммой направленности уже почти завершились и данная тема будет дополнена очень скоро, но об этом позже.

5.3 Проблема кривой АЧХ двухконусных широкополосных динамиков. Еще с 40 годов, когда Пауль Войт первый в мире запатентовал широкополосный динамик с двумя бумажными конусами, возникла проблема что ВЧ конус (vizzer) имеет повышенную отдачу на верхней середине и ВЧ по отношению к Мидасу.

Причем, эта полка находится на уровне 3-7дб. На практике, это дает яркое, несколько окрашенное звучание по оси. И это специфическое задранное полочкой СЧ характерно почти для всех двухконусных динамиков хоть то Lowther, хоть то Fostex хоть то НОЭМА.

Теоретически, это можно решить расположением осей динамиков, настроив по месту не по осевой АЧХ, а градусов на 15-30. Таким образом, выровняв АЧХ в точке прослушивания.

На практике это сделать трудно, так как в добавок к корявой АЧХ, широкополосники имеют еще и узкую диаграмму направленности на средних и высоких частотах и особенно 12″ широкопоолсники, проблемы у которых начинаются уже после 1500герц.

Таким образом, якобы получить весь спектр частот, нужно сводить оси излучения АС к слушателю, чтобы выровнять АЧХ — нужно разводить. Консенсуса нет. Проблемы с направленностью начинаются гораздо раньше чем кончаются проблемы с горбатостью АЧХ. Есть четыре пути решения этой проблемы. Все они имеют и достоинства и недостатки.

    5.3.1 Способ последовательной фильтрации. Подобная методика настройки АС применяется Александром Клячиным. Методика называется «Методика создания акустических систем». Я нашел методику использования такого метода коррекции АЧХ системы последовательным фильтром в английской книге Артура Бриггса 63 года.

  Это только подтверждает жизнеспособность подхода.  Безусловно, применение фильтров в широкополосной АС это коллаборационизм и мракобесие, но если мириться с горбатой АЧХ нету больше сил и хочется слышать все частоты — то деваться некуда, вставляем фильтр.

Суть фильтра — снизить отдачу АС в определенном участке частот, довольно большом диапазоне и довольно значительно. Последовательно динамику перед ним ставится цепочка R-L-С перед динамиком. Это резонансный контур, где резистор сглаживает добротность этого резонансного контура.

Подробную методику его настройки, формулы и рекомендации смотрите методику Клячина.  Вот схема такого фильтра и его действие на АЧХ :

Фазоинвертор или труба войта Фазоинвертор или труба войта

Про методику расчета в методику Клячина. Таким образом можно получить и от кривого, вернее горбатого широкополосники хороший тональный баланс.

    5.3.2 Способ двухполюсного разделения. Отрезаем ВЧ конус и делаем коаксиальный динамик приклеив на керн магнитной системы дополнительный маленький ВЧ излучатель типа Focal TN52. При этом, безусловно, это будет уже совсем другой динами и совсем другая система.

О ней отдельно, но это тоже способ… и он заслуживает большого внимания. так как прекрасная автомобильная ВЧ головка с низкой частотой основного резонанса подвижной системы и маленькими размерами дает возможность сделать ОЧЕНЬ интересный коаксиальный динамик.

с частотой раздела около 1600 герц.

    5.3.3 Изменение конструкции громкоговорителя. У некоторых динамиков, для повышения отдачи на ВЧ ставили не дополнительный конус, а купол с рупором.

При этом основным излучателем ВЧ является купол, а конус вокруг него формирует поток ВЧ, изолируя ВЧ поток купола  от излучения от основного конуса.

Это тоже отдельная тема, так как один вид хитинового композита Александра Воробьева позволяет получить отдачу от подобных куполов или конусов вплоть до 22килогерц, что делает этот путь улучшения звучания широкополосного динамика очень перспективным.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector