Вход/Регистрация
Вход через соц. сети
Хотите больше знать об акустике и о том, что с ней связано

Методика создания акустических систем (часть №2)

Урок первый. Корпус

В первую очередь ограничим необъятную тему. Рассмотрим разработку и настройку двух полосных АС с фазоинвертором (ФИ). Такой тип легче "поддается" новичкам. Договоримся, что озвучиваем жилую комнату 10-20 м2.

Это определяет выбор диаметра НЧ — СЧ динамика. В этом случае оптимальный диаметр диффузора - от 10 до 20 см (примерно). Паспортная мощность (100 часов разового шума без повреждения громкоговорителя) - от 20 до 60 Вт. Чувствительность — от 86 до 90 дБ/Вт/м. Резонансная частота (вне корпуса) — не выше 60 Гц. Если Вас устроит нижняя граничная частота (готовой АС) — 100 Гц, можно брать динамик с резонансом 80-100 Гц.

Кстати, если АС без завала воспроизводит хотя бы от 100 Гц, звучание вполне фундаментально и "весомо", только иногда исчезает некоторые необязательные, но очень желательные в звуковой картине звуки. Их можно восстановить сабвуфером. Чтобы при этом не испортить звук, надо набраться опыта согласования сателлитов и сабвуфера.

Не обольщайтесь паспортными данными о воспроизведении доступными моделями АС низких частот от 30-40 Гц. Реально участвуют в формировании звуковой картины только те низкие ноты, которые воспроизводятся без "завала". Все что воспроизводится с "завалом" хотя бы на 4-5 дБ, маскируется "верхним басом" (80-160 Гц), поэтому воспринимаемый диапазон начинается "снизу" от 50-80 Гц для большинства АС. Такое звучание мы привычно воспринимаем как воспроизведение от 30-40 Гц, ориентируясь на паспортные данные, соответствующие допустимому отклонению от -8 до -16 дБ.

Повнимательнее посмотрите в аудиопрессе реальные частотные характеристики. Отмерьте, в соответствии с приведенным масштабом, уровень -3 дБ от среднего уровня. Вы увидите, что даже крупные напольные АС эффективно работают примерно от 50 Гц. Если диаметр диффузора 10-12 см, чувствительность 86-88 дБ/Вт/м, а мощность 20-30 Вт (типичные параметры недорогого динамика), то о "дискотеке" дома придется забыть.

С другой стороны, громкоговорители минимального диаметра нередко имеют более равномерную АЧХ, чем большие динамики. "Малыши" лучше по ширине и равномерности диаграммы направленности. Интересно, что одна из лучших по качеству АС фирма SYSTEM AUDIO принципиально использует только маленькие НЧ-СЧ динамики.

Полная добротность современных небольших НЧ динамиков обычно составляет 0,2-0,5. Не надейтесь на расчеты низкочастотного оформления, практические результаты им соответствуют недостаточно хорошо. Опыт показывает, лучше выбрать динамики с добротностью больше 0,3-0,4, иначе, даже с фазоинвертором, трудно обеспечить приемлемый бас.

Для таких громкоговорителей оправдано изготавливать корпуса объемом, примерно равным эквивалентному объему громкоговорителя. Очень ориентировочно, для рекомендуемых по параметрам динамиков эквивалентный объем соответствует диаметру:

10 см - ~18 литров
16 см - ~26 литров
20 см - ~50 литров

В качестве базисного варианта рассмотрим корпус с ФИ для громкоговорителя диаметром 16 см. Объем - 26 литров. Площадь сечения ФИ - 44 см2. Длина трубы ФИ - 20 см. Частота настройки - около 40 Гц. Площадь сечения ФИ должна составлять 20-25 % от площади диффузора Sд.

Площадь

где d - диаметр диффузора, ограниченный серединой подвеса,

Диаметр

Если необходимо пересчитать габариты трубы ФИ для другого "литража" (другой диаметр динамика), сохраняя частоту настройки, действуйте соответственно следующим примерам:

1. Громкоговоритель d = 9 см, Эквивалентный объем (Vэ) ~= (примерно равен) 8 л. 8 литров меньше 26 литров в 3,25 раза. Надо скомпенсировать разницу изменением длины (l) и площади (Sфи) трубы ФИ, иначе частота резонанса ФИ резко повысится. Понижают частоту настройки Fфи увеличением Lфи и снижением Sфи. Оптимальная Sфи для динамика площадью:

Sd= п * (4,5 см)2=3,14 * (4,5)2=63,59 см2

находится в диапазоне: Sфи ~= 63,6 см2/5...63,6 см2/4 = 13 см2..16 см2. В данном случае уменьшение Sфи вносит вклад в понижение Fфи в 44 см2/(13 см2...16см2) = 2,75...3,38 раз, что вполне компенсирует изменение объема АС в 3,25 раза.

Кстати, компенсировать снижение объема увеличением длины трубы ФИ для маленького корпуса (V = 8 литров) - невозможно. Тем более, что от внутреннего среза трубы ФИ до ближайшего препятствия (до стенки корпуса АС) должно быть свободное расстояние не менее 8 см (в крайнем случае - 5 см). То есть один из габаритов корпуса (параллельный оси трубы ФИ) должен быть равен lфи (20 см) + 8 см (свободное пространство) + примерно 3 см (толщина двух стенок корпуса) = 31 см. Для 8-и литрового корпуса такой большой размер может быть только высотой. Возможная конструкция щелевого ФИ с прямоугольным сечением трубы показан на рис. 2а.

Корпус

Это очень непрактичная конструкция, так как требуется установка специальную подставку не загораживающую выход ФИ. Если сделать выход ФИ вверх, установка АС упростится, но вид сверху ухудшится, кроме того, ФИ превратится в отличную ловушку для пыли, соринок и мелких предметов. Очень удобна конструкция, показанная на рис. 2б. Однако, она требует увеличить высоту до 31 см + 8 см = 39 см. Это не всегда допустимо.

Можно изготовить корпус в виде глубокой "буханочки", с наибольшим размером - в глубину рис. 2в. Если не удается обеспечить нужную длину трубы ФИ, можно: 1. выбрать минимальную

Sфи=Sd/6; Sфи=10.6 см2

2. несколько уменьшить lфи (~ на 30 %), пожертвовав повышением Fфи до ~50-60 Гц. Уменьшение Sфи до 10,6 см2 снизит эффективность ФИ и, соответственно, увеличит "завал" отдачи в диапазоне 40-60 Гц.

Рост Fфи при уменьшении lфи допустим, так как резонансная частота динамика диаметром 10 см выше, чем у громкоговорителя 16 см. Это значит, что ФИ с резонансом в 55 Гц не просуммирует свой подъем НЧ с резонансом динамика в ящике (? 70…90 Гц в данном случае) и не будет вредного для звучания подъема на НЧ в области 50-100 Гц, который мог бы возникнуть, например, при укорочении ФИ для корпуса с динамиком 16 см.

Итак, для 8-и литрового ящика и громкоговорителя диаметром 10 см вполне нормально выбрать lфи = 14 см, Sфи = 13 см2.

2. Громкоговоритель d = 18 см, эквивалентный объем (Vэ) ~= 50 л. 50 литров больше, чем 26 литров в 1,92 раза. Оптимальная Sфи для динамика площадью: Sd=254.3 см2 находится в диапазоне Sфи ~= 254,3 см2/5...254,3 см2/4 ~= 51 см2...64 см2.

Увеличение Vэ в 1,92 раза сильнее влияет, чем увеличение Sфи в 1,45 раза. В целом Fфи понижается, ориентировочно, до 35 Гц. Так как резонансная частота динамика (Fд), диаметром 20 см ниже, чем Fд диаметром 16 см, то снижение Fфи -— положительный фактор. Не стоит компенсировать это уменьшением lфи.

Опытные профессионалы способны точно настраивать параметры фазоинверсного акустического оформления, добиваясь максимально плоской АЧХ в диапазоне от нижней граничной частоты АС до 125-200 Гц. Любителю или новичку не стоит тратить сверх усилий на эту работу. В дальнейшем я поясню, как проконтролировать полученную АЧХ на НЧ и как устранить недопустимые отклонения, если таковые обнаружатся. Кроме того, влияние на звучание неидеальности характеристики в области НЧ сильно зависит от соотношения уровня воспроизведения баса по сравнению со средними частотами. Нельзя забывать, что из-за взаимодействия АС с реальным помещением, АЧХ в нижнем регистре в любом случае будет очень неравномерной.

Главные усилия необходимо сосредоточить на настройке желаемой АЧХ в области СЧ и балансировке между НЧ, СЧ и ВЧ. На первом этапе создания АС - при разработке корпуса, достаточно учесть мои рекомендации.

Корпус должен "молчать". В идеале воспроизводят звук только громкоговорители. Реально корпус откликается на работу динамиков. Переизлучение звука стенками корпуса вносит искажения. Один из простейших способов улучшения виброзащиты корпуса - увеличение толщины стенок. Здесь следует знать меру, прослушивание показывает, что увеличение толщины стенок, начиная с некоторого значения дает незначительное улучшение звучания. Для полочных АС достаточная толщина стенок обеспечивается при использовании 16-и или 18-и миллиметровых листов ДСП или ДВП. Выгодно укреплять корпус изнутри ребрами жесткости.

Вариант практического использования ребер жесткости показан в моей статье "Повторение возможно" в приложении к журналу "Салон AV"#7\\2002 (Практика, #2(4)/2002 июль). Там же достаточно подробно изложены рекомендации по следующим вопросам: размещение звукопоглощающих материалов внутри корпуса; особенности изготовления фильтров; как самостоятельно изготовить кабели внутренней разводки очень высокого качества; требования к герметизации корпуса; минимальные сведения, необходимые для выбора типа конденсаторов.

В статье "Повторение возможно" так же рассмотрены вопросы выбора динамиков и затронуты некоторые другие проблемы. Имеет смысл рассматривать эту статью, как часть изложения моих методов работы, поэтому подробно повторять темы статьи не требуется. Разумеется, существует много методов виброзащиты корпуса АС. Они рассмотрены, например, в книге "Высококачественные Акустические Системы и Излучатели" (И.А. Алдошина, А.Г. Войшвилло. - М.: Радио и Связь, 1985.).

Практика показывает, что 16-и миллиметровые стенки, укрепленные ребрами жесткости обеспечивают нормальную виброзащиту. Абсолютных истин нет. У результативной концепции акустически мертвых корпусов есть альтернатива - использование массива различных пород дерева. Это — трудный путь с технологическими и творческими проблемами.

Без специальных мер детали из массива деформируются со временем. Однако, иногда удается создать превосходные АС с использованием массива. Этот путь - не для новичков, требуется: высшая квалификация в области деревообработки, тонкое восприятие музыки, упорство в поиске приемлемых вариантов исполнения корпуса.

Часть №2

Часть №3

Часть №4

Часть №5

Часть №6

Часть №7 - заключительная

Добавить комментарий

Что бы вы хотели почитать?

Итоги

Радиолюбителю

Новости

  • 22 Января 2015
    Первый в мире bluetooth-граммофон
    Gramovox — bluetooth-граммофон, работающий на одной зарядке 15 часов. Устройство оснащено металлическим горном,...
  • 05 Августа 2013
    Сумасшедшие колонки
    Уникальная акустическая система Xcellon DWS-100B удивит вас танцем воды и световым шоу. Две колонки, питающиеся от USB портов,...
  • 22 Октября 2012
    Обновление сайта
    Вот в очередной раз обновили сайт. Работ было много сделано в короткий срок, так что возможны разные баги на сайте. Что...
  • 05 Марта 2011
    Парящая акустика
    Внешний вид акустики Dome, состоящей из двух сателлитов и сабфуфера, весьма привлекательный за счет геодизайна. Корпуса и...
  • 05 Марта 2011
    Акустика из переработанной бумаги
    Эко меломаны будут обожать TAU акустику за их экологический состав. Сделаны из переработанных материалов, составляющих акустической...
  • Все новости

Последние комментарии

  • Сложно выбрать акустики, черт! Подробнее...
    By Павел Сайк
  • Замечательно выглядят Подробнее...
    By Павел Сайк
  • Конечно кабель влияет ну звук! Это очевидно для те... Подробнее...
    By Alex
  • Яплакалъ, столько трудов ради шмистаря говняного Подробнее...
    By Александр
  • Добрый день. Помогите с размером трубы для настрой... Подробнее...
    By вячеслав
Наверх