Мы расскажем как сделать акустику своими руками

Комбинированная акустическая система

 

Мы живем в современном малогабаритном жилье городского и поселкового квартирного фонда. Геометрические размеры жилых помещений, зачастую, имеют форму куба, либо прямоугольного параллелепипеда близкого к форме куба.

Организовать воспроизведение качественного и естественного Звука в таких условиях — задача трудная и на практике редко выполнимая. Даже при наличии измерительных инструментов (цифровых и аналоговых), зачастую невозможно настроить и правильно установить Акустические Системы (АС) в малых жилых пространствах. Этапы настройки системы звука (источник звука, устройство усиления и АС) по месту эксплуатации многие не делают, либо не могут их организовать.

Выбор оптимального места установки АС, в 99-и случаев из ста, будет сильно уменьшать жилое пространство или делать его невозможным для комфортного проживания.

Сложность создания АС для малых помещений, с их близко расположенными параллельными поверхностями, обусловлена повышенным эффектом реверберации и, как следствие, увеличением количества стоящих волн (Мод), а также увеличением влияния предметов обихода и мебели на распространение звуковых волн.

Возникает вопрос: можно ли создать приемлемую акустическую систему для малогабаритных помещений, с приемлемыми характеристиками, без проведения этапа настройки по месту её размещения?

Наверно это возможно при создании акустической системы, отвечающей ряду условий и требований при которых:

  1. Установка элементов АС должна максимально нивелировать негативное влияние геометрии помещения и влияния предметов, расположенных в нём;
  2. Конструкция АС сводила бы к минимуму большинство недостатков динамических головок. И прежде всего, таких как:
    1. сужение диаграммы направленности излучения, с увеличением частоты воспроизведения;
    2. привнесение нелинейных искажений за счет эффекта Доплера.
  3. Повышенные требования к линейности АЧХ и ФЧХ излучающих элементов;
  4. Была бы «гибкой», позволяя подстраивать в «горячем режиме» свои параметры при проведении настройки или, так сказать, под настроение;
  5. Была бы относительно недорогой и доступной в приобретении ее элементов и составляющих.

На первый взгляд, задача изготовления АС с такими параметрами, — это утопия, либо бред человека, который это задумал (для творческого процесса, бывает, и не грех побредить J).

Жизнь учит, что решать в лоб технические проблемы в 99% случаев никогда не надо. Сначала надо проанализировать ситуацию.

Первое, что приходит на ум — это:

  • в рамках одной акустической системы решить задачу недорогими, доступными средствами нельзя;
  • у каждой системы есть свои плюсы и минусы.

Следовательно, можно объединить плюсы двух разных систем и уменьшить, по возможности, их минусы.

Вот здесь и открывается поле для маневра. Можно начинать моделировать комбинированную акустическую систему (далее КАС).

Выбор элементов комбинированной акустической системы

У исследователей психоакустики считается, что отсутствие доплеровской интермодуляции создает гипотетический рефлекторный комфорт (не подтверждено автором).

Снизить или исключить влияние эффекта Доплера можно, если разнести НЧ и СЧ-ВЧ блоки и не использовать коаксиальные акустические системы.

Эффект Доплера — изменение частоты волны, воспринимаемой наблюдателем (приемником) благодаря относительному движению источника волн и наблюдателя.

Следовательно, АС надо проектировать 2-х или многополосной (но мое сердце все равно остается верной ШП акустики).

НЧ и СЧ-ВЧ блоки можно сделать на разных типах акустических систем. То есть: объединить плюсы двух разных систем.

И задачи у НЧ и СЧ-ВЧ блоков различные. Т.к. помещение значительно меньше влияет на звуки от 300 Гц и выше, то для СЧ-ВЧ блока АС основной задачей будет — препятствие сужения зоны стереоэффекта в области высоких частот.

Расширить диаграмму направленности (ДН) в области ВЧ звука можно используя специальные, многосекционные конструкции на основе рупорной акустики, многоголовочные разнесённые конструкции и акустические системы с круговой диаграммой направленности излучения (АС пространственного поля).

Рупорная акустика, на мой взгляд, неоправданно сложная в изготовлении и дорогая. И главное: Все её минусы перевешивают её плюсы! (Без комментариев…)

Конструкции, использующие несколько динамических головок для секторной или круговой ДН, тоже затратные в изготовлении. Их сложно согласовывать по импедансу и чувствительности (звуковому давлению) с другими элементами АС.

При такой конструкции АС, одинаковый сигнал излучается несколькими головками и невозможно добиться их синхронной работы и идентичности параметров, что негативно сказывается на звуковоспроизведении.

В классе акустических систем с круговой диаграммой направленности излучения особо выделяются контрапертурные АС и АС с рассеивающим конусом.

Контрапертурная акустика — очень, очень дорогая, сложно реализуемая и редко используемая.

Но….

  1. Самым заметным и наиболее ценным эффектом контрапертурных АС является расширение «зоны комфорта» при прослушивании, за счет круговой диаграммы направленности…. Ряд авторов отмечают «высокую естественность» и «субъективный психологический комфорт» от музыки, воспроизведенной через контрапертурную акустику [1].
  2. Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов [2].

АС с рассеивающим конусом проще в изготовлении и настройке, чем контрапертурная акустика. Если использовать только СЧ-ВЧ блоки, то задача изготовления вполне выполнима. Стороны конуса можно делать не криволинейными, а прямыми. Корпуса конусов можно изготовить в домашних условиях.

Что можно ожидать от АС с рассеивающим конусом?

  1. Что даёт использование подобных АС в реальных помещениях? Создаётся ровное пространственное звуковое поле — где бы Вы ни находились, везде звук тембрально одинаков. Стоите вы перед АС или сбоку — звук не меняется, вас окружает однородное звуковое поле. Получается очень комфортное озвучивание больших площадей: необыкновенное ощущение комфортности и эмоциональной вовлечённости создают среду, недостижимую с обычными АС [3].
  2. Применение всенаправленных излучателей не только расширяет зону стереоэффекта, но и позволяет значительно снизить необходимую площадь помещения с 18–20 до 12–15 кв.м [4].
Если подытожить, то: не будет неправильным делать СЧ-НЧ блоки КАС в акустическом оформлении блоков: с круговой диаграммой направленности излучения. АС выбрать: с рассеивающим конусом.

Выбор такого оформления позволит сделать ВЧ блоки малогабаритными. Их можно будет размещать и в ближнем, и в дальнем поле излучения. Их можно передвигать для выравнивания звукового давления по отношению к НЧ блокам, для расширения зоны стереоэффекта или по своим предпочтениям.

А сейчас мы подходим к главному вопросу по построению КАС: это выбор и размещение НЧ блоков в малогабаритных помещениях. Причем, в малогабаритных помещениях часто размещено множество мешающих предметов обихода.

Действенным способом уменьшения влияния помещения на распространение звука, — это размещение источника звука под углом 45 градусов к поверхностям помещения (не доказано, но многие используют такой способ размещения микрофона и громкоговорителя при измерениях в помещениях).

Если разместить АС с «угловыми» излучателями на полу или на полках, то точка прослушивания звукового сигнала будет находиться на потолке!

Следовательно, оптимально разместить АС — на ПОТОЛКЕ!

Помимо этого, при размещении на потолке, — в ближней зоне, не будет преграждающих предметов. Даже центральная люстра (если она есть) будет в стороне от прямого излучения динамиков АС.

В условиях малогабаритного пространства возможно придется разместить АС в углах помещения.

Многие сейчас резко возразят: «Такое размещение увеличит низкочастотную составляющую и, на её фоне, вызовет потерю качества воспроизведения средних и высоких частот. И что правильней: размещать в углах помещений — не АС, а звуковые ловушки (для затухания отражений с частотами ниже 100 Гц)».

Но это справедливо только для размещения источников звука параллельно к сторонам стен. В случае размещения источника звука под углом — картина меняется.

Подобную АС, в акустическом оформлении «Щит», подве­шенную в углу комнаты описал М.М. Эфрусси в книге «Громкоговорители и их применение» («Энергия» 1971г).

Он отмечал: «Установка щита с громкоговори­телем в углу комнаты позволяет уменьшить размеры щита без ухудшения воспроизведения звуков низших частот, так как стены, образующие угол, служат продолжением экрана, увеличивая его эффективные размеры. Щит, предназначенный для этого, следует подвесить в верхнем углу комнаты, придав ему форму треугольника или трапеции».

То есть такая АС размещена под углом к потолку и стенам!

Если применить АС дипольного типа и разместить её не в самом углу, а на расстоянии от угла, то помимо прямой звуковой волны надо будет учитывать излучение динамика тыльной стороной и, следовательно, отражение звуковых волн от поверхностей угла помещения позади АС. Изменяя расстояние — можно проводить корректировку АЧХ в области Средних частот.

Наверное, и для Низших частот возможно будет изменение, так как будут меняться углы падающей и отраженной волны относительно стен (относительно потолка угол останется прежним). И будут меняться длины путей волн от тыльной стороны динамика до точки прослушивания.

И самое главное: При таких размещениях АС будет меняться интерференционная картина помещения!

Здесь может насторожить факт резкого изменения интерференционной картины из-за переотражений от поверхностей угла помещения.

Но есть утверждения: «Что возможно нивелировать влияние стоячих волн за счет эффекта разрушительной интерференции! Т.е. при одинаковых фазах сигналов и хаотичном переотражении звуковых волн, — получают «эффект разрушительной интерференции». Конечно сомнительно, но надо попробовать!

Помимо всего, некоторые источники отмечают: «Дипольные АС имеют преимущество в плане создания равномерного звукового поля».

В материалах сайта «Paradise Lost Audio» отмечено, что: «Дипольные АС обеспечивают динамичный, свободный и легкий, точный и корректный бас».

По моему опыту использования дипольной АС в оформлении «Щит», субъективно, могу отметить более естественное звучание музыкального сигнала в сравнении с «закрытыми» типами АС.

Если подытожить, то: в качестве НЧ блока для КАС надо выбирать АС дипольного типа с размещением источника звука на потолке и под углом 45 градусов.

Можно применить оформление Щит или ОЯ (открытый ящик).

Так как ОЯ по размерам получиться меньше Щита, то выбираем — ОЯ (для размещения в малогабаритном помещении).

Форму ОЯ хорошо бы выполнить: в форме близкой к полусфере или полуцилиндру.

Выбор излучающих элементов КАС

Для излучающих элементов НЧ звена подойдут динамические головки прямого излучения (динамики).

Если кто-то решить применять акустику «закрытого» типа, то следует подбирать компрессионные динамические головки.

При выборе НЧ динамиков для КАС необходимо учесть ряд условий:

  1. Диапазон частот должен ограничиваться 5–5,5 кГц, для состыковки АЧХ в зоне с невысокой чувствительностью слуха. После 5 кГц — подключить пленочный излучатель с ровными АЧХ и ФЧХ и высокой чувствительностью;
  2. Спад АЧХ в характеристике НЧ звена «с верху», желательно иметь 12 дБ/октаву (это для отсутствия фильтров в НЧ звене и применении фильтра 2-го порядка в ВЧ звене);
  3. Добротность динамика должна быть 0,7 или хотя бы в диапазоне 0,5–0,7 (для ОЯ и Щита);
  4. Чувствительность НЧ динамика должна соответствовать чувствительности ВЧ излучателя. Или быть чуть больше, если НЧ блок планируется размещать дальше от точки прослушивания, чем ВЧ блок. Если размещать НЧ блоки в углах помещения, то возможно и уменьшение чувствительности НЧ динамика;
  5. Импедансы НЧ и ВЧ излучателей в зоне состыковки АЧХ должны совпадать (чтобы не городить разные корректировочные цепи и не вносить дополнительные искажения);
  6. Динамики не должны быть дорогими (если есть много денег, то проще купить готовые «аудиофильские» АС).

Требований много, а выбор небольшой.

Просмотрев все доступные в приобретении динамики, выбор был сделан в пользу 2А-12У4.

Были и другие варианты, но возможность приобрести и личное желание совпали на КИНАПовской акустике.

Хотя и был риск приобрести «уставшие» экземпляры. Но, Бог миловал!

Основные параметры Тиля-Смолла динамика 2А-12У4/Самарканд

Замер без акустического оформления показал:

  • Fs = 57,7 Гц (не размятые, после хранения);
  • Qts = 0,43 (слабо подходит для «открытой» акустики, но как есть - так есть…);
  • Rds = 15,8 Ом;
  • Z = к 5кГц поднимается до 20 Ом;
  • АЧХ по -6 дБ = 40 – 5200 Гц (после разминки).
  • Заявленный уровень характеристической чувствительности - не менее 95 дБ!!

Динамики 2А-12У4 могут работать в «открытой акустике». Есть, правда, немного отзывов об использовании этих динамиков в таком акустическом оформлении. Но не было отмечено размытого, рыхлого или искаженного мидбаса у этих динамиков.

Отмечают: «Стремительный ураганный отклик и роскошная ровная средина».

Надо пробовать...

Выбор в пользу этого динамика был сделан из-за ровной АЧХ в области верхнего баса и, особенно, средних частот.

Это редкость. Габариты и «мотор» динамика делают свое дело!

Динамик имеет Большие габариты и вес (диаметр корзины = 40 см, вес = 10 кг). Это затруднит изготовление НЧ блоков и их установку на потолке помещения.

Интересно решить задачу по выбору излучающих элементов СЧ-ВЧ звена (твиттера).

Для излучающих элементов СЧ-ВЧ звена системыс рассеивающим конусом подойдут диффузорные ВЧ динамики и купольные динамики. Они имеют конусную диаграмму направленности относительно плоскости излучения.

Надстроив над ними рассеивающий конус и разместив их вертикально — получим круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости (пространственное звуковое поле).

Номинальное сопротивление у таких динамиков лежит в диапазоне от 4 до 8 Ом, что мало для проекта с динамиками 2А-12У4.

Нужно иметь сопротивление твиттера 16 Ом, а лучше приблизить к 20 Ом (для идеальной состыковки НЧ и СЧ-ВЧ блоков).

Чтобы получить 16 Ом, надо последовательно подключить 2-а динамика номинальными сопротивлениями по 8 Ом.

При такой схеме, рассеивающих конусов будет тоже 2-а. Динамики устанавливаются вертикально, друг над другом: один — в верх, другой — в низ.

Такая конструкция описана в журнале Радио —  Высокочастотная акустическая система с круговой диаграммой направленности.

К сожалению, получить качественный звук при совместной работе 2-х диффузорных или купольных динамиков не получиться.

На высоких частотах звуковые волны, излучаемые двумя головками, могут не совпадать по фазе, и возникшая интерференция приведёт к искажению исходного тембра.

«Сделать динамики, которые бы играли ровно, уже не простая задача. А сделать так, чтобы ровно играли после одного или нескольких отражений, совсем тяжело. Потому, для всех всенаправленных, есть проблема получения хорошей гладкой АЧ[5].

Выход из положения возможен только при качественном подборе пар динамиков со строго идентичными, гладкими (ровными) частотными характеристиками. А купольные и тем более конусные динамики ровными и одинаковыми АЧХ похвастаться не могут!

В общем, если использовать в твиттерах парное подключение динамиков, хорошего звука не получиться. Надо выбирать излучатели на других принципах работы.

В последние десятилетия успешно развивается магнито-планарная технология производства излучателей звука. Это связано с развитием технологии изготовления излучающих поверхностей и сокращением большой доли ручного труда при сборке.

Широкое распространение, в настоящее время, получают ленточные и плёночные планарные излучатели. Ленточные излучатели, в силу конструкции, требуют подключения дополнительного высокого напряжения. Они применяются в дорогостоящих АС в широком диапазоне частот от мидбаса до ультразвука.

Плёночные излучатели не требуют дополнительного питания, относительно малогабаритны и имеют образцово ровные АЧХ и ФЧХ в диапазоне частот от средних до ультразвука.

В последнее десятилетие производители в Китае наладили выпуск недорогих плёночных излучателей. Цены на такие изделия, в сравнении с «традиционными», низкие и демократичные.

Но, в настоящее время, приобретение возможно только на китайских торговых площадках типа Алиэкспресс и им подобных.

С этими «конторами» надо постоянно держать: «Ухо — в остро». Постоянно контролировать этап заключения покупки и все этапы сопровождения и доставки. Рекомендую делать скрины всех процедур. К тому же —очень долгие сроки поставки. На российских площадках, со временем, всё появиться. Лишь бы цены не задрали…

У меня имеется опыт изготовления твиттеров на излучателях из Китая: RT4-D.

Это не реклама! Впечатления от этих излучателей, только положительные.

Но для проекта КАС были выбраны другие излучатели под наименованием: Melo david Audio ribbon Tweeters 8 Ohm.

Выбор в пользу этих излучателей был сделан по двум причинам:

  • они менее мощные и, наверно поэтому, у них корпус сделан в виде закрытого бокса (не имеют тыльного излучения) и более ровная АЧХ во всем диапазоне излучения;
  • они самые дешевые.

Основные заявленные характеристики и АЧХ:

  • Номинальное сопротивление: 8 Ом;
  • Чувствительность: 92 дБ;
  • Мощность (RSM): 15 Вт;
  • Мощность (Max): 30 Вт;
  • Рекомендуемая частота кроссовера: >2000 Гц;
  • Магнит: Неодимовый;
  • Проводящая линия: алюминиевая фольга.
Замер фазовой характеристики динамика
Рис. 1. Замер фазовой характеристики динамика.

Замер импеданса и фазовой характеристики показал великолепные результаты, о которых можно лишь мечтать при использовании динамических излучателей!

Замер импеданса динамика
Рис. 2. Замер импеданса динамика.

При подключении в твиттере последовательно 2-х таких излучателей, суммарный импеданс составит 16 Ом по всему диапазону частот, а чувствительность пары составит 95 дБ!

То есть: Чувствительности НЧ модуля и твиттера будут одинаковыми.

Изготовление и оформление КАС

У плёночных и ленточных излучателей есть один нюанс, который создаст трудности при изготовлении АС с круговой диаграммой направленности (далее ДН). У них поверхность излучения имеет прямоугольную форму, с разными длинами сторон. Из-за такой конструкции диаграмма направленности излучения имеет форму приплюснутого конуса.

Удлинение излучающей поверхности — приводит к сужению диаграммы направленности. Чем она длиннее, тем уже ДН. (Можно провести аналогию из теории построения антенн для радиосигналов).

В качестве отступления от темы: При изготовлении обычного, классического твиттера, прямоугольную излучающую поверхность надо располагать вертикально, малыми сторонами: в верх и в низ. При таком расположении: диаграмма направленности в горизонтальной плоскости будет максимальной, а в вертикальной плоскости будет ее сужение.

Если излучать сигнал с такой ДН на рассеивающий конус, то равномерной, круговой диаграммы не будет. Форма будет в виде овала или даже «восьмёрки»!

Для оценки сужения диаграммы направленности у одиночного излучателя Melo david Audio ribbon Tweeters 8 Ohm с рассевающим конусом, было проведено 2-а измерения с частотами сигналов 6 кГц и 10 кГц.

Излучатель и конус располагались вертикально.

Измерения проводились в горизонтальной плоскости.

Диаграмма направленности излучателя Melo david Audio ribbon Tweeters 8 Ohm
Рис. 3. Диаграмма направленности излучателя Melo david Audio ribbon Tweeters 8 Ohm.

На рисунке: кривая 6 кГц – зеленого цвета, а кривая 10 кГц – красного цвета.

Для получения круговой (или псевдокруговой) ДН надо применить 2-а излучателя с конусами, развернув их корпуса на 90 градусов относительно друг друга.

Для проверки геометрии суммарной ДН у пары излучателей с конусами, было проведено измерение на частоте сигнала 6 кГц.

Диаграмма направленности излучателя с конусами
Рис. 4. Диаграмма направленности излучателя с конусами.

Искажение круглой формы у ДН было из-за искривления несущей опоры одного из конусов, вызванной перетянутым натяжением декоративной ткани.

После устранения искривления опоры, повторное измерение не проводилось.

Твиттер изготовлен в форме закрытого корпуса. В корпусе размещены согласующие элементы.

Рассевающие конусы изготовлены из толстого, плотного ватмана. Шов сделан: не в внахлест, а в стык с подогнутыми и приклеенными краями. Шов у конусов зашпатлеван.

Корпуса конусов, для улучшения характеристик и придания прочности, покрашены нитрокраской. Это сделано по совету В. Костина из Москвы.

Желательна глянцевая, лакированная поверхность конуса для уменьшения потерь на высоких частотах.

Корпуса конусов наклеены на жестяную крышку для консервирования продуктов.

Расстояние от вершины конуса до излучающей поверхности было выбрано = 10 мм, что соответствует верхней, неискаженной частоте > 34 кГц (для условий комнатной температуры). Экспериментировать с этим расстоянием не было времени и условий. Хотя, в дальнейшем, надо и поэкспериментировать.

Твиттеры получились малогабаритные и легкие. Вес каждого, с декоративной тканью, составил всего 370 грамм.

В качестве декоративной ткани была выбрана: органза для штор. Специальная аудио прозрачная ткань, даже у китайских производителей, стоит непомерно и непомерно дорого. Органза, кроме декоративных функций, служит дополнительной пылезащитой (окна самих излучателей защищены производителем сетчатой тканью).

Твиттер подключен в противофазе с НЧ динамиком (применен фильтр 2-го порядка, в данном случае — фильтр Баттерворта).

Набор для изготовления КАС
Рис. 5. Набор для изготовления КАС.
Внешний вид КАС
Рис. 6. Внешний вид КАС.

Для изготовления НЧ блоков было заготовлено небольшое количество пиломатериалов. Было решено форму НЧ блоков делать приближенной к полусфере. Для этого планировалось переднюю панель у блока делать минимально возможной.

Изготовить множество боковых панелей и прикрепить их под тупыми углами к передней панели. Сам блок — без задней стенки, в акустическом оформлении ОЯ.

Но после выборов динамиков 2А-12У4 от этой идеи пришлось отказаться. Корпус блока, при такой конструкции, был бы громоздким, тяжелым и очень сложным при изготовлении в домашних условиях. На потолке блоки с такими габаритами разместить невозможно.

Вообще, проводить столярные работы в жилой однокомнатной «хрущёвке» — это что-то близкое к самоубийству!

Учитывая габариты динамика и нехватки пиломатериалов, пришлось корпус НЧ блока изготовить пирамидальной формы, с максимально возможной перегородкой между передней и задней сторонами излучения динамика (для уменьшения эффекта акустического КЗ).

Площадь выходного отверстия корпуса блока, должна быть больше площади диффузора динамика. Если площадь будет равна или меньше площади динамика, то ОЯ превратиться в ФИ, со всеми вытекающими нюансами.

В начальном варианте корпуса, так и вышло.

Замеры импеданса и АЧХ в свободном пространстве это подтвердили.

Замеры импеданса и АЧХ в свободном пространстве КАС
Рис. 7. Замеры импеданса и АЧХ КАС в свободном пространстве.

Синяя кривая — измерение без добавочного груза. Виден появившийся горб в районе 180 Гц. Это никуда не годится! Надо изменять конструкцию корпуса блока.

Замеры импеданса и АЧХ КАС в корпусе
Рис. 8. Замеры импеданса и АЧХ КАС в корпусе.

На АЧХ видна неприятная «волна». Амплитуды между пиками и провалами достигают 8–9 дБ. Показатели не такие уж большие, но гребенка звук подпортит.

Из замеренных характеристик можно сделать вывод:

Сложные и многоугловые формы корпусов АС противопоказаны для хорошего звука в области НЧ частот.

Изменять кардинально конструкцию не имело возможности.

В данном случае увеличить выходное отверстие можно было 2-мя способами:

  • уменьшить размеры перегородки, чего категорически делать не хотелось;
  • отпилить вершину у пирамиды корпуса и при этом убрать лишние угловые элементы конструкции.
Конструкция корпуса КАС в начальном варианте исполнения
Рис. 9. Конструкция корпуса КАС в начальном варианте исполнения.
Конструкция корпуса КАС с отпиленной частью
Рис. 10. Конструкция корпуса КАС с отпиленной частью.

После изменения конструкции корпуса, выходное отверстие увеличилось не на много и стало сопоставимо площади диффузора динамика. То есть ОЯ все равно получился с признаками ФИ. Уменьшать перегородку я не стал.

Замеры импеданса и АЧХ показали улучшение характеристик, но кардинального изменения их не произошло.

Замеры импеданса и АЧХ КАС в корпусе с отпиленной частью
Рис. 11. Замеры импеданса и АЧХ КАС в корпусе с отпиленной частью.
Замеры импеданса и АЧХ КАС в корпусе с отпиленной частью
Рис. 12. Замеры импеданса и АЧХ КАС в корпусе с отпиленной частью.

После долгих раздумий, было решено продолжать изготовление КАС в том виде, к которому пришли. В течении года проводить прослушивание и дополнительные измерения. По их результатам изменить конструкцию НЧ блоков.

В летнее время будет проще провести столярные работы вне дома.

Итоговая оценка КАС

Элементы КАС размещены в пространстве комнаты с размерами: 555 х 300 см.

Высота помещения = 245 см.

Расстояния от точки прослушивания до: НЧ блоков = 310 см; СЧ-ВЧ блоков = 240 см.

Виды на элементы КАС в интерьере
Рис. 13. Виды на элементы КАС в интерьере.
Виды на элементы КАС в интерьере
Рис. 14. Виды на элементы КАС в интерьере.

Оценка КАС проводилась по контрольным измерениям ее параметров и по субъективным ощущениям при прослушивании различных сигналов и музыкальных фрагментов.

Итоговая АЧХ комбинированной акустической системы, снятая в точке прослушивания (в точке дальнейшей
    эксплуатации)
Рис. 15. Итоговая АЧХ комбинированной акустической системы, снятая в точке прослушивания (в точке дальнейшей эксплуатации).

Виден спад характеристики в диапазоне частот от 65 до 100 Гц. Это искажения, вносимые геометрией помещения. При измерении в свободном пространстве, спада АЧХ не было. Но «полка» в этом диапазоне стабильно ровная.

В диапазоне частот от 100 до 200 Гц присутствуют искажения, вызванные конструкцией НЧ блока.

В диапазоне средних и высоких частот не наблюдаются значительные искажения. Амплитуда звукового давления в диапазоне с наибольшей чувствительностью звука от 1000 до 4000 Гц, — однородна, без значимых пиков и провалов.

Геометрия помещения и близлежащие предметы слабо влияют на итоговую АЧХ КАС, кроме диапазона низких частот.

При выбранном расположении элементов КАС относительно друг друга: имеется небольшое уменьшение ВЧ сигнала, по отношению к СЧ-НЧ составляющим.

Можно разместить твиттеры еще ближе к точке прослушивания для выравнивания итоговой АЧХ.

Можно перемещать твиттеры, ориентируясь на слух, и проводить корректировку по своим предпочтениям.

Можно изменять ширину стерепанарамы, изменяя расстояние между твиттерами.

Для оценки частотно-временных характеристик КАС и влияния геометрии окружающего пространства, проводились сравнительные измерения по отношению к АС в оформлении «Щит», установленной в этом же помещении, но поперек его. На фото она расположена под НЧ блоком КАС.

Частотно-временные характеристики влияют на качество звука и комфортность при его прослушивании. Они показывают время затухания сигнала в объеме помещения.

Их измерение проводилось методом экстраполяции времени реверберации RT-30 программой «SpectraPLUS».

Измерения проводились в точке прослушивания, общей для АС «Щит» и КАС.

Измерения проводились многократно. Из множества измерений были выбраны усреднённые показатели, подобные друг-другу.

Реверберационная характеристика помещения для КАС
Рис. 16. Реверберационная характеристика помещения для КАС.
Реверберационная характеристика помещения для АС «Щит»
Рис. 17. Реверберационная характеристика помещения для АС «Щит».

Более показательно проводить оценку по трехмерному изображению спектра сигнала.

Трехмерное изображение спектра сигнала для КАС
Рис. 18. Трехмерное изображение спектра сигнала для КАС.
Трехмерное изображение спектра сигнала для АС «Щит»
Рис. 19. Трехмерное изображение спектра сигнала для АС «Щит».

От нижнего до верхнего баса видно заметное снижение энергии отраженных сигналов у КАС по сравнению с АС «Щит».

Есть подъем характеристики у КАС в диапазоне 180–230 Гц и, через октаву, резонансные пики на частотах 360 и 460 Гц. Здесь, — очень сильное влияние «неправильного» корпуса НЧ блока.

У КАС виден однородный сигнал в области ультразвука (на графике он ограничен верхним диапазоном выбранного измерения).

Прослушивание комбинированной акустической системы проводилось при подаче на неё одиночных, одночастотных сигналов НЧ диапазона и при воспроизведении музыкальных фрагментов.

При прослушивании одиночных НЧ сигналов, проводился обход комнаты для выявления зон затухания и зон максимумов.

У КАС нет явных затуханий во всем объеме помещения.

У АС «Щит» есть «мертвые зоны» и в ближнем и в дальнем поле.

При прослушивании музыкальных фрагментов отмечено:

  • Есть характерное бубнение, свойственное дешевым автомобильным ФИ сабвуферам. Это стало заметно, после долгого прогона различного музыкального сигнала. Качественный результат правильного акустического оформления НЧ блоков (сабвуферов) — это чёткие, собранные и разборчивые басы; 
  • Мидбас система отрабатывает на: «Ура!»;
  • Нет ощущения отсутствия нижнего баса. Отклик на НЧ сигнал ощущается всем телом. Этого нет у многих АС с малыми размерами динамических головок;
  • Середина ровная, лёгкая и естественная;
  • Субъективно, слушатели отмечают комфорт при прослушивании музыки.

Зона стереоэффекта у АС «Щит» — узкая (широко расположены левый и правый блоки АС). Она плохо ощущается в точке прослушивания. Приходиться перемещаться в дальнюю зону от АС «Щит».

У КАС стереопанорама широкая и однородная во всей зоне прослушивания. Сцена углублена и, по ощущениям, источник звука расположен за линией элементов КАС.

По сравнению с системой «Домашний кинотеатр 5.1», КАС выигрывает при просмотре кинофильмов и прослушивании музыки в плане положительных ощущений. Вследствие этого домашний кинотеатр был отключен от розетки питания!

Общие выводы:

  1. Концепция Комбинированной Акустической Системы показывает её способность нивелировать негативные факторы малых помещений.
  2. Есть перспектива для дальнейшего развития концепции КАС.
  3. Элементы КАС — малогабаритны. Они не мешают условиям проживания. Не сложны при изготовлении в домашних условиях.
  4. При грамотном изготовлении элементов КАС, не требуется дополнительная настройка по месту их размещения.

P.S. Запланирована переделка НЧ блоков. Динамики 2А-12У4 принято оставить. В компоновке блоков, боковые панели надо развести наружу, в стороны под углом относительно передней панели. При таком исполнении, объем бокса увеличится и увеличиться выходное отверстие до приемленных размеров.

Если есть ошибки, буду рад любой корректировке изложенных материалов и любой критике в не грубой форме.  

Всем успехов в изготовлении АС для качественного звука!

Материалы

  1. Анатомия акустических систем: контрапертурные АС — преимущества экзотики против серийного рационализма.
  2. Азы акустики для чайников: типы акустического оформления колонок.
  3. Акустические системы с круговой диаграммой направленности излучения /АС пространственного поля, В. Костин, г. Москва.
  4. Журнал «Радио», стр. 39–40, № 4, 1973 г, Г. Степанов.
  5. Musatoff AS-5 всенаправленная акустическая система, Мусатов Константин
 

Добавить комментарий

Что бы вы хотели почитать?

Итоги
Последние комментарии
Наверх