Проекты :: Акустика :: Экран??? ОЯ: натюрлих.

Экран??? ОЯ: натюрлих.31/07/2006

Сегодня хочется вспомнить и обсудить одно из самых первых и самых забытых видов оформления Акустической системы. Экран, или открытый ящик. Это оформление было очень популярно в 60 лет назад, но ныне почти забыто и мы знаем о его существовании только по картинкам из ветхих пожелтевших книг и по специфическим инсталляциям в автомобилях. Причина забвения данного вида акустических систем кроется в общей недостаточности развития уровня технологий и техники того уровня. Данные технологические ограничения возможностей производителей отражались на конечных характеристиках динамических головок и их стоимости. Обычно типовая резонансная частота для 12 дюймовых головок была в районе 100 герц и выше. И акустические системы в экранах играли в основном выше данной частоты, так как ниже частоты основного резонанса подвижной системы динамика, отдача резко падала. Дополнительным фактором неудачи было то, что в таких системах наблюдался резкий рост искажений при увеличении громкости и как следствия - увеличения хода подвижной системы динамической головки. Позднее, различными видами оформлений увеличили отдачу динамических головок на нижних частотах, одновременно ограничив перемещение подвижной системы на этих проблемных участках. Таким образом, производители смогли снизить нижнюю полосу воспроизводимых частот до желанных для меломанов 40-50герц. Так и закончилась эра Акустических систем с экраном или по классификации Советской школы Открытый Ящик. Однако такие решения, как и все в аудиотехнике, добавляет дополнительных проблем, с коими производителям приходится сражаться - одним из таких "довесков" является добавление дополнительных к резонансу динамической головки собственных резонансов оформления, которые так же приходится давить нетривиальными и недешевыми способами.

Если отталкиваться от современного уровня технологий и возможностей производства - то от оформления типа Экран можно добиться тех же результатов, что и от современных АС, но без дополнительных бонусов в виде резонансов и нелинейностей. Как? Если резонансная частота будет как можно меньшей за счет:: увеличения линейного хода подвижной системы и оптимизации магнитной системы (вернее мотора) динамической головки. Добиться, чтобы подвижная система могла иметь большой ход без увеличения искажений. Сама система работы мотора динамической головки позволяет это сделать. Лучшей пружиной, возвращающей подвижную систему, после подведенного импульса является та же звуковая катушка. Современные производители намеренно, для увеличения бумажного параметра "максимальная мощность" динамической головки идут на изменение параметров катушки и магнитной системы - тем самым, снижая BL мотора. А дополнительную возвратную и удерживающую силу делают за счет дополнительной упругости подвеса. Так как собственной силы мотора (комбинации звуковой катушки и магнитной системы) и результирующей толкающей и возвращающей BLI недостаточно чтобы полностью управлять подвижной системой как по её прямому перемещению подведенным звуковым сигналом.

Оба требования по доведению конструктивных особенностей и требований к подвижной системе динамической головки для ОЯ с низким и неискаженным басов основываются на одном и том же требовании - большое линейное перемещение подвижной системы при достаточном для веса данной подвижной системы уровне силы BLI мотора. Для обеспечения данных требований, катушка должна быть больше высоты магнитного зазора на величину требуемого линейного перемещения - тогда вне зависимости от положения подвижной системы, в зазоре будет строго одинаковое количество витков звуковой катушки и следовательно BLI будет неизменной и условий для роста нелинейных искажений тоже не возникнет. Вторым требованием является так же и приличная высота магнитного поля - а значит и верхнего фланца магнитной системы, чтобы обеспечить высокий уровень BL- а значит ми большого и мощного магнита, который сможет обеспечить достаточную магнитную индукцию для такого размера магнитного зазора.

Расчеты в программе Fine Cone 2 мотора примерно такого динамика показывают, что для обеспечения указанного в описании параметров мотора (при заданной высоте верхнего фланца магнитной системы в 15мм и шириной намотки 35мм), 1.6 тесла в зазоре - нужен магнит с внешним диаметром 22см высотой 25мм: при этом, при любом положении подвижной системы в зазоре будет находиться одно и тоже количество витков катушки: На данной фотографии видна и центрирующая шайба, которая обеспечит столь большой линейный ход подвижной системы.

Резонансная частота производимых современной промышленностью низкочастотных динамиков с годами становится все ниже и ниже. Достигается это как увеличением массы подвижной системы (с неминуемым уменьшением чувствительности ) так и применением новых пенополимерных подвесов и форм подвесов с высокой упругостью в осевом смещении и малой в перемещении по оси. Такие пенополимеры обладают высоким внутренним демпфированием и дополнительно являются отличным демпфером для внешнего среза конусов диафрагм (диффузоров в совковой терминологии) подвижных систем динамических громкоговорителей.

В любой конусной или плоской диафрагме звуковой сигнал от катушки передается в материале в виде продольной волны к краю конуса, далее отражаясь от края конуса снова летит к катушке - в диффузоре образуются резонансные явления в виде стоячих пучков продольных волн. Нарушается и АЧХ и растут искажения в областях от 500 до 5000 герц в зависимости от геометрических размеров и материала диффузора (внутреннего демпфирования - потерь на трение и ослабления звуковой волны). Такая пена или полимер с хорошими демпфирующими свойствами дополнительно гасит продольные волны в диффузоре и минимизирует отражение от края диффузора. Это безусловно отражается в общем улучшении качества звучания динамической головки. Кроме того, дополнительно к требованиям к динамической головке, есть очень жесткие требования к самому экрану или ОЯ. Это требования к акустической инертности материала стенок. При больших перемещениях подвижной системы, большой уровень вибрации передается на корпус и материал должен обладать просто очень малыми собственными резонансами, чтобы не окрасить звучание системы. Одним из вариантов изготовления таких панелей является изготовление полой изнутри панели с заполнением песком. Такие панели, задемпфированы изнутри песком и не имеют собственных резонансов. Если только поперечные и продольные волны в самих панелях могут вылазить, но внешняя панель имеет очень малую площадь соприкосновения с внутренней, на которую крепиться динамик и высокочастотные вибрации на неё не передаются. Современные производители корпусов АС стремятся как можно больше повысить жесткость материала АС, увеличивая при этом внутренние потери. НО все равно - резонансы есть - их просто уводят в более высокие области частот и пытаются ослабить внутренним демпфированием, различными виброгасящими мастиками и многослойными конструкциями. А заполнение полостей между двумя листами фанеры есть очень старое и проверенное решение этих проблем.

Вторым моментом является возможность применения двух, а то и трех динамиков. Но именно в области низких частот применение двух динамиков дает очень интересные результаты. Такие динамики должны обладать рядом специфичных характеристик. Величина линейного хода должна быть одинаковой, уровень чувствительности тоже. А вот резонансные частоты и общий диапазон воспроизводимых частот разный. Низкочастотный динамик должен обладать диффузором с высоким внутренним декрементом затухания, чтобы обеспечить пологий спуск на мидбасе без дополнительной фильтрации, а вот широкополосный же наоборот - оптимальными показателями декремента затухания, жесткости и скорости распространения звуковой волны в материале для отработки всех частот звукового диапазона без образования стоячих резонансов продольных волн. И резонансная частота широкополосника должна отличаться от НЧ на 10 - 15 герц. Включение параллельно таких динамиков дает возможность сделать один "комбинированный" динамик с достаточно интересными параметрами. Параллельное включение и разнесение резонансов взаимно шунтирует два динамика, и суммирующий пик резонанса системы будет начинаться достаточно низко (НЧ с резонансной частотой скажем 30герц) и продлеваться до 50герц резонансной частоты широкополосника низким и пологим бугром в отличие от резкого пика импеданса каждого из динамиков. Большая площадь подвижной системы такого комбинированного НЧ излучателя компенсирует падение отдачи на "резонансной частоте - отрезке суммирующего горба" и отдача будет ровной на всем участке с достаточно глубоким и линейным басом от 35-40герц. При этом и реакция системы на импульсный сигнал будет как дыхание воздуха - подвижная система без дополнительной жесткой пружины будет легко реагировать на малейшее изменение подведенного сигнал. Никаких проблем с разделительными фильтрами.

На высоких частотах особенно сильно заметно увеличение направленности звучание широкополосного динамика - это сужение направленности характерно для всех динамиков и зависит от геометрических размеров излучающей диафрагмы. Как только длина излучаемой волны становятся сопоставимой (равна) или меньше диаметра конуса диафрагмы излучателя начинается увеличение направленности излучения. Для устранения данного явления, к этим двум динамикам можно и нужно опять параллельно через ограничивающий конденсатор подключить высокочастотную головку, но действовать тут надо не прямиком, а по-хитрому - чтобы сделать максимальную дисперсию в горизонтали. Самым простым решением является горизонтальное или под углом направленная в стенку ВЧ головка. И до слушателя доходит не сигнал прямого излучения, а отраженный от стены. На частотах выше 7000гц звуковой сигнал уже не может быть точно локализован человеком в пространстве, и большое значение играет интенсивностная характеристика звука - чистота тона (отсутствие гармонических искажений) и высота тона. Отражение от стены дает некоторую задержку и этим нужно управлять - размещая АС ближе или дальше от стены можно создавать эффект присутствия увеличивая реверберационные процессы, но не стоит перебарщивать - принцип разумной достаточности никто не отменял.

Такая Акустическая система будет давать басы и при установке в любом месте комнаты, но особенно приятно будет установив её в углу, организовав треугольник и увеличив таким образом величину экрана : ).

А теперь самое интересное - можно сказать, эта "новая" концепция есть хорошо забытая старая. Эта статья есть попытка с технической точки зрения проанализировать акустическую систему SFB/3 компании Wharfedale которая была сделана в Англии в 1956 году выдающимся фанатом аудиостроения тех лет Gilbert Arthur Briggs основавший Wharfedale Wireless Works in 1932. Briggs издал 12 научных трудов по теории высококачественного аудио. Эти книги и сегодня быстро раскупаются на различных аукционах. И логичности и концептуальной завершенности данной АС можно только позавидовать. Единственным проколом компании было использование подвесов из прессованного поролона, который рассыпался через пять лет. После чего, они разработали и применили новый подвес из натурального шелка, пропитанного вязким и невысыхающим латексоподобным полимером. В 1958 году Бриггс отошел от дел - и продал компанию Rank где до середины 70х по идеологии Бриггса было собрано миллионы Акустических систем высочайшего класса.

написал: Gajdar
Комментарии

Jonnie  17/04/2011 11:29
Superior thinnkig demonstrated above. Thanks!

Оставить сообщение
Имя:                                                        E-mail:
 

Сообщение

Антибот (введите 11*1*11, заменив "*" на "-"):