Корпус громкоговорителя - Loudspeaker enclosure

MTX Audio корпуса громкоговорителей (с трубками с отражающим портом на задней панели), которые могут быть установлены вуферы, среднечастотные динамики и рупорные и / или компрессионные твитеры. На этом фото смонтирован только один драйвер.
Шкаф с установленными в отверстия динамиками. Номер 1 - драйвер среднего уровня. Номер 2 - драйвер высокого диапазона. Цифра 3 обозначает два низкочастотных вуферы. Под нижним вуфером находится фазоинвертор порт.

А корпус громкоговорителя или шкаф громкоговорителя представляет собой корпус (часто коробчатый), в котором динамики (например., колонки и твитеры ) и сопутствующее электронное оборудование, такое как кроссоверные схемы а в некоторых случаях усилители мощности, установлены. По дизайну корпуса могут быть самыми разными: от простых до самодельных. Сделай сам прямоугольный ДСП коробки до очень сложных, дорогих компьютерных Hi-Fi шкафы из композитных материалов, внутренние перегородки, рожки, фазоинверторные порты и звукоизоляция. Корпуса громкоговорителей варьируются по размеру от небольших "книжная полка" динамик шкафы с 4-дюймовыми вуферами и малыми твитеры предназначен для прослушивания музыки с Hi-Fi системы в частном доме до огромных, тяжелых сабвуфер Корпуса с несколькими 18-дюймовыми или даже 21-дюймовыми динамиками в огромных корпусах, которые предназначены для использования на стадионах системы звукоусиления для рок музыка концерты.

Основная роль кожуха заключается в предотвращении звуковых волн, создаваемых обращенной назад поверхностью корпуса. диафрагма динамика открытого динамика, взаимодействующего со звуковыми волнами, генерируемыми в передней части динамика. Поскольку звуки, генерируемые вперед и назад, не совпадают по фазе друг с другом, любое взаимодействие между ними в пространстве для прослушивания создает искажение исходного сигнала, поскольку он должен был воспроизводиться. Таким образом, громкоговоритель нельзя использовать без его установки в шкафу какого-либо типа или встраивания в стену или потолок. Кроме того, поскольку звуковые волны будут проходить разные пути через пространство для прослушивания, звуковые волны в несмонтированном динамике будут приходить к месту слушателя в несколько разное время, вводя эхо и реверберация эффекты не являются частью оригинального звука.

Корпус также играет роль в управлении вибрацией, вызванной рамой динамика и движущейся воздушной массой внутри корпуса, а также теплом, выделяемым звуковыми катушками и усилителями драйвера (особенно в случае низкочастотных динамиков и сабвуферов). Основание, которое иногда считается частью корпуса, может включать в себя специально разработанные ножки для отделения динамика от пола. Корпуса, предназначенные для использования в Системы PA, системы звукоусиления и для использования игроками на электрических музыкальных инструментах (например, кабинеты басовых усилителей ) имеют ряд функций, облегчающих их транспортировку, например ручки для переноски сверху или по бокам, металлические или пластиковые защитные уголки и металлические решетки для защиты динамиков. Корпуса динамиков, предназначенные для использования дома или в студия записи обычно не имеют ручек или угловых защитных устройств, хотя обычно имеют тканевое или сетчатое покрытие для защиты низкочастотного и высокочастотного динамиков. Эти решетки динамиков представляют собой металлическую или тканевую сетку, которые используются для защиты динамика, образуя защитную крышку над диффузором динамика, позволяя звуку проходить через него без искажений.[1]

Корпуса динамиков используются в домах в стереосистемах, домашний кинотеатр системы, телевизоры, стрелы и многие другие аудиоустройства. Корпуса для небольших динамиков используются в автомобильная магнитола системы. Шкафы для динамиков являются ключевыми компонентами ряда коммерческих приложений, в том числе системы звукоусиления, кинотеатр звуковые системы и студии звукозаписи. Электрические музыкальные инструменты, изобретенные в 20 веке, такие как Электрогитара, электрический бас и синтезатор, среди прочего, усиливаются с помощью инструментальные усилители и кабинеты динамиков (например, гитарный усилитель шкафы динамиков).

История

Раньше радиодинамики состояли из рога, часто продаются отдельно от самого радио (обычно это небольшая деревянная коробка, содержащая электронные схемы радио[2]), поэтому обычно их не размещали в вольере.[3] Когда в середине 1920-х годов были представлены драйверы громкоговорителей с бумажным диффузором, радиокабины стали делать больше, чтобы в них помещались как электроника, так и громкоговоритель.[4] Эти шкафы были сделаны в основном ради внешнего вида, а громкоговоритель просто установлен за круглым отверстием в корпусе. Было замечено, что корпус сильно влияет на низкие частоты динамика. Поскольку задняя часть громкоговорителя излучает звук в противофазе от передней, могут возникать конструктивные и деструктивные помехи для громкоговорителей без кожуха, а также частоты ниже, связанные с размерами перегородки в громкоговорителях с открытыми перегородками (описаны в разделе «Предпосылки» ниже). Это приводит к потере низких частот и гребенчатая фильтрация (т.е. пики и спады мощности независимо от сигнала, который должен воспроизводиться).

Многоклеточный рупорный громкоговоритель Lansing Iconic 1937 года выпуска.

До 1950-х годов многие производители не закрывали полностью свои громкоговорители; задняя часть шкафа обычно оставалась открытой. Это было сделано по нескольким причинам, не в последнюю очередь потому, что электроника (в то время ламповое оборудование) могла быть размещена внутри и охлаждаться конвекцией в открытом корпусе.

Большинство типов корпусов, обсуждаемых в этой статье, были изобретены либо для того, чтобы отгородить звук, не совпадающий по фазе с одной стороны динамика, либо для его модификации, чтобы его можно было использовать для усиления звука, производимого с другой стороны. Тем не менее, некоторые дизайны пошли в другом направлении, пытаясь учесть естественные акустические свойства материала корпуса, а не ослабить его, и придать корпусу такую ​​форму, чтобы задняя часть оставалась открытой и по-прежнему обеспечивала хороший басовый отклик с ограниченной гребенчатой ​​фильтрацией.[5]

Задний план

Древесноволокнистые плиты средней плотности это обычный материал, из которого изготавливаются корпуса громкоговорителей.

В некоторых отношениях идеальным креплением для низкочастотного динамика была бы жесткая плоская панель бесконечного размера с бесконечным пространством позади нее. Это полностью предотвратит помехи задних звуковых волн (т. Е. гребенчатый фильтр погашения) звуковыми волнами спереди. Громкоговоритель с «открытой перегородкой» является приближением этого, поскольку Водитель монтируется на панели, размеры которой сопоставимы с самой длинной длина волны для воспроизведения. В любом случае драйверу потребуется относительно жесткая подвеска для обеспечения восстанавливающей силы, которая могла бы быть обеспечена на низких частотах за счет меньшего герметичного или перфорированного корпуса, поэтому для такого типа монтажа подходит мало драйверов.

Звуки динамика, генерируемые вперед и назад, не совпадают по фазе друг с другом, потому что они генерируются за счет противоположного движения диафрагмы и потому, что они проходят разные пути, прежде чем сойтись в позиции слушателя. Драйвер динамика, установленный на конечной перегородке, будет отображать физическое явление, известное как вмешательство что может привести к заметному частотно-зависимому затуханию звука. Это явление особенно заметно на низких частотах, где длины волн достаточно велики, чтобы помехи влияли на всю зону прослушивания.

Поскольку бесконечные перегородки непрактичны, а конечные перегородки имеют тенденцию плохо реагировать, когда длины волн приближаются к размерам перегородки (то есть на более низких частотах), в большинстве кабинетов громкоговорителей используется какая-то структура (обычно коробка) для сдерживания не совпадающей по фазе звуковой энергии. Ящик обычно изготавливается из дерева, древесного композита или, в последнее время, пластика по причинам простоты конструкции и внешнего вида. Также использовались камень, бетон, гипс и даже строительные конструкции.

Кожухи могут иметь значительный эффект, выходящий за рамки задуманного, с панелью резонансы, дифракция от краев шкафа и стоячая волна энергия от режимов внутреннего отражения / усиления является одной из возможных проблем. Мешающие резонансы можно уменьшить за счет увеличения массы или жесткости корпуса, увеличения демпфирования стенок корпуса или сочетания обработки стены / поверхности, добавления жестких поперечных распорок или добавления внутреннего поглощения. Wharfedale в некоторых конструкциях уменьшен резонанс панели за счет использования двух деревянных шкафов (один внутри другого), пространство между которыми заполнено песок. Домашние экспериментаторы даже разработали динамики, построенные из бетон, гранит[6] и другие экзотические материалы по тем же причинам.

Многие проблемы дифракции, помимо низких частот, можно решить за счет формы корпуса, например, за счет исключения острых углов на передней части корпуса. Исследовательские эксперименты 1930-х гг. Гарри Ф. Олсон показали, что изогнутые перегородки громкоговорителей уменьшают некоторые отклонения отклика из-за дифракции звуковой волны. Позже было обнаружено, что аккуратное размещение динамика на перегородке с острыми краями может уменьшить проблемы с откликом, вызванные дифракцией. Иногда различия в фазовой характеристике на частотах, используемых разными драйверами, можно устранить, отрегулировав вертикальное расположение меньших драйверов (обычно в обратном направлении) или наклонив или `` пошагнув '' переднюю перегородку, чтобы волновой фронт от всех драйверов был последовательный на и вокруг частот кроссовера в нормальном звуковом поле динамика. Акустический центр динамика определяет величину смещения назад, необходимую для «выравнивания по времени» драйверов.

Типы

Небольшой "полочный динамик" LS3 / 5A со снятой защитной крышкой.

Корпуса, используемые для вуферы и сабвуферы можно адекватно моделировать в области низких частот (примерно 100–200 Гц и ниже) с помощью акустика и сосредоточенный компонент модели. Теория электрических фильтров была успешно использована для некоторых типов корпусов. Для целей этого типа анализа каждый корпус должен быть классифицирован в соответствии с определенной топологией. Разработчик должен сбалансировать низкий уровень басов, линейную частотную характеристику, эффективность, искажения, громкость и размер корпуса, одновременно решая проблемы более высокого уровня в слышимом частотном диапазоне, такие как дифракция от краев корпуса, эффект скачка перегородки, когда длины волн приближаются к размерам корпуса, кроссоверы и т. Д. и смешение драйверов.

Герметичные (или закрытые) корпуса

Коробка с начинкой стекловолокно изоляция для увеличения воспринимаемого объема коробки.
Герметичный корпус.

Движущаяся масса динамика и соответствие (провисание или взаимная жесткость подвески) определяет водительскую резонансная частота (Fs). В сочетании с демпфирование Свойства системы (как механические, так и электрические) все эти факторы влияют на низкочастотную характеристику систем с герметичным корпусом. Выходной сигнал падает ниже резонансной частоты системы (Fc), определяемая как частота пикового импеданса. В закрытом ящике воздух внутри ящика действует как пружина, возвращая конус в «нулевое» положение при отсутствии сигнала. Значительное увеличение эффективного объема громкоговорителя в герметичном корпусе может быть достигнуто за счет наполнения волокнистым материалом, обычно стекловолокном, связующим ацетатным волокном (BAF) или длинноволокнистой ватой. Эффективное увеличение объема может достигать 40% и в первую очередь связано с уменьшением скорости распространения звука через наполнитель по сравнению с воздухом.[7] Корпус или драйвер должны иметь небольшую утечку, чтобы внутреннее и внешнее давление могло со временем выровняться, чтобы компенсировать барометрическое давление или высота; пористая природа бумажных конусов или плохо запечатанный корпус обычно достаточны для обеспечения этого медленного выравнивания давления.

Бесконечная перегородка

Вариант подхода с «открытой перегородкой» заключается в установке динамика в очень большом герметичном корпусе, обеспечивающем минимальную восстанавливающую силу «воздушной пружины» на диффузор. Это минимизирует изменение резонансной частоты драйвера из-за корпуса. В некоторых «ограждениях» с бесконечными перегородками использовалась соседняя комната, подвал, кладовая или чердак. Это часто бывает с экзотическими вращающийся вуфер установки, поскольку они предназначены для работы на частотах ниже 20 Гц и вытеснения больших объемов воздуха. «Бесконечная перегородка» или просто «IB» также используется как общий термин для герметичных корпусов Любые Размер, название используется из-за способности герметичного корпуса предотвращать любое взаимодействие между прямым и задним излучением динамика на низких частотах.

Концептуально бесконечная перегородка - это плоская перегородка, простирающаяся до бесконечности, так называемая «бесконечная перегородка». Настоящая бесконечная перегородка не может быть построена, но очень большая перегородка, такая как стена комнаты, может рассматриваться как практический эквивалент. Настоящий громкоговоритель с бесконечной перегородкой имеет бесконечный объем (полупространство) с каждой стороны перегородки и не имеет ступеньки перегородки. Однако термин «громкоговоритель с бесконечной перегородкой» может справедливо применяться к любому громкоговорителю, который ведет себя (или почти полностью соответствует) во всех отношениях, как если бы приводной блок был установлен в подлинной бесконечной перегородке. Этот термин часто и ошибочно используется для герметичных корпусов, которые не могут демонстрировать поведение бесконечной перегородки, если их внутренний объем не намного больше, чем у Vas. Тиле / Смолл приводного устройства И размеры передней перегородки в идеале составляют несколько длин волн самой низкой выходной частоты. Важно различать настоящую топологию с бесконечной перегородкой и так называемые «ограждения» с бесконечной перегородкой или IB, которые могут не соответствовать подлинным критериям бесконечной перегородки. Это различие становится важным при интерпретации использования этого термина в учебниках.[8][9]

Акустическая подвеска

Акустическая подвеска или пневмоподвеска представляет собой разновидность закрытого корпуса, использующего размер коробки, в которой используется почти линейная пневматическая рессора, приводящая к частоте 30-40 Гц для коробки объемом всего от одного до двух кубических футов или около того.[10] «Пружинная» подвеска, которая возвращает диффузор в нейтральное положение, представляет собой комбинацию исключительно податливой (мягкой) подвески вуфера и воздуха внутри корпуса. На частотах ниже системного резонанса давление воздуха, вызванное движением конуса, является доминирующей силой. Разработан Эдгар Вильчур в 1954 году этот метод был использован в очень успешном Акустические исследования линейка «полочных» динамиков в 1960-70-е гг. Принцип акустической подвески использует преимущества этой относительно линейной пружины. Повышенная линейность подвески этого типа системы является преимуществом. Для конкретного динамика оптимальный кабинет акустической подвески будет меньше, чем фазоинвертор, но корпус фазоинвертора будет иметь точку ниже -3 дБ. Чувствительность к напряжению выше частоты настройки остается функцией драйвера, а не конструкции шкафа.

Изобарическая нагрузка

Дальнейшая информация: Изобарические динамики
Изобарический громкоговоритель в схеме конус-магнит (синфазный). На изображении выше показан герметичный корпус; В вентилируемых корпусах также может использоваться изобарическая схема.

Изобарический громкоговоритель конфигурация была впервые представлена Гарри Ф. Олсон в начале 1950-х годов и относится к системам, в которых два или более идентичных вуферы (басовые драйверы) работают одновременно, при этом с одной стороны каждой диафрагмы примыкает общий корпус из замкнутого воздуха. В практических приложениях они чаще всего используются для улучшения low-end частотный отклик без увеличения габаритов шкафа, но за счет стоимости и веса. Два идентичных динамика соединены для совместной работы как одно целое: они установлены один за другим в кожухе, образуя между ними воздушную камеру. Объем этой «изобарической» камеры обычно выбирается довольно небольшим из соображений удобства. Два динамика, работающие в тандеме, демонстрируют точно такое же поведение, как один динамик в двойном корпусе.

Портовые (или рефлекторные) корпуса

Фазоинвертор

Основная статья: Фазоинвертор
Корпус фазоинвертора.
RCA полка стерео фазоинверторные многополосные динамики.

Эти корпуса, также известные как вентилируемые (или портовые) системы, имеют вентиляционное отверстие или отверстие, вырезанное в корпусе, и трубку с портом, прикрепленную к отверстию, для улучшения низкочастотного выхода, повышения эффективности или уменьшения размера корпуса. Конструкции с фазоинвертором используются в домашних стереодинамиках (включая как недорогие, так и недорогие акустические шкафы, а также дорогие Hi-Fi шкафы), усилитель басов шкафы для колонок, клавишный усилитель шкафы, сабвуфер шкафы и Система громкой связи шкафы для колонок. Использование вентилируемых или переносных шкафов проемы шкафа или преобразовывать и передавать низкочастотную энергию от тыльной стороны динамика к слушателю. Они сознательно и успешно используют Резонанс Гельмгольца. Как и герметичные корпуса, они могут быть пустыми, облицованными, заполненными или (редко) заполненными демпфирующими материалами. Частота настройки порта зависит от его поперечного сечения и длины. Этот тип корпуса очень распространен и обеспечивает более высокий уровень звукового давления вблизи частоты настройки, чем герметичный корпус того же объема, хотя на самом деле он имеет меньшее расширение низких частот, поскольку «спад» более крутой (24 дБ / окт. Против 12 дБ / окт. для герметичного корпуса). Малькольм Хилл впервые использовал эти конструкции в контексте живых мероприятий в начале 1970-х годов.[11]

Проектирование вентилируемых систем с использованием компьютерного моделирования практикуется примерно с 1985 года, когда исследователи Тиле и Смолл впервые систематически применил теорию электрических фильтров к акустическим характеристикам громкоговорителей в корпусах. Хотя портированные громкоговорители производились за много лет до компьютерного моделирования, достижение оптимальной производительности было сложной задачей, так как это сложная сумма свойств конкретного драйвера, корпуса и порта из-за несовершенного понимания различных взаимодействий. Эти корпуса чувствительны к небольшим изменениям характеристик драйверов и требуют особого контроля качества для обеспечения одинаковой производительности в течение всего производственного цикла. Басовые порты широко используются в сабвуферы для Системы PA и системы звукоусиления, в басовый усилитель кабинеты динамиков и в клавиатура amp шкафы для колонок.

Пассивный радиатор

Корпус пассивного радиатора.
Основная статья: Пассивный излучатель (динамик)

А пассивный радиатор В динамике используется второй «пассивный» драйвер, или дрон, для создания аналогичного низкочастотного расширения, увеличения эффективности или уменьшения размера корпуса, как в корпусах с портами. Пассивный драйвер не подключен к усилителю; вместо этого он перемещается в ответ на изменение давления в корпусе. Теоретически, такие конструкции представляют собой разновидности фазоинвертора, но с тем преимуществом, что они позволяют избежать относительно небольшого порта или трубки, через которую воздух движется, иногда с шумом. Настройка пассивного излучателя обычно выполняется быстрее, чем с фазоинвертором, поскольку такие исправления могут быть такими же простыми, как массовая настройка дрона. Недостатки состоят в том, что пассивный излучатель требует точной конструкции наподобие драйвера, что увеличивает затраты и имеет ограничения по отклонению.

Составной или полосовой

Составной или полосовой корпус 4-го порядка.

Электрический полосовой фильтр 4-го порядка может быть смоделирован с помощью вентилируемой коробки, в которой вклад от задней поверхности диффузора драйвера улавливается в герметичной коробке, а излучение от передней поверхности диффузора направляется в камеру с отверстиями. Это изменяет резонанс драйвера. В простейшем виде составной корпус состоит из двух камер. Перегородка между камерами удерживает водителя; обычно портируется только одна камера.

Если в корпусе с каждой стороны сабвуфера есть порт, то корпус дает полосу пропускания 6-го порядка. Их значительно сложнее разработать, и они, как правило, очень чувствительны к характеристикам драйвера. Как и в других корпусах Reflex, порты, как правило, при желании могут быть заменены пассивными излучателями. Блок полосы пропускания восьмого порядка - это еще один вариант, который также имеет узкий частотный диапазон. Их часто используют для достижения уровни звукового давления в этом случае будет использоваться бас определенной частоты вместо чего-либо музыкального. Их сложно построить, и они должны быть выполнены достаточно точно, чтобы они работали почти так, как задумано.[12]

Апериодические корпуса

Этот дизайн находится между акустической подвеской и корпусами фазоинвертора. Его можно рассматривать как герметичную герметичную коробку или коробку с портами с большим демпфированием портов. Настроив порт, а затем точно заблокировав его достаточно плотно упакованным волокном, можно по желанию отрегулировать демпфирование в порту. Результатом является контроль резонансного поведения системы, что, по мнению некоторых разработчиков, улучшает воспроизведение низких частот. Dynaco на протяжении многих лет являлась основным производителем этих корпусов, используя конструкции, разработанные скандинавским производителем драйверов. Дизайн остается необычным среди доступных в настоящее время коммерческих проектов. Причиной этого может быть то, что добавление демпфирующего материала является излишне неэффективным методом увеличения демпфирования; такого же выравнивания можно добиться, просто выбрав драйвер громкоговорителя с соответствующим параметры и точно настроив корпус и порт для получения желаемого отклика.

Подобная техника использовалась на вторичном рынке. Автозвук; ее называют «апериодической мембраной» (АП). Резистивный коврик помещается перед динамиком громкоговорителя или прямо за ним (обычно устанавливается на задней палубе автомобиля, чтобы использовать багажник в качестве ограждения). Динамик громкоговорителя прикреплен к коврику таким образом, что весь акустический выход в одном направлении должен проходить через коврик. Это увеличивает механическое демпфирование и, как следствие, уменьшает величину импеданса при резонанс обычно является желаемым эффектом, хотя в этом нет видимой или объективной пользы. Опять же, этот метод снижает эффективность, и тот же результат может быть достигнут путем выбора драйвера с более низким Добротность, или даже через электронный выравнивание. Это усилено поставщиками мембран AP; они часто продаются с электронным процессором, который посредством эквализации восстанавливает басовый выход, потерянный из-за механического демпфирования. Эффект выравнивания противоположен эффекту AP-мембраны, что приводит к потере демпфирования и эффективному отклику, аналогичному таковому у громкоговорителя без апериодической мембраны и электронного процессора.

Корпуса диполей

Дипольные динамики и их диаграмма направленности.
Основная статья: Дипольный динамик

Корпус диполя в своей простейшей форме представляет собой драйвер, расположенный на плоской перегородке, аналогично старым конструкциям шкафов с открытой задней стенкой. Края перегородки иногда загибают, чтобы уменьшить ее видимый размер, создавая своего рода коробку с открытой спинкой. Прямоугольное поперечное сечение встречается чаще, чем изогнутое, поскольку его легче изготовить в сложенном виде, чем в круглом. Размеры перегородки обычно выбираются для получения конкретной низкочастотной характеристики, при этом большие размеры дают более низкую частоту до того, как передняя и задняя волны интерферируют друг с другом. Корпус диполя имеет диаграмму направленности «восьмерка», что означает снижение звукового давления или громкости по бокам по сравнению с передней и задней частью. Это полезно, если его можно использовать для предотвращения того, чтобы звук в одних местах был таким же громким, как в других.

Корпуса для рупоров

Звуковой сигнал громкоговоритель схематичный.
Основная статья: Рупорный громкоговоритель

Рупорный громкоговоритель - это акустическая система, использующая рог чтобы согласовать конус водителя с воздухом. Сама структура рупора не усиливает, а, скорее, улучшает связь между динамиком и воздухом. Правильно спроектированные рупоры позволяют диффузору динамика передавать большую часть электрической энергии звуковой катушки в воздух; в действительности драйвер кажется более эффективным. Рупоры могут помочь контролировать дисперсию на более высоких частотах, что полезно в некоторых приложениях, таких как усиление звука. Математическая теория роговой связи хорошо развита и поняла, хотя реализация иногда бывает трудно. Правильно спроектированные рупоры для высоких частот имеют небольшие размеры (выше 3 кГц или около того, несколько сантиметров или дюймов), для средних частот (возможно, от 300 Гц до 2 кГц) намного больше, возможно, от 30 до 60 см (1 или 2 фута). ), а для низких частот (ниже 300 Гц) очень большие, несколько метров (десятки футов). В 1950-х годах несколько энтузиастов высокого качества фактически построили полноразмерные рожки, конструкции которых были встроены в стену дома или подвал. С появлением стерео (два динамика) и объемного звука (четыре и более) простые рупоры стали еще более непрактичными. Различные производители громкоговорителей выпускают сложенные низкочастотные рупоры, которые намного меньше (например, Altec Lansing, JBL, Klipsch, Lowther, Tannoy) и действительно подходят для практических помещений. Это обязательно компромиссы, и, поскольку они сложны физически, они дороги.

Многоканальный звуковой сигнал

Многоканальный звуковой сигнал.

Многоканальный звуковой сигнал (также известный как коэнтрант рог, рог единства или синергетический рог) представляет собой разветвленную конструкцию динамика; он использует несколько различных драйверов, установленных на рупоре на ступенчатом расстоянии от вершины рупора, где расположен высокочастотный драйвер. В зависимости от реализации эта конструкция обеспечивает улучшение переходной характеристики, поскольку каждый из драйверов выровнен по фазе и времени и выходит из одного и того же устья рупора. Также возможна более однородная диаграмма направленности во всем диапазоне частот.[13] Единый рисунок позволяет плавно объединить несколько корпусов.[14]

Рог

Обе стороны мощного динамика с длинным ходом в кожухе рупора с отводами вставлены в сам рупор, причем один путь длинный, а другой короткий. Эти два пути совмещаются по фазе у рта рупора в пределах интересующего диапазона частот. Эта конструкция особенно эффективна на частотах сабвуфера и позволяет уменьшить размер корпуса и увеличить выходную мощность.[14]

Линия передачи

Основная статья: Громкоговоритель линии передачи
Ограждение линии передачи.

Идеально подходит громкоговоритель линии передачи Корпус имеет бесконечно длинную линию, набитую абсорбирующим материалом, так что все тыльное излучение динамика полностью поглощается, вплоть до самых низких частот. Теоретически вентиляционное отверстие на дальнем конце можно было закрыть или открыть без разницы в производительности. Плотность и материал, используемый для набивки, имеют решающее значение, так как слишком большое количество набивки вызовет отражения из-за противодавления,[сомнительный – обсудить] в то время как недостаточное наполнение позволит звуку пройти через вентиляционное отверстие.Набивка часто бывает из разных материалов и из разных плотностей, меняющихся по мере удаления от задней части диафрагмы динамика.

Вследствие вышеизложенного, практические громкоговорители линии передачи не являются настоящими линиями передачи, поскольку обычно выход из вентиляционного отверстия происходит на самых низких частотах. Их можно рассматривать как волноводы, структура которых сдвигает фазу заднего выхода динамика не менее чем на 90 °.[сомнительный – обсудить], тем самым усиливая частоты около водительского Fs. Линии передачи, как правило, больше, чем портовые корпуса с примерно сопоставимой производительностью, из-за размера и длины необходимого проводника (обычно 1/4 самой длинной рассматриваемой длины волны).

Конструкция часто описывается как нерезонансная, а некоторые конструкции достаточно наполнены абсорбирующим материалом, так что выход из порта линии действительно невелик. Но это внутренний резонанс (обычно на 1/4 длины волны), который может улучшить басовый отклик в этом типе корпуса, хотя и с менее абсорбирующей начинкой. Среди первых примеров такого подхода к проектированию корпуса были проекты, опубликованные в Беспроводной мир Бейли в начале 1970-х, а также коммерческие проекты ныне несуществующей IMF Electronics который получил признание критиков примерно в то же время.

В одном из вариантов корпуса линии передачи используется коническая трубка с концом (отверстием / портом), имеющим меньшую площадь, чем горловина. Конусообразная трубка может быть свернута для корпуса низкочастотного динамика, чтобы уменьшить размеры акустической системы, в результате чего внешний вид будет похож на морскую раковину. Bose использует аналогичную запатентованную технологию в своих музыкальных системах Wave и Acoustic Waveguide.[15]

Численное моделирование, проведенное Джорджем Л. Аугспургером и Мартином Дж. Кингом, помогло усовершенствовать теорию и практическую разработку этих систем.[16][17]

Корпус четвертьволновой

Четвертьволновый резонатор - это линия передачи, настроенная на формирование стоячей четвертьволны на частоте несколько ниже частоты FS драйвера. При правильной конструкции порт гораздо меньшего диаметра, чем основная труба, расположенная на конце трубы, затем производит обратное излучение динамика в фазе с самим динамиком; значительно усиливает басовый выход. Такие конструкции имеют тенденцию быть менее доминирующими на определенных басовых частотах, чем более распространенные конструкции фазоинвертора, и последователи таких конструкций заявляют о преимуществе ясности басов с лучшим согласованием основных частот с обертонами.[18]

Некоторые разработчики громкоговорителей, такие как Мартин Дж. Кинг и Бьёрн Йоханнесен, считают термин «четвертьволновый корпус» более подходящим термином для большинства линий передачи, и поскольку с акустической точки зрения четвертьволны создают стоячие волны внутри корпуса, которые используются для воспроизведения низких частот, исходящих от порт. Эти конструкции можно рассматривать как конструкцию линии передачи с массовой нагрузкой или конструкцию с фазоинвертором, а также четвертьволновой корпус.[19] Четвертьволновые резонаторы получили возрождение в качестве коммерческих приложений с началом неодим драйверы, которые позволяют этой конструкции воспроизводить относительно низкие басы в относительно небольшом корпусе динамика.[18]

Коническая четвертьволновая труба

В коническая четвертьволновая труба (TQWP) - это пример комбинации эффектов линии передачи и звукового сигнала. Это высоко ценится некоторыми дизайнерами акустических систем. Идея заключается в том, что звук, излучаемый задней частью динамика, прогрессивно отражается и поглощается по длине сужающейся трубки, почти полностью предотвращая повторную передачу отраженного внутри звука через диффузор громкоговорителя. Нижняя часть трубы действует как рупор, а верхняя часть может быть визуализирована как расширенная камера сжатия. Всю трубу также можно рассматривать как конусообразную линию передачи в перевернутой форме. (Традиционная коническая линия передачи, иногда также называемая TQWP, имеет меньшую площадь рта, чем площадь горла.) Ее относительно низкое распространение в коммерческих акустических системах в основном объясняется большими результирующими размерами производимой акустической системы и стоимостью изготовление жесткой сужающейся трубы. TQWP также известен как Трубка фойгта и был представлен в 1934 году Полом Г. А. Фойгтом, оригинальным разработчиком драйверов Lowther.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ "Производство решеток динамиков". Metalex. Получено 2017-08-08.
  2. ^ Иллюстрации [1] Проверено 26 ноября 2012 года.
  3. ^ Иллюстрации [2], Проверено 26 ноября 2012 г.
  4. ^ Иллюстрации [3] В архиве 2013-07-13 в Wayback Machine Проверено 26 ноября 2012 года.
  5. ^ Аудитория 23 [4], Проверено 26 ноября 2012 г.
  6. ^ «Проект DIY Granite Speaker Project». Diyaudioprojects.com. Получено 2018-02-26.
  7. ^ Л. Беранек, Акустика, 2-е изд. 1986 г.
  8. ^ Акустика, Лео Беранек, изд. 1954 г. (P118, 1996 г.)
  9. ^ например Искусство воспроизведения звука, Джон Уоткинсон, 2004 г.
  10. ^ Пауэлл, Хью. "Что такое акустическая подвеска?". ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ спикеры. Получено 2017-08-08.
  11. ^ «Наследие холмов и философия дизайна». Hifisoundconnection.com. Получено 2018-02-26.
  12. ^ вольт. «Корпуса сабвуферов шестого и восьмого порядков / фазоинвертор и полосовой пропускатель». The12volt.com. Получено 2018-02-26.
  13. ^ Профиль громкоговорителя: Danley Sound Labs SH-50 В архиве 2008-09-16 на Wayback Machine Live Sound International. Май 2006 г., том 15, номер 5. TechTopic. Пэт Браун.
  14. ^ а б Danley Sound Labs. Официальный документ о технологиях Danley Sound Labs Tapped Horn и Synergy Horn В архиве 2009-02-06 в Wayback Machine
  15. ^ "Bose - лучший звук благодаря исследованиям". www.bose.com.
  16. ^ Громкоговорители на демпфированных трубах. Электронная библиотека AES: Augspurger, George L. JAES Volume 48, Issue 5, pp. 424-436. Май 2000 г.
  17. ^ Конструкция четвертьволнового громкоговорителя Мартина Дж. Кинга. 17 июля 2002 г. (последняя редакция 25 февраля 2008 г.)
  18. ^ а б "Kvart & Bølge - Четвертьволновые широкополосные динамики для аудиофилов -". Kvart & Bølge - Четвертьволновые широкополосные колонки для аудиофилов -. Архивировано из оригинал на 2018-07-10. Получено 2015-04-10.
  19. ^ «Дизайн четвертьволнового громкоговорителя». Quarter-wave.com. Получено 2018-02-26.

внешние ссылки