stringtranslate.com

Акустическая подвеска

Акустический подвесной громкоговоритель — это тип корпуса громкоговорителя , в котором динамик установлен в корпусе с закрытой задней стенкой и без портов или вентиляционных отверстий.

Акустическая подвеска — это конструкция корпуса громкоговорителя, которая использует один или несколько динамиков, установленных в герметичном корпусе. Системы акустической подвески уменьшают искажение басов , которое может быть вызвано жесткими подвесками, необходимыми для динамиков, используемых в конструкциях открытого корпуса.

Компактный акустический подвесной громкоговоритель был описан в 1954 году Эдгаром Виллчуром [1] , и он был доведен до коммерческого производства Виллчуром и Генри Клоссом с основанием Acoustic Research в Кембридже, штат Массачусетс. [2] В 1960 году Виллчур [3] повторил, что: Первой целью конструкции акустической подвески, помимо однородности частотной характеристики, компактности и расширения отклика в низкочастотном диапазоне, является значительное снижение уровня искажения басов, который ранее допускался в громкоговорителях. Это достигается путем замены механической пружины на воздушную. Впоследствии теория громкоговорителей закрытого типа была подробно описана Ричардом Х. Смоллом [4] [ 5]

Корпуса колонок с акустической подвеской могут обеспечить хорошо контролируемый басовый отклик, особенно по сравнению с корпусом колонки эквивалентного размера , который имеет порт или вентиляционное отверстие для баса . Вентиляционное отверстие для баса усиливает низкочастотный выход, но с компромиссом в виде введения фазовой задержки и проблем с точностью при воспроизведении переходных сигналов. Закрытые корпуса, как правило, менее эффективны, чем корпус с фазоинвертором для того же самого среза низких частот и объема корпуса, [6] поэтому корпусу колонки с закрытым корпусом потребуется больше электроэнергии для обеспечения того же количества акустического низкочастотного басового выхода.

Теория

Акустическая подвеска НЧ-динамика использует упругую воздушную подушку внутри герметичного корпуса для обеспечения восстанавливающей силы для диафрагмы НЧ-динамика. Воздушная подушка действует как пружина сжатия. Это контрастирует с жесткой физической подвеской, встроенной в драйвер обычных динамиков. Поскольку воздух в корпусе служит для управления отклонением НЧ-динамика, физическая жесткость драйвера может быть уменьшена. Воздушная подвеска обеспечивает более линейную восстанавливающую силу для диафрагмы НЧ-динамика , позволяя ей колебаться на большем расстоянии (отклонение) линейно. Это требование для низкого искажения и громкого воспроизведения глубоких басов драйверами с относительно небольшими конусами. [1]

Хотя акустические подвесные шкафы часто называют конструкциями герметичных коробок , они не полностью герметичны. Необходимо допустить небольшой поток воздуха, чтобы динамик мог приспособиться к изменениям атмосферного давления. Полупористый диффузор обеспечивает достаточное движение воздуха для этой цели. В большинстве конструкций Acoustic Research использовался герметик PVA на пенопластовых диффузорах, чтобы обеспечить более длительный срок службы компонентов и улучшить производительность. Вентиляция осуществлялась через тканевый паук и тканевые пылезащитные колпачки, а не через диффузор.

Акустические подвесные вуферы остаются популярными в hi-fi системах из-за их низкого искажения. Они также имеют меньшую групповую задержку на низких частотах по сравнению с конструкциями с фазоинвертором, что приводит к лучшему переходному отклику. Однако слышимость этого преимущества несколько оспаривается. Как отметил Смолл [6], анализ, проведенный Тиле [7], показал, что различия между правильно настроенными системами обоих типов, вероятно, будут неслышимыми.

В 2000-х годах большинство сабвуферов , корпусов басовых усилителей и корпусов акустических систем звукоусиления использовали фазоинверторные порты, а не конструкцию с закрытым корпусом, чтобы получить более расширенный низкочастотный отклик и получить более высокий уровень звукового давления (SPL). Разработчики корпусов акустических систем и их клиенты рассматривают риск увеличения искажений и фазовой задержки как приемлемую цену за увеличение выходного баса и более высокий максимальный SPL.

Акустические характеристики

Два наиболее распространенных типа корпуса динамика — акустическая подвеска (иногда называемая пневматической подвеской) и фазоинвертор . В обоих случаях настройка влияет на нижний предел отклика драйвера, но выше определенной частоты сам драйвер становится доминирующим фактором, а размер корпуса и портов (если таковые имеются) становятся несущественными.

В целом, акустические системы подвески (драйвер плюс корпус) имеют акустический спад второго порядка (12 дБ/октава) ниже точки −3 дБ. Конструкции фазоинвертора имеют акустический спад четвертого порядка (24 дБ/октава). При наличии драйвера, подходящего для любого типа корпуса, идеальный корпус фазоинвертора будет больше, иметь более низкую точку −3 дБ, но обе системы будут иметь одинаковую чувствительность по напряжению в полосе пропускания.

WinISD сравнение сабвуфера FaitalPRO 5FE120 в герметичном (желтом) и фазоинверторном (голубом) корпусе. Фазированный корпус демонстрирует повышенную отдачу басов в диапазоне 50–100 Гц.

Справа представлена ​​симуляция низкочастотной характеристики типичного 5-дюймового среднечастотного динамика, среднечастотный динамик FaitalPRO 5FE120 [8] , полученная с помощью WinISD [9] для идеальных конфигураций корпуса с герметичным (желтый) и фазоинверторным (голубой). Версия с фазоинвертором добавляет около октавы расширения басов, снижая точку −3 дБ со 100 Гц до 50 Гц, но компромисс заключается в том, что размер корпуса больше более чем в два раза, 8 литров внутреннего пространства против 3,8 литров. Также стоит отметить, что выше 200 Гц симуляции сходятся, и разницы в выходном сигнале нет, а ниже 32 Гц герметичный корпус выдает больше низкочастотного выходного сигнала.

Small [4] представил физическое ограничение эффективности-полосы пропускания-объема конструкции системы с закрытым корпусом. Рассматривая изменение эталонной эффективности драйвера, работающего в корпусе системы, была определена связь максимальной эталонной эффективности с частотой среза и объемом корпуса для систем громкоговорителей с закрытым корпусом. Впоследствии Small [10] вывел аналогичную связь для систем громкоговорителей с вентилируемым корпусом. Когда Small [6] сравнил эти два набора результатов, они выявили, что система с закрытым корпусом имеет максимальное теоретическое значение эталонной эффективности, которое на 2,9 дБ ниже, чем у системы с вентилируемым корпусом. Это говорит о том, что акустический подвесной громкоговоритель с тем же объемом корпуса и низкой частотой среза -3 дБ, что и система с вентилируемым корпусом, будет на 2,9 дБ менее чувствителен, чем его аналог. Если эталонная эффективность и частота среза двух систем одинаковы, то объем корпуса акустического подвесного громкоговорителя будет примерно в два раза больше, чем у вентилируемой системы.

В многодрайверных динамиках

В то время как корпусные динамики Hi-Fi часто описываются как акустически подвесные или фазоинверторные (бас-рефлексные), в зависимости от отсутствия или наличия порта или отверстия, также верно, что в типичных корпусных динамиках с более чем двумя динамиками среднечастотные динамики между вуфером и твитером обычно проектируются как акустически подвесные, с отдельным, герметичным воздушным пространством, даже если сам вуфер не является таковым. [ необходима цитата ] Однако одним заметным исключением из этого правила была модель Sonus Faber Stradivari Homage, в которой для среднечастотного динамика использовался фазоинверторный корпус. [11]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Villchur, Edgar M. (1954). «Революционный громкоговоритель и корпус» (PDF) . Аудио (октябрь): 25–27, 100 . Получено 2022-05-14 .
  2. ^ Шенхерр, Стивен Э. (2008). «Эдгар Вильхур и акустический подвесной громкоговоритель». Audio Engineering Society . Получено 14.05.2022 .
  3. ^ Виллхур, Эдгар М. (1960). «Еще один взгляд на акустическую подвеску» (PDF) . Аудио (январь): 24–25, 75 . Получено 14.05.2022 .
  4. ^ ab Small, RH (1972). «Акустические системы закрытого типа – Часть 1: Анализ». Журнал Audio Engineering Society . 20 (июнь): 363–372.
  5. ^ Смолл, Р. Х. (1973). «Акустические системы закрытого типа – Часть 2: Синтез». Журнал Audio Engineering Society . 21 (февраль): 11–18.
  6. ^ abc Small, RH (1973). «Акустические системы с фазоинвертором – Часть 2: Анализ больших сигналов». Журнал Audio Engineering Society . 21 (июль/август): 438–444.
  7. ^ Thiele, AN (1971). «Громкоговорители в вентилируемых ящиках: Часть 2». Журнал Audio Engineering Society . 19 (июнь): 471–483.
  8. ^ "FaitalPRO 5FE120 (8Ω)" . Получено 2022-05-14 .
  9. ^ "WinISD Loudspeaker Simulation Software". Linearteam . Получено 2022-05-14 .
  10. ^ Смолл, Р. Х. (1973). «Акустические системы с фазоинвертором – Часть 1: Анализ малых сигналов». Журнал Audio Engineering Society . 21 (июнь): 363–372.
  11. ^ Аткинсон, Джон (2005). "Измерения громкоговорителя Sonus Faber Stradivari Homage". Stereophile (январь) . Получено 14 мая 2022 г.