Роторный низкочастотный динамик — это громкоговоритель типа сабвуфера , который воспроизводит очень низкочастотный контент, используя движение звуковой катушки обычного динамика для изменения шага (угла) лопастей крыльчатки, вращающейся с постоянной скоростью. Шаг лопастей вентилятора контролируется звуковым сигналом, подаваемым на звуковую катушку, и может поворачиваться как в положительном, так и в отрицательном направлении относительно положения вращающихся лопастей с нулевым шагом. Поскольку аудиоусилитель изменяет только шаг лопастей, для привода вращающегося низкочастотного динамика требуется гораздо меньше энергии на каждый дБ генерируемого уровня акустического звука , чем для питания обычного сабвуфера, в котором используется движущийся электромагнит (звуковая катушка), помещенный внутри поле стационарного постоянного магнита приводит в движение конус, который затем вытесняет воздух. Роторные низкочастотные динамики превосходно воспроизводят звуки частотой ниже 20 Гц, что ниже нормального диапазона слуха; при установке в стене герметичного помещения они могут воспроизводить звуковые частоты до 0 Гц (статический перепад давления), просто сжимая воздух в герметичном помещении. [1]
В начале 1970-х годов исследователи отметили, что, хотя люди могут воспринимать частоты ниже 20 Гц, ухо гораздо менее чувствительно к этим частотам. В результате для восприятия этих звуков требуются повышенные уровни звукового давления . Эти частоты часто не слышны, но все же подсознательно распознаются человеком (см.: Инфразвук ). Типичные сабвуферы , использующие подвижные диффузоры, не очень хорошо передают энергию в воздух на частотах ниже 20 Гц, и поэтому их уровень звукового давления (SPL) значительно падает ниже этой частоты. [2] [3]
Чтобы помочь людям воспринимать очень низкочастотный контент, доступный в записанном материале, Брюс Тигпен из Eminent Technology экспериментировал с новыми методами получения необходимого уровня звукового давления. Вращающийся низкочастотный динамик вытесняет гораздо больше воздуха, чем это возможно при использовании подвижных диффузоров, что делает возможным воспроизведение очень низких частот.
Вместо использования движущегося электромагнита (звуковой катушки), помещенного в поле стационарного постоянного магнита, для приведения в движение диффузора, как в обычном сабвуфере, на вращающемся низкочастотном динамике, движение звуковой катушки используется для изменения угла фиксированной скорости вращения. лопастей вентилятора для создания волн звукового давления. Шаг лопастей меняется в зависимости от сигнала, подаваемого усилителем, создавая модулированную звуковую волну за счет воздуха, перемещаемого вращающимися лопастями. [4] Если сигнал отсутствует, лопасти просто вращаются «плоско» с нулевым шагом, не издавая звука. Поскольку аудиоусилитель меняет только шаг лопастей, для привода вращающегося низкочастотного динамика требуется гораздо меньше энергии, хотя для привода двигателя вентилятора требуется дополнительный источник питания. [5] [6]
По аналогии, ступица вентилятора вращающегося низкочастотного динамика чем-то напоминает автомат перекоса вертолета , который позволяет стационарному источнику возвратно-поступательного движения — звуковой катушке сабвуфера — изменять угол вращения набора лопастей. Во многих роторных сабвуферах, сделанных своими руками, используется автомат перекоса RC-вертолета, соединенный с модифицированным традиционным драйвером сабвуфера, действующим как линейный привод для модуляции шага лопастей.
Роторный низкочастотный динамик предназначен для воспроизведения только частот ниже 20 Гц; искажения увеличиваются, когда входная частота превышает скорость вращения вентилятора (20 Гц будет составлять около 1200 об/мин для вентилятора). Обороты вентилятора ограничены, чтобы уменьшить постоянный шум, создаваемый лопастями вентилятора. Современные модели обычно вращаются со скоростью около 800 об/мин (13 Гц). Еще одна проблема, связанная с роторными низкочастотными динамиками, — это требования к пространству. Традиционным сабвуферам требуется перегородка или кожух, чтобы предотвратить разрушительное влияние обратных волн на выходной сигнал, а для вращающихся сабвуферов также требуется перегородка или кожух, однако, поскольку частоты очень низкие, корпус или перегородка должны быть очень большими по сравнению с ними. Без перегородки или кожуха звуковое давление с задней стороны устройства, сдвинутое по фазе на 180 градусов, почти полностью компенсировало бы звуковое давление с передней части, что приводило бы к очень низкой выходной мощности. Бесконечную перегородку можно создать, установив низкочастотный динамик и круглый вырез на окне. В качестве альтернативы ограждением может выступать чердак, подвал или запасная комната.
Шесть вращающихся низкочастотных динамиков установлены как часть иммерсивного аттракциона Ниагарского водопада, известного как « Ярость Ниагары» , расположенного в Table Rock House , для обеспечения расширения низких частот до уровня менее 1 Герца, чтобы имитировать волны, создаваемые водопадом. [7]