Портал для радиолюбителей
   Новый звукопоглощающий материал
    Главная -> Статьи -> Акустические системы -> Новый звукопоглощающий материал
<< Назад в раздел   Распечатать   Рекомендовать Дата добавления: 2007-10-05 | Просмотров: 5167

Новый звукопоглощающий материал, позволяет в 50 раз (!) уменьшить звуковое давление, возникающее внутри колонки

Одной из основных проблем воспроизведения звука является качество звучания, эффективное функционирование источников звука. В этой технике накопились противоречия между возможностью записи и воспроизведения электрических сигналов звукового диапазона с высокой достоверностью, с одной стороны, и низким качеством преобразования электрических сигналов в звуковые с другой стороны. С появлением цифровой записи электрических сигналов, практически сняты все вопросы, касающиеся качества записи и воспроизведения, однако существенное использование этих достижений затруднено в связи с неразрешимыми проблемами, имеющими место при воспроизведении низких частот и паразитными гармониками, обусловленными в первую очередь пневматической реакцией объема звуковых колонок, особенно, в недорогих и малогабаритных.

Достаточно сказать, что при воспроизведении низких частот даже в 100-литровых колонках диффузор низкочастотной головки испытывает нагрузки, обусловленные пневматическим эффектом до 3:4 кг.с. Эта пневматическая сила ограничивает размах колебаний диффузора, а также вызывает спонтанную его деформацию и многочисленные резонансы, как в самом диффузоре, так и в объеме колонки. Ограничение размаха колебаний обуславливает спад амплитудно-частотной характеристики на низких частотах, а паразитные резонансы - гармоническое искажение воспроизводимых сигналов.


Спад амплитудно-частотной характеристики в 100 - литровых колонках начинается примерно с 60 Гц, для обеспечения качественного звука от 30 Гц требуется объем колонок уже 400 литров. Эти противоречия иллюстрируются табл.1

Как видим, даже в очень дорогих колонках, объемом до 400 литров, неудовлетворительно воспроизводится целая октава - 16:32 Гц, а гармонические искажения в 20 раз превышают допустимые значения. В колонках средней стоимости, объемом 60:100 литров неудовлетворительно воспроизводится вторая октава - 32:64 Гц и практически отсутствует первая, гармонические же искажения превышают допустимый предел в 50:100 раз.

Последним словом в решении этой проблемы является активный сабвуфер - отдельный громкоговоритель, предназначенный для воспроизведения исключительно низкочастотной области звукового спектра. Габариты таких сабвуферов колеблются в пределах 70:40 литров, частотный диапазон, как правило, 30:150 Гц, зато "сладкоголосые" колонки к нему не превышают 10 :12 литров. Подъем низких частот в сабвуферах обеспечивается за счет форсированных режимов усиления, встроенным в него усилителем, что неизбежно порождает увеличение гармонических искажений. Для согласования сабвуфера с парой стандартных колонок требуется специальный цифровой фильтр - все вместе взятое приводит к цене порядка 500 американских долларов.

Как видим, улучшение акустических характеристик малогабаритных колонок с помощью звукопоглощения внутри бокса остается по-прежнему привлекательным.

Предлагаемое новое оригинальное техническое решение для формирования звукопоглощающей среды может существенно упростить ситуацию. Экспериментально получено уменьшение звукового давления в такой среде до 50 раз. Кроме того, звукопоглощающая среда по сравнению с воздухом обладает существенно большей вязкостью, это качество в сочетании со способностью уменьшать звуковое давление самым благоприятным образом сказывается на подавлении многочисленных резонансов в боксе, т.е. ведет к сглаживанию (спрямлению) амплитудно-частотной характеристики и уменьшению гармонических искажений. Нет ограничений на габариты и форму поглощающей среды, на величину звукового давления.

Современная акустическая система содержит, как правило, 3 электроакустических преобразователя: высокочастотный, среднечастотный и низкочастотный (вуфер). Первые 2 преобразователя не требуют больших объемов для качественного воспроизведения звука, поэтому поставляются уже корпусированными, а вуфер требует больших объемов, поэтому его корпусом является корпус акустической колонки. Новое техническое решение позволит сократить физические размеры корпуса вуфера до размеров самого вуфера и открывает возможность поставлять его также корпусированным, тогда исчезают специальные требования к корпусу акустической системы.

Например, корпусирование 10-дюймового вуфера со звукопоглощающей средой в объеме 6 литров обеспечивает следующие характеристики:

  • Диапазон частот (при неравномерности 0,5 дБ и спаде на 31,5 Гц-6 дБ) - 31,5...1250 Гц.
  • Максимальное акустическое давление - 110 дБ.
  • Коэффициент гармоник на уровне 90 дБ - 0,5 %
Результаты исследований иллюстрируются графиками на рис.1 и рис.2, из которой следует, что по сравнению с современным сабвуфером воспроизведение низких частот с помощью предлагаемого решения глубже на пол-октавы даже с акустическим оформлением закрытого типа, диффузор испытывает пневматическую нагрузку не больше, чем в свободном пространстве, среда является вязкой, о чем свидетельствует исчезновение собственного резонанса акустической системы - все это обеспечивает предельно низкие гармонические искажения. Если принять во внимание, что новое техническое решение обеспечивает габариты на порядок меньше, не нуждается в усилителе и дорогом цифровом фильтре, обеспечивает цену в несколько раз ниже, то невольно начинаешь солидироваться с теми, кто считает, что современные сабвуферы это "шаг в сторону":"жест отчаяния, порожденный сознанием серьезных ограничений по достижению самых глубоких басов при использовании классических акустических систем". Настоящий путь решения проблемы глубоких басов открывает Российский патент № 2107949 на изобретение "Устройство для высококачественного воспроизведения звука".
Доктор наук
И. Воженин
Таблица 1. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ И СОВРЕМЕННАЯ ТОЧНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА.
Основные параметры. Числовая запись и воспроизведение электрических сигналов звукового диапазона. Предельные возможности человека. Мировой уровень электроакустических преобразователей (выходных колонок) MONOLITH-111X Отечественные колонки 35-АС (ходовые для меломанов) Лучшие отечественные колонки 3 SL-113
Полоса воспроизведения частот, Гц. 10-20000 16-22000 28-24000 50-20000 63-25000
Неравномерность АЧХ, дБ. 0.5 0.5 +/-2 +/-5 +/-3
Нелинейные искажения (клир-фактор), %. 0.005 0.05 1 12 2
Динамический диапазон, дБ. 90 120 120 100 110
Предпочтительная громкость (динамический диапазон), дБ. - 80 для любителей. 90 для профессионалов - - -
Объем, литры. - - 380 70 125
Стоимость, долл. США. 500 - 7000 за пару 300 за пару 500 за пару


Рис.1


Рис.2


Добавил:  Павел (Admin)  
Автор:  Неизвестно 

Комментарии к статье:

Нет ни одного комментария


Добавить комментарий
Имя:
 
Текст:
Антиспам:
 



    © ПавКо, 2007-2017   Яндекс.Метрика