Une caractéristique de la contre-ouverture est que le son arrivant à l'auditeur de pratiquement toutes les directions, bien qu'il crée un effet de présence impressionnant, ne peut pas transmettre pleinement les informations sur la scène sonore. D'où les histoires d'auditeurs sur la sensation d'un piano volant dans la pièce et d'autres merveilles des espaces virtuels.

Contrature

Avantages: Une large zone de perception surround spectaculaire, des timbres naturalistes dus à l'utilisation non triviale d'effets acoustiques ondulatoires.

Inconvénients : L'espace acoustique diffère sensiblement de la scène sonore conçue lors de l'enregistrement d'un phonogramme.

Et d'autres...

Si vous pensez que cette liste d’options de conception d’enceintes est épuisée, vous sous-estimez grandement l’enthousiasme pour la conception de l’électroacoustique. Je n'ai décrit que les solutions les plus populaires, laissant dans les coulisses un proche parent du labyrinthe - une ligne de transmission, un résonateur passe-bande, un boîtier avec un panneau d'impédance acoustique, des tuyaux de charge...

Nautilus de Bowers & Wilkins est l'un des plus inhabituels, chers et faisant autorité en termes de son systèmes acoustiques. Type de conception - tuyaux de chargement

Un tel exotisme est assez rare, mais il se matérialise parfois dans un design à la sonorité vraiment unique. Et parfois non. L'essentiel est de ne pas oublier que les chefs-d'œuvre, comme la médiocrité, se retrouvent dans tous les designs, quoi qu'en disent les idéologues d'une marque particulière.

Le radiateur passif a été décrit pour la première fois par Harry Olson ( Harry Olson) dans le brevet de 1935 « Haut-parleur et méthode de transmission du son ». Sur le marché de l'audio domestique, les systèmes d'enceintes avec radiateur passif ont reçu une distribution relativement modérée et dans les voitures, l'audio n'a pas été utilisé du tout. Mais récemment, deux fabricants renommés d'équipements audio pour l'industrie automobile Boston Acoustique Et Tremblement de terre a commencé à utiliser des radiateurs passifs, adoptant l'expérience de leur utilisation à partir de systèmes d'équipement audio domestique.

Extérieurement, les radiateurs passifs semblent trompeurs, car ils ressemblent et bougent même comme un subwoofer ordinaire. Mais cela ne semble le cas que de l’extérieur du système d’enceintes. Comme leur nom l’indique, ces émetteurs ne comportent pas de « lecteur ». Autrement dit, il n'y a pas de bobine acoustique, d'aimant, de rondelles de centrage et d'extrémité, de câble flexible et de bornes de connexion. Les radiateurs passifs sont essentiellement des haut-parleurs non connectés, ils sont donc associés à un woofer connecté dans la même enceinte. Les systèmes avec radiateurs passifs font référence à un type de boîtier avec un trou ou un port, c'est-à-dire il existe un type inverseur de phase. Mathématiquement, ils sont identiques, seul un diaphragme est utilisé à la place d'un port. Il convient de noter les deux principaux paramètres des radiateurs passifs : le poids et la rigidité du diaphragme.

Le poids est un élément de conception clé et doit être calculé avec précision pour bon fonctionnement inverseur de phase, car il peut changer fréquence de résonance et, par conséquent, la mise en place de tout le corps. La rigidité du diaphragme est déterminée par une combinaison de l'élasticité du matériau de suspension et du volume d'air à l'intérieur de la chambre du boîtier.

Les radiateurs passifs sont réglés pour résonner à une fréquence inférieure à la plage de réponse linéaire du woofer en fonctionnement. La plage de fonctionnement d'un radiateur passif se situe entre les valeurs 1/4 d'octave au-dessus et en dessous de la valeur de résonance. Cela signifie que travail en équipe le woofer et le radiateur passif sont capables d'élargir la gamme des basses d'environ une demi-octave. Bien entendu, ce principe fonctionne avec le bon réglage de l'émetteur. La pente de la réponse en fréquence est assez raide - 18 dB/octave.

Les deux diffuseurs : actif et passif peuvent se déplacer en phase, avec un décalage d'oscillation relatif, jusqu'à l'antiphase. Garder les oscillations des deux cônes en phase serait idéal afin d'amplifier la sortie du woofer, mais dans sa physique, ce type de système résonant est impossible.

Les systèmes dotés d'un radiateur passif plus grand que le diamètre du haut-parleur actif sont les plus courants. Cela permet à un woofer de diamètre relativement plus petit d'améliorer les performances dans les gammes supérieures et moyennes des graves. Dans ce cas, la plage de lecture inférieure est également étendue, mais une conception d'enceinte différente est requise.

Comme toute solution de conception, un radiateur passif présente certains inconvénients. Dans ce qui précède, il a été noté que le radiateur est capable de reproduire des sons en antiphase, c'est-à-dire avec un décalage de 180° par rapport aux oscillations acoustiques du haut-parleur. En fonction de la fréquence produite, position relative radiateur passif et actif - plusieurs creux peuvent être observés dans la réponse en fréquence. Plus la plage est longue, où la réponse en fréquence complète n'inclut aucun changement ou cassure brusque, l'oreille humaine ne détectera pas ces creux.

Un autre problème interne est la grande pente de la réponse en fréquence. La réponse en fréquence chute nettement en dessous de la fréquence d'accord du radiateur passif. De plus, les propriétés élastiques de l'air dans le boîtier du haut-parleur ne restituent plus le mouvement du radiateur et notamment du haut-parleur basse fréquence en dessous de la résonance du radiateur passif. Dans ce mode, même la possibilité d'endommager à la fois le pilote actif basse fréquence et le radiateur passif n'est pas exclue.

Actuellement, il existe des développements prometteurs de radiateurs passifs dotés d’un jeu de poids coniques réglables pour un réglage plus facile. Il est également important bon choix Woofer avec un faible facteur de qualité totale (Q TS = 0,2-0,4) et la conception du boîtier correspondante.

L'histoire de l'origine de l'inverseur de phase tunnel remonte aux années 1930 à partir du labyrinthe acoustique Stromberg-Carlson ( Stromberg Carlson). Ce labyrinthe était constitué d'un long tube, à une extrémité duquel était montée une tête de haut-parleur, tandis que l'autre extrémité restait ouverte. La surface de la section transversale de la partie ouverte était égale à la surface de la tête. Expériences des années 1960 pour modifier la vitesse du son en fonction du revêtement intérieur divers types les matériaux d'amortissement et la variation de la forme des tubes ont établi la norme moderne pour ce type de conception de coque.

L'inverseur de phase tunnel est une longue chambre située à l'arrière du haut-parleur.

À l’autre bout du tunnel se trouve bande passante ou un trou (généralement de la taille d'un diaphragme de haut-parleur) faisant face à l'extérieur de l'enceinte. Un inverseur de phase tunnel correctement conçu élimine l'amortissement mutuel des phases des ondes sonores du haut-parleur. Malgré cela, ces appareils ne sont pas encore largement utilisés dans le caraudio en raison de leur taille et de la complexité de leur placement. La conception consiste en un circuit allongé conçu pour éliminer les ondes stationnaires et les résonances typiques des autres enceintes. La suppression des ondes stationnaires protège le conducteur des effets nocifs des ondes réfléchies, qui provoquent une distorsion et des dommages au cône.

La longueur du tunnel perturbe le mouvement synchronisé de l'air à l'intérieur de la chambre, ce qui affaiblit les oscillations de l'onde frontale. En modifiant la longueur du tunnel, la chambre est accordée, de la même manière que l'accord d'un tuyau d'orgue de cathédrale ouvert à une extrémité. Ceci est basé sur le phénomène de déphasage des oscillations des ondes acoustiques. Le déphasage de l'onde sonore arrière (woofer) amplifie l'onde frontale aux basses fréquences, où cette dernière commence à s'affaiblir en raison d'une augmentation de la résistance de l'air dans cette plage.

L'amortissement de l'inverseur de phase tunnel, contrairement à la résistance de l'air d'un boîtier fermé, ne restreint pas le mouvement du diffuseur. En conséquence, il est également plus efficace qu’un inverseur de phase résonant. La fidélité et la linéarité de la réponse en fréquence sont également très performantes. La conception des boîtiers de tels inverseurs de phase nécessite le respect de calculs et de réglages précis. Les têtes d'enceintes couramment utilisées ont un faible facteur de qualité totale (Q ts = 0,2-0,4) et électrique (Q es = 0,3-0,4) à une faible fréquence de résonance propre. La longueur du trajet de l'onde acoustique arrière est individuelle pour un cas donné et est déterminée partie fractionnaire longueur d'onde à la fréquence de résonance du woofer. Par exemple, si la fréquence de résonance de l'enceinte bass reflex tunnel utilisée est de 40 Hz, la longueur d'onde sera d'environ 8,61 m. Le canal à l'intérieur du tunnel doit être 1/4, 1/2 ou 3/4 de cette valeur et égal à 2,15, 4, 31 ou 6,46 m, respectivement. En raison de ces valeurs, le tunnel est souvent plié en labyrinthe pour une plus grande compacité. La réduction de la longueur réelle est facilitée par un remplissage correct avec un matériau amortisseur, tel que de la laine.

Dans un sens, la conception acoustique de quatrième ordre (bass reflex à radiateur passif et bass reflex à tunnel) n'est pas assez pratique pour l'utilisation de composants dans l'audio automobile, mais représente une alternative aux enceintes de caisson de basses existantes.

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Ce que j'aime chez Kicker, c'est son approche originale. Pendant que tout le monde se repose et rivete des subwoofers dans des boîtiers bass-reflex, ces anciens de l'audio automobile rappellent simplement qu'il existe d'autres types de conception. Un radiateur passif (également appelé radiateur passif) a beaucoup en commun avec un inverseur de phase, mais est dépourvu de bon nombre de ses défauts. Et après tout, rien de nouveau, Harry Olson décrivait son principe dans son brevet déjà en 1935...

Conception

Je ne vais pas anticiper et d'abord "une rencontre sur les vêtements". Kicker CWTB10 est très compact - la longueur du boîtier ne dépasse pas 44 cm. Le diamètre extérieur, respectivement, comme celui d'un dix typique, est légèrement inférieur à 28 cm. Il existe également un modèle de 8 pouces dans la série, il est encore plus compact.

Je voudrais souligner que le subwoofer est positionné par le fabricant comme universel - il peut être utilisé non seulement dans une voiture, mais aussi, par exemple, dans des bateaux, des SUV ouverts ou des VTT. Le boîtier est fabriqué en plastique épais résistant aux chocs et est complètement scellé.

Des trous filetés sont fournis pour le montage du caisson de basses et plusieurs supports sont inclus pour un montage horizontal ou vertical.

J'ai acheté un modèle avec une impédance nominale de 2 ohms pour tester, mais en général, le Kicker CWTB10 dispose également d'une version 4 ohms. Il est préférable d'en connecter un de 2 ohms à un monobloc de basse, mais un de 4 ohms peut également être utilisé avec des amplificateurs multicanaux en connectant un subwoofer à une paire de canaux d'un pont.

Passons maintenant à la conception acoustique : un radiateur passif. La forme du corps ne joue pas ici le rôle le plus important, mais dans notre cas, il est réalisé sous la forme d'un tuyau, aux extrémités duquel se trouve un diffuseur. Dynamics n’en possède en réalité qu’un seul. Le deuxième exactement le même diffuseur et exactement la même suspension - c'est le radiateur passif.

Comment fonctionne un radiateur passif ?

Ce n'est pas en vain que j'ai mentionné au tout début qu'un radiateur passif a beaucoup en commun avec un inverseur de phase. Pour ceux qui ne savent pas comment fonctionne un inverseur de phase, je vais vous l'expliquer brièvement.

Lorsque le cône du haut-parleur se déplace d'avant en arrière, il comprime et décompresse alternativement l'air à l'intérieur de l'enceinte. En conséquence, cet air aura alternativement tendance à sortir par le port, puis à être aspiré à nouveau par celui-ci. Mais le problème est que l'air à l'intérieur du port a une certaine inertie, et toutes ces vibrations "arriveront" à en sortir avec un certain retard.

A une certaine fréquence (c'est ce qu'on appelle la fréquence de réglage du port), il s'avérera que l'air à la sortie du port oscillera de manière synchrone avec le diffuseur lui-même. C'est-à-dire que le rayonnement du diffuseur et du port s'additionnera. En fait, c'est l'effet de l'amplification acoustique.

Un radiateur passif fonctionne exactement de la même manière. Seulement, au lieu d'un port avec une masse d'air à l'intérieur, seul un diffuseur sur une suspension fonctionne ici. En fait, un radiateur passif est exactement le même haut-parleur, mais sans système magnétique. Et si le réglage d'un port inverseur de phase conventionnel peut être modifié par ses proportions et ses dimensions, alors dans un radiateur passif, le réglage est modifié par la masse du diffuseur et l'élasticité/viscosité/rigidité de sa suspension.

Quels sont les avantages d'un radiateur passif par rapport à un port bass reflex classique ?

Et vous regardez les dimensions de l’affaire, et la question disparaîtra d’elle-même. Dans le cas du Kicker CWTB10, le volume interne est d'environ 27 litres. Si vous essayez de calculer un port régulier pour un tel cas (par exemple, dans JBL Speakershop ou dans BassPort), le programme vous donnera des tailles très gênantes. Soit la section transversale sera trop petite, soit la longueur sera folle.

Et avec un radiateur passif, vous pouvez aménager n’importe quelle zone et n’importe quel décor. Pensez-vous qu'il sera possible de faire un portage régulier de la même section avec un réglage bas ? Ici, je suis à peu près pareil.

Comment est-il agencé à l’intérieur ?

Les enceintes sont fixées via les "pattes" de la grille de protection. Pour accéder aux vis, il suffit d'en retirer les bouchons.

À propos, ce ne sont pas des vis autotaraudeuses pour vous, tout est sérieux - avec des écrous intégrés implantés dans le corps.

L'intérieur du corps est rempli d'un hivernant synthétique moelleux. En bref, il crée, d'une part, un effet « d'augmentation » du volume interne, et d'autre part, amortit dans une certaine mesure les vibrations de l'air à l'intérieur.

L'enceinte elle-même est dépourvue d'étiquettes supplémentaires et d'autres embellissements. Bien que la série Comp R indiquée sur la face avant fasse allusion à sa relation avec le haut-parleur subwoofer séparé Kicker 43CWR104. Très probablement, c'est cela, uniquement dans une version simplifiée - sans superpositions décoratives et avec des bornes de connexion par câble plus simples.

Et voici ce qu’il y a de l’autre côté de l’affaire. De l'extérieur, il ressemble à un haut-parleur, mais à l'intérieur, il ne ressemble pas du tout à un haut-parleur. Cela ressemble plutôt à un haut-parleur sans moteur.

Là où une bobine est généralement fixée au diffuseur, une rondelle métallique est fixée - elle ajuste le poids du système en mouvement.

des mesures

Par intérêt, j'ai pris une courbe d'impédance non seulement pour l'ensemble du caisson de basses, mais aussi séparément pour le haut-parleur. A en juger par la nature des courbes, le radiateur passif est réglé autour de 35 Hz, ce qui est très proche du Fs de l'enceinte elle-même.

Paramètres mesurés des enceintes dans le subwoofer Kicker CWTB10 :

• Fs (fréquence de résonance naturelle) - 35 Hz
• Vas (volume équivalent) - 19,5 litres
• Qms (facteur de qualité mécanique) - 8,97
• Qes (facteur de qualité électrique) - 0,51
• Qts (facteur de qualité complet) - 0,49
• Mms (masse effective du système en mouvement) - 159 g
• BL (coefficient de couplage électromécanique) - 11,1 T m
• Re (résistance de la bobine mobile courant continu) - 1,8 ohms
• dBspl (sensibilité de référence, 1 m, 1 W) - 84,2 dB

Cependant, les paramètres des enceintes le sont, plutôt par intérêt. Nous avons un subwoofer prêt à l'emploi, j'apprécierai donc son travail en tant qu'assemblage.

Pour commencer, je photographie la réponse en fréquence du rayonnement du diffuseur lui-même. Faites attention au creux uniquement dans la zone de réglage du radiateur passif - environ 35 Hz :

Le fait est que lorsque le subwoofer fonctionne à cette fréquence, le radiateur passif entre en résonance et commence lui-même à comprimer et décompresser l'air dans le boîtier, et pour le haut-parleur, l'air dans le boîtier devient élastique. Ce qui, à son tour, limite le parcours de son diffuseur.

Il s'avère que le subwoofer ne fonctionne presque pas à ces fréquences ? Bien sûr que non, c'est juste qu'à proximité de la fréquence d'accord du radiateur passif, ce n'est pas le haut-parleur qui fonctionne, mais le radiateur lui-même :

Et voici comment ils travaillent ensemble :

Malheureusement, je ne peux pas montrer la réponse en fréquence globale, car il est correct d'effectuer des mesures à des fréquences plus basses uniquement dans le champ proche (elles ne doivent pas être prises dans la chambre anéchoïque MTUCI à cause d'une seule mesure). Mais même une analyse superficielle de la réponse en fréquence du haut-parleur et du radiateur passif montre clairement que le subwoofer devrait fonctionner très bien dans la voiture. Ce qui s’est d’ailleurs confirmé dans la pratique.

Procès dans l'affaire et conclusions

Une petite expérience dans la voiture a montré qu'il n'est pas nécessaire de juger prématurément les capacités de ce sous-marin par sa taille. Radiateur passif à réglage correct(et ici, il est configuré correctement) - grande puissance. En termes d'impact et de profondeur des basses, le Kicker CWTB10 n'est certainement pas inférieur au subwoofer moyen de 12 pouces.

De par la nature de la basse, je dirai une chose : c'est Kicker. Dense, lourd, juteux. Pour la musique de club, c'est généralement une aubaine. Fait intéressant, avec une augmentation du volume, la basse ne commence pas à exercer une pression sur les oreilles, mais elle commence à être perçue tactilement - le rythme de la basse est perçu par des coups sur la poitrine comme s'il s'agissait d'une lourde balle en caoutchouc. Et cela vient d'une douzaine là-bas !

En espace ouvert (et avec de telles performances du Kicker CWTB10, vous pouvez l'utiliser en toute sécurité même sur un bateau, même sur un SUV ouvert), les basses perdent tout naturellement en profondeur, mais ne perdent quasiment pas en pression. Je dirais même qu'il devient encore plus dense et rassemblé dans sa structure. Et encore une fois, c'est ce qu'il faut pour la musique de club rythmée.

En général, un radiateur passif correctement calculé n'est pas une sorte de "fasik sur un tuyau" pour vous. Ce sera plus dur.

• Compact, facile à installer
• Peut être utilisé dans les SUV ouverts, les bateaux, les VTT, etc.
• Performance de qualité
• Réponse des basses étonnamment élevée pour un calibre de 10 pouces
• Sur la musique de club, la basse est tout simplement magnifique

• gravite vers la musique rythmée

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En ce qui concerne l’acoustique des salles, nous avons constaté que toute pièce est une sorte de résonateur qui affecte considérablement le caractère sonore du système. Il est maintenant temps de parler directement des sources de ce son, c'est-à-dire des systèmes acoustiques.

Afin de bien comprendre les processus qui se produisent dans une boîte sur le mur de laquelle sont montés un ou plusieurs haut-parleurs, vous devez lire attentivement quelques livres, dont chacun contient plus de formules que dans l'ensemble du cours de physique de l'école. Je n'entrerai pas dans une telle jungle, donc ce matériel ne vaut pas la peine en tant qu'analyse exhaustive ou guide pour construire des enceintes audiophiles. Cependant, j'espère vraiment que cela aidera les mélomanes débutants (et certains chroniques aussi) à s'orienter correctement dans la variété des solutions acoustiques, dont chacune, bien sûr, est appelée la seule correcte par ses développeurs.

Quelque temps après l'invention en 1924 d'un émetteur électrodynamique à cône conique (d'accord, juste un haut-parleur), son cadre en bois remplissait principalement des fonctions décoratives et protectrices. C'est compréhensible - après de nombreuses années d'écoute de disques à travers des membranes de mica et des cloches de gramophones, le son du nouvel appareil et sans aucun raffinement acoustique ne semblait que l'apothéose de l'euphonie.

Les membranes des gramophones étaient le plus souvent en aluminium ou en mica.

Cependant, les technologies d'enregistrement s'amélioraient rapidement et il devenait évident qu'il était extrêmement problématique de reproduire la plage audible de manière plus ou moins plausible avec un haut-parleur simplement monté sur une sorte de support. Le fait est que la tête dynamique, livrée à elle-même, est dans un état d'acoustique court-circuit. C'est-à-dire que les ondes des surfaces avant et arrière du diffuseur, rayonnées bien entendu en antiphase, se chevauchent librement, ce qui affecte le plus tristement l'efficacité du travail, et en particulier la transmission des basses.

D'ailleurs, au cours de cette histoire, je parlerai le plus souvent des basses fréquences, puisque leur reproduction est un moment clé dans le fonctionnement de toute enceinte. Les pilotes RF, en raison de la petite longueur des ondes émises, n'ont pas du tout besoin d'interagir avec le volume interne de la colonne et en sont le plus souvent complètement isolés.

L'âme grande ouverte

Le moyen le plus simple de séparer le rayonnement avant et arrière de l'enceinte est de la monter sur un blindage aussi grand que possible. De cette idée simple sont nés les premiers systèmes acoustiques, qui étaient une boîte avec une paroi arrière ouverte, puisque pour des raisons de compacité, les bords du bouclier étaient simplement pris et pliés à angle droit. Cependant, en termes de reproduction des basses, le succès de ces conceptions n’a pas été très impressionnant. En plus de l'imperfection de la carrosserie, le problème résidait également dans une très petite suspension du diffuseur, selon des concepts modernes. Afin de sortir d'une manière ou d'une autre de la situation, des haut-parleurs ont été utilisés aussi grands que possible, capables de développer une pression acoustique acceptable avec une faible amplitude d'oscillation.

PureAudioProject Trio 15 To avec woofers 15" sur panneaux de bambou 3 couches

Malgré l'apparente primitivité de telles structures, elles présentaient également certains avantages, si spécifiques et intéressants que les adeptes des locuteurs ouverts ne se sont pas encore éteints.

Pour commencer, l’absence de tout obstacle sur le chemin des ondes sonores est le meilleur moyen d’augmenter la sensibilité. Ce moment est particulièrement précieux pour les amplificateurs à tubes audiophiles, notamment asymétriques ou dépourvus de retour. Des cônes en papier de grand diamètre, même à une puissance d'environ quatre ou cinq watts, peuvent créer un son assez impressionnant et en même temps étonnamment ouvert et libre.

Avec une hauteur de 1,2 m dans le monde de l'acoustique ouverte, les Jamo R907 sont considérés comme presque compacts

Quant au rayonnement arrière, afin de ne pas introduire de distorsions dans le son direct, il doit arriver à l'auditeur avec un retard notable (plus de 12-15 ms) - dans ce cas, son influence se fait sentir comme une légère réverbération, qui ne fait que ajoute de l'air au son et élargit l'espace musical. La subtilité est que pour créer ce « retard très perceptible », les enceintes doivent bien entendu être situées à une bonne distance des murs. De plus, la grande surface du panneau avant et la taille impressionnante des haut-parleurs de basse ont un effet correspondant sur les dimensions globales des enceintes. En un mot, propriétaires de salons de petite et même moyenne taille, ne vous inquiétez pas.

À propos, un cas particulier des systèmes ouverts est l’acoustique construite sur des émetteurs électrostatiques. Uniquement grâce au diaphragme presque léger d'une grande surface, en plus de tous les avantages décrits ci-dessus, les électrostats ont la capacité de transmettre délicatement même les contrastes dynamiques les plus nets, et en raison du manque de séparation des signaux dans les zones médiums et aigus, ils ont également une précision de timbre enviable.

décoration ouverte

Avantages: Les enceintes ouvertes haut de gamme sont un excellent moyen de profiter pleinement de l'écoute d'enceintes asymétriques à lampes puristes.

Inconvénients : Il vaut mieux oublier tout de suite les grosses basses à compression. Entier chemin audio doit être subordonné à l’idée d’une acoustique ouverte, et les intervenants eux-mêmes devront être choisis parmi un nombre extrêmement limité de propositions.

enfermé dans une boîte

Avec la croissance de la puissance et l'amélioration des paramètres des amplificateurs, la sensibilité ultra-élevée de l'acoustique a cessé d'être la principale pierre d'achoppement, mais les problèmes de réponse en fréquence inégale, et surtout de reproduction correcte des basses, sont devenus encore plus pertinent.

Un pas de géant vers des progrès dans cette direction a été réalisé en 1954 par l'ingénieur américain Edgar Vilchur. Il a breveté un système de haut-parleurs de type fermé, et ce n'était en aucun cas un gadget dans le style des trolls des brevets actuels.

Demande de brevet d'Edgar Vilchur pour AU en format fermé

À cette époque, un inverseur de phase avait déjà été inventé et, bien sûr, le haut-parleur avait également été essayé à plusieurs reprises sur un boîtier avec un fond, mais rien de bon n'en était sorti. En raison de l'élasticité du volume d'air fermé, il était nécessaire soit de perdre une partie importante de l'énergie du diffuseur, soit de rendre le boîtier d'une taille prohibitive afin de réduire le gradient de pression. Vilchur a décidé de transformer le mal en bien. Il a considérablement réduit l'élasticité de la suspension, déplaçant ainsi le contrôle du mouvement du diffuseur vers le volume d'air - un ressort beaucoup plus linéaire et stable qu'une ondulation ou un anneau en caoutchouc.

Dans une boîte fermée, les mouvements du diffuseur sont contrôlés par l'air - contrairement au papier ou au caoutchouc, il ne vieillit pas et ne s'use pas

Il a donc été possible non seulement de se débarrasser complètement du court-circuit acoustique et d'augmenter le rendement aux basses fréquences, mais également de lisser considérablement la réponse en fréquence sur toute sa longueur. Cependant, il y a eu aussi un moment mineur. Il s'est avéré que l'amortissement par un volume d'air fermé entraîne une augmentation de la fréquence de résonance du système en mouvement et une forte détérioration de la reproduction des fréquences en dessous de ce seuil. Pour lutter contre une telle nuisance, il a fallu augmenter la masse du diffuseur, ce qui a logiquement conduit à une diminution de la sensibilité. De plus, l'absorption à l'intérieur de la « boîte noire » de près de la moitié de l'énergie acoustique ne pouvait que contribuer à la réduction pression sonore. En un mot, un nouveau type d'enceinte nécessitait des amplificateurs d'une puissance assez importante. Heureusement, à cette époque, ils existaient déjà.

Caisson de basses SVS SB13-Ultra avec conception acoustique fermée

Aujourd'hui, la conception fermée est principalement utilisée dans les subwoofers, en particulier ceux qui revendiquent des performances musicales sérieuses. Le fait est que pour les cinémas maison, le développement énergétique des basses les plus basses est souvent plus important que la dynamique et la précision de phase sur toute la plage des basses fréquences. Mais en combinant un subwoofer fermé relativement compact avec des satellites décents, vous pouvez obtenir un son beaucoup plus correct - bien que non rempli de basses ultra-profondes, mais extrêmement rapide, collecté et clair. Tout ce qui précède peut également être attribué aux enceintes large bande, dont des modèles « fermés » apparaissent occasionnellement sur le marché.

boîte fermée

Avantages: Vitesse d’attaque et résolution exemplaires dans la gamme des basses fréquences. Conception relativement compacte.

Inconvénients : Il en faut assez amplificateur puissant. Des basses très profondes à la limite des infrasons sont très difficiles à obtenir.

Cas - tuyau

Un autre moyen de freiner le rayonnement arrière anti-phase était l'inverseur de phase, littéralement « déplieur de phase » en russe. Le plus souvent, il s'agit d'un tube creux monté sur la face avant ou arrière du boîtier. Le principe de fonctionnement est clair et simple : comme il est difficile et irrationnel d'éliminer le rayonnement de l'arrière du diffuseur, cela signifie qu'il doit être synchronisé en phase avec les ondes frontales et utilisé pour le bénéfice des auditeurs.

L'amplitude et la phase du mouvement de l'air dans l'inverseur de phase changent en fonction de la fréquence des oscillations du diffuseur

En fait, un conduit d'air est un système oscillatoire indépendant qui reçoit une impulsion du mouvement de l'air à l'intérieur du boîtier. Possédant une fréquence de résonance parfaitement définie, l'inverseur de phase fonctionne d'autant plus efficacement que les oscillations du cône sont proches de sa fréquence d'accord. Les ondes sonores de fréquences plus élevées n'ont tout simplement pas le temps de déplacer l'air dans le tuyau, et les plus basses, bien qu'elles aient le temps, mais plus elles sont basses, plus l'inverseur de phase déphase et, par conséquent, son efficacité. Lorsque la rotation de phase atteint 180 degrés, le tunnel commence à étouffer franchement et très efficacement le son du haut-parleur de basse. Ceci explique la chute très forte de la pression acoustique du haut-parleur en dessous de la fréquence d'accord bass reflex - 24 dB/oct.

Dans la lutte contre les harmoniques turbulentes, les concepteurs d'inverseurs de phase expérimentent constamment

Soit dit en passant, dans une boîte fermée, aux fréquences inférieures à la réponse en fréquence de résonance, la décroissance est beaucoup plus douce - 12 dB/oct. Cependant, contrairement à une boîte vierge, une boîte avec un tuyau dans la paroi latérale n'oblige pas les concepteurs à recourir à des astuces pour minimiser la fréquence de résonance du haut-parleur lui-même, ce qui est plutôt gênant et coûteux. Il est beaucoup plus simple de mettre en place un tunnel inverseur de phase : il suffit de sélectionner son volume interne. C'est vrai en théorie. Dans la pratique, comme toujours, des difficultés imprévues commencent, par exemple, à des niveaux de volume élevés, l'air sortant du trou peut faire un bruit presque comme le vent dans la cheminée d'un poêle. De plus, l'inertie du système provoque souvent une baisse de la vitesse d'attaque et une mauvaise articulation dans le grave. En un mot, l'espace d'expérimentation et d'optimisation dont disposent les concepteurs de systèmes inverseurs de phase est tout simplement incroyable.

Inverseur de phase

Avantages: Retour énergétique sur les basses fréquences, capacité à reproduire les basses les plus profondes, relative simplicité et faible coût de fabrication (avec une bonne complexité de calcul).

Inconvénients : Dans la plupart des implémentations, il perd face à une boîte fermée en termes de vitesse d'attaque et de clarté d'articulation.

Allons-y sans bobine

Les tentatives visant à éliminer les problèmes génétiques de l'inverseur de phase, tout en économisant sur le volume du boîtier sans compromettre la profondeur des basses, ont incité les développeurs à remplacer le tube creux par une membrane entraînée par les vibrations du même volume d'air utile. En termes simples, un autre pilote basse fréquence a été installé dans un boîtier fermé, uniquement sans aimant ni bobine mobile.

Un radiateur passif peut doubler la surface efficace du diffuseur, voire la tripler s'ils sont installés par paires dans une même colonne.

La conception s'appelait « radiateur passif » (Passive radiateur), ce qui n'est souvent pas très bien traduit de l'anglais par « radiateur passif ». Contrairement à un tube de subwoofer, un cône passif prend beaucoup moins de place dans l'enceinte, n'est pas aussi critique en termes d'emplacement et, de plus, comme l'air à l'intérieur d'une boîte fermée, il amortit le haut-parleur principal, lissant sa réponse en fréquence.

Radiateur passif caisson de basses REL S/5. Le conducteur principal est dirigé vers le sol

Un autre avantage est qu'avec une augmentation de la surface de rayonnement, une amplitude d'oscillation plus petite est nécessaire pour atteindre la pression acoustique souhaitée, ce qui signifie que les conséquences du fonctionnement non linéaire de la suspension sont réduites. Les deux diffuseurs oscillent en phase et la fréquence de résonance de la membrane libre est réglée par un réglage précis de la masse - un poids y est simplement collé.

Radiateur passif

Avantages: Corps compact avec une profondeur de basse impressionnante. L'absence d'harmoniques d'inverseur de phase.

Inconvénients : Une augmentation de la masse des éléments rayonnants entraîne une augmentation de la distorsion transitoire et un ralentissement de la réponse impulsionnelle.

sortie du labyrinthe

L'acoustique, armée d'inverseurs de phase et de radiateurs passifs, reproduit des basses profondes grâce à des résonateurs travaillant avec la médiation de l'air à l'intérieur des enceintes. Mais qui a dit que le volume de la colonne ne pouvait pas jouer à lui seul le rôle d'un radiateur basse fréquence ? Bien sûr que c’est possible, et la conception correspondante s’appelle un labyrinthe acoustique. En fait, il s'agit d'un guide d'onde, d'une longueur égale à la moitié ou au quart de la longueur d'onde, auquel il est prévu d'atteindre la résonance du système. En d’autres termes, la conception est adaptée à la limite inférieure de la plage de fréquences du haut-parleur. Bien sûr, utiliser un guide d'ondes pleine longueur d'onde serait encore plus efficace, mais pour une fréquence de, disons, 30 Hz, il faudrait le faire à 11 mètres.

Le labyrinthe acoustique est une conception préférée des acoustiques bricoleurs. Mais si vous le souhaitez, le boîtier de la forme la plus astucieuse peut être commandé prêt à l'emploi.

Afin d'accueillir même une conception deux fois plus compacte dans une colonne de dimensions raisonnables, des déflecteurs sont installés dans le boîtier, formant le guide d'ondes incurvé le plus compact, avec une section transversale approximativement égale à la surface du diffuseur.

Le labyrinthe se distingue de l'inverseur de phase en premier lieu par son son moins « résonant » (c'est-à-dire non accentué à une certaine fréquence). La vitesse relativement faible et la nature laminaire du mouvement de l'air dans un large guide d'ondes empêchent l'apparition de turbulences qui, comme on s'en souvient, génèrent des harmoniques indésirables. De plus, dans ce cas, le haut-parleur est exempt de compression, ce qui augmente la fréquence de résonance, car son rayonnement arrière ne rencontre pratiquement aucun obstacle.

Schéma de calcul de cas sur dbdynamixaudio.com

Il existe une opinion selon laquelle les labyrinthes acoustiques créent moins de problèmes d'ondes stationnaires dans la pièce. Cependant, à la moindre erreur de calcul lors du développement ou de la fabrication, vagues stationnaires peuvent survenir dans le guide d'ondes lui-même qui, contrairement à l'inverseur de phase, possède une structure de résonances beaucoup plus complexe.

En général, il faut dire qu'un calcul compétent et un réglage fin d'un labyrinthe acoustique sont des processus très difficiles et longs. C'est pour cette raison que ce type de baffle est rarement trouvé, et seulement dans des enceintes d'un niveau de prix très sérieux.

labyrinthe acoustique

Avantages: Non seulement une bonne réponse, mais aussi une grande précision des basses tonales.

Inconvénients : Dimensions sérieuses, très grande complexité (lecture - coût) pour créer une structure fonctionnant correctement.

Hé, sur le ferry !

Corne - le type de conception acoustique le plus ancien et peut-être le plus provocateur. Cela a l'air cool, voire scandaleux, cela semble brillant, mais parfois... Dans les vieux films, les personnages se crient parfois quelque chose, et la coloration caractéristique d'un tel son est depuis longtemps devenue un mème tant dans la musique que dans le cinéma. mondes.

Avantgarde Acoustics Trio avec ensemble de pavillons basse fréquence Basshorn XD de 2,25 m

Bien sûr, l'acoustique actuelle est très loin d'un entonnoir en étain avec poignée, mais le principe de fonctionnement est toujours le même : le pavillon augmente la résistance de l'air pour mieux correspondre à la résistance mécanique relativement élevée du système de haut-parleurs en mouvement. Ainsi, son efficacité augmente et en même temps, une directionnalité claire du rayonnement se forme. Contrairement à toutes les structures décrites précédemment, le pavillon est le plus souvent utilisé dans les haut-parleurs haute fréquence. La raison est simple - sa section augmente de façon exponentielle, et plus la fréquence reproductible est basse, plus la taille du trou de sortie doit être grande - déjà à 60 Hz, une cloche d'un diamètre de 1,8 m est nécessaire. Il est clair qu'un tel monstrueux les structures sont plus adaptées aux concerts dans les stades, où on les retrouve effectivement périodiquement.

Le principal atout des adeptes du jeu de cor est que l'amplification acoustique permet, pour un rendu sonore donné, de réduire le déplacement de la membrane, ce qui signifie augmenter la sensibilité et améliorer la résolution musicale. Oui, oui, encore un clin d'œil aux propriétaires de monocycles à chambre à air. De plus, avec un calcul approprié, les cloches peuvent jouer le rôle de filtres acoustiques, coupant fortement le son en dehors de leur bande et permettant de se limiter aux crossovers électriques les plus simples, donc déformant le moins possible, et parfois même de s'en passer.

Systèmes Realhorns - une acoustique spéciale pour des occasions spéciales

Les sceptiques ne se lassent pas de rappeler la coloration caractéristique du cor, particulièrement visible sur le chant, et de lui donner une nasalité caractéristique. Il n'est vraiment pas facile de surmonter ce problème, même si à en juger par la façon dont jouent les meilleurs exemples de cors haut de gamme, c'est bien réel.

embouchure

Avantages: Haute efficacité acoustique, ce qui signifie une excellente sensibilité et une bonne résolution musicale du système.

Inconvénients : Coloration caractéristique du son difficile à éliminer, tailles enfantines des structures moyennes et encore plus basses.

Cercles sur l'eau

C'est par cette analogie que la manière la plus simple de décrire la nature du rayonnement des systèmes acoustiques à contre-ouverture, développés pour la première fois en Union soviétique dans les années 80 du siècle dernier. Le principe de fonctionnement n'est pas anodin : une paire d'enceintes identiques sont montées de manière à ce que leurs diffuseurs soient situés l'un en face de l'autre dans un plan horizontal et se déplacent symétriquement, soit en comprimant, soit en élargissant l'entrefer. En conséquence, des vagues d’air circulaires sont créées qui rayonnent uniformément dans toutes les directions. De plus, les caractéristiques de ces ondes lors de leur propagation sont peu déformées et leur énergie décroît lentement - proportionnellement à la distance, et non à son carré, comme dans le cas des enceintes conventionnelles.

Duevel Sirius combine des éléments de conceptions de corne et de contre-ouverture

En plus de la portée et de l'orientation circulaire, les systèmes à contre-ouverture sont intéressants pour leur dispersion verticale étonnamment large (environ 30 degrés contre 4 à 8 degrés standard), ainsi que pour l'absence d'effet Doppler. Pour les haut-parleurs, cela se manifeste par des battements de signal provoqués par un changement constant de la distance entre la source sonore et l'auditeur en raison de l'oscillation du cône. Certes, l'audibilité réelle de ces distorsions suscite encore de nombreuses controverses.

La pénétration mutuelle des champs sonores concentriques des enceintes droite et gauche crée une zone de perception surround très étendue et uniforme, c'est-à-dire qu'en fait, la question du positionnement précis des enceintes par rapport à l'auditeur devient sans importance.

Acoustique à contre-ouverture italo-russe Bolzano Villetri

Une caractéristique de la contre-ouverture est que le son arrivant à l'auditeur de pratiquement toutes les directions, bien qu'il crée un effet de présence impressionnant, ne peut pas transmettre pleinement les informations sur la scène sonore. D'où les histoires d'auditeurs sur la sensation d'un piano volant dans la pièce et d'autres merveilles des espaces virtuels.

Contrature

Avantages: Une large zone de perception surround spectaculaire, des timbres naturalistes dus à l'utilisation non triviale d'effets acoustiques ondulatoires.

Inconvénients : L'espace acoustique diffère sensiblement de la scène sonore conçue lors de l'enregistrement d'un phonogramme.

Et d'autres...

Si vous pensez que cette liste d’options de conception d’enceintes est épuisée, vous sous-estimez grandement l’enthousiasme pour la conception de l’électroacoustique. Je n'ai décrit que les solutions les plus populaires, laissant dans les coulisses un proche parent du labyrinthe - une ligne de transmission, un résonateur passe-bande, un boîtier avec un panneau d'impédance acoustique, des tuyaux de charge...

Nautilus de Bowers & Wilkins est l'une des enceintes les plus inhabituelles, les plus chères et les plus faisant autorité en termes de son. Type de conception - tuyaux de chargement

Un tel exotisme est assez rare, mais il se matérialise parfois dans un design à la sonorité vraiment unique. Et parfois non. L'essentiel est de ne pas oublier que les chefs-d'œuvre, comme la médiocrité, se retrouvent dans tous les designs, quoi qu'en disent les idéologues d'une marque particulière.

Adapté de Stereo & Video Magazine, juin 2016