Una caratteristica della controapertura è che il suono che arriva all'ascoltatore praticamente da tutte le direzioni, sebbene crei un impressionante effetto di presenza, non può trasmettere completamente le informazioni sul palcoscenico sonoro. Da qui le storie degli ascoltatori sulla sensazione di un pianoforte che vola per la stanza e altre meraviglie degli spazi virtuali.

Contraperture

Professionisti: Un'ampia zona di spettacolare percezione surround, timbri naturali dovuti all'uso non banale degli effetti acustici delle onde.

Svantaggi: Lo spazio acustico differisce notevolmente dal palcoscenico sonoro concepito durante la registrazione di un fonogramma.

E altri...

Se pensi che questo elenco di opzioni di progettazione degli altoparlanti sia esaurito, sottovaluti notevolmente l'entusiasmo del design dell'elettroacustica. Ho descritto solo le soluzioni più popolari, lasciando dietro le quinte un parente stretto del labirinto: una linea di trasmissione, un risonatore passa-banda, un case con pannello di impedenza acustica, tubi di carico ...

Nautilus di Bowers & Wilkins è uno dei più insoliti, costosi e autorevoli in termini di suono sistemi acustici. Tipo di design: tubi di carico

Tale esotismo è piuttosto raro, ma a volte si materializza in un design dal suono davvero unico. E a volte no. L'importante è non dimenticare che i capolavori, come la mediocrità, si trovano in tutti i design, indipendentemente da ciò che dicono gli ideologi di un particolare marchio.

Il radiatore passivo è stato descritto per la prima volta da Harry Olson ( Harry Olsson) nel brevetto del 1935 "Altoparlante e metodo di trasmissione del suono". Nel mercato dell'audio domestico, i sistemi di altoparlanti con radiatore passivo ha ricevuto una distribuzione relativamente moderata e l'audio per auto non è stato utilizzato affatto. Ma di recente, due noti produttori di apparecchiature audio per l'industria automobilistica Acustica bostoniana E Terremoto ha iniziato ad utilizzare i radiatori passivi, adottando l'esperienza di utilizzarli dai sistemi di apparecchiature audio domestiche.

Esternamente, i radiatori passivi sembrano ingannevoli, perché sembrano e si muovono persino come un normale subwoofer. Ma sembra così solo dall'esterno del sistema di altoparlanti. Come suggerisce il nome, non c'è "drive" in questi emettitori. In altre parole, non ci sono bobina mobile, magnete, centraggio e rondelle terminali, cavo flessibile e terminali di connessione. I radiatori passivi sono essenzialmente driver per altoparlanti non collegati, quindi sono accoppiati con un woofer collegato nello stesso cabinet. I sistemi con radiatori passivi si riferiscono a un tipo di alloggiamento con un foro o una porta, ad es. c'è un tipo di inverter di fase. Matematicamente sono identici, viene utilizzato solo un diaframma invece di una porta. Da notare i due parametri principali nei radiatori passivi: il peso e la rigidità del diaframma.

Il peso è un elemento chiave del design e deve essere calcolato con precisione corretto funzionamento invertitore di fase, perché può cambiare frequenza di risonanza e, di conseguenza, l'impostazione di tutto il corpo. La rigidità del diaframma è determinata dalla combinazione dell'elasticità del materiale di sospensione e del volume d'aria all'interno della camera di alloggiamento.

I radiatori passivi sono sintonizzati per risuonare a una frequenza inferiore alla gamma di risposta lineare del woofer operativo. Il range operativo di un radiatore passivo è compreso tra i valori di 1/4 di ottava al di sopra e al di sotto del valore di risonanza. Significa che lavoro di squadra woofer e radiatore passivo sono in grado di espandere la gamma dei bassi di circa mezza ottava. Naturalmente, questo principio funziona con l'impostazione corretta dell'emettitore. La pendenza della risposta in frequenza è piuttosto ripida - 18 dB / ottava.

Entrambi i diffusori: attivo e passivo possono muoversi in fase, con relativo spostamento dell'oscillazione, fino all'antifase. Mantenere in fase le oscillazioni di entrambi i coni sarebbe l'ideale per amplificare l'uscita del woofer, ma nella sua fisica questo tipo di sistema risonante è impossibile.

Prevalentemente comuni sono i sistemi con un radiatore passivo più grande del diametro dell'altoparlante attivo. Ciò consente a un woofer di diametro relativamente più piccolo di migliorare le prestazioni nelle gamme dei bassi superiori e medio. In questo caso, viene estesa anche la gamma di riproduzione inferiore, ma è necessario un diverso design del cabinet.

Come ogni soluzione progettuale, un radiatore passivo presenta alcuni svantaggi. In quanto precede si è notato che il radiatore è in grado di riprodurre toni in controfase, cioè con uno spostamento di 180° rispetto alle oscillazioni acustiche dell'altoparlante. A seconda della frequenza prodotta, posizione relativa radiatore passivo e attivo: si possono osservare diversi cali nella risposta in frequenza. Maggiore è l'intervallo, in cui la risposta in frequenza completa non include cambiamenti improvvisi o interruzioni, l'orecchio umano non rileverà questi cali.

Un altro problema interno è la grande pendenza della risposta in frequenza. La risposta in frequenza scende nettamente al di sotto della frequenza di sintonia del radiatore passivo. Inoltre, le proprietà elastiche dell'aria nell'alloggiamento dell'altoparlante non ripristinano più il movimento del radiatore e in particolare il driver a bassa frequenza al di sotto della risonanza del radiatore passivo. In questa modalità non è esclusa nemmeno la possibilità di danneggiare sia il driver attivo a bassa frequenza che il radiatore passivo.

Attualmente, ci sono sviluppi promettenti di radiatori passivi che hanno un set regolabile di pesi a cono per una messa a punto più semplice. Anche importante giusta scelta Woofer con un fattore di qualità totale basso (Q TS \u003d 0,2-0,4) e il design dell'alloggiamento corrispondente.

La storia dell'origine dell'invertitore di fase a tunnel risale al 1930 dal labirinto acustico di Stromberg-Carlson ( Stromberg Carlson). Questo labirinto era costituito da un lungo tubo, a un'estremità del quale era montata una testata dell'altoparlante, mentre l'altra estremità era lasciata aperta. L'area della sezione trasversale della parte aperta era uguale all'area della testa. Esperimenti degli anni '60 per modificare la velocità del suono a seconda del rivestimento interno vari tipi i materiali di smorzamento e la variazione della forma del tubo hanno stabilito lo standard moderno per questo tipo di design dello scafo.

L'invertitore di fase a tunnel è una lunga camera sul retro dell'altoparlante.

All'estremità opposta del tunnel c'è larghezza di banda o un foro (principalmente delle dimensioni del diaframma di un driver dell'altoparlante) rivolto verso l'esterno del cabinet. Un tunnel bass reflex opportunamente progettato elimina lo smorzamento reciproco di fase delle onde sonore dell'altoparlante. Nonostante ciò, questi dispositivi non sono ancora ampiamente utilizzati nel caraudio a causa delle loro dimensioni e complessità del posizionamento. Il design consiste in un circuito allungato realizzato per eliminare le onde stazionarie e le risonanze tipiche di altri diffusori. La soppressione delle onde stazionarie protegge il conducente dagli effetti dannosi delle onde riflesse, che causano distorsioni e danni al cono.

La lunghezza del tunnel interrompe il movimento sincronizzato dell'aria all'interno della camera, il che indebolisce le oscillazioni dell'onda frontale. Modificando la lunghezza del tunnel, la camera viene accordata, analogamente all'accordatura di una canna di un organo da cattedrale aperta ad un'estremità. Questo si basa sul fenomeno dello sfasamento delle oscillazioni delle onde acustiche. Lo sfasamento dell'onda sonora posteriore (woofer) amplifica l'onda frontale alle basse frequenze, dove quest'ultima inizia a indebolirsi a causa di un aumento della resistenza dell'aria in questa gamma.

Lo smorzamento dell'invertitore di fase a tunnel, a differenza della resistenza dell'aria di un involucro chiuso, non limita il movimento del diffusore. Di conseguenza, è anche più efficiente di un inverter di fase risonante. Anche la fedeltà e la linearità della risposta in frequenza hanno prestazioni elevate. La progettazione degli involucri di tali invertitori di fase richiede il rispetto dei calcoli e delle impostazioni accurate. Le testine dei diffusori comunemente utilizzate hanno un basso fattore di qualità totale (Q ts = 0,2-0,4) ed elettrica (Q es = 0,3-0,4) a una bassa frequenza di autorisonanza. La lunghezza del percorso dell'onda acustica posteriore è individuale per un dato caso ed è determinata parte frazionaria lunghezza d'onda alla frequenza di risonanza del woofer. Ad esempio, se la frequenza di risonanza del diffusore bass reflex tunnel utilizzato è 40 Hz, la lunghezza d'onda sarà di circa 8,61 m.Il canale all'interno del tunnel dovrebbe essere 1/4, 1/2 o 3/4 di questo valore e pari a 2,15, 4, 31 o 6,46 m, rispettivamente. A causa di questi valori, il tunnel è spesso ripiegato in un labirinto per una maggiore compattezza. La riduzione della lunghezza effettiva è facilitata dal corretto riempimento con materiale smorzante, come la lana.

In un certo senso, il design acustico di quarto ordine (bass reflex a radiatore passivo e bass reflex a tunnel) non è abbastanza conveniente per l'uso di componenti nell'audio per auto, ma rappresenta un'alternativa agli involucri dei subwoofer esistenti.

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Quello che amo di Kicker è il suo approccio fuori dagli schemi. Mentre tutti stanno riposando e rivettando i subwoofer nelle custodie bass-reflex, questi vecchietti dell'audio per auto ricordano solo che ci sono altri tipi di design. Un radiatore passivo (noto anche come radiatore passivo) ha molto in comune con un invertitore di fase, ma è privo di molti dei suoi difetti. E dopotutto, niente di nuovo, Harry Olson descrisse il suo principio nel suo brevetto già nel 1935 ...

Progetto

Non anticiperò me stesso e prima di tutto "un incontro sui vestiti". Kicker CWTB10 è molto compatto: la lunghezza della custodia non supera i 44 cm Il diametro esterno, rispettivamente, come quello di un tipico dieci, è leggermente inferiore a 28 cm C'è anche un modello da 8 pollici nella serie, è ancora più compatto.

Vorrei sottolineare che il subwoofer è posizionato dal produttore come universale: può essere utilizzato non solo in un'auto, ma anche, diciamo, in barche, SUV aperti o ATV. La custodia è realizzata in plastica spessa resistente agli urti ed è completamente sigillata.

Sono forniti fori filettati per il montaggio del subwoofer e sono incluse diverse staffe per il montaggio orizzontale o verticale.

Ho preso un modello con un'impedenza nominale di 2 ohm per il test, ma in generale il Kicker CWTB10 ha anche una versione da 4 ohm. È meglio collegare uno da 2 ohm a una sorta di monoblocco per bassi, ma uno da 4 ohm può essere utilizzato anche con amplificatori multicanale collegando un subwoofer a una coppia di canali in un bridge.

Ora, in realtà, passiamo al design acustico: un radiatore passivo. La forma del corpo qui non gioca il ruolo più importante, ma nel nostro caso è realizzata a forma di pipa, alle cui estremità è presente un diffusore. Dynamics in realtà ne possiede solo uno. Il secondo esattamente lo stesso diffusore e esattamente sulla stessa sospensione: questo è il radiatore passivo.

Come funziona un radiatore passivo?

Non per niente ho accennato all'inizio che un radiatore passivo ha molto in comune con un invertitore di fase. Per coloro che non sanno come funziona un invertitore di fase, te lo dirò brevemente.

Mentre il cono dell'altoparlante si muove avanti e indietro, comprime e decomprime alternativamente l'aria all'interno del cabinet. Di conseguenza, quest'aria tenderà alternativamente ad uscire attraverso la porta, per poi essere risucchiata attraverso di essa. Ma il trucco è che l'aria all'interno della porta ha una certa inerzia, e tutte queste vibrazioni "arriveranno" all'uscita da essa con un certo ritardo.

Ad una certa frequenza (questa è quella che viene chiamata frequenza di sintonia della porta), risulterà che l'aria all'uscita della porta oscillerà in modo sincrono con il diffusore stesso. Cioè, la radiazione dal diffusore e dalla porta si sommerà. In realtà, questo è l'effetto dell'amplificazione acustica.

Un radiatore passivo funziona esattamente allo stesso modo. Solo che invece di una porta con una massa d'aria al suo interno, qui funziona solo un diffusore su una sospensione. In effetti, un radiatore passivo è esattamente lo stesso diffusore, solo senza un sistema magnetico. E se l'impostazione di una porta dell'invertitore di fase convenzionale può essere modificata dalle sue proporzioni e dimensioni, allora in un radiatore passivo l'impostazione viene modificata dalla massa del diffusore e dall'elasticità/viscosità/rigidità della sua sospensione.

Quali sono i vantaggi di un radiatore passivo rispetto a una porta bass reflex convenzionale?

E guardi le dimensioni della custodia e la domanda scomparirà da sola. Nel caso del Kicker CWTB10, il volume interno è qualcosa come 27 litri. Se provi a calcolare una porta normale per un caso del genere (ad esempio, in JBL Speakershop o in BassPort), il programma ti fornirà dimensioni molto scomode. O la sezione trasversale sarà troppo piccola o la lunghezza è folle.

E con un radiatore passivo puoi realizzare qualsiasi area e qualsiasi ambiente. Pensi che sarà possibile effettuare un porting regolare della stessa sezione con un'impostazione bassa? Qui sono più o meno lo stesso.

Come è organizzato all'interno?

Gli altoparlanti sono fissati attraverso le "zampe" della griglia protettiva. Per arrivare alle viti, devi solo rimuovere i tappi da esse.

A proposito, queste non sono viti autofilettanti per te, tutto è serio - con dadi incorporati impiantati nel corpo.

All'interno del corpo è pieno di soffice winterizer sintetico. Insomma, in primo luogo crea l'effetto di "aumentare" il volume interno e, in secondo luogo, smorza in una certa misura le vibrazioni dell'aria al suo interno.

L'altoparlante stesso è senza etichette extra e altri abbellimenti. Sebbene la serie Comp R indicata sul lato anteriore accenni alla sua relazione con l'altoparlante subwoofer separato Kicker 43CWR104. Molto probabilmente, è così, solo in una versione semplificata, senza sovrapposizioni decorative e con terminali di collegamento dei cavi più semplici.

Ed ecco cosa c'è dall'altra parte del caso. Dall'esterno sembra un altoparlante, ma all'interno non sembra affatto un altoparlante. Piuttosto, sembra un altoparlante senza motore.

Laddove una bobina è solitamente fissata al diffusore, viene fissata una rondella metallica che regola il peso del sistema in movimento.

misurazioni

Per interesse, ho preso una curva di impedenza non solo per l'intero subwoofer, ma anche separatamente per l'altoparlante. A giudicare dalla natura delle curve, il radiatore passivo è sintonizzato da qualche parte intorno ai 35 Hz, che è molto vicino al Fa dell'altoparlante stesso.

Parametri dei diffusori misurati nel subwoofer Kicker CWTB10:

• Fs (frequenza di risonanza naturale) - 35 Hz
• Vas (volume equivalente) - 19,5 litri
• Qms (fattore di qualità meccanica) - 8,97
• Qes (fattore di qualità elettrica) - 0,51
• Qts (fattore di qualità completa) - 0,49
• Mms (massa effettiva del sistema in movimento) - 159 g
• BL (coefficiente di accoppiamento elettromeccanico) - 11,1 T m
• Re (resistenza bobina mobile corrente continua) - 1,8 Ohm
• dBspl (sensibilità di riferimento, 1m, 1W) - 84,2 dB

Tuttavia, i parametri degli altoparlanti sono così, più per interesse. Abbiamo un subwoofer già pronto, quindi apprezzerò il suo lavoro come assemblaggio.

Per cominciare, scatto la risposta in frequenza della radiazione del diffusore stesso. Presta attenzione al calo proprio nella zona di sintonizzazione del radiatore passivo - circa 35 Hz:

Il fatto è che quando il subwoofer funziona a questa frequenza, il radiatore passivo entra in risonanza e inizia esso stesso a comprimere e decomprimere l'aria nella custodia, e per l'altoparlante l'aria nella custodia diventa elastica. Il che, a sua volta, limita il corso del suo diffusore.

Si scopre che il subwoofer quasi non funziona a queste frequenze? Certo che no, è solo che vicino alla frequenza di sintonia del radiatore passivo, non è l'altoparlante che funziona, ma il radiatore stesso:

Ed è così che lavorano insieme:

Sfortunatamente, non posso mostrare la risposta in frequenza complessiva, poiché è corretto effettuare misurazioni a frequenze inferiori solo nel campo vicino (non dovrebbe essere portato nella camera anecoica MTUCI a causa di una misurazione). Ma anche un'analisi superficiale della risposta in frequenza dell'altoparlante e del radiatore passivo chiarisce che il subwoofer dovrebbe funzionare in modo molto gustoso in macchina. Che, infatti, è stato confermato in pratica.

Prova in causa e conclusioni

Un piccolo esperimento in macchina ha dimostrato che non è necessario giudicare prematuramente le capacità di questo sottomarino dalle sue dimensioni. Radiatore passivo a impostazione corretta(e qui è impostato correttamente) - grande potenza. In termini di impatto e profondità dei bassi, il Kicker CWTB10 non è certamente inferiore al subwoofer medio da 12 pollici.

Per natura del basso, dirò una cosa: questo è Kicker. Denso, pesante, succoso. Per la musica da club - generalmente una manna dal cielo. È interessante notare che, con un aumento del volume, il basso non inizia a fare pressione sulle orecchie, ma inizia a essere percepito tattilmente: il ritmo del basso viene percepito dai colpi al petto come se fosse una pesante palla di gomma. E questo proviene da una dozzina lì!

Nello spazio aperto (e con una tale performance del Kicker CWTB10, puoi tranquillamente usarlo anche su una barca, anche su un SUV aperto), il basso perde abbastanza naturalmente in profondità, ma quasi non perde in pressione. Direi anzi che diventa ancora più denso e raccolto nella sua struttura. E ancora, la cosa giusta per la musica da club ritmica.

In generale, un radiatore passivo calcolato correttamente non è per te una sorta di "fasik su un tubo". Questo sarà più duro.

• Compatto, facile da installare
• Può essere utilizzato su SUV aperti, barche, ATV, ecc.
• Prestazioni di qualità
• Risposta dei bassi sorprendentemente alta per un calibro da 10 pollici
• Nella musica da club, il basso è semplicemente stupendo

• gravita verso la musica ritmica

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Per quanto riguarda l'acustica della stanza, abbiamo scoperto che ogni stanza è una sorta di risonatore che influisce notevolmente sul carattere del suono del sistema. Ora è il momento di parlare direttamente delle fonti di questo stesso suono, cioè dei sistemi acustici.

Per comprendere correttamente i processi che avvengono in una scatola sulla cui parete sono montati uno o più altoparlanti, è necessario leggere attentamente un paio di libri, ognuno dei quali contiene più formule che nell'intero corso di fisica della scuola. Non entrerò in una tale giungla, quindi questo materiale non vale la pena come analisi esaustiva o guida alla costruzione di altoparlanti audiofili. Tuttavia, spero davvero che aiuti gli amanti della musica alle prime armi (e anche alcuni cronici) a navigare correttamente nella varietà di soluzioni acustiche, ognuna delle quali, ovviamente, i suoi sviluppatori chiamano l'unica corretta.

Qualche tempo dopo l'invenzione nel 1924 di un radiatore elettrodinamico con diffusore conico (va bene, solo un altoparlante), la sua struttura in legno svolgeva principalmente funzioni decorative e protettive. È comprensibile: dopo molti anni di ascolto di dischi attraverso membrane di mica e campane di grammofoni, il suono del nuovo dispositivo e senza alcuna raffinatezza acustica sembrava solo l'apoteosi dell'eufonia.

Le membrane del grammofono erano spesso realizzate in alluminio o mica.

Tuttavia, le tecnologie di registrazione stavano rapidamente migliorando ed è diventato chiaro che era estremamente problematico riprodurre la gamma udibile in modo più o meno plausibile con un altoparlante semplicemente montato su una sorta di supporto. Il fatto è che la testa dinamica, abbandonata a se stessa, è in uno stato acustico corto circuito. Cioè, le onde dalle superfici anteriore e posteriore del diffusore, irradiate, ovviamente, in antifase, si sovrappongono liberamente l'una all'altra, il che influisce molto tristemente sull'efficienza del lavoro, e soprattutto sulla trasmissione dei bassi.

A proposito, nel corso di questa storia, parlerò molto spesso delle basse frequenze, poiché la loro riproduzione è un momento chiave nel funzionamento di qualsiasi cassa acustica. I driver RF, a causa della ridotta lunghezza delle onde emesse, non devono assolutamente interagire con il volume interno della colonna e molto spesso ne sono completamente isolati.

Anima spalancata

Il modo più semplice per separare la radiazione anteriore e posteriore dell'altoparlante è montarlo su uno schermo il più grande possibile. Da questa semplice idea nacquero in realtà i primi sistemi acustici, che erano una scatola con una parete posteriore aperta, poiché per compattezza i bordi dello scudo venivano semplicemente presi e piegati ad angolo retto. Tuttavia, in termini di riproduzione dei bassi, il successo di tali progetti non è stato troppo impressionante. Oltre all'imperfezione del corpo, il problema era anche in un corso di sospensione del diffusore molto piccolo, secondo i concetti moderni. Per uscire in qualche modo dalla situazione, sono stati utilizzati altoparlanti il ​​​​più grandi possibile, in grado di sviluppare una pressione sonora accettabile con una piccola ampiezza di oscillazione.

PureAudioProject Trio 15TB con woofer da 15" su pannelli di bambù a 3 strati

Nonostante l'apparente primitività di tali strutture, avevano anche alcuni vantaggi, e così specifici e interessanti che gli aderenti agli oratori aperti non si sono ancora estinti.

Per cominciare, l'assenza di ostacoli sul percorso delle onde sonore è il modo migliore per aumentare la sensibilità. Questo momento è particolarmente prezioso per gli amplificatori valvolari audiofili, in particolare single-ended o privi di feedback. Coni di carta di grande diametro, anche con una potenza di circa quattro o cinque watt, possono creare un suono piuttosto impressionante e allo stesso tempo sorprendentemente aperto e libero.

Con un'altezza di 1,2 m nel mondo dell'acustica aperta, Jamo R907 è considerato quasi compatto

Per quanto riguarda la radiazione posteriore, per non introdurre distorsioni nel suono diretto, deve arrivare all'ascoltatore con un notevole ritardo (oltre 12-15 ms) - in questo caso, la sua influenza si fa sentire come un leggero riverbero, che solo aggiunge aria al suono ed espande lo spazio musicale. La sottigliezza è che per creare questo "ritardo notevole", ovviamente, gli altoparlanti devono essere posizionati a una discreta distanza dalle pareti. Inoltre, l'ampia area del pannello frontale e le dimensioni impressionanti dei driver dei bassi hanno un effetto corrispondente sulle dimensioni complessive degli altoparlanti. In una parola, proprietari di soggiorni di piccole e anche medie dimensioni, non preoccupatevi.

A proposito, un caso speciale di sistemi aperti è l'acustica costruita su emettitori elettrostatici. Solo grazie al diaframma quasi senza peso di una vasta area, oltre a tutti i vantaggi sopra descritti, gli elettrostati hanno la capacità di trasmettere delicatamente anche i contrasti dinamici più nitidi e, a causa della mancanza di separazione del segnale nelle zone medie e alte, hanno anche un'invidiabile precisione timbrica.

decorazione aperta

Professionisti: Gli altoparlanti aperti di fascia alta sono un ottimo modo per ottenere un vero calcio d'inizio dall'ascolto di altoparlanti single-ended a tubo purista.

Svantaggi:È meglio dimenticare subito i bassi a compressione grassa. Totale percorso sonoro dovrà essere subordinato all'idea di un'acustica aperta, e gli stessi relatori dovranno essere scelti tra un numero estremamente limitato di proposte.

chiuso in una scatola

Con la crescita della potenza e il miglioramento dei parametri degli amplificatori, l'altissima sensibilità dell'acustica ha cessato di essere il principale ostacolo, ma i problemi di risposta in frequenza irregolare, e soprattutto la corretta riproduzione dei bassi, sono diventati ancora più pertinente.

Un passo da gigante verso il progresso in questa direzione fu compiuto nel 1954 dall'ingegnere americano Edgar Vilchur. Ha brevettato un sistema di altoparlanti di tipo chiuso, e non era affatto un espediente nello stile degli attuali troll dei brevetti.

Domanda di brevetto di Edgar Vilchur per AU in formato chiuso

A quel punto era già stato inventato un invertitore di fase e, naturalmente, anche l'altoparlante è stato ripetutamente provato su una scatola con il fondo, ma non ne è venuto fuori nulla di buono. A causa dell'elasticità del volume d'aria chiuso, era necessario perdere una parte significativa dell'energia del diffusore o rendere l'alloggiamento proibitivamente grande per ridurre il gradiente di pressione. Vilchur ha deciso di trasformare il male in bene. Ha ridotto notevolmente l'elasticità della sospensione, spostando così il controllo del movimento del diffusore sul volume dell'aria: una molla molto più lineare e stabile di un'ondulazione o di un anello di gomma.

In una scatola chiusa, i movimenti del diffusore sono controllati dall'aria - a differenza della carta o della gomma, non invecchia e non si consuma

Quindi è stato possibile non solo eliminare completamente il cortocircuito acustico e aumentare l'uscita alle basse frequenze, ma anche attenuare notevolmente la risposta in frequenza per tutta la sua lunghezza. Tuttavia, c'è stato anche un momento minore. Si è scoperto che lo smorzamento da parte di un volume d'aria chiuso porta ad un aumento della frequenza di risonanza del sistema in movimento e ad un netto deterioramento della riproduzione delle frequenze al di sotto di questa soglia. Per combattere un tale fastidio, è stato necessario aumentare la massa del diffusore, il che ha logicamente portato a una diminuzione della sensibilità. Inoltre, l'assorbimento all'interno della "scatola nera" di quasi la metà dell'energia acustica non poteva non contribuire alla riduzione pressione sonora. In una parola, un nuovo tipo di altoparlante richiedeva amplificatori di potenza piuttosto seria. Fortunatamente, a quel tempo esistevano già.

Subwoofer SVS SB13-Ultra con design acustico chiuso

Oggi, il design chiuso viene utilizzato principalmente nei subwoofer, in particolare quelli che pretendono prestazioni musicali serie. Il fatto è che per gli home theater, lo sviluppo energetico dei bassi più bassi è spesso più importante della precisione dinamica e di fase in tutta la gamma delle basse frequenze. Ma combinando un subwoofer chiuso relativamente compatto con satelliti decenti, puoi ottenere un suono molto più corretto, anche se non pieno di bassi ultra profondi, ma estremamente veloce, raccolto e chiaro. Tutto quanto sopra può essere attribuito anche a diffusori a gamma completa, i cui modelli "chiusi" compaiono occasionalmente sul mercato.

scatola chiusa

Professionisti: Velocità di attacco e risoluzione esemplari nella gamma delle basse frequenze. Design relativamente compatto.

Svantaggi: Ci vuole abbastanza potente amplificatore. I bassi super profondi sull'orlo degli infrasuoni sono molto difficili da ottenere.

Caso - pipa

Un altro modo per frenare la radiazione posteriore anti-fase era l'invertitore di fase, in russo letteralmente "spiegatore di fase". Molto spesso si tratta di un tubo cavo montato sulla superficie anteriore o posteriore del case. Il principio di funzionamento è chiaro dal nome ed è semplice: poiché è difficile e irrazionale eliminare la radiazione dalla parte posteriore del diffusore, significa che deve essere sincronizzato in fase con le onde frontali e utilizzato per il beneficio degli ascoltatori.

L'ampiezza e la fase del movimento dell'aria nell'invertitore di fase cambiano a seconda della frequenza delle oscillazioni del diffusore

Infatti, un tubo dell'aria è un sistema oscillatorio indipendente che riceve un impulso dal movimento dell'aria all'interno dell'alloggiamento. Possedendo una frequenza di risonanza completamente definita, l'invertitore di fase funziona in modo più efficiente, più le oscillazioni del cono sono vicine alla sua frequenza di sintonia. Le onde sonore di frequenze più alte semplicemente non hanno il tempo di muovere l'aria nel tubo, e quelle più basse, sebbene abbiano tempo, ma più sono basse, più sfasamento dell'invertitore di fase e, di conseguenza, la sua efficienza. Quando la rotazione di fase raggiunge i 180 gradi, il tunnel inizia a smorzare in modo franco e molto efficace il suono del driver dei bassi. Questo spiega il forte calo della pressione sonora degli altoparlanti al di sotto della frequenza di sintonizzazione del bass reflex - 24 dB / ott.

Nella lotta contro i toni turbolenti, i progettisti di inverter di fase sperimentano costantemente

In una scatola chiusa, tra l'altro, a frequenze inferiori al decadimento della risposta in frequenza di risonanza è molto più fluido - 12 dB / oct. Tuttavia, a differenza di una scatola vuota, una scatola con un tubo nella parete laterale non obbliga i progettisti a ricorrere a trucchi per ridurre al minimo la frequenza di risonanza dell'altoparlante stesso, che è piuttosto fastidiosa e costosa. È molto più semplice configurare un tunnel con inverter di fase: basta selezionarne il volume interno. Questo è vero in teoria. In pratica, come sempre, iniziano le difficoltà impreviste, ad esempio, a livelli di volume elevati, l'aria che esce dal foro può fare rumore quasi come il vento nel camino di una stufa. Inoltre, l'inerzia del sistema provoca spesso un calo della velocità di attacco e una scarsa articolazione dei bassi. In una parola, lo spazio per esperimenti e ottimizzazione davanti ai progettisti di sistemi di inverter di fase è semplicemente incredibile.

Invertitore di fase

Professionisti: Feedback energico sulle basse frequenze, capacità di riprodurre i bassi più profondi, relativa semplicità e basso costo di fabbricazione (con una discreta complessità di calcolo).

Svantaggi: Nella maggior parte delle implementazioni, perde contro una scatola chiusa in termini di velocità di attacco e chiarezza di articolazione.

Andiamo senza bobina

I tentativi di sbarazzarsi dei problemi genetici dell'invertitore di fase, e allo stesso tempo di risparmiare sul volume della cassa senza compromettere la profondità dei bassi, hanno spinto gli sviluppatori a sostituire il tubo cavo con una membrana guidata dalle vibrazioni dello stesso volume di lavoro dell'aria. In poche parole, un altro driver a bassa frequenza è stato installato in una scatola chiusa, solo senza magnete e bobina mobile.

Un radiatore passivo può raddoppiare la superficie effettiva del diffusore, o addirittura triplicarla se installati in coppia su una colonna.

Il design è stato chiamato "radiatore passivo" (radiatore passivo), che spesso non è tradotto molto bene dall'inglese come "radiatore passivo". A differenza di un tubo per subwoofer, un cono passivo occupa molto meno spazio nel cabinet, non è così critico per la posizione e inoltre, come l'aria all'interno di una scatola chiusa, smorza il driver principale, uniformandone la risposta in frequenza.

Subwoofer radiatore passivo REL S/5. Il driver principale è diretto al pavimento

Un altro vantaggio è che con un aumento dell'area della superficie radiante, è necessaria un'ampiezza di oscillazione minore per ottenere la pressione sonora desiderata, il che significa che le conseguenze del funzionamento non lineare della sospensione sono ridotte. Entrambi i diffusori oscillano in fase e la frequenza di risonanza della membrana libera viene sintonizzata mediante una regolazione precisa della massa: vi viene semplicemente incollato un peso.

Radiatore passivo

Professionisti: Corpo compatto con impressionante profondità dei bassi. L'assenza di sfumature dell'invertitore di fase.

Svantaggi: Un aumento della massa degli elementi radianti porta ad un aumento della distorsione transitoria e ad un rallentamento della risposta all'impulso.

uscita dal labirinto

L'acustica, armata di invertitori di fase e radiatori passivi, riproduce bassi profondi grazie a risonatori che lavorano con la mediazione dell'aria all'interno degli altoparlanti. Tuttavia, chi ha detto che il volume della colonna non può svolgere da solo il ruolo di un radiatore a bassa frequenza? Certo che può, e il progetto corrispondente è chiamato labirinto acustico. Si tratta infatti di una guida d'onda, con una lunghezza pari alla metà o un quarto della lunghezza d'onda, alla quale si prevede di ottenere la risonanza del sistema. In altre parole, il design è sintonizzato sul limite inferiore della gamma di frequenze degli altoparlanti. Ovviamente, l'utilizzo di una guida d'onda a lunghezza d'onda completa sarebbe ancora più efficiente, ma poi per una frequenza di, diciamo, 30 Hz, dovrebbe essere fatta 11 metri.

Il labirinto acustico è uno dei progetti preferiti dagli acustici fai-da-te. Ma se lo si desidera, il caso della forma più astuta può essere ordinato già pronto

Per accogliere anche un design due volte più compatto in una colonna di dimensioni ragionevoli, nella custodia sono installati dei deflettori, che formano la guida d'onda curva più compatta, con una sezione trasversale approssimativamente uguale all'area del diffusore.

Il labirinto differisce dall'invertitore di fase in primo luogo per il suo suono meno “risonante” (cioè non accentuato ad una certa frequenza). La velocità relativamente bassa e la natura laminare del movimento dell'aria in un'ampia guida d'onda prevengono il verificarsi di turbolenze che, come ricordiamo, generano sfumature indesiderate. Inoltre, in questo caso, il driver è privo di compressione, che aumenta la frequenza di risonanza, poiché la sua radiazione posteriore non incontra praticamente ostacoli.

Schema per il calcolo del caso su dbdynamixaudio.com

Si ritiene che i labirinti acustici creino meno problemi con le onde stazionarie nella stanza. Tuttavia, con il minimo errore di calcolo nello sviluppo o nella produzione, onde stazionarie possono sorgere nella guida d'onda stessa, che, a differenza dell'invertitore di fase, ha una struttura di risonanze molto più complessa.

In generale, va detto che un calcolo competente e la messa a punto di un labirinto acustico sono processi molto difficili e dispendiosi in termini di tempo. È per questo motivo che questo tipo di cabinet si trova raramente e solo in altoparlanti di un livello di prezzo molto serio.

labirinto acustico

Professionisti: Non solo una buona risposta, ma anche un'elevata precisione dei bassi tonali.

Svantaggi: Dimensioni serie, complessità molto elevata (leggere - costo) di creare una struttura correttamente funzionante.

Ehi, sul traghetto!

Horn - il tipo più antico e, forse, il più provocatorio di design acustico. Sembra bello, se non oltraggioso, suona brillante, ma a volte ... Nei vecchi film, i personaggi a volte si gridano qualcosa l'un l'altro, e la colorazione caratteristica di un tale suono è diventata a lungo un meme sia nella musica che nel cinema mondi.

Avantgarde Acoustics Trio con array di trombe a bassa frequenza Basshorn XD da 2,25 m

Naturalmente, l'acustica attuale è andata molto lontano da un imbuto di latta con una maniglia, ma il principio di funzionamento è sempre lo stesso: la tromba aumenta la resistenza dell'aria per adattarsi meglio alla resistenza meccanica relativamente elevata del sistema di altoparlanti in movimento. Pertanto, la sua efficienza aumenta e allo stesso tempo si forma una chiara direzionalità della radiazione. A differenza di tutte le strutture descritte in precedenza, la tromba viene spesso utilizzata nelle unità di altoparlanti ad alta frequenza. Il motivo è semplice: la sua sezione trasversale aumenta in modo esponenziale e minore è la frequenza riproducibile, maggiore dovrebbe essere la dimensione del foro di uscita - già a 60 Hz è necessaria una campana con un diametro di 1,8 m È chiaro che tale mostruoso le strutture sono più adatte ai concerti negli stadi, dove si trovano davvero periodicamente.

La principale carta vincente degli aderenti alla riproduzione a tromba è che l'amplificazione acustica consente, per una data uscita sonora, di ridurre la corsa della membrana, il che significa aumentare la sensibilità e migliorare la risoluzione musicale. Sì, sì, ancora una volta un cenno ai proprietari di monocicli a tubo. Inoltre, con un calcolo corretto, le campane possono svolgere il ruolo di filtri acustici, tagliando bruscamente il suono al di fuori della loro banda e permettendoti di limitarti ai crossover elettrici più semplici, e quindi minimamente distorti, e talvolta anche di farne a meno.

Sistemi Realhorns - acustica speciale per occasioni speciali

Gli scettici non si stancano di ricordare il caratteristico colore del corno, particolarmente evidente nella voce, e di dargli una caratteristica nasalità. Non è davvero facile superare questo problema, anche se a giudicare dal modo in cui suonano i migliori esempi di trombe High-End, è abbastanza reale.

boccaglio

Professionisti: Elevata efficienza acustica, che si traduce in ottima sensibilità e buona risoluzione musicale del sistema.

Svantaggi: Caratteristica colorazione del suono difficile da rimuovere, dimensioni infantili di strutture a media e ancor più a bassa frequenza.

Cerchi sull'acqua

È per questa analogia che il modo più semplice per descrivere la natura della radiazione dei sistemi acustici di controapertura, sviluppati per la prima volta nell'Unione Sovietica negli anni '80 del secolo scorso. Il principio di funzionamento non è banale: una coppia di altoparlanti identici è montata in modo tale che i loro diffusori si trovino uno di fronte all'altro su un piano orizzontale e si muovano simmetricamente, comprimendo o espandendo il traferro. Di conseguenza, vengono create onde d'aria circolari che si irradiano uniformemente in tutte le direzioni. Inoltre, le caratteristiche di queste onde durante la loro propagazione sono distorte al minimo e la loro energia decade lentamente, in proporzione alla distanza e non al suo quadrato, come nel caso degli altoparlanti convenzionali.

Duevel Sirius combina elementi di design a tromba e contro-apertura

Oltre alla portata e all'orientamento circolare, i sistemi di controapertura sono interessanti per la loro dispersione verticale sorprendentemente ampia (circa 30 gradi contro i 4-8 gradi standard), nonché per l'assenza dell'effetto Doppler. Per gli altoparlanti, si manifesta in battiti del segnale causati da un cambiamento costante della distanza dalla sorgente sonora all'ascoltatore dovuto all'oscillazione del cono. È vero, la reale udibilità di queste distorsioni causa ancora molte polemiche.

La reciproca compenetrazione dei campi sonori concentrici dei diffusori destro e sinistro crea una zona di percezione surround molto estesa ed uniforme, per cui diventa irrilevante la questione del posizionamento preciso dei diffusori rispetto all'ascoltatore.

Acustica italo-russa in controapertura Bolzano Villetri

Una caratteristica della controapertura è che il suono che arriva all'ascoltatore praticamente da tutte le direzioni, sebbene crei un impressionante effetto di presenza, non può trasmettere completamente le informazioni sul palcoscenico sonoro. Da qui le storie degli ascoltatori sulla sensazione di un pianoforte che vola per la stanza e altre meraviglie degli spazi virtuali.

Contraperture

Professionisti: Un'ampia zona di spettacolare percezione surround, timbri naturali dovuti all'uso non banale degli effetti acustici delle onde.

Svantaggi: Lo spazio acustico differisce notevolmente dal palcoscenico sonoro concepito durante la registrazione di un fonogramma.

E altri...

Se pensi che questo elenco di opzioni di progettazione degli altoparlanti sia esaurito, sottovaluti notevolmente l'entusiasmo del design dell'elettroacustica. Ho descritto solo le soluzioni più popolari, lasciando dietro le quinte un parente stretto del labirinto: una linea di trasmissione, un risonatore passa-banda, un case con pannello di impedenza acustica, tubi di carico ...

Nautilus di Bowers & Wilkins è uno degli altoparlanti più insoliti, costosi e autorevoli in termini di suono. Tipo di design: tubi di carico

Tale esotismo è piuttosto raro, ma a volte si materializza in un design dal suono davvero unico. E a volte no. L'importante è non dimenticare che i capolavori, come la mediocrità, si trovano in tutti i design, indipendentemente da ciò che dicono gli ideologi di un particolare marchio.

Adattato da Stereo & Video Magazine, giugno 2016