Экзотические решения в акустике или проект "Франкенштейн".

[Bobby_ii]

Колонки "Франкенштэйн"

Название определено тем, что будут использованы удачные и сочетаемые конструктивные решения и принципы, использованные в других АС.
Пока не собрал (но обязательно соберу), пока-же предлагаю обсудить принципы, теоретические основы и возможные подводные камни.

Что хотелось бы получить:
1. Максимальное отсутствие фильтров, т.е. выравнивание акустических характеристик акустическим-же способом
2. Максимально широкое по частному диапазону воспроизведение одним динамиком (группой акустически/электрически связанных динамиков), т.е. чтобы не было никаких сшивок фильтрами (а соответственно фазовращений и рассогласований) в диапазоне хотя бы 150-7000, а лучше 100-10000.
3. Поддержка снизу лучше резонатором с низкой добротностью, широкой полосой (импульсные хар-ки, ГВЗ), да еще и акустически завязанным с динамиком(ами) для взаимосогласования излучения.
4. для получения хороших импульсных характеристик желательно использование динамиков с лёгкой подвижкой, а следовательно и тонко-нежными диффузорами, исходя из этого надо не допустить внутриящичных стояков и попадание отраженных волн МБ/СЧ обратно на динамик. Т.е. понятно, что основные частоты резонанса должны взаимодействовать с диффузором (а как-же иначе???), а СЧ/МБ должны эффективно поглощаться.
5. Опять-таки для импульсных характеристик надо избежать демпфирования диффузора наполнителем, т.е. поглощение резонансов и отражений надо добиться обработкой поверхностей и формой ящика. Т.к. сферу под 12" строить в домашних условиях .... как-то родственники не поймут, да и размещать подобный "улей" метра 1.5 в диаметре негде будет. Стало быть, конические поглотители, а они почему-то очень похожи на резонатры ТЛ/Вт/Лт .

Есть несколько принципиальных конструктивных решений, улучшающих звучание АС акустическим способом:
1. резонаторы позволяют увеличить отдачу при небольшом ходе диафрагмы, что уменьшает нелинейные искажения в динамиках.
2. Такой минус резонатора, как несогласованность звучания с основным излучателем можно нивелировать, нагрузив диффузор на излучение резонатора (применено в "Карлсоне", "ОРТАх" и тэйп-хорнах)
3. Такой минус резонатора, как узкая полоса эффективности и соотв высокая добротность shock: Эти вещи связаны :shock: ) решается двумя несвязанными способами:
3а. применение широкополосного резонатора ("Карлсон")
3б. уменьшение добротности резонатора снижением соотношения объемов н-р, ФИ и основного ("Онкен", "Торнадо")
4. Параллельное включение динамиков с определенным соотношением характеристик, приводит к их взаимовыравниванию.
5. Комбинация прямого и отраженного звука формируют кажущийся источник.

Исходя из этого "наклёвываются" несколько комбинаций:
"Франкенштейн1"
Резонатор типа ТЛ/Лабиринт/Войт с хорошим скорее всего 8" ШП динамиком, при этом выхлоп резонатора имеет вырез наподобие Карлсоновского и сам динамик находится в зоне (нагружен на) излучение резонатора. Собственно от "Карлсона" отличается типом резонатора, который эффективен при применении динамиков небольшого размера, этот резонатор можно "сложить" и получить АС, эффективно работающую от 30Гц с весьма малой занимаемой площадью. С другой стороны, резонатор Карлсона и нагрузка динамика на излучение резонатора имеют один и тот-же эффект - выравнивание АЧХ и понижение добротности. Вопрос в том, как бы эти принципы не начали друг другу мешать. Т.е. излучение, "выпущенное" "Карлсоном" через разрез уже не будет нагружать диффузор.

"Франкенштейн 2"
Несколько динамиков, например 12",10", 8" с опр. соотн. хар-к на ломаной панели под углм друг к другу и нагруженные на выхлоп резонатора типа ФИ/Онкен/Орта. Эти динамики займут вполне значимую площадь и поэтому акустику надо будет оформлять уже по-другому. применение волновых резонаторов типа ТЛ/В-т/Л-т с ТАКОЙ площадью излучателя как-то не представляется наглядно (если только совсем что-то монстроидальное, размером со шкафф). Применены полезные "фичи" от массива/"Гармошки"/"Раскладушки" (параллельное включение и взаимное демпфирование/акустическая компенсация динамиков), расположение динамиков под углом и формирование виртуального излучателя ("Гармошки"/"Раскладушки"), заодно в кач-ве доп. излучателя - резонатор (Тэйп, Орта).

"Франкенштейн 3"
"Колонна" с 8-10-12" ШП динамиком сверху, под углом 30-60% от положения "морда кверху", выше - отражатель с твиттером/супертвиттером. Высота прим 1.5-2м. Внутри колонны есть варианты:
3а. резонатор типа ТЛ/В-т/Л-т
3б. резонатор типа "Торнадо"
3в. стенки это пассивные излучатели (ПИ) или твёрдый рупор (ТР, известный как "Иголкина")
Возможно комплексное использование.
Из минусов - плохо себе представляю, как нагрузить динамик на излучение резонаторов :shock:

 

[Bobby_ii]

Немного прояснилась конструкция варианта 1) Это этакая "стелла" с динамиком на 2/3 высоты и карлсоновским разрезом до пола.
Второй вариант - свернутый буквой S лабиринт или ТЛ, так чтобы выхлоп (нижний конец S) "дул" на динамик, находящийся на 1/3 от глухого конца (верхний конец S) и 2/3 от выхлопа.
Объединять выхлоп_на_диффузор и резонатор Карлсона пока не придумал как сделать красиво.

Привожу кусочек из личной переписки:

С нагрузкой порта на динамик не все так однозначно.Тейпхорн делают только для нч.Потому что он дает полку на нч участке а выше идёт очень сильная пляска ачх.Это я так подозреваю именно результат этой самой нагрузки.В любом случае всякие элементы конструкции перед сч излучателем не есть хорошо.

Так что делать надо так, чтобы:
а) из порта не пёрло ничего кроме НЧ
б) чтобы перед динамиком не стояло никаких конструкций, способных резонировать (с учетом того, что где-то должна быть перегородка-стенка выхлопа - это сложно, но можно: а) отодвинуть выхлоп на 1/2-1 динамик или б) сделать выхлоп за динамиком, а динамик выдвинуть из колонки).

ПС не знаю, в чем начертить???

 

[Bobby_ii]

Вариант 3Б (Торнадо) с нагрузкой диффузора на выхлоп резонатора (Американский патент N 6,062,339 (may 16, 2000) "Compact spiral cavity loudspeaker enclosure".): Спиральный канал из мягкого материала, внутренний цилиндр виброразвязан от внешнего играет роль виброплаты.

 

[ks1]

Вот еще можно войт подравнять карлсоном немножко.Прошу прощения за графику.Как нч звено все это.

 

[U.L.F.]

Вариант 3Б (Торнадо) с нагрузкой диффузора на выхлоп резонатора (Американский патент N 6,062,339 (may 16, 2000) "Compact spiral cavity loudspeaker enclosure".): Спиральный канал из мягкого материала, внутренний цилиндр виброразвязан от внешнего играет роль виброплаты.

Такой вариант осуществим лишь для СЧ полосы, на НЧ габариты такого ведёрка будут "жестокими". Только зачем нужна вся эта городильня на средних частотах... А можно поподробней об этом патенте?

Вот еще можно войт подравнять карлсоном немножко.Прошу прощения за графику. Как нч звено все это.

А что даст, конкретно для НЧ, экспоненциальный вырез в таком корпусе?

 

[Charcoal]

народ, в ТЛ, лабиринтах и прочих фойтах - надо определяться - либо на 1\3 смещение дина, либо же никакого смещения и на 2\3 длинны карлсон. Совместно это все не то.

 

[Bobby_ii]

А можно поподробней об этом патенте?

Всё, что знал - написал. Сам нашел в теме про Торнады.

А что даст, конкретно для НЧ, экспоненциальный вырез в таком корпусе?

Вырез по идее делает резонатор более широкополосным и должен убрать "расческу".

надо определяться - либо.....

Сам динамик не является точечным объектом, потому от расположения динамика на 1/3 зависит подавление третей гармоники, которая максимально тяжела к подавлению оклейкой/заполнением. Соотв. сдвиг +- в небольших пределах роли большой не сыграет. А с учетом того, как работает резонатор Карлсона, сдвиг может и не потребоваться вовсе.
Если я правильно понимаю механизм работы резонатора Карлсона, то изменением ширины выреза можно +- влиять на АЧХ, т.е. сделав фигурный вырез, теоретически можем выровнять АЧХ. Также полагаю, что можно давить пики, делая "узловое" заполнение, т.е. если надо задавить какую-то частоту, вешаем мешочки с поглотителем в пучностях данной волны.
Думаю, что мешочками можно давить и моды комнаты еще в колонке

 

[Drambahin]

А не пробовали корпус делать в виде рупора но закрытого, тоесть чтоб звук туды входил через горло но наружу не выходил. Поидее при такой конструкции стояки не должны назад возвращаться. Да и динамик будет закремплён на очень прочном основании.

 

[U.L.F.]

Вырез по идее делает резонатор более широкополосным и должен убрать "расческу".

Я понимаю, для чего делается резонатор Карлсона, для большей широкополосности порта и лучшего согласования с внешней средой. А что страшного от "расчёски", если это блок для НЧ? Вы же туда не широкополосный динамик собираетесь ставить, всё равно ведь будет кроссовер...

 

[Bobby_ii]

Вот как раз широкополосный и хочу. Хочу попробовать решить вопрос "одной полосы". Т.к. при использовании кроссоверов возникают свои проблемы, мультиампинга - свои, ... . Я сделал Войты на 8" ШП и сильно удивился, не услышав эффектов ящика и вполне могучие низы. своих недостатков безусловно хватает. Есть надежда, что предложенные решения помогут их решить.
Скажем так: совместить в 1м динамике и НЧ и ШП - задача крайне противоречивая почти во всём:
диффузор:
НЧ - крепкий (толстый) ШП - легкий (тонкий)
Катушка - НЧ - мощная (тяжелая) ШП - легкая
МС НЧ - рассчитанная на большой ход, ШП - с большим БЛ
ЦШ НЧ - большой ход ШП - нерезонирующая (заглушенная)
........
Тем не менее чтобы получить НЧ мы в любом случае используем резонанс (кроме рупоров - там иное). В ЗЯ и открытых оформлениях - резонанс динамика, в резонансных оформлениях - соотв. динамика и резонаторов. Так что использование принципа резонанса как такового не противоречит концепции получения ЗВУКа. Вопрос в том, чтобы эти резонансы не превращались в "дудели", которые дудят исключительно на своих частотах, да еще и обедняют окрестные частоты. Математическое решение - снижение добротности данных резонаторов. Причем снижение добротности может быть 2х типов: в тепло и в излучение (полезное). В связи с тем, что при снижении добротности падает и отдача, снижать добротность в тепло (использованием наполнителя) становится нерационально. Снижение добротности также дает много плюсов:
- становится шире полоса
- уменьшается ГВЗ
- ...???
Резонатор Карлсона делает шире полосу и снижает добротность в излучение.
Нагрузка диффузора на излучение порта работает как аккустическая обратная связь.
Т.е. при должной ширине полосы резонатора и величине отдачи мы имеем шанс "натянуть" ШП динамик на НЧ диапазон, попутно поимев кучу бонусов, таких как ГВЗ.

 

[Bobby_ii]

Примерный чертеж того, как можно Воитом нагрузить диффузор. Взято отсюда

 

[Bobby_ii]

Чутка теории по "Франкенштейн 3" Упруго-подвижные стенки или гипертрофированный ПИ (ГиперПИ) гы-гы
Если мы имеем упруго-подвижную стенку, то можно считать, что она "добавляет" к корпусу объем, эквивалентный ее упругости (упругость экв. объема добавляемого воздуха = упругости стенки). При этом если стенка в резонансе, то ее излучение по фазе совпадает с излучением лицевой стороны диффузора (180% к тыльной стороне: 90% на резонансе давления воздуха внутри АО и 90% на резонансе стенки на давлении воздуха внутри АО ). Соответственно через требуемую частоту резонанса стенки можно высчитать ее массу. Это - путь к эффективному использованию стенок АО.
Т.е. чем стенка более упруга (менее подвижна), тем меньший объем она "добавляет". С другой стороны для "поддержания" одной резонансной частоты более подвижная стенка должна быть и более легкой. Также легкие+подвижные стенки будут иметь более высокую отдачу. Т.е. массой/упругостью мы можем регулировать отдачу на частоте резонанса. Также на отдачу влияет площадь, причем квадратично (один раз - как связь собств возбуждения с воздухом внутри АО, второй - связь собств. возбуждения и отдачи наружу). У стандартной колонки аж 6 стенок (можно от 4х - тетраэдр, до бесконечности), причем можно делать несколько разнонастроенных ПИ на одной стенке. Т.е. мы имеем богатейший набор инструментов для настройки отдачи колонки на НЧ вплюс к возможности СИЛЬНО уменьшить геометрические размеры.

Еще одна идея - использование отдачи корзины для передачи на подвижные стенки АО. Будет одновременно и своеобразной АОС (акустической обратной связью). Передачу надо делать через рычаги с осями на БОЛЬШОМ МАССИВНОМ предмете внутри АО (гиря например гы-гы), т.е. сделать такой акустический трансформатор на рычаге. Трудность состоит в том, что движение стенок должно быть в противоположную сторону тому, куда их "тянет" изменение давления за счет движения диффузора. Т.е. чтобы такая конструкция была эффективной, корпус должен быть двойной - внутренний непосредственно контактирующий с динамиком и внешний, контактирующий с подвижными стенками. А связаны они должны быть как резонаторы или ПАС, чтобы был сдвиг фаз давлений между внешним и внутренним корпусами.

 

[U.L.F.]

Примерный чертеж того, как можно Воитом нагрузить диффузор. Взято отсюда

Не нужно "Войтом" нагружать диффузор, да и на втором Вашем эскизе НЕ труба Войта, вовсе.

...
Еще одна идея - использование отдачи корзины для передачи на подвижные стенки АО. Будет одновременно и своеобразной АОС (акустической обратной связью). Передачу надо делать через рычаги с осями на БОЛЬШОМ МАССИВНОМ предмете внутри АО (гиря например гы-гы), т.е. сделать такой акустический трансформатор на рычаге. ...

Рычаги... оси... гири... Да Вы просто фонтанируете идеями. Но всё гениальное - просто, не перебарщивайте. :tit:

 

[Bobby_ii]

Я учебников не читаю, потому и мысли всякие-разные . А рисунки не мои - я-ж написал, откуда взял. Сам пока чертыхаясь пытаюсь какой-нить КАД или "дро" освоить из свободных. Пока один мат. Сделано так, чтобы всякие неучи типа меня вообще ничего нарисовать не могли. Есть возможность - подскажите, в чем рисовать? (можно конечно и на бумажке-в-сканер .... но ...).

 

[J.Impro]

Без "но" И стиль авторский сохраняется. А пока кадом овладеешь - к предмету охладеешь.

 

[Bobby_ii]

Да Вы поэт !!!!

 

[ks1]

народ, в ТЛ, лабиринтах и прочих фойтах - надо определяться - либо на 1\3 смещение дина, либо же никакого смещения и на 2\3 длинны карлсон. Совместно это все не то.

Наверно так и есть.Но как хочется совместить взаимно скомпенсировав недостатки разных ао и усилить достоинства.Да и сам Карлсон этим грешил.Я на картинках видел.

Я учебников не читаю, потому и мысли всякие-разные . А рисунки не мои - я-ж написал, откуда взял. Сам пока чертыхаясь пытаюсь какой-нить КАД или "дро" освоить из свободных. Пока один мат. Сделано так, чтобы всякие неучи типа меня вообще ничего нарисовать не могли. Есть возможность - подскажите, в чем рисовать? (можно конечно и на бумажке-в-сканер .... но ...).

Самый легкий кад из тех в котором реально работают люди компас.Хотя встречались и полегче.Но не запомнились.Смотрел тогда в сторону тяжелых.Но даже легкий без курса молодого бойца (со знающими людьми) освоить сложновато.А в первом приближении и в паинте можно.

А что даст, конкретно для НЧ, экспоненциальный вырез в таком корпусе?

Войт на ачх в респхорне ужасен.Думаю в жизни он от теории ушел не далеко если без заполнения.Карлсон-вырез должен хотя бы частично подравнять его ачх.Жалко не считается.

 

[ks1]

Вот какого франкенштейнистого войт-карлсона придумал.Карлсон-вырез продолжается на донышке и ножками можно регулировать просвет между дном и полом.Хохолок можно отогнуть в верх под любым углом для придания устрашающего вида.

 

[ks1]

На счет того что ачх войта без заполнения ужасна похоже я погорячился.Грамотный войт не так ужасен.

 

[ks1]

А пока кадом овладеешь - к предмету охладеешь.

На самом деле всё можно сделать гораздо быстрее.Надо впоймать студента машиностроителя и осчастливить его пивом.И пока пиво не выветрилось из него, он и кад установит на комп и все секреты выдаст.