Ответ: Проектирование открытых систем
 

Здравствуйте, Анатолий Маркович

У меня долгое время ничего не получалось с открытыми ящиками, пока я не решил сконструировать плоский экран. В нём нет внутренних отражений и влияние излучения задней стороны ГГ, определяемое множеством путей, по которым волна может доходить до слушателя, задаётся более простыми формулами.

В отличие от ящика, форму плоского экрана удалось прикинуть чисто математически. Звуковое давление является суммой прямого излучения и обратного, причём последнее можно представить как излучение от множества элеметарных источников одинаковой мощности но различных фаз. Такое разбиение получается, если записать форму экрана в поляных координатах относительно точки расположения громкоговорителя и разбить на равные угловые секторы.

Сдвиг фазы тогда будет определяться частотой излучения и радиусом, зависящим от угла. АЧХ такого экрана, заданного уравнением

r = rho(phi),

полностью определяется (при линейной АЧХ самого ГГ) распределением радиусов по углам:

d(phi)/d(rho),

и уровень излучения на любой заданной частоте вычисляется как интеграл по d(phi) от излучений, создаваемых каждым из этих элементарных источников. После некоторых раздумий и симуляций в EDGE, неплохие результаты получились при равномерном распределении радиусов по углу и отношении минимального и максимального радиусов как 7:1. Чем больше это отношение, тем лучше, но сверху оно ограничено размерами динамика и максимальным размером системы.

Симуляция в EDGE вышеописанной конфигурации (с минимальным радиусом 0.114 м и максимальным 0.687 м) представлена на рисунке. Я сделал спираль с таким распределением и, хотя измерений не проводил, увеличение гладкости АЧХ в нижнем диапазоне заметил сразу -- намного ровнее, чем любые прямоугольные щиты, в том числе с нецентральным расположением ГГ. Оно и понятно, если посмотреть на уравнения прямоугольника в полярных координатах.

С точки зрения улучшения осевой симметрии (off-axis response) можно повторить спираль на участке он 0 до 2 Pi несколько раз.

Если улучшить и проверить аналитическое выражения для уровня давления на данной частоте, то на компьютере можно будет максимизировать гладкость АЧХ с учётом влияния помещения и особенностей динамика.

Антон

Ответ: Проектирование открытых систем
 

2 Ant222: Добрый день! Спасибо за интересный пост! Можно вопрос? Что значит спираль? У нее ведь, как я понял, в одном месте будет разрыв (ступенька). Я бы применил две "спирали" навстречу друг другу, получится нечто, отдаленно напоминающее эллипс. Кстати, какую зависимость радиуса от угла Вы использовали? Спасибо!

Ответ: Проектирование открытых систем
 

Здарвствуйте, GaLeX

Периметр открытого экрана имеет форму спирали, если не считать разрыв. Но линия разрыва направлена точно вдоль радиуса, поэтому её влияние на АЧХ в первом приближении -- точечный источник звука -- нулевое. Но на наше счастье конечный размер ГГ имеет только положительный эффект, дополнительно сглаживая АЧХ.
Можно. Кстати, тогда меньше будет максимальное измерение экрана. Я делал выгройки и для такой формы тоже, а также для "крыльчатки", повторяя данную форму несколько раз. Главное -- что указанное выше распределение у всех их будет одно и то же.
Как я уже писал, линейную:

r := r_min + (r_max - r_min)/(2*Pi)*phi

Если у Вас есть соображения по поводу аналитической модели для уровня излучения при точечном источнике -- то мне будет очень интересно с ними ознакомиться. Мне не хватает знаний, чтобы аналитически расчитать поправку на направленность излученя: когда полуволна становиться меньше радиуса, она уже не полностью излучается на другую сторону экрана. Эта область переходного эффекта (baffle step) очень важна.

Антон

EDIT:

Логика в линейной зависимости простая: для линейноcти АЧХ нужно максимально приблизить полную АЧХ к АЧХ излучения передней стороны, а для этого АЧХ излучения задней стороны должна быть минимизирована. Исключение составляет только спад 6 db/oct, от котрого избавиться невозможно.

Чтобы две волны от задней стенки взаимно уничтожались, они должны иметь одинаковую амплитуду и проходить пути, различающиеся в два раза (полволны и целая волна), а для этого в направлении этих радиусов должно идти излучение от одинаковых секторов (полу)сферической волны. Получается что угловой размер любого пути должен быть одним и тем же, то есть:

d(phi)/d(rho) = const.

Разумеется, все эти рассуждения применимы только к низким частотам.

Ответ: Проектирование открытых систем
 

Доброе время суток! Спасибо за ответ! Так с ходу ничего не предложу, надо подумать.

Ответ: Проектирование открытых систем
 

Антон!
Вы большой молодец!
Теперь, на основании весьма простой математической модели,можно попытаться сгладить АЧХ головки, изм. в свободном состоянии, с целью получения более или менее
гладкой результирующей,
путём изменения контура щита. Что очень важно - расчётным
путём.
Вот что значит - не всегда пить пиво вместо лекций по математике!

С уважением, Владимир

Ответ: Проектирование открытых систем
 

К этому я и стремился, но форма щита будет влиять только на НЧ, поэтому считаю, что вместо измерения АЧХ динамика достаточно просто знать его добротность и резонансную частоту...

Антон

Ответ: Проектирование открытых систем
 

Вот и очень хорошо, что на НЧ, ибо именно в этой области
на звучание головки накладываются резонансные моды помещения и хорошо бы их пригладить.

Ответ: Проектирование открытых систем
 

Кстати, Антон,- я так понимаю EDGE - это программа моделирующая. Поискал в сети , и ничего путного
не нашёл.Подскажите , пожалуйста, где её взять.
Заранее - спасибо.

Владимир

Ответ: Проектирование открытых систем
 

Здравствуйте, Владимир

Это, конечно, так, но я не хочу затачивать оформление под конкретное помещение и конкретное расположение в этом помещении...

http://www.tolvan.com/edge/help.htm

К сожалению, автоматизированный подбор затруднён, так как программа выдаёт информацию только в виде графического изображения АЧХ, а не текстового табличного файла, и не может вызываться из коммандной строки, проводить эмуляцию заданного во входном файле экрана, и выдавать информацию обратно в файл без участия пользователя.

Более того, чтобы нормально задать свою "спираль", мне пришлось писать программу, синтезирующую входной файл в формате EDGE по нескольким параметрам (отношение радиусов, максимальный радиус, степень производной d(rho)/d(phi)).

Я обращался к автору с предложением соответствующих несложных доработок, но ответа не получил. Предлагаю и Вам присоединиться к этой просьбе.

Антон

Ответ: Проектирование открытых систем
 

Хотя у меня есть три домашние АС для прослушивания музыки на базе 12» громкоговорителей (Telefunken, Klangfilm, RCA) по двухполосной схеме с различными 4» ВЧ головками в оформлении ОЯ, решил все же собрать трехполосную АС на громкоговорителях типа FC с частотными диапазонами: НЧ 30…150 Гц, СЧ 100…8 кГц, ВЧ 8…15 кГц.
В качестве нижнее-среднечастотного громкоговорителя, работающего без ограничения частотного диапазона, будет применен 12» громкоговоритель рижского завода от радиоприемника «Рига Т689».
Для диапазона ВЧ на полке есть несколько кандидатов.
Основная задача была собрать приличный с т.з. физики динамик на подмагничивании для низкочастотного диапазона от 30 Гц.
А именно, динамик с достаточно большой излучающей поверхностью, низкой частотой основного резонанса и высокой чувствительностью.
На фото показан результат сборки такого динамика.
В качестве электромагнита использована гигантская магнитная система аналог Клангфильм 44022 с питанием + 200 вольт.
Диффузор подвешен на спайдере из тонкой финской фанеры для обеспечения низкой частоты основного резонанса и высокой линейности при максимальных смещениях. Верхний подвес изготовлен из телячей замши, как в старинных немецких динамиках середины тридцатых годов.
Звуковая катушка из отобранного по звуковым качествам винтажного провода имеет сопротивление 14 Ом.
После сборки и центровки удалось получить очень низкое значение частоты основного резонанса – 17 Гц.
На видео, частота несколько выше (19 Гц) из-за влияния поверхности стола, на котором расположен динамик.

http://www.youtube.com/watch?v=xDRUvkerOZs
http://www.youtube.com/watch?v=nukwBHXhqPg