Аутентичное оформление винтажного широкополосника

[Николай]

Спасибо большое Сергей, просто восторг от Ваших ответов, все аргументированно и понятно

[Сергей Шабад]

Сообщение от Сергей Шабад

Скажу сразу, даже если сделать все стенки корпуса из обычной фанеры толщиной 10 - 12 мм с учетом фанеровки, если таковая будет и финишного покрытия, масла или слоев лака (лучше всего шеллака), то, я гарантирую, эта колонка заиграет фантастически.

Но предела совершенству, наверное нет.

Что бы настолько радикально снизить резонансные частоты, придется воспользоваться опытом, ни много ни мало, старых итальянских скрипичных мастеров. Оказывается толщины верхних и нижних дек корпусов их скрипок имеют переменную толщину. Во вложении, в качестве примера, приведены толщины нижней деки скрипки Страдивари 1736 г. по данным, приведенным в: Кузнецов Л. А. Акустика музыкальных инструментов. М.: Легпромбытиздат 1989, стр. 221.

Вспомним, что диффузный звук может рождаться не только в помещении, но и сам источник может порождать звук богатый диффузной составляющей. Например, колокола, пожарная рында, и ... скрипка Страдивари (и скрипки других старых итальянских мастеров). О степени диффузности звука порождаемого источниками можно судить по "несомости" их звучания. Колокола слышно за несколько километров, что бы возвещать о начале службы, пожарная рында так же слышна за несколько километров возвещая о пожаре. Хорошие старинные скрипки также обладают свойством несомости звучания - их хорошо и ясно слышно в дальних местах концертного зала.
В колоколе диффузный звук возникает благодаря внутреннему отражению и бегущим волнам по окружности колокола, т.е. он является отличным рандомизатором.
Пожарная рында, представляющая собой отрезок швеллера определенной длинны (длина должна быть кратна полуволне основного тона), отражая волны на своих концах так же является рандомизатором и источником диффузного звука.

Глядя на толщины деки скрипки Страдивари, становиться очевидным, что переменные по толщине участки деревянной мембраны образуют целый спектр собственных частот, где жесткость корпуса совместно с его разными массами (толщинами) образуют целый набор резонаторов, но в данном случае не воздушных, а механических. Именно эти резонаторы рандомизируют звук в диапазоне звучания скрипки и делают ее звук несомым.

В нашем, широкополосном случае нужно сместить собственные частоты стенок корпуса вниз, в район 20 Гц, а еще лучше 8-10 Гц т.е. на пол октавы ниже воспринимаемых ушным слухом звуков низкой частоты. Тогда, благодаря полупрозрачности корпуса и наличию в следствие этого остаточного давления, стенки будут вибрировать с частотой вынуждающих колебаний в диапазоне от 20 Гц до 2-3 кГц и спадающей во времени по экспоненте амплитудой (выше стенки уже откликаться не будут из-за своей массы), это можно будет затем проверить инструментально (см. ниже). Для этого стенки должны быть гибкими, а их масса должна быть сконцентрирована в геометрическом центре и быть по возможности большой. Для этого, по жесткому каркасу колонки из еловых брусков 3х3 см должна быть закреплена фанера наименьшей (из разумного) толщины, 4-6 мм. В геометрическом центре стенки, на её внутренней стороне (внутри корпуса), нужно надёжно укрепить тяжелые грузы из плотных пород дерева, бука, дуба и т.п., причем так, что бы площадь соприкосновения груза и стенки была небольшой (что бы не ухудшить гибкость стенки), но обеспечивала надежное, без дребезжаний крепление.
Для передней стенки таким грузом будет являться масса динамика, а для задней - накладка из плотных сортов дерева с отверстиями.

Что бы проконтролировать результат смещения резонансов корпуса потребуется таблетка пьезокристалла или готовый пьезозвукосниматель для гитары. Датчик нужно закрепить снаружи, в геометрическом центре настраиваемой стенки корпуса, т.е. там, где колебательная скорость максимальна. Возбуждая механические резонансы стенок корпуса подав на колонку свип тон, нужно зафиксировать на осциллографе частоту максимального отклика пьезо датчика, это и будет резонансная частота стенки. Увеличивая или уменьшая прикрепленную к стенке массу, нужно добиться резонанса в области 1/2Fs динамика в корпусе или, как было указано выше, в районе 8-10 Гц, что еще лучше. Данную настройку нужно произвести для четырех вертикальных стенок корпуса. Если на одну и туже частоту все стенки настроить не удаётся, то их можно настроить в октаву, например, боковые на 8 Гц, а переднюю и заднюю на 16 Гц. Другое соотношение частот (не октавное) может оказаться не благозвучным и даже породить биения или волчьи ноты.

Сообщение от herisson

Отличная тема Сергей! Затроньте в дальнейшем пожалуйста вопрос материала корпуса. Вопрос не праздный...люди начнут строить из хрени типа ДСП а затем будут удивляться результату.
На верхней стенке тоже указана антигулкая решетка?

Вопрос по материалу колонки очень важный. Нужно избегать материалов с высоким внутренним трением, а значит глухих, мертвых материалов: ДСП, МДФ, сэндвичей фанера/войлок и т.п.
Какие материалы можно использовать?
Прежде всего это фанера, как 10 мм (без смещения резонансов вниз), так и 4-6 мм.
Попробуйте найти панели от старинных пианино или роялей. Если найдете, смело делайте из этих панелей корпус колонки.

Но можно пойти по пути старых итальянских мастеров. Поезжайте в старую заброшенную деревню или небольшой город. Найдите сами, что бы не быть обманутым старый, столетний (или старше, 17-18 века) сруб или сарай под снос и купите несколько сухих, не испорченных плесенью, грибком и насекомыми старинных бревен, балок или досок. На местной пилораме попросите распустить балку на доски толщиной 8-10 мм или на рейсмусе доведите готовые доски до этой толщины. Именно из этих досок можно сделать шикарно звучащий акустический агрегат, соединив доски в щиты. Для соединения досок используйте хороший натуральный столярный клей. Кстати, из таких же досок можно сделать акустические панели и для комнаты прослушивания, расположив их по бокам от колонок. Между прочим, использование старинных "амбарных" досок в дизайне жилых помещений в наше время очень модно и стоят такие доски у дизайнеров не дешево.
Из этих же досок можно сделать и подставку для аудиоаппаратуры, усилителя, ЦАПа, корректора и т.д.

В случае применения старинных досок или панелей от музыкальных инструментов, сместить резонансы стенок вниз будет уже проблематично. Но это может и не понадобиться, эти материалы дадут превосходное звучание и безо всякой настройки.

Кроме того, количество отверстий в задней стенке можно сделать немного больше расчетного. Тогда укрепив на задней стенке перемещающуюся фанерную шторку можно будет регулировать величину остаточного давления внутри корпуса и, таким образом, сделать тонкую настройку корпуса на слух.

И еще один очень важный момент, независимо от того, какой материал из вышеперечисленных вы будете использовать, и будете вы настраивать резонансы стенок корпуса или нет. В любом случае, внутренние поверхности колонки нужно тщательно отшлифовать и покрыть натуральным лаком (лучшего всего шеллак), желательно довести внутренние поверхности до зеркального блеска, что бы обеспечить (в противовес обычно практикуемому поглощению) внутри корпуса хорошие, со слабым затуханием, резонансы и переотражения.

Именно переотражения, резонансы и собственные моды создадут в полупрозрачном корпусе правильную акустическую рандомизацию фаз.