Passiver Bassstrahler. DIY-Subwoofer: von Einsteiger bis High-End. Welchen Lautsprecher brauchst du

Der passive Emitter wurde erstmals von Harry Olson ( Harry Olson) im Patent von 1935 "Lautsprecher und Verfahren zur Tonübertragung". Auf dem Heimaudiomarkt Akustiksysteme mit einem passiven Kühler erhielten eine relativ moderate Verteilung und wurden im Autoradio überhaupt nicht verwendet. Aber vor kurzem zwei renommierter Hersteller Audiogeräte für die Automobilindustrie Akustik in Boston und Erdbeben begann mit der Verwendung von Passivstrahlern, nachdem sie die Erfahrungen mit ihrer Verwendung von Heim-Audio-Systemen übernommen hatte.

Äußerlich täuschen Passivstrahler, denn sie sind ähnlich und bewegen sich sogar wie ein normaler Subwoofer. Dies scheint aber nur von außen des Lautsprechersystems so zu sein. Wie der Name schon sagt, gibt es bei diesen Emittern keinen "Antrieb". Mit anderen Worten, es gibt keine Schwingspule, keinen Magneten, keine Zentrier- und Endscheiben, kein flexibles Kabel und keine Anschlussklemmen. Passive Radiatoren sind im Wesentlichen nicht verbundene Lautsprechertreiber, daher werden sie mit einem angeschlossenen Woofer im selben Gehäuse gepaart. Passive Strahlersysteme sind eine Art Gehäuse mit einem Loch oder einem Port, d.h. es gibt einen Phasenwendertyp. Mathematisch sind sie identisch, es wird nur eine Membran anstelle eines Ports verwendet. Bei Passivstrahlern sind zwei Hauptparameter zu beachten: das Gewicht und die Steifigkeit der Membran.

Das Gewicht ist ein wichtiges Konstruktionselement und muss für eine einwandfreie Funktion des Bassreflexes genau berechnet werden, da es die Resonanzfrequenz und damit die Abstimmung des gesamten Gehäuses verändern kann. Die Steifigkeit der Membran wird durch die Kombination der Elastizität des Aufhängungsmaterials und des Luftvolumens innerhalb der Gehäusekammer bestimmt.

Passive Strahler sind so abgestimmt, dass sie bei Frequenzen unterhalb des linearen Bereichs des eigentlichen Woofers mitschwingen. Arbeitsbereich passiver Emitter liegt zwischen Werten 1/4 Oktave über und unter dem Resonanzwert. Dies bedeutet, dass die kombinierte Arbeit von Tieftöner und Passivstrahler in der Lage ist, den Bassbereich um etwa eine halbe Oktave zu erweitern. Na sicher dieses Prinzip gültig nach Verfügbarkeit richtige Einstellung Sender. Die Steilheit des Frequenzgangs ist ziemlich steil - 18 dB/Oktave.

Beide Diffusoren: aktiv und passiv, können sich in Phase bewegen, mit einem Offset der relativen Schwingung, bis hin zur Gegenphase. Es wäre ideal, die Schwingungen beider Konusse in Phase zu halten, um die Leistung des Tieftöners zu verstärken, aber in der Physik ist ein solches Resonanzsystem unmöglich.

Überwiegend verbreitet sind Systeme mit einem Passivstrahler mit einem größeren Durchmesser als ein Aktivlautsprecher. Dadurch kann ein relativ kleiner Tieftöner die Ansprache im oberen und mittleren Bassbereich verbessern. In diesem Fall wird auch der untere Wiedergabebereich erweitert, jedoch ist eine andere Gehäusekonstruktion erforderlich.

Wie bei jeder Designlösung hat ein passiver Emitter einige Nachteile. Oben wurde festgestellt, dass der Strahler in der Lage ist, Töne gegenphasig wiederzugeben, dh mit einer 180°-Verschiebung relativ zu den akustischen Schwingungen des Lautsprechers. Abhängig von der erzeugten Frequenz, der relativen Position des passiven Emitters und des aktiven - in Frequenzgang es kann mehrere Einbrüche geben. Je größer der Bereich ist, in dem der gesamte Frequenzgang keine plötzlichen Änderungen oder Unterbrechungen enthält, wird das menschliche Gehör diese Einbrüche nicht wahrnehmen.

Ein weiteres internes Problem ist die steile Steigung des Frequenzgangs. Der Frequenzgang unterhalb der Abstimmfrequenz des Passivstrahlers fällt stark ab. Außerdem stellen die elastischen Eigenschaften der Luft im Lautsprechergehäuse die Bewegung des Strahlers und insbesondere der niederfrequenten unterhalb der Resonanz des Passivstrahlers nicht mehr wieder her. In einem solchen Modus ist sogar die Möglichkeit einer Beschädigung sowohl des aktiven Niederfrequenzgeräts als auch des passiven Strahlers nicht ausgeschlossen.

Derzeit gibt es vielversprechende Passivstrahler-Designs, die einen einstellbaren Satz von Diffusorgewichten zur einfacheren Einstellung aufweisen. Auch wichtig richtige Wahl Tieftöner mit niedrigem Gesamt-Q-Faktor (Q TS = 0,2-0,4) und entsprechendem Gehäusedesign.

Die Entstehungsgeschichte des Tunnelbassreflexes beginnt 1930 aus dem akustischen Labyrinth von Stromberg-Carlson ( Stromberg-Carlson). Dieses Labyrinth bestand aus einem langen Rohr, an dessen einem Ende ein Lautsprecherkopf montiert und am anderen Ende offen war. Die Querschnittsfläche des offenen Teils entsprach der Kopffläche. Versuche in den 1960er Jahren, die Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Auskleidung zu ändern verschiedene Typen Dämpfungsmaterialien und Variationen in der Rohrform haben den modernen Standard für diese Art von Gehäusen gesetzt.

Der Tunnelbassreflex ist eine lange Kammer auf der Rückseite des Lautsprechers.

Am gegenüberliegenden Ende des Tunnels befindet sich ein Durchgang oder Loch (in der Regel so groß wie die Membran des Lautsprecherkopfes), das sich zur Außenseite des Gehäuses hin öffnet. Ein richtig konstruierter Tunnelbassreflex eliminiert die Phasenauslöschung von Lautsprecherschallwellen. Trotzdem werden diese Geräte aufgrund ihrer Größe und Komplexität der Platzierung immer noch nicht weit verbreitet in Caraudio verwendet. Das Design besteht aus einem länglichen Schaltkreis, der hergestellt wurde, um stehende Wellen und Resonanzen zu eliminieren, die für andere Lautsprechergehäuse typisch sind. Die Stehwellenunterdrückung schützt den Treiber vor den schädlichen Auswirkungen reflektierter Wellen, die Verzerrungen und Schäden am Konus verursachen.

Die Länge des Tunnels stört die synchronisierte Luftbewegung innerhalb der Kammer, wodurch die Frontalwellenschwingungen gedämpft werden. Durch die Längenänderung des Tunnels wird die Kammer justiert, ähnlich wie die Pfeife einer einseitig offenen Domorgel. Dies beruht auf dem Phänomen der Phasenverschiebung der Schwingungen akustischer Wellen. Die Phasenverschiebung der rückwärtigen Schallwelle (Tieftöner) verstärkt die Frontwelle bei tiefen Frequenzen, wobei diese durch eine Erhöhung des Luftwiderstands in diesem Bereich abzuschwächen beginnt.

Die Dämpfung eines Tunnelbassreflexes schränkt im Gegensatz zum Luftwiderstand eines geschlossenen Gehäuses die Bewegung des Diffusors nicht ein. Dadurch ist er effizienter als ein resonanter Bassreflex. Auch die Klangtreue und Linearität des Frequenzgangs sind hoch. Die Konstruktion der Gehäuse solcher Bassreflexe erfordert die Einhaltung von Berechnungen und eine sorgfältige Abstimmung. Typischerweise verwendete Lautsprecherköpfe haben niedrige Werte des Gesamt- (Q ts = 0,2-0,4) und des elektrischen (Q es = 0,3-0,4) Qualitätsfaktors bei einem niedrigen Wert der Eigenresonanzfrequenz. Die Weglänge der hinteren akustischen Welle ist für ein gegebenes Gehäuse individuell und wird durch den Bruchteil der Wellenlänge von bestimmt Resonanzfrequenz Tieftöner. Beträgt die Resonanzfrequenz des verwendeten Tunnelbassreflexlautsprechers beispielsweise 40 Hz, beträgt die Wellenlänge ca. 8,61 m Der Kanal im Tunnel sollte 1/4, 1/2 oder 3/4 dieses Wertes und gleich . sein 2.15.4, 31 bzw. 6,46 m. Aufgrund dieser Werte wird der Tunnel für mehr Kompaktheit oft zu einem Labyrinth gefaltet. Die Reduzierung der tatsächlichen Länge wird durch die richtige Füllung mit dämpfendem Material wie Wolle erleichtert.

Das akustische Design vierter Ordnung (passiver Radiator-Bassreflex und Tunnel-Bassreflex) ist gewissermaßen nicht komfortabel genug für den Komponenteneinsatz im Autoradio, stellt aber eine Alternative zu bestehenden Subwoofer-Gehäusen dar.

In diesem Artikel werden wir sehen, wie man einen Subwoofer mit eigenen Händen baut, ohne in die Tiefen der Elektroakustik einzutauchen, ohne auf komplexe Berechnungen und subtile Messungen zurückgreifen zu müssen, obwohl einige noch durchgeführt werden müssen. "Ohne besondere Schwierigkeiten" bedeutet nicht "Bastard-Fehler auf einem Ziegelstein, Laufwerk, Oma, Mogarych". Heutzutage kann ein sehr komplexes Lautsprechersystem (AC) auf einem Heimcomputer simuliert werden; einen Link zu einer Beschreibung dieses Prozesses finden Sie am Ende. Aber das Arbeiten mit einem vorgefertigten Gerät aus einer Laune heraus ergibt etwas, das Sie durch kein Lesen und Betrachten erreichen können - ein intuitives Verständnis des Wesens des Prozesses. In Wissenschaft und Technik sind Federentdeckungen selten; Meistens beginnt ein Forscher, der Erfahrung gesammelt hat, "Bauch" zu verstehen, was was ist, und sucht selbst dann nach Mathematik, die geeignet ist, das Phänomen zu beschreiben und Konstruktionsformeln abzuleiten. Viele Größen erinnerten sich mit Humor und Freude an ihre ersten erfolglosen Erlebnisse. Alexander Bell beispielsweise versuchte zum Beispiel, die Spulen für sein erstes Telefon mit einem blanken Draht zu bewickeln: Er, gelernter Musiker, wusste einfach noch nicht, dass der Draht unter Strom isoliert werden muss. Aber Bell hat das Telefon immer noch erfunden.

Über Computerberechnungen

Denken Sie nicht, dass JBL SpeakerShop oder ein anderes Akustikberechnungsprogramm Ihnen die einzig mögliche und richtige Option bietet. Computerprogramme werden nach etablierten und bewährten Algorithmen geschrieben, aber nicht-triviale Lösungen sind nur in der Theologie unmöglich. „Jeder weiß, dass Sie das nicht tun können. Es gibt einen Narren, der das nicht weiß. Er ist es, der die Erfindung macht“- Thomas Alva Edison.

SpeakerShop ist vor nicht allzu langer Zeit erschienen, diese Anwendung wurde sehr gründlich entwickelt und die Tatsache, dass sie sehr aktiv genutzt wird, ist sowohl für Entwickler als auch für Amateure ein absolutes Plus. Aber die aktuelle Situation bei ihm ähnelt der Geschichte mit dem ersten Photoshop. Wer hat noch Windows 3.11 verwendet, erinnern Sie sich? - dann wurden sie einfach verrückt nach der Verarbeitung von Bildern. Und dann stellte sich heraus, dass man, um ein gutes Bild zu machen, noch fotografieren können muss.

Was ist das und warum?

Ein Subwoofer (einfach - ein Sub) klingt in der wörtlichen Übersetzung lustig: ein podavkivatel. In Wirklichkeit handelt es sich um einen Basslautsprecher (Woofer, Woofer), der Frequenzen unter ca. 150 Hz, in einem speziellen akustischen Design, eine Box (Box) eines ziemlich komplexen Geräts. Auch im Alltag, in hochwertigen Standlautsprechern und preiswerten Tischlautsprechern, im Einbau und im Auto kommen Subwoofer zum Einsatz, siehe Abb. Wenn es Ihnen gelingt, einen Subwoofer zu bauen, der den Bass korrekt wiedergibt, können Sie es getrost angehen, denn Die Wiedergabe tiefer Frequenzen ist vielleicht der fetteste Wal, auf dem alle Elektroakustik basiert.

Der kompakte NF-Link des AC ist wesentlich schwieriger zu realisieren als der MF und HF (Mittel- und Hochton), zum einen wegen der akustischen Kurzschluss, wenn sich die Schallwellen der vorderen und hinteren Abstrahlflächen des Lautsprechers (Lautsprecherkopf, LH) gegenseitig aufheben: die NF-Wellenlängen sind Meter, und ohne das richtige akustische Design des HG hindert nichts daran, dass sie sofort gegenphasig konvergieren . Zweitens reicht das Verzerrungsspektrum des Klangs bei tiefen Frequenzen bis weit in den am besten hörbaren Bereich der Mitteltöner. Im Wesentlichen ist jeder Breitbandlautsprecher eine Niederfrequenzverbindung, in die die Mittel- und Hochfrequenzsender eingebaut sind. Doch aus ergonomischer Sicht wird an den Subwoofer eine zusätzliche Anforderung gestellt: Der Subwoofer für zu Hause sollte möglichst kompakt sein.

Notiz: Alle Arten der akustischen Gestaltung des LF GG lassen sich in 2 große Klassen einteilen - einige löschen die Strahlung von der Rückseite des Lautsprechers, die zweite kippen sie um 180 Grad in Phase (Drehen Sie die Phase) und emittieren sie von vorne. Der Subwoofer kann je nach den Eigenschaften des GG (siehe unten) und der erforderlichen Art seiner Amplituden-Frequenz-Kennlinie (AFC) nach einem Schema der einen oder anderen Klasse gebaut werden.

Die Richtung von Tönen unterhalb von 150 Hz wird von der Person sehr schlecht unterschieden, daher kann der Sub in einem gewöhnlichen Wohnzimmer im Allgemeinen überall platziert werden. MF-HF-Lautsprecher (Satelliten) Akustik mit Subwoofer sind sehr kompakt; ihre Lage im Raum kann optimal für den gegebenen Raum gewählt werden. Moderne Gehäuse mit viel Platz und guter Eigenakustik, um es milde auszudrücken, unterscheiden sich nicht, und es ist nicht immer möglich, zumindest ein paar gute Breitbandlautsprecher richtig "einzukleben". Wenn Sie sich also einen Subwoofer selbst bauen, können Sie nicht nur sehr viel Geld sparen, sondern auch in diesem Chruschtschow-, Breschnewka- oder modernen Neubau einen sauberen, echten Klang erzielen. Besonders effektiv ist der Subwoofer in volllautstarken Soundsystemen, denn 5-7 Spalten auf eine ganze Seite zu setzen, ist für die "erfahrensten" Benutzer zu viel.

Bass

Die Basswiedergabe ist nicht nur technisch anspruchsvoll. Ein schmaler, in der Regel niederfrequenter Ausschnitt des gesamten Schallwellenspektrums ist in seiner psychophysiologischen Wirkung inhomogen und in 3 Bereiche unterteilt. Um den richtigen Basslautsprecher auszuwählen und mit eigenen Händen eine Box für einen Subwoofer zu bauen, müssen Sie deren Grenzen und Bedeutung kennen:

Oberbass (UpperBass) - 80- (150 ... 200) Hz.
Mittelbass oder Mittelbass (MidBass) - 40-80 Hz.
Tiefbass oder Subbass (SubBass) - unter 40 Hz.

oben

Mitte

Im Tieftonbereich besteht die Hauptaufgabe beim Erstellen eines Subwoofers darin, die höchste GG-Leistung, die gegebene Form des Frequenzgangs und seine maximale Gleichmäßigkeit (Glätte) bei minimalem Volumen der Box zu gewährleisten. Frequenzgang, zur Seite niedrigere Frequenzen fast rechteckig, gibt einen kräftigen, aber harten Bass; Der gleichmäßig abfallende Frequenzgang ist klar und transparent, aber schwächer. Die Wahl des einen oder anderen hängt von der Art des Hörers ab: Rocker brauchen einen "wütenderen" Sound, für Klassiker ist er weicher. In beiden Fällen verderben große Einbrüche und Ausbrüche im Frequenzgang die subjektive Wahrnehmung bei formal gleichen technischen Parametern des Klangs.

Tiefe

Nur bei Blasorgeln in speziell konstruierten Sälen hat der Subbass einen entscheidenden Einfluss auf die Klangfarbe (Farbe) des Klangs von Musikinstrumenten. Starke Subbass-Komponenten sind charakteristisch für die Klänge natürlicher und vom Menschen verursachter Katastrophen, starke Explosionen und Stimmen bestimmter Tierarten (Löwengebrüll). Über 90% der Menschen hören den Subbass entweder gar nicht oder undeutlich. Wenn zum Beispiel die grundverschiedenen Geräusche eines tropischen Hurrikans und einer Atomexplosion aus allem außer den Tiefbässen herausgefiltert werden, dann kann kaum jemand nachvollziehen, was da wirklich vor sich geht. Daher ist ein Heim-Subwoofer fast immer für den Mittelbass optimiert, und der Rest des Subbass überdeckt, wie sich herausstellt, die raumeigenen Geräusche. Wofür es übrigens sehr nützlich ist und warum es sehr nützlich ist.

Subbass im Auto

Der Noise Masking-Effekt ist besonders in einem beengten und lauten Autoinnenraum notwendig, daher sind Auto-Subwoofer für Subbass optimiert. Manchmal geben HiFi-Liebhaber aus diesem Grund dem Sub den gesamten Kofferraum und stellen dort 15 "-18" Monsterlautsprecher mit 150-250 Watt Spitzenleistung auf, siehe Abb. Ein recht ordentlicher Subwoofer in einem Auto kann jedoch hergestellt werden, ohne auf Nutzvolumen im Gehäuse zu verzichten, siehe unten.

Notiz: Die Spitzenleistung des Lautsprechers wird oft mit der Rauschleistung gleichgesetzt, was falsch ist. Bei Spitzenleistung ist der Ton verzerrt, aber noch hörbar, d.h. durch Bedeutung unterscheidbar. Die Rauschleistung ist definiert als das, was ein Lautsprecher verarbeiten kann. bestimmte Zeit(meist 20 Min.) ohne auszubrennen und mechanisch nicht zu beschädigen. Gleichzeitig ist der Klang meistens ein inkohärentes Keuchen, weshalb diese Kraft als Rauschen bezeichnet wird. Bei einigen akustischen Designs kann die Rauschleistung des Lautsprechers jedoch niedriger sein als der Spitzenwert, siehe unten.

Was für einen Lautsprecher brauchen Sie?

Eine vollständige Berechnung der akustischen Auslegung erfolgt nach dem sog. Thiel-Small-Parameter (PTS). Da wir uns entschlossen haben, Zeit und Arbeit für das Stimmen des Subs aufzuwenden, benötigen wir nur den vollen Q-Faktor des Fells bei seiner eigenen Resonanzfrequenz Qts. Auf dieser Basis wird die optimale Variante des Akustikdesigns ausgewählt. Je nach Wert von Qts wird die Dynamik in 4 Gruppen eingeteilt:

Qts<0,5 – «безразличные» сверхнизкодобротные. Очень дорогие, очень низкая отдача, но способны воспроизводить подбасы вплоть до 20-15 Гц. Настройка сабвуфера с такими без звукомерной камеры и специальной измерительной техники невозможна, т.к. резонансный пик не выражен.
0,5
0,7
Qts> 1 - hoher Q. Hoher Rückstoß, niedriger Preis, harter Klang in suboptimaler Ausführung. Es ist schwierig, einen glatten Frequenzgang zu erhalten. Kompakt, erhältlich in Durchmessern (nach unten) bis 6" (155 mm). Optimal für einen Desktop-Subwoofer oder einen Fernseher (kein Heimkino!).

Messungen

In den Herstellerangaben für Lautsprecher kann Qts als Qп oder einfach Q bezeichnet werden, ist dort aber bei weitem nicht immer vorhanden und öffentliche Datenbanken wie WinISD sind voller Fehler. Daher müssen wir den Wert von Qts höchstwahrscheinlich zu Hause bestimmen.

Ausbildung

Zunächst wählen wir einen Raum für akustische Messungen aus und bereiten ihn vor. Es sollte möglichst viele Gardinen, Gardinen, Teppiche an Boden und Wänden, Polstermöbel haben. Starre horizontale Flächen (Tisch) müssen mit etwas Flaumigem bedeckt werden; es wird nicht überflüssig sein, überall mehr Kissen zu werfen. Winkel verzerren besonders das Schallfeld, inkl. harte Möbel mit Wänden, sie müssen mit etwas bedeckt werden, zum Beispiel Kleidung auf einem Kleiderbügel. Als nächstes verbinden wir lange Drähte mit dem Lautsprecher und hängen sie in der geometrischen Mitte der Decke (unter dem Kronleuchter, falls vorhanden) mit der Vorderseite des Diffusors nach unten in einer Höhe von 2/3 der Deckenhöhe über dem Boden.

Nun müssen Sie die Messschaltung aufbauen, wie oben in Abb. Wir benötigen noch die untere Schaltung, um die Impedanz (Impedanz) des Lautsprechers Z zu messen. Von der von Laien üblicherweise verwendeten Messschaltung ohne Übertrager unterscheidet sich diese in recht professioneller Genauigkeit: bei üblichen Schaltungen auf den Brückendioden ca. 1,5V auch bei 10MΩ Eingangsimpedanz des Testers. Die Funktionsweise dieser Schaltung beruht darauf, dass die Impedanz von Übertrager und R2 einerseits viel größer ist als die Impedanz von GG; andererseits ist es viel kleiner als die Ausgangsimpedanz eines Tonfrequenz-Leistungsverstärkers, und darauf, dass der miese digitale Multitester an der Grenze von 200 mV eine Eingangsimpedanz von mehr als 1 Megaohm hat. Wird das Messsignal jedoch von einem Tonfrequenzgenerator (AFG) mit einem Standard-600-Ohm-Ausgang geliefert, ist diese Schaltung nicht für die Messung von Z geeignet.

Verfahren

Vom Computer mit dem Emulationsprogramm GZCH wird das Messsignal vom Ausgang der Soundkarte geliefert. Sie müssen es am Anfang im Bereich von 20-100 Hz mit einem diskreten (Schritt) von 10 Hz "ansteuern". Ist die HH-Resonanz nicht sichtbar, ist sie für einen Subwoofer nicht geeignet. Oder der Verkäufer hat Sie schamlos getäuscht, indem er für 100 Rubel verkauft hat. gleichgültig GG mit einem Preis von 200 $.

Wenn die Grenzen des Resonanzpeaks bestimmt sind, „passieren“ wir ihn mit einem 1-Hz-Diskreten und bauen den Frequenzgang auf. Wenn der GG einen hohen oder mittleren Qualitätsfaktor näher an der oberen Grenze von Qts hat, erhalten Sie einen Graphen wie den in pos. ich fig. In diesem Fall:

Gemäß f-le (1) auf Pos. II finden wir U (F1, F2);
Finden Sie F1 und F2 gemäß der Tabelle;
Nach f-le (2) prüfen wir, ob die berechnete Eigenresonanzfrequenz im freien Raum Fs mit den gemessenen Fs übereinstimmt. Wenn die Abweichung mehr als 2-3 Hz beträgt, siehe unten;
Nach f-le (3) finden wir den mechanischen Gütefaktor Qms, dann nach f-le (4) elektrische Qes und schließlich nach f-le (5) den geforderten Gesamtgütefaktor Qts.

Wenn der Q-Faktor des GG näher an niedrig oder so liegt, was im Allgemeinen gut ist, wird die Resonanzkurve merklich asymmetrisch und ihre Spitze ist flach, verschwommen, pos. III, oder Prüfung durch f-le (2) wird auch bei wiederholten Messungen nicht konvergieren. In diesem Fall bestimmen wir gemäß dem Diagramm die Punkte der größten Neigung der Tangenten an die konkaven "Flügel" der Spitzen A1 und A2; mathematisch erreicht bei ihnen die zweite Ableitung der die Resonanzkurve beschreibenden Funktion ein Maximum. Für Umax nehmen wir dann wie zuvor seinen Wert an der Spitze des Peaks und für Umin - berechnet durch f-le an pos. III neuer Wert von U (F1, F2).

Systemstruktur

Hast du es gemessen? Passt der Lautsprecher? Nehmen Sie sich Zeit, um ein Design auszuwählen. Zuerst müssen Sie ein Blockdiagramm des gesamten Soundsystems auswählen, denn sein elektronischer Teil kann so teuer sein wie ein guter Woofer. Auf einem der Gleise kann ein Soundsystem mit Subwoofer aufgebaut werden. Schemata, siehe Abb.

Notiz: Der Equalizer und der Infra-Low-Frequency-Filter FINCH (Roar-Filter) werden in allen Kreisen vor den Stereokanaleingängen eingeschaltet.

Pos. 1 - System mit passiver Leistungsfilterung. Plus - kein separater Bassverstärker erforderlich, er kann an jedes UMZCH angeschlossen werden. Riesige Nachteile, erstens die gegenseitige elektrische Leckage der Kanäle im Subwoofer entlang des Mitteltonbereichs: Für LC-Filter, die es auf einen akzeptablen Wert reduzieren, benötigen Sie ein anständiges Gehäuse, das zum Kauf seiner Komponenten mit Geld gefüllt werden muss etwa ein Drittel (in 100-Rubel-Scheinen). Zweitens bilden die Ausgangswiderstände der Tiefpassfilter des LPF zusammen mit dem Eingangs-GG des Lautsprechers ein T-Stück, und jeder Kanal des UMZCH wird theoretisch ein Viertel seiner Leistung für die Erwärmung des Nachbarn mit seinem LPF aufwenden. Wirklich - mehr, tk. Leistungs- und Filterverluste sind erheblich. Das Leistungsfiltersystem ist jedoch bei Subwoofern mit geringer Leistung mit unabhängigen Tonsendern anwendbar, siehe unten.

Pos. 2 - passive Filterung für einen separaten Bass UMZCH. Es gibt keinen Leistungsverlust, die gegenseitige Beeinflussung der Kanäle ist schwächer, weil charakteristische Impedanzen von Filtern sind Kilo-Ohm und Dutzende Kilo-Ohm. Derzeit wird es praktisch nicht verwendet, weil Die Montage eines aktiven Filters auf Mikroschaltungen erweist sich als viel einfacher und kostengünstiger als das Wickeln von passiven Spulen.

Pos. 3 - aktive analoge Filterung. Die Kanalsignale werden durch einen einfachen Widerstandsaddierer addiert, einem analogen aktiven Tiefpassfilter und von diesem dem Bass-UMZCH zugeführt. Die Kanalinterferenz ist unter normalen Hörbedingungen vernachlässigbar und unsichtbar, und die Komponentenkosten sind gering. Die optimale Schaltung für einen selbstgebauten Subwoofer für einen unerfahrenen Amateur.

Pos. 4 - vollständige digitale Filterung. Kanalsignale werden einem Splitter P zugeführt, der jedes von ihnen in mindestens 2 gleich dem ursprünglichen teilt. Ein Signal eines Paares wird dem MF-HF UMZCH zugeführt (evtl. direkt, ohne Hochpassfilter), der Rest wird in einem Addierer C zusammengeführt im Subbass ist eine elektrische Wechselwirkung von Signalen im Tiefpassfilter möglich, mehrere verzerren den Gesamtbass. Im Addierer werden die Signale unter Ausschluss ihrer gegenseitigen Beeinflussung digital oder analog addiert.

Vom Addierer wird das gemeinsame Signal einem digitalen Tiefpassfilter mit eingebauten Analog-Digital-(ADC)- und Digital-Analog-(DAC)-Wandlern und von diesem dem Bass-UMZCH zugeführt. Klangqualität und Kanalisolierung sind heute die höchstmöglichen. Die Kosten für Mikroschaltungen für diese gesamte Wirtschaft erweisen sich als erschwinglich, aber die Arbeit mit einem IC erfordert bereits einige Amateurfunkerfahrung, und noch mehr, wenn Sie ein nicht fertiges Set kaufen (das viel teurer ist) und die Komponenten von das System werden unabhängig ausgewählt.

Anmeldung

In Abb. die gebräuchlichsten Schemata für das akustische Design von Heim-Subwoofern werden angegeben. Labyrinthe, Hörner etc. genügen nicht den Anforderungen an die Kompaktheit. Schemata, die von Anfängern bevorzugt werden, werden grün hervorgehoben, Schemata, die für Anfänger bevorzugt werden, werden gelb und ungeeignete in rot hervorgehoben. Wer mehr Erfahrung hat, wird überrascht sein: Der 6. Bandpass ist für Dummies? Kein Problem, dieser großartige Basstrompetenlautsprecher kann über das Wochenende abgestimmt werden. Wenn Sie wissen wie.

Schild

Einen Subwoofer in Form einer akustischen Abschirmung (Abschirmung, Pos. 1) zu Hause zu bauen ist machbar, wenn die HGs in die Wandverkleidung eingebaut werden, denn ihre Größe entspricht der Länge der Subbass-Wellen. Daher der Vorteil - es gibt keine Probleme mit dem Subbass, solange die Lautsprecher daran ziehen. Das andere ist die extreme Kompaktheit, der Sub nimmt überhaupt nicht die nutzbare Fläche ein. Aber es gibt auch gravierende Nachteile. Die erste ist eine große Menge an Bauarbeiten. Der zweite - der akustische Bildschirm beeinflusst den Frequenzgang des GG in keiner Weise. "Humpbacked" - und wird singen, daher können nur teure, minderwertige und gleichgültige Lautsprecher auf den Schild gelegt werden. Subminus sozusagen - ihr Rückstoß ist gering und der Schild kann ihn in keiner Weise erhöhen.

Geschlossene Kiste

Ein großes Plus einer geschlossenen Box (Pos. 2) - Tiefendämpfung des GG; für preiswerte High-Fidelity-High-Fidelity-Lautsprecher ist dies die einzig akzeptable Art der Akustik. Doch dieses Plus bringt ein Minus mit sich: Bei tiefer Dämpfung ist die Rauschleistung des GG gerade bei teuren leistungsstarken Köpfen oft geringer als der Peak. Die Spule raucht schon, aber das Keuchen ist immer noch nicht hörbar. Eine Überlastungsanzeige wird benötigt, aber die einfachsten ohne separate Stromversorgung verzerren das Signal.

Ein ebenso kühnes Plus ist der extrem sanft abfallende Frequenzgang und damit der reinste und lebendigste Klang. Aus diesem Grund werden hochwertige, hochwertige, hochwertige GGs speziell für den Einbau in geschlossene Boxen oder Bandpässe 4. Ordnung hergestellt (siehe unten).

Minus - von allen Lautsprechern gleicher Lautstärke hat eine geschlossene Box die höchste niedrigste reproduzierbare Frequenz, weil es erhöht die Resonanzfrequenz des Lautsprechers und ist nicht in der Lage, seine Reaktion bei Frequenzen darunter zu erhöhen. Jene. In Sachen Kompaktheit geht der Subwoofer in einer geschlossenen Box mit großer Dehnung durch. Bis zu einem gewissen Grad kann dieser Nachteil verringert werden, indem die Box mit Polsterpolyester gefüllt wird: Es absorbiert die Energie von Schallwellen perfekt. Der thermodynamische Prozess in der Box geht dann von adiabatisch zu isotherm, was einer 1,4-fachen Volumenvergrößerung entspricht.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist, dass in einer geschlossenen Box nur ein passiver Subwoofer hergestellt werden kann, denn Elektronik darin wird sehr heiß, selbst wenn sie in einem umzäunten Fach platziert wird. Wenn Sie auf alte AC 10MAS-1M stoßen, fahren Sie sie eine halbe Stunde mit halber Leistung und berühren Sie das Gehäuse mit der Hand - es wird warm.

FI

Hinweis: Der FI ist in jeder Hinsicht ein Passivradiator (PI) - statt eines Rohres mit einem Port wird ein Basslautsprecher ohne Magnetsystem und mit einem Gewicht anstelle einer Spule eingebaut. Es gibt keine „non-tuning“-Methoden zur Berechnung von PI, daher ist PI in der industriellen Produktion eine seltene Ausnahme. Wenn Sie einen ausgebrannten Basslautsprecher herumliegen haben, können Sie experimentieren - die Abstimmung erfolgt durch Änderung des Gewichts der Ladung. Aber denken Sie daran - es ist besser, aus dem gleichen Grund wie bei einer geschlossenen Box keine aktive PI durchzuführen.

Über tiefe Spalten

Akustik mit tiefen Schlitzen (Pos. 4, 6, 8-10) wird manchmal mit einem FI, dann mit einem Labyrinth identifiziert, tatsächlich handelt es sich jedoch um eine eigenständige Art der Akustik. Die Vorteile eines tiefen Spalts sind die Masse:

Es gibt nur einen Nachteil einer tiefen Lücke, und dann für Anfänger: Sie ist nach der Montage nicht anpassbar. Wenn es fertig ist, wird es singen.

Über Antiakustik

Bandpässe

BandPass bedeutet „Bandpass“, also nennt man Lautsprecher ohne direkte Schallabstrahlung in den Raum. Dies bedeutet, dass Bandpass-Lautsprecher aufgrund ihrer internen akustischen Filterung keine Mitten abstrahlen: Der Lautsprecher wird in einer Trennwand zwischen Resonanzhohlräumen platziert, die durch Rohröffnungen oder tiefe Schlitze mit der Atmosphäre kommunizieren. Bandpass ist ein spezielles akustisches Design für Subwoofer und wird nicht für vollständig separate Lautsprecher verwendet.

Bandpässe werden nach der Größe der Ordnung unterteilt, und die Ordnung des Bandpasses ist gleich der Anzahl seiner Eigenresonanzfrequenzen. Hochwertige GGs werden in Bandpässe 4. Ordnung platziert, wo eine akustische Dämpfung leicht zu organisieren ist (Pos. 5); niedrige und mittlere Qualität - im Bandpass 6. Ordnung. Entgegen der landläufigen Meinung gibt es zwischen diesen und jenen keinen greifbaren Unterschied in der Klangqualität: Bereits bei der 4. Ordnung wird der Frequenzgang bei der tiefen Frequenz auf 2 dB oder weniger geglättet. Der Unterschied für den Amateur liegt hauptsächlich in der Komplexität der Einstellungen: Um den 4. Bandpass (siehe unten) fein abzustimmen, müssen Sie die Partition verschieben. Was den Bandpass 8. Ordnung betrifft, so werden aufgrund der akustischen Wechselwirkung der gleichen 2 Resonatoren 2 weitere Resonanzfrequenzen erhalten. Daher wird der 8. Bandpass manchmal als Klasse-B-Bandpass 6. Ordnung bezeichnet.

Notiz: Der idealisierte Frequenzgang bei niedrigen Frequenzen für einige Arten von Akustikdesigns sind in Abb. rot. Die grün gepunktete Linie ist der optimale Frequenzgang aus der Sicht der Psychophysiologie des Hörens. Daher ist klar, dass es in der Elektroakustik noch genug Arbeit gibt.

Frequenzgang des gleichen Lautsprecherkopfes in unterschiedlichem Akustikdesign

Auto-Subwoofer

Auto-Subwoofer werden normalerweise entweder im Laderaum oder unter dem Fahrersitz oder hinter der Rückenlehne des Rücksitzes platziert, Pos. 1-3 in Abb. Im ersten Fall nimmt die Box brauchbares Volumen weg, im zweiten arbeitet der Sub unter schwierigen Bedingungen und kann durch Füße beschädigt werden, im dritten kann nicht jeder Passagier den kräftigen Bass direkt in der Nähe der Ohren ertragen.

In letzter Zeit wird zunehmend ein Auto-Subwoofer vom Stealth-Typ hergestellt, der in die hintere Kotflügelnische eingebaut wird, pos. 4 und 5. Subbass mit ausreichender Leistung wird durch die Verwendung einer speziellen Autodynamik mit einem Durchmesser von 12 " mit einem starren Diffusor erreicht, der nicht sehr anfällig für Membraneffekt ist, Pos. 5. Wie man einen Subwoofer für ein Auto herstellt, indem man eine Flügelnische formt, siehe weiter. Video.

Video: DIY Auto-Subwoofer "Stealth"

Einfacher geht's nicht

Ein sehr einfacher Subwoofer, der keinen separaten Bassverstärker benötigt, kann nach dem Schema mit unabhängigen Schallgebern (IZ) hergestellt werden, siehe Abb. Tatsächlich handelt es sich um zweikanalige LF-GGs, die in einem gemeinsamen langen Gehäuse horizontal installiert sind. Ist die Länge der Box vergleichbar mit dem Abstand zwischen den Satelliten oder der Breite des TV-Bildschirms, ist die „Ausbreitung“ der Stereoanlage kaum wahrnehmbar. Wenn das Hören vom Anschauen begleitet wird, ist es aufgrund der unfreiwilligen visuellen Korrektur der Lokalisierung von Schallquellen völlig nicht wahrnehmbar.

Nach dem Schema mit unabhängigem IZ können Sie einen hervorragenden Subwoofer für einen Computer herstellen: Eine Box mit Lautsprechern wird in der äußersten oberen Ecke unter der Tischplatte platziert. Der Hohlraum darunter ist ein auf eine sehr niedrige Frequenz gestimmter Resonator, und ein unerwartet guter Subbass wird aus einer kleinen Box geschnitten.

FI für einen Subwoofer mit unabhängigem FM kann im Lautsprechershop berechnet werden. In diesem Fall wird das äquivalente Volumen Vts doppelt so hoch wie das gemessene, die Resonanzfrequenz Fs ist 1,4-mal niedriger und der Gesamtgütefaktor Qts ist 1,4-mal höher. Das Material der Box ist wie auch sonst MDF ab 18 mm; für Subwooferleistung ab 50 W - ab 24 mm. Es ist jedoch besser, die Lautsprecher in einer geschlossenen Box zu platzieren, in diesem Fall kann dies ohne Berechnung erfolgen: Die Länge auf der Innenseite wird am Installationsort im Bereich von 0,5 m (für einen Computer) bis 1,5 m (für ein großer Fernseher). Der Querschnitt der Box im Inneren wird anhand des Durchmessers der Lautsprechermembran bestimmt:

6 "(155 mm) - 200x200 mm.
8 "(205 mm) - 250x250 mm.
10 "(255 mm) - 300x300 mm.
12 "(305 mm) - 350x350 mm.

Im schlimmsten Fall (Untertisch-Computer-Sub mit 6"-Lautsprechern) beträgt das Volumen der Box 20 Liter und das entsprechende Volumen mit Befüllung 33-34 Liter. Mit einer UMZCH-Leistung von bis zu 25-30 W pro Kanal reicht dies aus, um einen ordentlichen Mitteltöner zu bekommen.

Filter

In diesem Fall sind LC-Filter vom Typ K besser zu verwenden. Sie benötigen mehr Spulen, dies ist jedoch unter Amateurbedingungen nicht unbedingt erforderlich. K-Filter haben eine niedrige Durchlassdämpfung, 6 dB / Okt pro Link oder 3 dB / Okt pro Halblink, aber absolut linearen Phasengang. Außerdem ist das K-Filter beim Betrieb an einer Spannungsquelle (was UMZCH mit großer Genauigkeit ist) nicht sehr empfindlich gegenüber Änderungen der Lastimpedanz.

Bei Pos. 1 Abb. Es werden Schemata von Verknüpfungen von K-Filtern und Berechnungsformeln für sie angegeben. R für LF GG wird gleich seiner Impedanz Z bei der Grenzfrequenz des LPF 150 Hz und für das HPF gleich der Impedanz des Satelliten z bei der Grenzfrequenz des HPF 185 Hz (Formel in Pos. 6). Z und z werden nach dem Schema und der Formel in Abb. oben (mit Messschemata). Arbeitsdiagramme von Filtern sind in Pos. angegeben. 2. Wenn Sie es vorziehen, zusätzliche Kondensatoren und keine Wickelspulen zu kaufen, können genau die gleichen Parameter aus P-Links und Half-Links bestehen.

Daten und Diagramme zur Herstellung von Filtern für einen einfachen Subwoofer mit unabhängigen Strahlern

Die LPF-Dämpfung im Durchlassbereich beträgt 18 dB / Okt. und die HPF beträgt 24 dB / Okt. Ein so ehrlich gesagt nicht triviales Verhältnis wird damit begründet, dass die Satelliten vom Bass entlastet werden und einen saubereren Klang liefern und der Rest des vom HPF reflektierten Basses an die Tieftöner gesendet wird und den Bass tiefer macht.

Die Daten zur Berechnung der Filterspulen sind in Pos. 1 angegeben. 3. Sie müssen rechtwinklig zueinander positioniert werden, da K-Filter ohne magnetische Kopplung zwischen den Spulen arbeiten. Bei der Berechnung werden sie durch die Abmessungen der Spule festgelegt und entsprechend der in der Berechnungsmethode des Filters gefundenen Induktivität wird die Anzahl der Windungen bestimmt. Dann wird mit dem Stapelfaktor der Durchmesser des Drahtes in der Isolierung ermittelt, er sollte mindestens 0,7 mm betragen. Es fällt weniger aus - wir vergrößern die Spule und berechnen sie neu.

Anpassung

Die Einrichtung dieses Subwoofers beschränkt sich darauf, die Lautstärken der Bässe bzw. der Satelliten auszugleichen. Grenzfrequenzen. Bereiten Sie dazu zunächst den Raum für akustische Messungen, wie oben beschrieben, und einen Tester mit einer Brücke und einem Transformator vor. Als nächstes benötigen Sie ein Kondensatormikrofon. Für einen Computer müssen Sie eine Art Mikrofonverstärker (MUS) mit einer an die Kapsel angelegten Vorspannung herstellen, weil eine normale Soundkarte kann nicht gleichzeitig ein Signal empfangen und ein GZCH emulieren, pos. 4. Wenn es ein Kondensatormikrofon mit eingebautem MUS gibt, zumindest ein altes MKE-101, großartig, wird dessen Ausgang direkt mit der primären (kleineren) Wicklung des Transformators verbunden. Das Messverfahren ist einfach:

Das Mikrofon wird gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt der Satelliten in einem horizontalen Abstand von 1-1,5 m befestigt.
Der Subwoofer wird vom UMZCH getrennt und ein Signal von 185 Hz geliefert.
Notieren Sie den Voltmeter-Messwert.
Ohne etwas im Raum zu ändern, schalten sie die Satelliten aus, schließen den Sub an.
Dem UMZCH wird ein 150-Hz-Signal zugeführt, die Messwerte des Testers werden aufgezeichnet.

Jetzt müssen Sie die Ausgleichswiderstände berechnen. Gleichen Sie die Lautstärke aus, indem Sie die lauteren Glieder in einem Reihen-Parallel-Schema (Pos. 5) dämpfen, weil es ist notwendig, die zuvor gefundenen Werte von Z und z im Absolutwert unverändert zu lassen. Berechnungsformeln für Widerstände sind in Pos. angegeben. 6. Leistung Rg - nicht weniger als 0,03 der Leistung von UMZCH; Rd - beliebig ab 0,5 W.

Auch einfach

Eine weitere Option für einen einfachen, aber schon richtigen Subwoofer - mit gekoppeltem LF GG. Das Koppeln von Tieftönern ist eine sehr effektive Möglichkeit, ihre Klangqualität zu verbessern. Das Design eines Subwoofers basierend auf einem Paar alter 10GD-30 ist in Abb. unter.

Das Design ist sehr perfekt, der Bandpass 6. Ordnung. Der Bassverstärker basiert auf TDA1562. Sie können auch andere High-Q-GHs mit relativ kleinem Diffusorweg verwenden, dann müssen Sie möglicherweise Anpassungen durch die Wahl der Rohrlänge vornehmen. Es wird bei den Steuerfrequenzen von 63 und 100 Hz erzeugt. (die Referenzfrequenzen sind nicht mit dem Lautsprechersystem resonant!):

Bereiten Sie den Raum, das Mikrofon und die Geräte wie oben beschrieben vor.
Sie werden dem UMZCH abwechselnd 63 und 100 Hz zugeführt.
Ändern Sie die Länge der Rohre und erreichen Sie eine Differenz der Voltmeter-Messwerte von nicht mehr als 3 dB (1,4-fach). Für Feinschmecker - nicht mehr als 2 dB (1,26 mal).

Die Stimmung der Resonatoren ist voneinander abhängig, daher müssen die Pfeifen entsprechend verschoben werden: die kurze um den gleichen Betrag im Verhältnis zu ihrer ursprünglichen Länge nach vorne schieben, die lange schieben. Ansonsten kann man das System komplett aus der Fassung bringen: Die Spitze der optimalen Einstellung für den 6. Bandpass ist sehr scharf.

Der Dip zwischen 63 und 100 Hz - die Schallwand muss in Richtung des größeren Resonators verschoben werden.
Einbrüche auf beiden Seiten von 100 Hz - die Schallwand wird in Richtung des kleineren Resonators verschoben.
Burst näher an 63 Hz - Sie müssen den Durchmesser des langen Rohrs um 5-10% erhöhen
Ein Burst näher an 100 Hz ist das gleiche, aber für ein kurzes Rohr.

Nach einem der Anpassungsverfahren wird der Subwoofer neu konfiguriert. Der Einfachheit halber wird zunächst keine vollständige Montage auf Leim durchgeführt: Die Trennwand wird fest mit Plastilin bestrichen und eine der Seitenwände wird auf doppelseitiges Klebeband gelegt. Stellen Sie sicher, dass keine Risse vorhanden sind!

Resonatorrohre

Vorgefertigte gebogene Rohre für die Akustik werden in Musik- und Radiogeschäften verkauft. Sie können mit Ihren eigenen Händen ein Teleskop-Akustikrohr aus Kunststoff- oder Papprohrresten herstellen. In jedem Fall müssen 2 Stück Angelschnur fest über das innere Maul geklebt werden: eines unter Spannung, das andere in einer nach außen ragenden Schlaufe, siehe Abb. auf rechts. Wenn die Pfeife auseinander bewegt werden muss, drücken Sie mit einem Bleistift usw. auf eine feste Angelschnur. Wenn sie gekürzt werden, ziehen sie an der Schlaufe. Das Stimmen eines Resonators mit einem Rohr wird auf diese Weise um ein Vielfaches beschleunigt.

Leistungsstarke 6. Ordnung

Zeichnungen des Bandpasses 6. Ordnung unter 12 "ГГ sind in Abb. Dies ist bereits eine solide Standkonstruktion für eine Leistung von bis zu 100 Watt. Konfigurierbar wie das vorherige.

Zeichnungen des Bandpass-Subwoofers 6. Ordnung für einen 12--Lautsprecher

4. Ordnung

Plötzlich steht Ihnen ein 12" hochwertiger GG zur Verfügung, es wird möglich sein, einen Bandpass 4. Maße in cm, das Aufstellen wird jedoch deutlich schwieriger, da Anstatt das Rohr des größeren Resonators zu manipulieren, müssen Sie sofort die Schallwand verschieben.

Bandpass-Subwoofer 6. Ordnung für 12--Lautsprecher

Elektronik

An den Bass-UMZCH für einen Subwoofer wird das gleiche wie an Filter gestellt, die Forderung nach voller Linearität des Phasengangs. UMZCH, das auf einer Brückenschaltung hergestellt wurde, befriedigen ihn, es reduziert auch die nichtlinearen Verzerrungen des integrierten UMZCH mit einem nicht komplementären Ausgang um eine Größenordnung. UMZCH für einen Subwoofer mit einer Leistung von bis zu 30 W kann nach dem Schema in Pos. 1 Reis; 60 Watt nach Schema in Pos. 2. Es ist praktisch, einen aktiven Subwoofer auf einem Mikrokreis eines 4-Kanal-UMZCH TDA7385 zu machen: Ein paar Kanäle dürfen zu Satelliten gehen, und die anderen beiden werden in einer Brückenschaltung zu einem Subwoofer eingeschaltet, oder, wenn es ist mit unabhängigen IZ, sie dürfen auf Basslautsprecher gehen. Der TDA7385 ist auch insofern praktisch, als er für alle 4 Kanäle über gemeinsame Eingänge für die St-By- und Mute-Funktionen verfügt.

Nach dem Diagramm in Pos. 3 ist ein guter aktiver Filter für einen Subwoofer. Die Verstärkung seines Normalisierungsverstärkers wird durch einen variablen Widerstand von 100 kOhm über einen weiten Bereich geregelt, daher entfällt in den meisten Fällen ein eher tristes Verfahren zum Nivellieren der Lautstärken von Sub und Satelliten. Die Satelliten in dieser Version werden ohne Hochpassfilter eingeschaltet und in den Mittelhochtonverstärkern sind voreingestellte Lautstärkepotentiometer mit Schlitzen für einen Schraubendreher eingebaut.

Vielleicht möchten Sie einen geschlitzten Subwoofer von Grund auf neu entwerfen, anstatt mit der Neukonfiguration von Prototyp-Subwoofern für Ihren Lautsprecher herumzufummeln. Folgen Sie in diesem Fall dem Link: //cxem.net/sound/dinamics/dinamic98.php. Der Autor, das muss ich ihm recht geben, konnte auf der Ebene "für Leuchtdummies" erklären, wie man mit Hilfe moderner Software einen hochwertigen Subwoofer berechnet und baut. In einem großen Unternehmen ist dies jedoch nicht ohne Fehler. Beachten Sie daher beim Studium der Quelle:

Und weiterhin…

Einen Sub selbst zu bauen ist eine faszinierende Aufgabe, nützlich für die Entwicklung von Verstand und Geschick, außerdem kostet ein guter Bass eineinhalb Mal billiger als ein Paar der niedrigeren Klasse. Bei Kontrollaudits bevorzugen jedoch sowohl gestandene Experten als auch Gelegenheitshörer "von der Straße" bei sonst gleichen Voraussetzungen Beschallungssysteme mit voller Kanaltrennung. Denken Sie also zuerst nach: Werden Sie noch ein paar separate Spalten auf Ihren Händen und Ihrem Portemonnaie haben?

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Was ich an Kicker liebe, ist seine unkonventionelle Herangehensweise. Während sich alle ausruhten und die Autos Subwoofer in Bassreflexgehäuse versenken, erinnern diese alten Autoradios einfach daran, dass es auch andere Arten von Designs gibt. Ein Passivstrahler (auch bekannt als Passivstrahler) hat viel mit einem Bassreflex gemeinsam, ist aber frei von vielen seiner Nachteile. Und schließlich nichts Neues, Harry Olson beschrieb sein Prinzip bereits 1935 in seinem Patent ...

Entwurf

Ich werde mich nicht überholen und das erste, was zu tun ist, ist "Treffen für Kleidung". Kicker CWTB10 ist sehr kompakt - die Länge des Gehäuses überschreitet nicht 44 cm. Der Außendurchmesser beträgt wie bei einer typischen "Ten" etwas weniger als 28 cm. Es gibt auch ein 8-Zoll-Modell in der Serie, es ist noch kompakter.

Hervorheben möchte ich, dass der Subwoofer vom Hersteller als universell positioniert ist – er kann nicht nur im Auto, sondern beispielsweise auch in Booten, offenen SUVs oder ATVs eingesetzt werden. Der Körper besteht aus dickem, schlagfestem Kunststoff und ist vollständig versiegelt.

Es gibt Gewindebohrungen zur Befestigung des Subwoofers und mehrere Halterungen für die horizontale oder vertikale Montage sind im Kit enthalten.

Ich habe mir zum Test ein Modell mit einer Nennimpedanz von 2 Ohm geholt, aber generell hat der Kicker CWTB10 auch eine 4 Ohm Version. Es ist besser, ein 2-Ohm-Gerät an eine Art Monoblock-Bass anzuschließen, aber ein 4-Ohm-Gerät kann mit Mehrkanalverstärkern verwendet werden, indem ein Subwoofer an ein Paar Kanäle in einer Brücke angeschlossen wird.

Nun zum akustischen Design - ein Passivstrahler. Die Form des Körpers spielt hier nicht die wichtigste Rolle, aber in unserem Fall ist er in Form eines Rohres ausgeführt, an dessen Enden - entlang des Diffusors. Die Dynamik besitzt eigentlich nur eine davon. Der zweite ist genau der gleiche Diffusor und auf der genau gleichen Aufhängung - das ist der Passivradiator.

Wie funktioniert ein passiver Emitter?

Nicht umsonst habe ich gleich zu Beginn erwähnt, dass ein Passivstrahler viel mit einem Bassreflex gemeinsam hat. Für diejenigen, die nicht wissen, wie der Phasenwender funktioniert, erzähle ich es Ihnen kurz.

Wenn sich die Lautsprechermembran hin und her bewegt, komprimiert und dehnt sie die Luft im Inneren des Gehäuses abwechselnd aus. Dementsprechend tendiert diese Luft abwechselnd dazu, durch die Öffnung nach außen zu gehen und dann durch sie zurückgesogen zu werden. Der Trick besteht jedoch darin, dass die Luft im Inneren des Ports eine gewisse Trägheit aufweist und alle diese Vibrationen mit einiger Verzögerung zum Ausgang "kommen".

Bei einer bestimmten Frequenz (dies ist die sogenannte Port-Tuning-Frequenz) stellt sich heraus, dass die Luft am Ausgang des Ports synchron mit dem Diffusor selbst schwingt. Das heißt, die Strahlungen vom Diffusor und vom Anschluss summieren sich. Tatsächlich ist dies der Effekt der akustischen Verstärkung.

Ein passiver Emitter funktioniert genauso. Nur statt einer Öffnung mit Luftmasse darin arbeitet hier ein Diffusor am Fahrwerk. Tatsächlich ist ein Passivstrahler genau der gleiche Lautsprecher, nur ohne Magnetsystem. Und wenn die Einstellung eines herkömmlichen Bassreflexkanals durch seine Proportionen und Abmessungen verändert werden kann, dann ändert sich die Einstellung bei einem Passivstrahler durch die Masse des Diffusors und die Elastizität / Viskosität / Steifigkeit seiner Aufhängung.

Welche Vorteile hat ein Passivstrahler gegenüber einem herkömmlichen Bassreflexport?

Und wenn Sie sich die Größe des Gehäuses ansehen, verschwindet die Frage von selbst. Beim Kicker CWTB10 beträgt das Innenvolumen etwa 27 Liter. Versucht man in einem solchen Fall den üblichen Port zu berechnen (zB im JBL Speakershop oder im BassPort), dann gibt das Programm sehr ungünstige Maße dafür aus. Entweder ist der Abschnitt zu klein oder die Länge ist verrückt.

Und mit einem Passivstrahler können Sie jeden Bereich und jede Einstellung vornehmen. Glauben Sie, dass Sie mit einer niedrigen Einstellung einen regulären Anschluss mit demselben Querschnitt herstellen können? Hier bin ich ungefähr gleich.

Wie funktioniert es im Inneren?

Die Lautsprecher werden durch die „Beine“ des Schutzgitters befestigt. Um an die Schrauben zu kommen, müssen Sie nur die Dübel entfernen.

Das sind übrigens keine selbstschneidenden Schrauben, alles ist ernst - mit eingelassenen Muttern, die in die Karosserie eingelassen sind.

Innen ist der Körper mit flauschiger Wattierung aus Polyester gefüllt. Kurz gesagt, es erzeugt erstens den Effekt einer "Vergrößerung" des Innenvolumens und dämpft zweitens in gewissem Maße die Vibrationen der darin befindlichen Luft.

Der Lautsprecher selbst ist ohne unnötige Etiketten und andere Verzierungen. Obwohl die auf der Vorderseite angegebene Comp R-Serie auf ihre Verwandtschaft mit dem separaten Kicker 43CWR104 Subwoofer-Lautsprecher hinweist. Höchstwahrscheinlich nur in einer vereinfachten Version - ohne dekorative Overlays und mit einfacheren Kabelanschlussklemmen.

Und hier ist, was auf der anderen Seite des Falles steht. Von außen sieht es aus wie ein Lautsprecher, aber von innen sieht es überhaupt nicht aus wie ein Lautsprecher. Es sieht eher aus wie ein Lautsprecher ohne Motor.

Wo die Spule normalerweise am Diffusor befestigt ist, ist eine Metallscheibe angebracht, um das Gewicht des beweglichen Systems anzupassen.

Messungen

Aus Interesse habe ich die Impedanzkurve nicht nur für den gesamten Subwoofer entfernt, sondern auch separat für den Lautsprecher. Der Natur der Kurven nach zu urteilen, ist der Passivstrahler auf etwa 35 Hz abgestimmt, was sehr nahe am Fs des Lautsprechers selbst liegt.

Die gemessenen Parameter des Lautsprechers im Kicker CWTB10 Subwoofer:

Fs (Eigenresonanzfrequenz) - 35 Hz
Vas (äquivalentes Volumen) - 19,5 l
Qms (mechanischer Gütefaktor) - 8,97
Qes (elektrischer Qualitätsfaktor) - 0,51
Qts (voller Qualitätsfaktor) - 0,49
Mms (effektive Masse des bewegten Systems) - 159 g
BL (elektromechanischer Kopplungskoeffizient) - 11,1 T m
Re (Gleichstromwiderstand der Schwingspule) - 1,8 Ohm
dBspl (Referenzempfindlichkeit, 1m, 1W) - 84,2 dB

Allerdings sind die Parameter des Lautsprechers ja eher von Interesse. Wir haben einen fertigen Subwoofer, daher werde ich seine Arbeit als Baugruppe schätzen.

Zunächst fotografiere ich den Frequenzgang der Strahlung aus dem Diffusor selbst. Achten Sie auf den Einbruch gerade in der Abstimmzone des Passivstrahlers - ca. 35 Hz:

Tatsache ist, dass, wenn der Subwoofer mit dieser Frequenz arbeitet, der Passivstrahler in Resonanz gerät und selbst beginnt, die Luft im Gehäuse zu komprimieren und zu dekomprimieren, und für den Lautsprecher wird die Luft im Gehäuse elastischer. Was wiederum den Weg seines Diffusors begrenzt.

Es stellt sich heraus, dass der Subwoofer bei diesen Frequenzen fast nicht funktioniert? Natürlich nicht, nur in der Nähe der Abstimmfrequenz des Passivstrahlers, es ist nicht der Lautsprecher, der arbeitet, sondern der Strahler selbst:

Und so arbeiten sie zusammen:

Den Gesamtfrequenzgang kann ich leider nicht darstellen, da Messungen bei tiefen Frequenzen nur im Nahfeld korrekt sind (wegen einer Messung ist es nicht möglich, diese in den reflexionsarmen Raum des MTUCI zu leiten). Aber schon eine oberflächliche Analyse des Frequenzgangs des Lautsprechers und des Passivstrahlers macht klar, dass der Subwoofer im Auto sehr lecker funktionieren soll. Was sich in der Praxis tatsächlich bestätigt hat.

Probe im Fall und Schlussfolgerungen

Ein kleiner Versuch im Auto zeigte, dass man die Fähigkeiten dieses Subs nicht vorschnell nach seiner Größe beurteilen sollte. Ein passiver Emitter mit der richtigen Abstimmung (und hier ist er richtig abgestimmt) ist eine große Leistung. Der Kicker CWTB10 steht dem durchschnittlichen 12-Zoll-Subwoofer in Punkto Rückführung und Basstiefe in nichts nach.

Aufgrund der Natur des Basses sage ich eines - es ist Kicker. Dicht, schwer, saftig. Für Clubmusik - im Allgemeinen ein Glücksfall. Interessanterweise beginnt der Bass mit zunehmender Lautstärke nicht auf die Ohren zu drücken, sondern wird taktil wahrgenommen – der Bassrhythmus wird durch Schläge auf die Brust wie ein schwerer Gummiball wahrgenommen. Und das ist von einem Dutzend dort!

Auf offenem Raum (und bei einer solchen Leistung kann der Kicker CWTB10 sogar auf einem Boot, sogar auf einem offenen SUV sicher verwendet werden) verliert der Bass natürlich an Tiefe, aber fast nicht an Druck. Ich würde sogar sagen, dass es in seiner Struktur noch dichter und gesammelter wird. Und wieder dasselbe für rhythmische Clubmusik.

Im Allgemeinen ist ein richtig berechneter Passivstrahler keine Art "Phase auf einem Rohr". Es wird ernster.

Kompakt, einfach zu installieren
Kann in offenen Geländefahrzeugen, Booten, ATVs usw. verwendet werden.
Qualitätsausführung
Unerwartet hohe Basswiedergabe für ein 10'' Kaliber
Bei Clubmusik ist der Bass unglaublich

Zieht sich überwiegend zu rhythmischer Musik hin

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Wir haben uns der Raumakustik gewidmet und festgestellt, dass jeder Raum eine Art Resonator ist, der den Klangcharakter des Systems dramatisch beeinflusst. Jetzt ist es an der Zeit, direkt über die Quellen dieses Klangs zu sprechen, also über akustische Systeme.

Um die Vorgänge in einer Box, an deren Wand ein oder mehrere Lautsprecher montiert sind, richtig zu verstehen, müssen Sie einige Bücher nachdenklich lesen, von denen jedes mehr Formeln enthält als im gesamten Schulphysikkurs. Ich werde nicht in einen solchen Dschungel geraten, daher lohnt sich dieses Material nicht als umfassende Analyse oder Anleitung zum Bau audiophiler Lautsprecher. Ich hoffe jedoch wirklich, dass es unerfahrenen Musikliebhabern (und auch einigen chronischen) hilft, eine Vielzahl von akustischen Lösungen zu navigieren, von denen ihre Entwickler natürlich jede die einzig richtige nennen.

Einige Zeit nach der Erfindung eines elektrodynamischen Strahlers mit konischem Diffusor im Jahr 1924 (okay, nur ein Lautsprecher) erfüllte sein Holzrahmen hauptsächlich dekorative und schützende Funktionen. Das ist verständlich - nach vielen Jahren des Hörens von Schallplatten durch Glimmermembranen und Grammophonglocken schien der Klang des neuen Geräts und ohne jede akustische Verfeinerung nur die Apotheose des Wohlklangs.

Grammophonmembranen wurden meistens aus Aluminium oder Glimmer hergestellt.

Die Aufnahmetechnik verbesserte sich jedoch rasant und es wurde deutlich, dass es äußerst problematisch ist, den Hörbereich mit einem einfach an einem Stativ befestigten Lautsprecher mehr oder weniger plausibel wiederzugeben. Tatsache ist, dass sich der dynamische Kopf, sich selbst überlassen, im Zustand eines akustischen Kurzschlusses befindet. Das heißt, die Wellen von der Vorder- und Rückseite des Diffusors, die natürlich gegenphasig emittiert werden, überlagern sich ungehindert, was die Arbeitseffizienz und vor allem die Bassübertragung am stärksten beeinträchtigt.

Übrigens werde ich im Verlauf dieser Geschichte am häufigsten über tiefe Frequenzen sprechen, da ihre Wiedergabe ein Schlüsselmoment für den Betrieb jeder Lautsprecherbox ist. HF-Treiber müssen aufgrund der kleinen Wellenlänge der emittierten Wellen überhaupt nicht mit dem Innenvolumen der Säule interagieren und sind meistens vollständig von diesem isoliert.

Seele weit geöffnet

Der einfachste Weg, den Front- und den Hecklautsprecher zu trennen, besteht darin, ihn auf einem möglichst großen Panel zu montieren. Aus dieser einfachen Idee wurden tatsächlich die ersten Lautsprechersysteme geboren, die eine Box mit offener Rückwand waren, da die Kanten der Abschirmung aus Gründen der Kompaktheit einfach genommen und rechtwinklig gebogen wurden. In Bezug auf die Basswiedergabe war der Erfolg solcher Designs jedoch nicht sehr beeindruckend. Neben der Unvollkommenheit des Gehäuses lag das Problem auch in dem nach modernen Konzepten sehr kleinen Federweg der Diffusoren. Um irgendwie aus der Situation herauszukommen, wurden möglichst große Lautsprecher verwendet, die in der Lage sind, bei kleiner Schwingungsamplitude einen akzeptablen Schalldruck zu entwickeln.

PureAudioProject Trio 15TB mit 15'' Tieftönern auf dreilagigen Bambusplatten

Trotz der scheinbaren Primitivität solcher Strukturen hatten sie auch einige Vorteile, und zwar so spezifisch und interessant, dass die Anhänger der Open Speaker bis heute nicht ausgestorben sind.

Zunächst einmal ist es der beste Weg, die Empfindlichkeit zu erhöhen, wenn keine Hindernisse im Weg von Schallwellen sind. Dieser Moment ist besonders wertvoll für audiophile Röhrenverstärker, insbesondere Single-Ended oder rückkopplungsfrei. Papierdiffusoren mit großem Durchmesser, selbst bei einer Leistung von etwa vier bis fünf Watt, sind in der Lage, einen ziemlich beeindruckenden und gleichzeitig überraschend offenen und freien Klang zu erzeugen.

Mit einer Höhe von 1,2 m gelten die Jamo R907 in der Welt der offenen Akustik als nahezu kompakt

Die Rückstrahlung sollte, um den Direktschall nicht zu verzerren, mit merklicher Verzögerung (über 12-15 ms) zum Hörer kommen - in diesem Fall wird ihr Einfluss als leichter Nachhall wahrgenommen, der nur Luft hinzufügt den Klang und erweitert den musikalischen Raum ... Die Feinheit ist, dass die Lautsprecher natürlich einen angemessenen Abstand zu den Wänden haben müssen, um diese sehr "spürbare Verzögerung" zu erzeugen. Zudem wirken sich die große Fläche der Frontplatte und die beeindruckenden Abmessungen der Tieftöner entsprechend auf die Gesamtabmessungen der Lautsprecher aus. Kurz gesagt, die Besitzer von kleinen und sogar mittelgroßen Wohnzimmern, bitte machen Sie sich keine Sorgen.

Ein Sonderfall offener Systeme ist übrigens die Akustik auf Basis elektrostatischer Strahler. Nur durch die nahezu schwerelose Großflächenmembran, zu all den oben beschriebenen Vorteilen, kommt bei Elektrostaten die Fähigkeit hinzu, selbst schärfste dynamische Kontraste feinfühlig zu übertragen und durch die fehlende Signaltrennung im Mittel- und Hochtonbereich , auch beneidenswerte Timbre-Genauigkeit.

Offener Spielraum

Vorteile: Offene Lautsprecher der gehobenen Klasse sind eine großartige Möglichkeit, puristische Single-Ended-Röhrenmonitore zu hören.

Nachteile: Fetten Kompressionsbass sollte man besser gleich vergessen. Der gesamte Schallweg sollte der Idee der offenen Akustik untergeordnet werden, und die Lautsprecher selbst müssen aus einer äußerst begrenzten Anzahl von Vorschlägen ausgewählt werden.

In einer Schublade eingesperrt

Mit der Zunahme der Leistung und der Verbesserung der Parameter von Verstärkern ist die ultrahohe Empfindlichkeit der Akustik nicht mehr der größte Stolperstein, aber die Probleme des ungleichmäßigen Frequenzgangs und insbesondere der korrekten Basswiedergabe sind noch dringlicher geworden .

Einen großen Fortschritt in dieser Richtung machte 1954 der amerikanische Ingenieur Edgar Wilchur. Er ließ sich ein geschlossenes Lautsprechersystem patentieren, und das war keineswegs eine Spielerei im Stil der aktuellen Patenttrolle.

Edgar Vilchurs Patentanmeldung für einen Lautsprecher in geschlossener Form

Zu diesem Zeitpunkt war der Phasenwender schon erfunden und der Lautsprecher wurde natürlich auch mehr als einmal mit dem Boden an der Box anprobiert, aber es wurde nichts Gutes daraus. Aufgrund der Elastizität des geschlossenen Luftvolumens war es notwendig, entweder einen wesentlichen Teil der Energie des Diffusors zu verlieren oder den Körper zu groß zu machen, um das Druckgefälle zu reduzieren. Vilchur beschloss, das Böse zum Guten zu wenden. Er reduziert die Elastizität der Federung stark und verlagert damit die Kontrolle über die Bewegung des Diffusors auf das Luftvolumen – die Feder ist viel linearer und stabiler als die Wellung oder der Gummiring.

In einer geschlossenen Box wird die Bewegung des Diffusors durch Luft gesteuert - im Gegensatz zu Papier oder Gummi altert oder verschleißt er nicht

So war es nicht nur möglich, den akustischen Kurzschluss vollständig zu beseitigen und den Rückstoß bei tiefen Frequenzen anzuheben, sondern auch den Frequenzgang über seine gesamte Länge merklich zu glätten. Es wurde jedoch auch ein kleiner Punkt enthüllt. Es stellte sich heraus, dass die Dämpfung durch ein geschlossenes Luftvolumen zu einer Erhöhung der Resonanzfrequenz des mobilen Systems und einer starken Verschlechterung der Wiedergabe von Frequenzen unterhalb dieser Schwelle führt. Um einer solchen Belästigung entgegenzuwirken, musste die Masse des Diffusors erhöht werden, was logischerweise zu einer Verringerung der Empfindlichkeit führte. Außerdem konnte die Absorption von fast der Hälfte der akustischen Energie innerhalb der "Black Box" nur zur Verringerung des Schalldrucks beitragen. Kurz gesagt, die neue Art von Lautsprechern erforderte Verstärker von ziemlich ernster Leistung. Zum Glück gab es sie damals schon.

Subwoofer SVS SB13-Ultra mit geschlossenem Akustikdesign

Heutzutage wird bei Subwoofern überwiegend geschlossenes Design verwendet, insbesondere bei solchen, die eine ernsthafte musikalische Leistung beanspruchen. Tatsache ist, dass für Heimkinos die kräftige Entwicklung der tiefsten Bässe oft wichtiger ist als Dynamik und Phasengenauigkeit im gesamten Tieftonbereich. Aber durch die Kombination eines relativ kompakten geschlossenen Subs mit ordentlichen Satelliten erreicht man einen viel korrekteren Sound - wenn auch nicht mit supertiefen Bässen gefüllt, sondern extrem schnell, gesammelt und klar. All dies ist auf Breitbandlautsprecher zurückzuführen, von denen gelegentlich "geschlossene" Modelle auf dem Markt erscheinen.

Geschlossene Kiste

Vorteile: Vorbildliche Attack-Geschwindigkeit und tieffrequente Auflösung. Relative Kompaktheit des Designs.

Nachteile: Ein ausreichend leistungsstarker Verstärker ist erforderlich. Supertiefer Bass am Rande von Infraschall ist sehr schwer zu erreichen.

Der Fall ist ein Rohr

Eine andere Möglichkeit, die gegenphasige Rückstrahlung einzudämmen, war der Phaseninverter, auf Russisch wörtlich "Phasenabwickler". Meist handelt es sich um ein hohles Rohr, das auf der Vorder- oder Rückseite des Gehäuses montiert wird. Das Funktionsprinzip ist aus dem Namen klar und einfach: Da es schwierig und irrational ist, die Strahlung von der Rückseite des Diffusors loszuwerden, müssen Sie ihn phasengleich mit den Frontwellen synchronisieren und für zum Vorteil der Hörer.

Die Amplitude und Phase der Luftbewegung im Phasenwender ändert sich in Abhängigkeit von der Frequenz der Diffusorschwingungen

Tatsächlich ist eine Pfeife mit Luft ein unabhängiges Schwingungssystem, das einen Impuls von der Luftbewegung im Körper erhält. Mit einer ganz bestimmten Resonanzfrequenz arbeitet der Phaseninverter umso effizienter, je näher die Diffusorschwingungen an der Frequenz seiner Abstimmung liegen. Die Schallwellen höherer Frequenzen haben einfach keine Zeit, die Luft im Rohr zu bewegen, und die niedrigeren haben zwar Zeit, aber je niedriger sie sind, desto mehr wird die Phase der Phasenwenderstrahlung verschoben, und dementsprechend , seine Effizienz. Wenn die Phasendrehung 180 Grad erreicht, beginnt der Tunnel den Klang des Basstreibers offen und sehr effektiv zu dämpfen. Dies erklärt den sehr steilen Abfall des Schalldrucks des Lautsprechers unterhalb der Bassreflex-Abstimmfrequenz - 24 dB / Okt.

Im Kampf gegen turbulente Klänge experimentieren Bassreflex-Designer ständig

In einer geschlossenen Box ist der Frequenzgang übrigens bei Frequenzen unterhalb des Resonanzfrequenzgangs viel glatter - 12 dB / Okt. Im Gegensatz zu einer Blindbox zwingt eine Box mit einem Rohr in der Seitenwand die Konstrukteure jedoch nicht dazu, die Resonanzfrequenz des Lautsprechers selbst so weit wie möglich zu reduzieren, was ziemlich mühsam und teuer ist. Der Bassreflextunnel ist viel einfacher einzurichten – wählen Sie einfach seine interne Lautstärke. Dies ist jedoch theoretisch so. In der Praxis beginnen wie immer unvorhergesehene Schwierigkeiten, zum Beispiel bei hohen Lautstärken, kann die aus dem Loch austretende Luft Geräusche machen, fast wie der Wind in einem Schornstein. Außerdem führt die Trägheit des Systems oft zu einem Abfall der Attack-Geschwindigkeit und einer Verschlechterung der Artikulation im Bass. Kurzum, der Experimentier- und Optimierungsspielraum für die Konstrukteure von Bassreflexsystemen ist einfach unglaublich.

Phasenwender

Vorteile: Energetische Basswiedergabe, die Fähigkeit, die tiefsten Bässe zu reproduzieren, relative Einfachheit und niedrige Herstellungskosten (mit einem ziemlich hohen Rechenaufwand).

Nachteile: In den meisten Implementierungen verliert es an Angriffsgeschwindigkeit und Artikulationsklarheit gegenüber einer geschlossenen Box.

Lass uns auf eine Spule verzichten

Versuche, die genetischen Probleme des Phasenwenders zu beseitigen und gleichzeitig das Gehäusevolumen zu sparen, ohne die Tiefe des Basses zu beeinträchtigen, veranlassten die Entwickler, das Hohlrohr durch eine durch Schwingungen desselben angetriebene Membran zu ersetzen Arbeitsvolumen der Luft. Vereinfacht gesagt wurde in einer geschlossenen Box ein weiterer Tieftontreiber verbaut, nur ohne Magnet und Schwingspule.

Ein Passivstrahler kann die effektive Fläche des Diffusors verdoppeln oder sogar verdreifachen, wenn sie paarweise in derselben Säule installiert werden

Das Design wurde „Passiver Heizkörper“ genannt, was aus dem Englischen oft nicht so gut mit „Passiver Heizkörper“ übersetzt wird. Im Gegensatz zu einer Subwoofer-Röhre benötigt ein passiver Diffusor deutlich weniger Platz im Gehäuse, ist nicht so kritisch für den Standort und dämpft außerdem wie die Luft in einer geschlossenen Box den Lead-Treiber und glättet dessen Frequenzgang.

Passivstrahler des REL S/5 Subwoofers. Der Haupttreiber ist auf den Boden gerichtet

Ein weiteres Plus - mit einer Vergrößerung der Fläche der Abstrahlfläche ist zum Erreichen des erforderlichen Schalldrucks eine kleinere Schwingungsamplitude erforderlich, wodurch die Folgen des nichtlinearen Betriebs der Aufhängung reduziert werden. Beide Diffusoren schwingen phasengleich, und die Resonanzfrequenz der freien Membran wird durch präzises Einstellen der Masse eingestellt - ein Gewicht wird einfach darauf geklebt.

Passiver Emitter

Vorteile: Kompakter Korpus mit beeindruckender Basstiefe. Fehlen von Bassreflex-Obertönen.

Nachteile: Eine Zunahme der Masse der emittierenden Elemente führt zu einer Zunahme der transienten Verzerrung und einer langsameren Impulsantwort.

Verlasse das Labyrinth

Ausgestattet mit Bassreflexen und passiven Strahlern reproduzieren die Lautsprecher tiefe Bässe dank Resonatoren, die mit der Vermittlung von Luft im Inneren des Lautsprechers arbeiten. Aber wer hat behauptet, dass die Lautstärke eines Lautsprechers allein nicht die Rolle eines Niederfrequenzstrahlers spielen kann? Natürlich kann es das, und die entsprechende Konstruktion nennt sich Akustiklabyrinth. Tatsächlich handelt es sich um einen Halb- oder Viertelwellenleiter, bei dem die Resonanz des Systems erreicht werden soll. Mit anderen Worten, das Design ist auf die untere Grenze des Lautsprecherfrequenzbereichs abgestimmt. Natürlich wäre die Verwendung eines Wellenleiters mit voller Wellenlänge noch effizienter, aber dann müsste er für eine Frequenz von beispielsweise 30 Hz 11 Meter lang sein.

Das Akustiklabyrinth ist ein Lieblingsdesign von DIY-Akustikern. Aber wenn gewünscht, kann das Gehäuse der raffiniertesten Form fertig bestellt werden.

Um auch eine doppelt so kompakte Struktur in einer Säule mit vernünftigen Abmessungen unterzubringen, werden im Körper Trennwände installiert, die den kompaktesten gekrümmten Wellenleiter mit einem Querschnitt in etwa gleich der Fläche des Diffusors bilden.

Das Labyrinth unterscheidet sich vom Bassreflex in erster Linie durch einen weniger "resonanten" (dh nicht bei einer bestimmten Frequenz akzentuierten) Klang. Die relativ geringe Geschwindigkeit und Laminarität der Luftbewegung in einem breiten Wellenleiter verhindert das Auftreten von Turbulenzen, die, wie wir uns erinnern, unerwünschte Obertöne erzeugen. Außerdem ist der Treiber in diesem Fall kompressionsfrei, was die Resonanzfrequenz erhöht, da seine Rückstrahlung praktisch auf keine Hindernisse stößt.

Schema zur Berechnung des Falls auf dbdynamixaudio.com

Es wird angenommen, dass akustische Labyrinthe weniger Probleme mit stehenden Wellen in einem Raum verursachen. Bei kleinsten Fehleinschätzungen in der Konstruktion oder Herstellung können jedoch im Hohlleiter selbst stehende Wellen entstehen, der im Gegensatz zu einem Phaseninverter eine viel komplexere Resonanzstruktur aufweist.

Generell muss gesagt werden, dass eine kompetente Berechnung und genaue Abstimmung des Akustiklabyrinths sehr schwierige und zeitaufwändige Prozesse sind. Aus diesem Grund findet man diese Art von Gehäuse nur selten und nur in Lautsprechern mit sehr ernstem Preisniveau.

Akustisches Labyrinth

Vorteile: Nicht nur gute Ansprache, sondern auch hohe tonale Basstreue.

Nachteile: Ernste Größe, sehr hohe Komplexität (Lesekosten) bei der Erstellung einer ordnungsgemäß funktionierenden Struktur.

Hey, auf der Fähre!

Der Schrei ist die älteste und vielleicht auch die provokativste Art der akustischen Gestaltung. Es sieht cool aus, wenn nicht sogar unverschämt, klingt hell und manchmal ... In alten Filmen rufen sich die Helden manchmal etwas in ein Megaphon zu, und die charakteristische Farbgebung eines solchen Klangs ist sowohl im Musical längst zu einem Meme geworden und filmische Welten.

Avantgarde Acoustics Trio mit 2,25m Basshorn XD Niederfrequenzhorn

Natürlich ist die aktuelle Akustik weit von einem Blechtrichter mit Griff entfernt, aber das Funktionsprinzip ist immer noch das gleiche - das Horn erhöht den Widerstand der Luftumgebung, um dem relativ hohen mechanischen Widerstand des Bewegungssystems des Lautsprechers besser gerecht zu werden . Dadurch erhöht sich seine Effizienz und gleichzeitig wird eine klare Richtwirkung der Strahlung gebildet. Im Gegensatz zu allen zuvor beschriebenen Konstruktionen wird das Horn am häufigsten in Hochfrequenz-Lautsprecherverbindungen verwendet. Der Grund ist einfach - sein Querschnitt nimmt exponentiell zu und je niedriger die reproduzierbare Frequenz, desto größer sollte der Auslass sein - bereits bei 60 Hz wird eine Glocke mit einem Durchmesser von 1,8 m benötigt.Es ist klar, dass dies Monströse Designs eignen sich eher für Stadionkonzerte, wo sie wirklich regelmäßig zu finden sind.

Der Haupttrumpf der Anhänger der Hornwiedergabe besteht darin, dass die akustische Verstärkung es ermöglicht, bei gegebener Schallleistung den Membranweg zu reduzieren, dh die Empfindlichkeit zu erhöhen und die musikalische Auflösung zu verbessern. Ja, ja, noch einmal eine Anspielung auf die Besitzer von Einhubrohren. Darüber hinaus können die Buchsen bei kompetenter Berechnung die Rolle von akustischen Filtern übernehmen, den Klang außerhalb ihres Bandes abrupt abschneiden und ermöglichen, sich auf das Einfachste zu beschränken und daher minimale Verzerrungen, elektrische Frequenzweichen einzuführen und manchmal sogar darauf zu verzichten Ihnen.

Realhorns Systeme – besondere Akustik für besondere Anlässe

Skeptiker hingegen werden nicht müde, an die charakteristische Hornfärbung, die sich besonders im Gesang bemerkbar macht, zu erinnern und ihr einen charakteristischen nasalen Ton zu verleihen. Es ist wirklich nicht einfach, dieses Ärgernis zu überwinden, obwohl es, gemessen an der Spielweise der besten High-End-Hörner, ziemlich realistisch ist.

Schreien

Vorteile: Hohe akustische Effizienz, das bedeutet ausgezeichnete Empfindlichkeit und gute musikalische Auflösung des Systems.

Nachteile: Typische schwer zu entfernende Klangverfärbungen, unkindliche Größen mittlerer und noch mehr tieffrequenter Strukturen.

Kreise auf dem Wasser

Mit dieser Analogie lässt sich am einfachsten die Natur der Abstrahlung von Gegenperture-Akustiksystemen beschreiben, die erstmals in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts in der Sowjetunion entwickelt wurden. Das Funktionsprinzip ist nicht trivial: Ein Paar identischer Lautsprecher wird so montiert, dass sich ihre Diffusoren in einer horizontalen Ebene gegenüberliegen und sich symmetrisch bewegen, wobei der Luftspalt entweder komprimiert oder erweitert wird. Dadurch entstehen kreisförmige Luftwellen, die gleichmäßig in alle Richtungen divergieren. Darüber hinaus werden die Eigenschaften dieser Wellen bei ihrer Ausbreitung auf ein Minimum verzerrt und ihre Energie nimmt langsam ab - proportional zur Entfernung und nicht wie bei herkömmlichen Lautsprechern zu ihrem Quadrat.

Duevel Sirius kombiniert Horn- und Gegenöffnungsdesign

Neben Reichweite und zirkularer Richtwirkung sind Gegenapertursysteme wegen ihrer überraschend breiten vertikalen Abstrahlung (ca. 30 Grad gegenüber den üblichen 4-8 Grad) sowie des Fehlens des Doppler-Effekts interessant. Bei Lautsprechern äußert es sich in Signalschwebungen, die durch eine ständige Änderung des Abstands von der Schallquelle zum Hörer aufgrund der Schwingungen des Konus entstehen. Es stimmt, die echte Hörbarkeit dieser Verzerrungen sorgt immer noch für viele Kontroversen.

Durch die gegenseitige Durchdringung konzentrischer Schallfelder des rechten und linken Lautsprechers entsteht eine sehr flächige und gleichmäßige Surround-Zone, dh die Frage der exakten Positionierung des Lautsprechers relativ zum Hörer wird irrelevant.

Bozen Villetri, italienisch-russische gegenperturale Akustik

Charakteristisch für die Gegenöffnung ist, dass der Klang, der aus nahezu allen Richtungen zum Hörer kommt, zwar eine beeindruckende Präsenzwirkung erzeugt, aber keine vollständige Information über die Klangbühne vermitteln kann. Daher die Geschichten der Zuhörer über das Gefühl eines durch den Raum fliegenden Klaviers und andere Wunder virtueller Räume.

Gegenöffnung

Vorteile: Ein weites Feld effektiver Surround-Wahrnehmung, naturalistische Klangfarben durch den nicht trivialen Einsatz von akustischen Welleneffekten.

Nachteile: Der akustische Raum unterscheidet sich merklich von der Klangbühne, die man sich bei der Aufnahme eines Tonträgers vorstellt.

Und andere...

Wenn Sie meinen, diese Liste der Gestaltungsmöglichkeiten für Lautsprecher sei erschöpft, dann unterschätzen Sie die Designbegeisterung der Elektroakustik maßlos. Ich habe nur die beliebtesten Lösungen beschrieben und einen nahen Verwandten des Labyrinths hinter den Kulissen hinterlassen - eine Übertragungsleitung, einen Bandresonator, ein Gehäuse mit einer akustischen Impedanzplatte, Lastrohre ...

Der Nautilus von Bowers & Wilkins ist einer der ungewöhnlichsten, teuersten und angesehensten Lautsprecher, die es gibt. Ausführungsart - Lastrohre

Eine solche Exotik ist selten, aber manchmal materialisiert sie sich in einer Konstruktion mit einem wirklich einzigartigen Klang. Und manchmal nicht. Die Hauptsache ist, nicht zu vergessen, dass Meisterwerke wie Mittelmäßigkeit in allen Designs zu finden sind, egal was die Ideologen einer bestimmten Marke sagen.

Basierend auf Materialien aus dem Magazin "Stereo & Video", Juni 2016