Skomplikowany urok - część 2

Historia T+A rozpoczęła się od linii energetycznych, które wiele lat temu fascynowały projektantów. Później zostały zmarginalizowane, dlatego co kilka lat widujemy tego typu obudowy, a to z kolei pozwala przypomnieć sobie zasadę ich działania.

Nie wszystkie konstrukcje T+A (głośników) były i są oparte na wydajności. linia przesyłowaJednak nazwa serii Criterion na zawsze kojarzy się z tym rozwiązaniem, udoskonalanym przez firmę od 1982 roku. W każdej generacji były to całe serie z potężnymi flagowymi modelami, znacznie większymi niż dzisiaj, ale jak wymarły największe dinozaury. Widzieliśmy więc konstrukcje z dwoma głośnikami niskotonowymi 30 głośników, obwodami cztero-, a nawet pięciodrożnymi (TMP220), obudowy z nietypowymi obwodami akustycznymi, także z niskotonowymi umieszczonymi wewnątrz (między komorą z otworem lub komorą zamkniętą a długim labiryntem - na przykład TV160).

W tym temacie – labiryncie różnych wersji linii zasilających – projektanci T+A nie posunęli się tak daleko, jak żaden inny producent. Jednak pod koniec lat 90-tych rozwój w kierunku dalszych komplikacji wyhamował, modny stał się minimalizm, systematycznie proste konstrukcje zdobywały zaufanie audiofilów, a „przeciętny” nabywca przestał zachwycać się wielkością głośników, a coraz częściej szukał czegoś smukły i elegancki. Nastąpił zatem pewien regres w konstrukcji głośników, częściowo wynikający ze zdrowego rozsądku, częściowo wynikający z nowych wymagań rynku. Zmniejszono wymiary, zdolność przełajową i układ wewnętrzny budynków. T+A nie porzuciło jednak koncepcji ulepszenia linii energetycznej – jest to swego rodzaju zobowiązanie wywodzące się z tradycji serii Criterion.

Jednakże ogólna koncepcja obudowy głośnika działającej jako linia transmisyjna nie jest projektem T+A. Pozostaje oczywiście dużo starszy.

Wyidealizowana koncepcja linii przesyłowej obiecuje akustyczny raj na ziemi, ale w praktyce powoduje poważne, niepożądane skutki uboczne, z którymi trudno sobie poradzić. Nie rozwiązują problemów popularne programy do modelowania – nadal trzeba zastosować trudne metody prób i błędów. Taki problem raczej zniechęcił większość producentów poszukujących opłacalnych rozwiązań, choć nadal przyciąga wielu hobbystów.

T+A nazywa swoje najnowsze podejście do linii energetycznych KTL (). Producent publikuje również sekcję dotyczącą przypadków, która jest łatwa do wytłumaczenia i zrozumienia. Pomijając niewielką komorę średniotonową, która oczywiście nie ma nic wspólnego z linią transmisyjną, połowę całej objętości obudowy zajmuje komora utworzona bezpośrednio za obydwoma głośnikami niskotonowymi. Jest „połączony” z tunelem prowadzącym do wylotu i jednocześnie tworzy krótszy ślepy zaułek. I wszystko jest jasne, chociaż ta kombinacja pojawia się po raz pierwszy. To nie jest klasyczna linia transmisyjna, a raczej inwerter fazowy – z komorą o pewnej podatności (zawsze zależnej od powierzchni, która jest na niej „zawieszona”, czyli w stosunku do powierzchni otworu prowadzącego do tunelu) i tunel z określoną masą powietrza.

Te dwa elementy tworzą obwód rezonansowy o ustalonej (masą i podatnością) częstotliwości rezonansowej - tak jak w falowniku. Jednak charakterystyczne jest to, że tunel jest wyjątkowo długi i ma duży przekrój jak na inwerter faz - co ma zarówno zalety jak i wady, dlatego rozwiązanie to nie jest stosowane w typowych inwerterach faz. Zaletą jest duża powierzchnia, która zmniejsza prędkość przepływu powietrza i eliminuje turbulencje. Ponieważ jednak znacznie zmniejsza podatność, wymaga zwiększenia masy tunelu ze względu na jego wydłużenie w celu ustalenia wystarczająco niskiej częstotliwości rezonansowej. A długi tunel jest wadą inwertera fazowego, ponieważ powoduje pojawienie się rezonansów pasożytniczych. Jednocześnie tunel w CTL 2100 nie jest na tyle długi, aby spowodować pożądane przesunięcie fazowe najniższych częstotliwości, jak w klasycznej linii transmisyjnej. Sam producent porusza tę kwestię, stwierdzając, że:

„Linia transmisyjna ma ogromne zalety w porównaniu z systemem bass-reflex, ale wymaga niezwykle zaawansowanej konstrukcji (...), ścieżka dźwięku za głośnikami niskotonowymi (w linii transmisyjnej) musi być bardzo długa – jak organy – w przeciwnym razie niskie częstotliwości będą nie powstać.”

To naprawdę ciekawe, że przy sporządzaniu takiej deklaracji producent nie tylko jej nie przestrzega, ale publikuje materiał (sekcja przypadku) potwierdzający tę rozbieżność. Na szczęście niskie częstotliwości będą generowane tylko dzięki działaniu nie linii transmisyjnej, a po prostu opóźnionego systemu bass-reflex, który „na swój sposób” wprowadza korzystne przesunięcia fazowe, nie wymagając tunelu o długości skorelowanej z oczekiwaną częstotliwością odcięcia – zależy to od innych parametrów systemu, głównie od częstotliwości rezonansowej Helmholtza podyktowanej podatnością i masą. Znamy te ogrodzenia (również wyrenderowane jako linie energetyczne, co czyni je bardziej efektownymi), ale faktem jest, że T + A dodał do tego coś jeszcze - ten sam krótki martwy kanał, którego nie było tu od czasu parady.

Kanały takie spotyka się także w obudowach z liniami transmisyjnymi, jednak są one bardziej klasyczne, bez kamery komunikacyjnej. Powodują, że fala odbita od kanału ślepego cofa się w fazie, kompensując niekorzystne rezonanse kanału głównego, co może mieć sens również w przypadku systemu bass reflex, gdyż w nim również powstają rezonanse pasożytnicze. Pogląd ten potwierdza obserwacja, że ​​kanał ślepy jest o połowę krótszy od głównego i jest to warunek takiej interakcji.

Podsumowując, nie jest to linia transmisyjna, co najwyżej inwerter fazowy o pewnym rozwiązaniu, znanym z niektórych linii transmisyjnych (i nie mówimy o dłuższym kanale, tylko o krótszym). Ta wersja inwertera faz jest zarówno oryginalna, jak i ma swoje zalety, zwłaszcza gdy system wymaga długiego tunelu (niekoniecznie tak dużego przekroju).

Pewną wadą tego rozwiązania, w proporcjach sugerowanych przez T+A (dla tunelu o tak dużym przekroju), jest to, że system tuneli zajmuje około połowy całkowitej objętości obudowy, co często zmusza projektantów do w celu uzyskania najlepszych rezultatów ogranicz rozmiar konstrukcji do wartości poniżej wartości optymalnej (przy użyciu stałych głośników).

Można więc stwierdzić, że T+A również ma dość linii transmisyjnej i wymyśla obudowy, które faktycznie pełnią funkcję bas-refleksu, ale wciąż mogą pretendować do szlachetnych linii. Tunel przechodził przez dolną ścianę, dlatego potrzebne były dość wysokie (5 cm) kolce, aby zapewnić swobodny rozkład ciśnienia. Ale to też rozwiązanie znane… z bas-refleksu.

Linia przesyłowa w skrócie

Za głośnikami niskotonowymi mamy dużą komorę i dopiero stamtąd wychodzą tunele – jeden krótszy, zamykany na końcu, drugi dłuższy, z wyjściem w dolnej ściance.

Punktem wyjścia dla obudowy linii przesyłowej było stworzenie idealnych warunków akustycznych do tłumienia fali z tyłu membrany. Obudowa tego typu musiała być układem nierezonansowym, ale tylko w celu izolowania energii od tylnej strony membrany (której nie można było „po prostu” pozwolić na swobodne promieniowanie, ponieważ była w fazie z przednią stroną membrany). . ).

Ktoś powie, że odwrotna strona membrany promieniuje swobodnie w otwarte przegrody... Tak, ale korekcję fazową (przynajmniej częściowo i w zależności od częstotliwości) zapewnia tam szeroka przegroda różnicująca odległość po obu stronach membrany membrana do słuchacza. Ze względu na utrzymujące się duże przesunięcie fazowe pomiędzy promieniowaniem z obu stron membran, zwłaszcza w najniższym zakresie częstotliwości, wadą otwartej przegrody jest niska sprawność. W falownikach fazy tylna strona membrany pobudza obwód rezonansowy obudowy, którego energia jest wypromieniowana na zewnątrz, ale ten układ (tzw. rezonator Helmholtza) również przesuwa fazę, tak że w całym zakresie rezonans częstotliwość obudowy jest wyższa, faza promieniowania przedniej strony membrany głośnika i otworów jest wyższa - mniej kompatybilna.

Wreszcie zamknięta obudowa to najłatwiejszy sposób na zamknięcie i stłumienie energii z tyłu membrany, bez jej użycia, bez uszczerbku dla odpowiedzi impulsowej (wynikającej z obwodu rezonansowego obudowy bas-refleksu). Jednak nawet tak teoretycznie proste zadanie wymaga staranności - fale emitowane wewnątrz obudowy uderzają w jej ścianki, wprawiają je w drgania, odbijają się i tworzą fale stojące, wracają na membranę i wprowadzają zniekształcenia.

Teoretycznie lepiej by było, gdyby głośnik mógł swobodnie „przenosić” energię z tylnej części membrany do zestawu głośnikowego, który wytłumiłby ją całkowicie i bez problemów – bez „sprzężenia zwrotnego” do głośnika i bez wibracji ścianki obudowy . Teoretycznie taki układ stworzy albo nieskończenie duże ciało, albo nieskończenie długi tunel, ale… to praktyczne rozwiązanie.

Wydawało się, że odpowiednio długi (ale gotowy), wyprofilowany (lekko zwężający się ku końcowi) i wytłumiony tunel spełni te wymagania w stopniu co najmniej zadowalającym, sprawdzając się lepiej niż klasyczna obudowa zamknięta. Ale to również okazało się trudne do zdobycia. Najniższe częstotliwości są tak długie, że nawet kilkumetrowa linia przesyłowa prawie nigdy ich nie zagłusza. Oczywiście, jeśli nie „przesypiemy” go materiałem tłumiącym, co pogorszy osiągi pod innymi względami.

Powstało więc pytanie: czy linia przesyłowa powinna kończyć się na końcu, czy pozostawić ją otwartą i uwolnić docierającą do niej energię?

Prawie wszystko opcje linii energetycznej - zarówno klasyczne, jak i specjalne - posiadają otwarty labirynt. Jest jednak co najmniej jeden bardzo ważny wyjątek – przypadek oryginalnego czarno-białego Nautilusa z zamkniętym na końcu labiryntem (w postaci muszli ślimaka). Jest to jednak pod wieloma względami specyficzna struktura. W połączeniu z głośnikiem niskotonowym o bardzo niskim współczynniku jakości, charakterystyka przetwarzania spada płynnie, ale bardzo wcześnie, aw takiej surowej formie w ogóle się nie nadaje - trzeba to skorygować, podbić i wyrównać do oczekiwanej częstotliwości, co odbywa się za pomocą aktywnej zwrotnicy Nautilus.

W otwartych liniach przesyłowych większość energii emitowanej przez tył membrany gaśnie. Działanie linii częściowo służy jej wytłumieniu, co jednak okazuje się nieskuteczne, a częściowo – a zatem nadal ma sens – przesunięciu fazowemu, dzięki któremu fala może być emitowana, przynajmniej w niektórych zakresach częstotliwości , w fazie w przybliżeniu odpowiadającej promieniowaniu fazowemu z przedniej strony membrany. Istnieją jednak zakresy, w których fale z tych źródeł wydają się prawie przesunięte w fazie, dlatego w wynikowej charakterystyce pojawiają się słabe punkty. Uwzględnienie tego zjawiska jeszcze bardziej skomplikowało konstrukcję. Należało skorelować długość tunelu, rodzaj i lokalizację tłumienia z zasięgiem głośnika. Okazało się również, że w tunelu mogą występować rezonanse półfalowe i ćwierćfalowe. Poza tym linie transmisyjne zlokalizowane w obudowach o typowych proporcjach głośnikowych, nawet jeśli są duże i wysokie, muszą być „skręcone”. Dlatego przypominają labirynty – a każda część labiryntu może generować własne rezonanse.

Rozwiązanie niektórych problemów poprzez dalsze komplikowanie sprawy rodzi inne problemy. Nie oznacza to jednak, że nie można osiągnąć lepszych wyników.

W uproszczonej analizie uwzględniającej jedynie stosunek długości labiryntu do długości fali, dłuższy labirynt oznacza dłuższą długość fali, przesuwając w ten sposób korzystne przesunięcie fazowe w kierunku niższych częstotliwości i poprawiając jego charakterystykę. Na przykład najbardziej wydajne wzmocnienie 50 Hz wymaga labiryntu o długości 3,4 m, ponieważ połowa fali 50 Hz przebędzie tę odległość i ostatecznie opuści tunel i będzie emitowana w fazie z przednią stroną membrany. Jednakże przy częstotliwości dwukrotnie większej (w tym przypadku 100 Hz) cała fala utworzy się w labiryncie, więc sygnał wyjściowy będzie promieniował w fazie dokładnie przeciwnej do przedniej strony membrany.

Konstruktor tak prostej linii transmisyjnej stara się dopasować długość i tłumienie w taki sposób, aby wykorzystać efekt wzmocnienia i zniwelować efekt tłumienia – trudno jednak znaleźć kombinację, która znacznie lepiej tłumi dwukrotnie wyższe częstotliwości . Co gorsza, walka z falami, które wywołują „antyrezonanse”, czyli załamuje się na wynikowej charakterystyce (w naszym przykładzie w okolicach 100 Hz), z jeszcze większym tłumieniem, często kończy się pyrrusowym zwycięstwem. To tłumienie jest zmniejszone, chociaż nie wyeliminowane, ale przy najniższych częstotliwościach wydajność jest również znacznie utracona z powodu tłumienia innych i pod tym względem użytecznych efektów rezonansowych, które występują w tym złożonym obwodzie. Biorąc je pod uwagę w bardziej zaawansowanych konstrukcjach, długość labiryntu należy odnieść do częstotliwości rezonansowej samego głośnika (fs), aby uzyskać efekt reliefu w tym zakresie.

Okazuje się, że wbrew początkowym przypuszczeniom o braku wpływu linii transmisyjnej na głośnik, jest to system akustyczny, który ma sprzężenie zwrotne z głośnika nawet w większym stopniu niż zamknięta obudowa i podobny bass reflex – chyba że oczywiście zagłuszacie labirynt, ale w praktyce takie obudowy brzmią bardzo cienko.

Wcześniej konstruktorzy stosowali różne „sztuczki” do tłumienia antyrezonansów bez mocnego tłumienia – czyli przy pomocy skutecznego promieniowania niskoczęstotliwościowego. Jednym ze sposobów jest utworzenie dodatkowego „ślepego” tunelu (o długości ściśle związanej z długością głównego tunelu), w którym fala o określonej częstotliwości będzie odbijana i biegła na wyjście w takiej fazie, aby skompensować niekorzystne przesunięcie fazowe fali prowadzące do wyjścia bezpośrednio z głośnika.

Inną popularną metodą jest utworzenie za głośnikiem komory „sprzęgającej”, która będzie działać jak filtr akustyczny, wpuszczając najniższe częstotliwości do labiryntu i zatrzymując wyższe. Jednak w ten sposób powstaje system rezonansowy z wyraźnymi cechami bas-refleksu. Taką obudowę można interpretować jako bass-refleks z bardzo długim tunelem o bardzo dużym przekroju. Do obudów pełniących funkcję bass reflex teoretycznie odpowiednie będą głośniki o niskim współczynniku (Qts), a do idealnej, klasycznej linii transmisyjnej, która nie wpływa na głośnik - wysokie, nawet wyższe niż w obudowach zamkniętych.

Zdarzają się jednak ogrodzenia o „konstrukcji” pośredniej: w pierwszej części labirynt ma wyraźnie większy przekrój niż w kolejnej, więc można go uznać za komorę, ale niekoniecznie... Kiedy labirynt jest wyciszony, straci swoje właściwości bass-refleksu. Możesz użyć większej liczby głośników i umieścić je w różnych odległościach od gniazdka. Można wykonać więcej niż jedno gniazdo.

Tunel można także poszerzyć lub zwęzić w stronę wyjścia...

Nie ma oczywistych zasad, prostych przepisów, nie ma gwarancji sukcesu. Przed nami jeszcze więcej zabawy i eksploracji – dlatego linia nadawcza nadal jest tematem dla entuzjastów.

Zobacz także: