- This topic has 35 replies, 2 voices, and was last updated November 5, 2021 at 13:35 by
.
-
Posts
-
Sunku patikėti, kad berilio membranos atsirado prieš 44 metus…
Du Japonijos milžinai – Pioneer ir Yamaha suprato užčiuopę galimybę pagaminti “tobulas” membranas. 1974-aisiais pasirodė Yamaha NS-1000M (Natural Sound 1000 Monitor) su kupoliniais AD ir VD beriliniais garsiakalbiais. Vėliau sekė NS-2000, bet reikėjo laiko, kol kiti buitinių AS gamintojai pasivijo ir pradėjo gaminti berilinius aukštadažnius. Prancūzų JMLab berilinį AD kupolinį sukonstravo po maždaug 20 metų, o 1995-aisiais pasirodė Focal Grande Utopia 4 juostų kolonėlės.
Pioneer laboratorijose berilio pritaikymo tyrinėjimai pradėti seniai. Šią super-medžiagą nuspręsta panaudoti didelio jautrio kolonėlių-monitorių gamyboje. Projektas startavo 1975-aisiais, kai iš JAV į Pioneer buvo priviliotas konstruktorius Bart Locanthi. Japonai turėjo aukštos klasės garsiakalbių konstruktorių, tačiau Bartas L. atėjo su vertinga didžiųjų kompresinių garsiakalbių konstravimo patirtimi iš JBL. Pioneer įregistravo atskirą profesionalios aparatūros konstravimo padalinį Technical Audio Devices (TAD) ir 1978-aisiais rinkoje pasirodė kompresinis draiveris TAD TD-4001. Po jo sekė visa serija berilinių kompresinių draiverių, bet TD-4001 iki šiol lieka nepralenkiamas didžiųjų profesionalių draiverių srityje.
Berilį Pioneer buvo pritaikę juostinių (ribbon) super-AD garsiakalbių gamyboje, kai 1982-aisiais pasirodė PT-R7III. Netrukus ši buitinių garsiakalbių konstravimo sritis buvo sustabdyta ir dėmesys sukoncentruotas į profesionalius kompresinius garsiakalbius su gryno berilio membranomis.
TAD sukonstravo įprastos konstrukcijos berilinį koaksialinį VD-AD garsiakalbį, tinkantį 3-juostėms kolonėlėms ir pradėjo aukštos klasės buitinių kolonėlių gamybą.
Koaksialinio berilinio CST garsiakalbio schema paveikslėlyje:
Berilio membranų gamyba sudėtinga. Galimybės supaprastinti ir atpiginti membranas atsirado sukūrus štampavimo technologiją. Čia lyderiauja amerikiečių Materion Truextend. Štampuotos berilio membranos taip pat brangios, bet vis daugiau buitinių AS gamintojų aukščiausios serijos kolonėlėse matome berilį.
Kanadiečių Paradigm išleido Persona kolonėlių seriją, kurioje VD atkuria 18 cm dydžio berilinis garsiakalbis. Mažiausiose lentyninėse Persona B abu garsiakalbiai beriliniai. Sudėtingiausios konstrukcijos Persona 9H panaudoti tie patys AD ir VD garsiakalbiai, o žemuosius atkuria keturi 21,5 cm dydžio didelės eigos diferencialiniai žemadažniai. Šiose kolonėlėse sumontuoti stiprintuvai ir kambario modų mažinimo įrenginys.
Persona 9H parametrai:
6-driver, 3-1/2 way hybrid floorstander with active-bass acoustic suspension
Crossover: Third-order electro-acoustic at 2.4kHz (tweeter/mid), third-order at 400Hz (mid/front bass), second-order at 200Hz (rear bass)
Amplifier: Each woofer pair is powered by a separate DSP-controlled 700W RMS amplifier
Room correction: Anthem Room Correction, with included calibrated microphone
Frequency response: On-axis, ±2dB from 19Hz–45kHz; 30° off-axis, ±2dB from 19Hz–20kHz
Drivers: 1″ beryllium dome tweeter; 7″ beryllium mid/bass; four 8-1/2″ woofers
Sensitivity: Room/Anechoic, 96dB/93dB
Impedance: Compatible with 8 ohms
Suitable amplifier power range: 15–500 watts
Maximum input power: 400 watts
Dimensions: 11.875″ x 51.75″ x 20.5″
Weight: 190 lbs.
Price: $35,000 per pair
Paradigm didelės eigos diferencialinės konstrukcijos žemadažnių schema:
Darosi įdomu stebėti, kai po dešimtmečius trukusio burnojimo ant ruporų, didelio jautrio tas su ruporais kolonėles apžvalgininkai ima į glėbį. Atsakymas paprastas – mažosios yra kolonėlių gamintojų pagrindinė produkcija, o jas reikia parduoti. Mažosios kolonėlės vis didėjo ir brango, nors garso kokybės rezervas buvo seniai išsemtas. Dar daugiau – tos didžiosios AS su daugybe garsiakalbių ir sudėtingais filtrais įrašus atkuria prasčiau negu pagal akustikos mokslą sukonstruotos trijuostės su 12″ žemadažniais.
Paskutinį dešimtmetį buitinių AS rinkoje matome vis daugiau kolonėlių su ruporais. Gamintojai priversti ieškoti naujų sprendimų garso kokybei pagerinti. Prisiminta seniai ištyrinėti ruporai, bet iki teisingo jų panaudojimo laukia ilgas kelias…Styvas Gutenbergas yra patyręs apžvalgininkas. Išklausiau paskutinį jo žodį apie ruporines kolonėles. Ne viskas tvarkingai sudėliota, nepaminėta ruporinių kolonėlių sklaidos svarba. Tai mažina pasisakymo vertę, bet gal dar reikia laiko?
Kviečiu paklausyti ką papasakojo Steve Guttenberg.
Apžvelkime pagrindines GAS struktūras.
Populiariausios yra pasyvinės. Kadangi dažnių filtras yra kolonėlės viduje, AS galima pajungti prie bet kokio stiprintuvo (1 pav. žemiau).
Kartais stiprintuvai būna kolonėlėse. Tokia struktūra plačiai naudojama koncertinėse kolonėlėse. Dauguma kompiuterinių AS taip pat tokios struktūros. Dviejų kanalų galios stiprintuvas ir maitinimo šaltinis dažniausiai būna vienoje iš stereo komplekto kolonėlių (2 pav.).
Aktyvinės GAS būna skirtingų struktūrų. Pagrindinės būtų šios:
– su analoginiais arba DSP filtrais. Studijų monitoriai, High-end, įgarsinimo ir koncertinės audio sistemos;
– su filtrais ir stiprintuvais viduje AS arba išorėje. Studijų monitoriai, High-end ir koncertinės sistemos;
– analoginės aktyvinės su papildomais skaitmeniniais įėjimais. Studijų monitoriai;
– DSP aktyvinės. Studijų monitoriai, High-end;
– reguliuojamos/valdomos DSP aktyvinės. Studijų monitoriai ir koncertinės sistemos.
Bendras ypatumas – aktyvinėse GAS yra keli galios stiprintuvai, o jų reikia tiek, kiek dažnių juostų turi filtras.
Rečiau naudojamų aktyvinių GAS schemų su skaitmeniniais įėjimais dabar neapžvelgsime.
Daugiajuostėse AS kartais naudojama pusiau-aktyvinė struktūra, kai žemiausiųjų dažnių modulis atskiriamas į atskirą aktyvinį kanalą su galingu stiprintuvu. VD ir AD moduliams naudojamas atitinkamas aktyvinio filtro išėjimas ir kitas stiprintuvas, kolonėlėse paliekant pasyvinį VD-AD filtrą. Tai palyginti populiari aktyvinių GAS struktūra, leidžianti pagerinti garso kokybę, bet nereikalaujanti atskiro stiprintuvo kiekvienai AS dažnių juostai.
Pasvarstykime kokių tikslų siekia gerų kolonėlių konstruktorius, o taip pat muzikos mylėtojas.
Tikslą galima užrašyti vienu sakiniu – klausymosi vietoje kolonėlės turi spinduliuoti tokį patį akustinį signalą, koks buvo elektrinis signalas stiprintuvo išėjime.
Idealių kolonėlių techninių savybių sąrašas būtų maždaug toks:
– glotni (tolygi) dažninė charakteristika atviroje erdvėje;
– AS turi atkurti žemiausius muzikos įrašų dažnius;
– maksimalus SPL (garsumas) turi tenkinti AS paskirtį;
– garso sklaida turi būti kontroliuojama (tolygi);
– nėra iškraipymų;
– neužvėlina garso (no latency) ir grupinio vėlinimo charakteristika yra plokščia;
– AS neturi skleisti triukšmų;
– tvirta, ilgaamžė ir tinkama vartotojui konstrukcija.Akivaizdu, kad viską sutalpinti į vieną projektą neįmanoma. Kuo daugiau savybių įtrauksime, tuo GAS bus brangesnė, kolonėlės didesnės ir sunkesnės.
Konstruktorius renkasi tokias medžiagas ir technologijas, kad produkto kaina tilptų į nustatytas ribas. Štai kodėl rinkoje tiek daug įvairiausių konstrukcijų. Gali nutikti ir taip, kad konkrečioms vartojimo sąlygoms geros AS gali tapti blogomis. Kitaip sakant, vartotojas taip pat turi rinktis atsakingai, nes nuo jo priklauso ar gaminio charakteristikos galės būti realizuotos.Visakryptės kolonėlės tinka labai didelėms erdvėms. Nors tai yra tolygios sklaidos AS, su visakryptėmis įprastame kambaryje bus daug garso atspindžių ir įrašytos muzikinės scenos atkurti nepavyks.
Visakryptės Duevel Sirius:Dinaminis garsiakalbis veikia analogiškai kaip dinaminis mikrofonas, tik atvirkščiai: padavus kintamos srovės signalą į ritę, garsiakalbio membranos virpėjimas generuoja garsą.
Tipinio dinaminio garsiakalbio pjūvis paveikslėlyje (paėmiau iš http://www.flexunits.com):
Diskusijose apie kolonėlių korpusų vibracijas kartais teigiama, kad žemųjų dažnių modulio sienelių vibracijų spektras nėra ir negali būti platesnis už ŽD garsiakalbio darbo spektrą. Mano patirtis kitokia – žemadažnio garsiakalbio smūginės vibracijos yra stimulas AS korpuso panelėms virpėti savais rezonansais ir atsirasti kombinaciniams aukštesnių dažnių virpesiams.
Paveikslėlyje studijinių artimojo lauko 2-juosčių monitorių išmatuota vibracijų dažninė, kai akselerometras pritvirtintas prie AS šoninės panelės (raudona kreivė) arba prie priekio panelės (mėlyna). Visuose matavimuose garsumas buvo 90 dBA @ 0.8m. Buvo svarbūs santykiniai dydžiai, todėl vibracijų amplitudžių reikšmės nekalibruotos:
ŽD skyrimo dažnis – 2 kHz (24 dB/okt. filtrai). Lentyninių monitorių korpusas iš tvirto MDF kompozito su spec. slopinimo medžiaga (adiabatic foam) viduje. Vibracijų spektre matome daug korpuso elementų rezonansų ir suminių kombinacijų.Kitame paveikslėlyje Genelec 8350A SAM monitorių vibracijų spektras, kai akselerometras pritvirtintas prie AS priekio viduryje tarp garsiakalbių (juoda spalva) arba netoli šono vidurio (raudona):
Genelec korpusai išlieti iš aliuminio lydinio su stangrumo briaunomis ir akustiniu slopinimu viduje.Konstruodamas sistemą Nida atlikau vibracijų tyrinėjimus specialiame stende. Geriausių rezultatų pavyko pasiekti storą antivibracinį sluoksnį fiksuojant prie korpuso panelių, ant viršaus papildomai užklijavus aliuminio lakštą. Tokia konstrukcija sudaro fermą, plačiai naudojamą tiltų statyboje. Vibracijas pavyko sumažinti ~100 kartų (žalia spalva):
Korpuso vibracijos papildomai buvo mažinamos iš metalo kampuočių suvirintais kronšteinais ir vidinėmis korpuso pertvaromis.Kolonėlių priekinė panelė yra stipriausiai veikiama ŽD garsiakalbių vibracijų, todėl čia skiriamas didžiausias dėmesys; naudojamos storos panelės, garsiakalbiai tvirtinami per tarpines ir pan.
Nida kolonėlių priekio panelę sudaro 65 mm storio sudėtinė konstrukcija su antivibraciniu sluoksniu viduje.Paveikslėlyje Genelec 8260A monitorių ir Nida kolonėlių išmatuotos vibracijos, esant vienodam garso intensyvumui:
1. Kolonėlių korpuso vibracijos priklauso nuo muzikos spektro, nuo garsumo, nuo korpuso ir konstrukcijos.
2. Korpuso vibracijos spinduliuoja platesnį garso spektrą negu filtrais nustatytas ŽD garsiakalbių darbo spektras.
3. Didesnių korpusų vibracijas nuslopinti būna neproporcingai sunkiau.
4. Kolonėlių konstruktorius sprendžia kokybės, kainos, svorio, naudojamų medžiagų, antivibracinių priemonių ir estetikos kompromisinį uždavinį.
Iš kur atsiranda aukštesnių dažnių vibracijos, jei žemadažnis jų nespinduliuoja?
Modeliuojant mechaninį smūgį korpusui, reiktų vertinti, kad ŽD draiverio vibracijos yra ne harmoninis, o plačiajuostis-impulsinis poveikis. Tarkime, AS dirba iki 1 kHz. Tada membranos pajudėjimo iš ramybės padėties mechaninio impulso į AS korpusą trukmė kol pasiekiama 0,9 amplitudės reikšmė yra apie 0,2 ms. Vertinant filtrų slopinimą, žemadažnis dirbs iki 2 ar net iki 3 kHz ir mechaninių membranos (garsiakalbio korpuso) poveikių į kolonėlės korpusą impulsai bus atitinkamai trumpesni (~70 mikrosekundžių smūgiai).
Reikia nepamiršti, kad garso sklidimo greitis ore ir kietoje korpuso medžiagoje skiriasi; medyje garsas sklinda apie 10 kartų greičiau, todėl vibracijų ir akustiniai procesai atsiskiria ir vyksta katras sau.
AS korpusų vibracijos yra netiesiškesnės už kolonėlėse vykstančius akustinius procesus. Paprasčiau AS vibracijas būtų nagrinėti atsiejant nuo akustinės įtakos, nes garso įtaka korpusų vibracijoms yra mažareikšmė.Vėl prisiminiau marimbą, kur lentelės-rezonatoriai smūgiuojami plaktukais su veltiniu. Nors plaktukų smūgiai vienodi visoms instrumento lentelėms ir tie garso aktyvatoriai lėtaeigiai, aukščiausiai skambančioms instrumento lentelėms sužadinimo užtenka, kad jos virpėtų savais rezonansais, siekiančiais C7 natą.
- You must be logged in to reply to this topic.