Rinktis vienos, dviejų ar su daug dažnių juostų kolonėles?

Audiofilas Forums Akustikos inžinerija Akustika ir kolonėlės Rinktis vienos, dviejų ar su daug dažnių juostų kolonėles?

Viewing 3 posts - 1 through 3 (of 3 total)
  • Author
    Posts
  • #8963
    Belas
    Keymaster

      Pradėkime nuo paprasčiausios konstrukcijos plačiajuosčių FR (Full Range) sistemų su vienu garsiakalbiu. Tokioms sistemoms nereikalingi dažnių dalytuvai, o tai didžiausias privalumas. Kolonėlių dalytuvai dažnai vadinami filtrais, filtrai įneša iškraipymų ir bloginana AS kokybę. Kokybiškose FR kolonėlėse taip pat naudojami filtrai, jie gali būti sudėtingi, bet čia paskirtis yra dažninės ch-kos išlyginimas, o ne dažnių atskyrimas. FR turi trūkumą – vienas garsiakalbis negali dirbti visame muzikos dažnių ruože. Plačiajuosčių garsiakalbių dažninė nėra glotni, tačiau šį trūkumą konstruktoriai bando įveikti sudėtingomis korpusų konstrukcijomis ir korekciniais filtrais.

      Trumpai pažvelkime į FR realizacijas.
      Šiuolaikinės technologijos leido ištobulinti FR sistemas, todėl AS su plačiajuosčiais labai skiriasi nuo stacionariuose radijo imtuvuose pokario laikmečiu plačiai naudotas FR su vienu ar keliais plačiajuosčiais atviruose korpusuose. N. Pass projektas KLEINHORN tipo rupore būtų šiuolaikinių kolonėlių su plačiajuosčiais garsiakalbiais realizacija platesniam dažnių ruožui atkurti. Plačiau apie projektą čia.Kleinhorn                       Plačiajuosčiai KLEINHORN tipo ruporuose dažninei praplėsti.
      Nedaugeliui priimtina tokia FR gerinimo „kaina“: ruporo „burnos“ dydis 1,5×2 m, o visos sistemos gabaritai 3×1,7 m. Sistemai reikalinga speciali patalpa, norint pervežti viską reikėtų išardyti.

      • This topic was modified 2 weeks ago by Belas.
      #8980
      Belas
      Keymaster

        Tokio ruporo efektyvumas VD ir AD srityje liko toks, kokį turi sumontuotas plačiajuostis garsiakalbis. Iškraipymų lygis nepasikeitė. Dažninė prasiplėtė ŽD kryptimi, tačiau ŽD srityje dažninė palyginti netolygi. Ilgame 3 m rupore atsirado garso užvėlinimas. Nors pasirinktas palyginti aukštas (40 Hz)ruporo žemiausias darbo dažnis, gavosi didelės kolonėlės. Iš dalies konstrukciją galima sumažinti išnaudojant patalpos kampo “ruporą”, kurį sudaro kolonėlės ruporas, sienos ir grindys. Garso tembro išlyginimui buvo panaudoti korekciniai filtrai. Tokiai sistemai reikia didelio kambario, garso kokybė taip pat priklausys nuo pastatymo vietos. Kitame kambaryje sistema išsiderintų ir ją reikėtų iš naujo suderinti arba perkonstruoti.

        Kokių rezultatų pavyko pasiekti sistemos konstruktoriams?
        Sistema leido praplėsti žemųjų dažnių atkūrimą maždaug viena oktava. Kadangi tokiose sistemose naudojami garsiakalbiai su labai lengvomis membranomis ir stangriomis pakabomis, net nedidelių gabaritų plačiajuosčių garsiakalbių jautris būna palyginti didelis (apie 94 dB/W/m). Praplėtus ŽD atkūrimą ruporu, tokia FR sistema gali sužavėti daugelį muzikos mylėtojui.

        Ar sistema turi rezervų?
        Jautrį galima padidinti papildomai sukonstravus priekinį ruporą. Tokių teko matyti, tačiau jautrio padidinimas nebus ženklus.  Dar padidės sistemos dažninės netolygumas, o palyginti gležnas plačiajuostis negalės atlaikyti padidėjusį akustinį apkrovimą. Plačiajuostės sistemos maksimalus SPL gali siekti maždaug 107 dB – toks šiuolaikinių poreikių pilnai patenkinti negali. Kartais konstruktoriai FR sistemose sumontuoja papildomą aukštųjų dažnių garsiakalbį, naudoja subvuferį, bet tai bus nebe plačiajuostė, o daugiajuostė sistema.

        Matome, kad pagerinti galima tik tam tikrus FR sistemos parametrus, o kiti trūkumai – ribotas dinaminis diapazonas, palyginti prasta garso sklaida, dideli iškraipymai, apribota dažninė ch-ka išlieka. Inžineriškai minimalistinis  tipas su atbuliniu ruporu gali patikti garso atkūrimo sistemų (GAS) naudotojams, tačiau įrašų studijose tokio tipo kolonėlių nepamatysite.

        Išvados:
        – plačiajuostėms sistemoms nereikalingi dažnių dalytuvai;
        – sistemos su ruporais yra sudėtingos, gremėzdiškos ir brangios;
        – plačiajuostės AS negali užtikrinti šiuolaikinių muzikos įrašų atkūrimo reikalavimų.

        • This reply was modified 2 days, 14 hours ago by Belas.
        #8998
        Belas
        Keymaster

          Pratęsiant temą apie pasyvines AS, trumpai sustokime prie daugiajuosčių.

          Teoriškai kolonėlių dažninė charakteristika gali būti pagerinta (išlyginta), panaudojus kuo daugiau atitinkamoje dažnių juostoje dirbančių garsiakalbių. Tarkime, kiekvienas garsiakalbis skirtas vienai oktavai atkurti. Visam garso diapazonui atkurti kolonėlės būtų 10-juostės. Netgi panaudojus garsiakalbius su dideliu dažninės ch-kos netolygumu, 10-juostės sistemos bendroji dažninė galėtų būti glotni. Intermoduliaciniai iškraipymai irgi būtų nedideli, o AS modulių garso sklaida mažiau kintanti nei kolonėlių su mažai juostų. Deja, tik teoriškai. Praktiškai tektų spręsti neįveikiamas problemas; nepavyktų garsiakalbius išdėstyti arti viens kito, o daug dažnių dalytuvų nepataisomai išdarkytų garsą. Mažas skirtumas būtų, jei kalbėtume ir apie 5-juostes AS.

          Paminėsiu daugiajuosčių sistemų trūkumus.
          1. Maksimalus daugiajuostės sistemos jautris yra toks, kokį turi tos sistemos mažiausio jautrio garsiakalbis. Paprastai tai žemadažnė grandis. Kalbant apie kokybiškas sistemas, daugiajuostės sistemos jautris turėtų būti didesnis už 93 dB/W/m arba didesnis. Tuomet su praktiško galingumo stiprintuvais galime užtikrinti šiuolaikinių įrašų dinaminio diapazono atkūrimą. Reiškia, pirmosios oktavos (20 – 40 Hz) atkūrimui reikėtų naudoti labai didelį žemadažnį, turintį didelę ritę ir stangrią difuzoriaus pakabą. Preliminariai pasakysiu, kad būtų reikalingas ~100 cm. diametro garsiakalbis su 6“ (15 cm) dydžio rite. Arba keturi 15-18“ didelio jautrio žemadažniai.

          2. Dalytuvai būtų praktiškai nerealizuojami.
          Problema ta, kad daugiajuostėms sistemoms būtini selektyvūs (24 dB/okt) dažnių dalytuvai.  Pasyvinius 4-os eilės filtrus 40 Hz dažniui praktiškai neįmanoma pagaminti. Nesunku suskaičiuoti, kad dalytuvuose  būtų 72 reaktyviniai elementai (C ir L). Dar reikalingi rezistoriai (18 vnt) atskirų juostų jautriams suderinti. Vėl galite įvertinti, kokio sudėtingumo problema būtų pagaminti rites ir sumontuoti kondensatorius, kai filtro dažnis yra 40 ar 80 Hz. Dalytuvams būtų reikalingi tam tikrų nominalų tikslūs ir labai brangūs komponentai. Gaminant pasyvinius dalytuvus, 50 ar 500 Hz darbo dažnis turi didelę įtaką, nes žemų dažnių filtrų komponentų nominalai būna labai dideli. Aktyviniai dalytuvai (krosoveriai) būtų paprasčiau, bet aktyvinei daugiajuostei reikia atitinkamo kiekio galios stiprintuvų, projektas iš kitos pusės tampa gremėzdiškas ir labai brangus.

          3. Daugiajuostėse sistemose fiziškai sunku sutalpinti VD ir AD garsiakalbius taip, kad nenukentėtų fazinė ch-ka, kad moduliai dirbtų sinfaziškai ir būtų gera sistemos skiriamoji geba.

          4. Sistemos tūris su tokio dydžio ŽD garsiakalbiais būtų labai didelis, 40 Hz pasyvinis dalytuvas labai brangus, AS kainą nederėtų su garso kokybe.

          Štai kodėl teoriškai patraukli daugiajuostė sistema praktiškai tampa beprasmė. Yra vienas pateisinimas – daugiajuostėms tinka prastesnės kokybės garsiakalbiai ir būna lengviau rasti kuo pakeisti nebegaminamus. Įtakos taip pat turi rinkodara – daugelis mėgsta matyti daugiau garsiakalbių.
          Turiu progos pasakyti, kad Lietuvos garso mėgėjai tuos dalykus neblogai suvokia ir daugiajuosčių sistemų nekonstruoja.

          Kai sistemos jautris nedidelis, daugiajuostes sukonstruoti paprasčiau. Tik tas kelias prie kokybiško muzikos atkūrimo taip pat nenuveda.
          Nuotraukoje serijinė daugiajuostė sistema LINN Klimax-350.

          Klimax350A_Oak

          (B.d.)

          • This reply was modified 2 days, 12 hours ago by Belas.
        Viewing 3 posts - 1 through 3 (of 3 total)
        • You must be logged in to reply to this topic.