Нелинейные искажения электродинамических громкоговорителей

Слово предоставляется товарищу Вахитову:

Поехали разбираться.

Причина №4 в рабочем динамике должна отсутствовать J.

Причины №1,2,3 и №5 заложены в конструкции конкретного динамика. Практически получить низкие искажения можно выбором динамика, где учтены и минимизированы все источники нелинейных искажений. Влиять на возникновение параметрических искажений (и не только) можно применением пропиток, но при этом изменяется множество параметров диффузора – масса, жёсткость, коэффициент затухания, что приводит к улучшению одних и ухудшению других показателей, и часто – к непредсказуемому изменению звучания.

Причины №5 и №6 имеют место при широкополосном режиме работы динамика и могут быть уменьшены сужением полосы рабочих частот сверху (переходом на 2 или 3 полосы в конструкции АС).

Искажения, вызванные причинами №1 и №5, уменьшаются при установке медного колпачка/замкнутого кольца на керне, но это поднимет АЧХ динамика в СЧ/ВЧ зоне за счёт падения индуктивности звуковой катушки, что не всегда полезно.

Причина всех причин – Её Величество Амплитуда Смещения Диффузора, и к её уменьшению следует стремиться во всех случаях.

Что же полезно для уменьшения Её Величества?

1. Применение динамика с большим диаметром диффузора

Амплитуда уменьшается обратно пропорционально площади при том же объёмном смещении. Дополнительно растёт сопротивление излучения и связанный с ним КПД, что позволяет ещё снизить мощность и амплитуду.

2. Сдваивание динамиков.

Возможны 4 варианта, все по-разному влияют на искажения:

Вариант 1 – друг за другом в одну сторону. Уменьшения искажений практически нет, так как требуется та же амплитуда движения каждого динамика, что и от одиночного (масса подвижной системы удваивается, чувствительность падает в 2 раза).

Вариант 2 – встречно друг за другом. Хотя амплитуда по-прежнему равна амплитуде одиночного динамика, искажения значительно меньше. Причина – компенсация чётных (несимметричных) гармоник, в том числе и смещения диффузора от среднего положения, возникающего у одиночного динамика при больших амплитудах (постоянный ток является нулевой, чётной гармоникой!). Условие компенсации – близкие (в идеале – идентичные) параметры динамиков.

Вариант 3 даёт значительное уменьшение искажений, поскольку амплитуда колебаний в сравнении с одиночным динамиком уменьшается более чем вдвое при той же громкости. По смыслу – динамик с диффузором большего диаметра.

Вариант 4 при близком расположении динамиков объединяет в себе преимущества двух предыдущих и является предпочтительным.

Применение панели акустического сопротивления (ПАС)

Позволяет существенно снизить полную добротность динамика на частоте механического резонанса и, соответственно, амплитуду колебаний в этой области частот. Наиболее актуально для головок СЧ звена, хотя бывает полезно для ШП и НЧ динамиков.

Применение акустического оформления фазоинвертор (ФИ)

Вблизи резонансной частоты ФИ происходит многократное уменьшение амплитуды колебаний диффузора (по сравнению с ЗЯ). Позитивное влияние ФИ на уменьшение амплитуды имеет место в ощутимо широкой полосе частот (примерно половина октавы). Ниже по частоте ФИ начинает создавать акустическое короткое замыкание с резким увеличением амплитуды диффузора, потому рабочий диапазон АС с ФИ целесообразно ограничивать снизу при помощи ФВЧ с порядком не ниже второго.

Применение акустического оформления пассивный излучатель (ПИ)

По смыслу подобно АС с ФИ, но полоса частот, в которой амплитуда уменьшается, уже (по сравнению с АС с ФИ), а акустическое КЗ проявляется раньше и жёстче, соответственно, необходим ФВЧ.

Ограничение полосы подаваемых на динамик частот снизу

Для случая полосовых СЧ и ВЧ динамиков это означает подавление частот, близких к частоте их механического резонанса, а также ниже его, поскольку такие динамики создаются без учёта возможности работы с приличной амплитудой. (Может быть несущественно в случае применения НЧ/ШП динамика в качестве СЧ или ШП – в качестве ВЧ). В случае НЧ и ШП динамиков ограничение полосы полезно (ЗЯ) или необходимо (ОЯ, ФИ, ПИ). Чем выше граничная частота АС по низким частотам, тем больше эффективность ограничивающего ФВЧ.

Итак, природу опять не удалось надуть. Наименьшие искажения следует ожидать от системы, состоящей из двух НЧ динамиков большого диаметра, с близкими параметрами, позволяющими использовать их в АС с ФИ, по варианту 4, возможно, с ФВЧ в усилителе. Стоит ли вспоминать о том, что такой вариант потребует максимальные объём, размер передней панели, стоимость, дав взамен самую узкую полосу рабочих частот сверху?.. Воистину, электроакустика – наука компромиссов.

Автор: Николай Марков

19 комментариев: Нелинейные искажения электродинамических громкоговорителей

  1. Олег пишет:

    Давно и успешно практикую “вариант 2” (лицом к лицу) и всем рекомендую!Те-же преусловутые S-90 при минимуме вмешательства звучат много благороднее…

    • LDS пишет:

      Пробовал делать на сдвоеные на 35 ГДН в этом корпусе http://ldsound.ru/25-as-121-romantika/. Динамик друг за другом и лицом к лицу, ничего хорошего с этого не вышло, один динамик играл намного лучше.

      • Александр Р. пишет:

        Это дает эффект при одинаковых параметрах динамиков, и при параллельном включении.

  2. Марков Николай пишет:

    Статья обходит молчанием тему ЭМОС и иже с ней. Очень мало образцов разработано и живо доселе. А жаль.

  3. Куприянов Александр пишет:

    В жизни видел только “Вариант 3”. Очень популярен. Остальные никто не принял. И не реализовал. Хотя в теории давно известны.

    • Марков Николай пишет:

      Есть пару промышленных по варианту 4, редкость большая.

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      Изобарик по типу “морда к морде” работает превосходно.
      Насчет варианта 3, два динамика в одном ящике – автор забыл сказать главное: объём ящика нужен двойной. Иначе гарантированы неприятные
      сюрпризы

      • Марков Николай пишет:

        При написании статьи думал упоминать изменения объема, полосы рабочих частот, веса, стоимости, но потом решил акцентировать на искажениях, остальное опустил. Главное – у Вахитова, остальное – частности.

  4. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Николай, мне же главное-поумничать, вы же знаете))))))))))

    • Куприянов Александр пишет:

      А мы ждём чего-нибудь УМНОГО а не умника. А то уже скучно стало. Одно Я Я Я.

  5. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Никто не запрещает якнуть и вам)))))) И сказать пару умных слов.

  6. Vip Kit пишет:

    Пробовал, вариант 4, в щите, с 4 ШП ,,Tesla” ARO 6804.
    Получил много быстрого баса и акцент на барабанах. Подключение динамиков противофазное

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      Сняли бы ачх- не порадовались. Тыльная сторона динамика гонит кучу дряни из-за переотражений от корзины. Привычное расположение динамиков оставляет эту грязь умирать внутри ящика, а мы её тянем наружу, убеждая себя в лучшести звука. Не верю, как тот Станиславский.

      • Марков Николай пишет:

        Ограничение полосы в помощь! Пару дней назад поставил 20ГДС-1 в щит, думал, сзади щита будет жесть. Ни разу. Полоса не шире 2кГц, поле прекрасно диффузное. Магнит и корзина перекрывают полностью задний лепесток. В случае с НЧ надо обрезать раньше, чем начнёт влиять магнит с корзиной. Да, может быть низко, что не есть гуд.

    • Ёшкин Кот пишет:

      Напомнило АС “одесская тармонь”, только там открытая система и динамики под 90 гр. друг к другу. Делал ли кто такое или слушал где? “По понятиям” такое звучать как бы не должно, но “ребята слушали и хвалили”, как говорится… ) Поэтому мнение очевидцев интересно.

      • Александр Ростов-на-Дону пишет:

        Я в те годы , в бытность общения на АПе, сперва полаялся в сторону одесских лаборантов с их Гармонью, не веруя в успех этой собачьей конструкции, к тому же без единого замера, чисто мамочкой клянусь. Но попасть в Одессу не получилось, зато в 2009 сам побывал в Сочи, куда Гапонов приехал в гости. И побродив с ним по улицам весеннего Сочи, побеседовав о главном, пришел к мысли, что там все не так плохо, как казалось, за счет количества динамиков имеем некую компенсацию чудовищного АКЗ. И в итоге звучать это может вполне себе. На этом и порешили. И старое более не ворошим.

        • Ёшкин Кот пишет:

          Слушал я открытую узкомордую АС на 4-х 4гд-35, и с басом там как-то не особо… Поэтому интригует загадочная ортогональность расположения динамиков в Гармони, может это не просто сворачивание для компактности, но даёт что-то большее? Как-то хитро “заводит” комнату, например. Интересно, что сам Гапонов говорил об этом?

  7. Станислав пишет:

    “Вблизи резонансной частоты ФИ происходит многократное уменьшение амплитуды колебаний диффузора (по сравнению с ЗЯ). Позитивное влияние ФИ на уменьшение амплитуды имеет место в ощутимо широкой полосе частот (примерно половина октавы). Ниже по частоте ФИ начинает создавать акустическое короткое замыкание с резким увеличением амплитуды диффузора, потому рабочий диапазон АС с ФИ целесообразно ограничивать снизу при помощи ФВЧ с порядком не ниже второго.”

    – ФВЧ 2-го порядка еще более увеличивает задержку импульса полезного сигнала, со всеми вытекающими последствиями достоверности воспроизведения. ВИ оформление и так само по себе мех. ФВЧ 2-го порядка, да + добавить еще 2 порядок электрический… не гуд!
    —————————————————————————
    “Применение акустического оформления пассивный излучатель (ПИ)
    По смыслу подобно АС с ФИ, но полоса частот, в которой амплитуда уменьшается, уже (по сравнению с АС с ФИ), а акустическое КЗ проявляется раньше и жёстче, соответственно, необходим ФВЧ.”

    – С точностью наоборот! ПИ как раз имеет более широкую полосу, супротив ФИ. Фазик обрушивает АЧХ снизу, а ПИ сдерживает бултыхание динамика больше октавы.

    • Марков Николай пишет:

      Судя по вертикальному обрыву на АЧХ АС с ПИ снизу, переход от “в фазе” до ” в противофазе” у ПИ происходит резче и раньше, нежели у ФИ. А “в противофазе” и есть АКЗ. По теории.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *