Обратный рупор чертежи: Все об обратном рупоре — Акустическая техподдержка – 403 — Доступ запрещён

Обратно нагруженный рупор своими руками, чертеж

После установки Infinitty kappa понял, что надо бы заняться и басом в авто. Был опыт изготовления ЧВ короба для динамика Alpine SWG-844. Так же много читал про тип короба обратно нагруженный рупор и решил его воплотить в жизнь. Нашел чертеж и поехало…. Купил фанеру, распилил согласно чертежа.

Первоначально все выставил чтоб представить, что получится и очертить стенки все.Очертил и верхнюю и нижнюю крышки короба сложил одну на другую, сделал отверстия сверлом по очерченным линиям, чтобы было проще потом собирать

Начал собирать и встал вопрос как внутренние стенки закрепить?
Не придумал ничего лучше чем уложить верную крышку короба, прихватив ее несколькими шурупами по периметру. Затем к ней по просверленным отверстиям прихватил внутренние стенки.Смазал герметиком и в обратном порядке. Поставил верхнюю крышку короба с прикрученными к ней внутренними стенками промазанными герметиком, снизу прихватил по отверстиям шурупами, снял верхнюю крышку. Все совпалоПошел рабочий процесс дальше, крепим переднюю сторону

Вот, так предварительно получилось, конечно не совсем точно, есть расхождение в несколько миллиметров. И прикручиваем верхнюю крышку, не забыв опять же всё герметиком пройти.С сабвуфером
И вот так поселился короб в багажникеТеперь осталось только обтянуть карпетом и дело в шляпе :), звучит здорово, даже не ожидал такого результата, так что если кто себе надумает сделать, делайте по этому чертежу, не пожалеете. Спасибо всем за внимание и всем удачи на дорогах.

типы акустического оформления колонок / Stereo.ru

Чтобы как следует разобраться в процессах, происходящих в ящике, на стенке которого смонтирован один или несколько динамиков, нужно вдумчиво прочитать пару-тройку книжек, в каждой из которых формул больше, чем во всем школьном курсе физики. Я забираться в такие дебри не буду, так что не стоит данный материал как исчерпывающий анализ или руководство по постройке аудиофильских колонок. Однако очень надеюсь, что он поможет начинающим меломанам (да и некоторым хроническим тоже) как следует сориентироваться в разнообразии акустических решений, каждое из которых его разработчики, разумеется, называют единственно правильным.

Некоторое время после изобретения в 1924 году электродинамического излучателя с коническим диффузором (окей, просто динамика), его деревянное обрамление исполняло в первую очередь декоративные и защитные функции. Оно и понятно — после долгих лет прослушивания пластинок через слюдяные мембраны и раструбы граммофонов, саунд нового устройства и безо всякой акустической доработки казался просто апофеозом благозвучия.

Мембраны граммофонов изготавливались чаще всего из алюминия или слюды

Однако технологии записи быстро совершенствовались и стало понятно, что более-менее правдоподобно воспроизвести слышимый диапазон динамиком, просто закрепленном на некой подставке, крайне проблематично. Дело в том, что предоставленная сама себе динамическая головка находится в состоянии акустического короткого замыкания. То есть волны от фронтальной и тыловой поверхностей диффузора, излучаемые, понятное дело, в противофазе, беспрепятственно накладываются друг на друга, что самым печальным образом отражается на эффективности работы, и в первую очередь на передаче басов.

Кстати, в процессе данного рассказа я буду чаще всего рассуждать именно о низких частотах, так как их воспроизведение — ключевой момент в работе любого корпуса АС. ВЧ-драйверы в силу малой длины излучаемых волн во взаимодействии с внутренним объемом колонки вообще не нуждаются, и чаще всего полностью от него изолированы.

Душа нараспашку

Самый простой способ отделить фронтальное излучения динамика от тылового — смонтировать его на щите как можно большего размера. Из этой простой идеи и родились, собственно, первые акустические системы, представлявшие собой ящик с открытой задней стенкой, поскольку для компактности края щита просто взяли, да и загнули под прямым углом. Однако в плане воспроизведения басов успехи подобных конструкций впечатляли не слишком. Помимо несовершенства корпуса проблема была еще и в очень небольшом по современным понятиям ходе подвески диффузоров. Чтобы хоть как-то выйти из положения, использовались динамики как можно большего размера, способные развивать приемлемое звуковое давление при небольшой амплитуде колебаний.

PureAudioProject Trio 15TB с 15-дюймовыми НЧ-драйверами на трехслойных бамбуковых панелях

Несмотря на кажущуюся примитивность подобных конструкций, у них имелись и кое-какие достоинства, причем настолько специфические и интересные, что адепты открытых АС не перевелись до сих пор.

Начать с того, что отсутствие каких-либо препятствий на пути звуковых волн – лучший путь к повышению чувствительности. Момент этот особенно ценен для аудиофильских ламповых усилителей, в особенности однотактных или лишенных обратной связи. Бумажные диффузоры большого диаметра даже на мощности порядка четырех-пяти ватт способны создать довольно-таки внушительный, и при этом на удивление открытый и свободный саунд.

При высоте 1,2 м в мире открытой акустики Jamo R907 считаются практически компактами

Что же касается тылового излучения, то чтобы не вносить искажений в прямой звук, оно должно приходить к слушателю с заметной задержкой (свыше 12-15 мс) — в таком случае его влияние ощущается как легкая реверберация, лишь добавляющая в саунд воздуха и расширяющая музыкальное пространство. Тонкость в том, что для создания этой самой «заметной задержки» колонки, разумеется, должны быть расположены на изрядном расстоянии от стен. К тому же большая площадь передней панели и внушительные размеры НЧ-драйверов соответствующим образом сказываются на общих габаритах АС. Одним словом, обладателей небольших и даже средних жилых комнат просьба не беспокоиться.

Кстати, частный случай открытых систем — акустика, построенная на электростатических излучателях. Только за счет почти невесомой диафрагмы большой площади, ко всем вышеописанным преимуществам, у электростатов добавляется способность филигранно передавать даже самые резкие динамические контрасты, а благодаря отсутствию разделения сигнала в зонах СЧ и ВЧ, еще и завидная тембральная точность.

Открытое оформление

Плюсы: Высококлассные открытые колонки — отличный способ получить реальный кайф от прослушивания пуристских ламповых однотактников.

Минусы: Про жирные компрессионные басы лучше забыть сразу. Весь звуковой тракт должен быть подчинен идее открытой акустики, а сами колонки придется выбирать из крайне ограниченного числа предложений.

Запертый в ящике

С ростом мощности и улучшением параметров усилителей сверхвысокая чувствительность акустики перестала быть главным камнем преткновения, а вот проблемы неравномерности АЧХ, и в особенности правильного воспроизведения басов, стали еще более актуальными.

Гигантский шаг к прогрессу в данном направлении сделал в 1954 году американский инженер Эдгар Вильчур. Он запатентовал акустическую систему закрытого типа, и это был отнюдь не трюк в стиле нынешних патентных троллей.

Патентная заявка Эдгара Вильчура на АС в закрытом оформлении

К тому моменту уже был изобретен фазоинвертор и, понятное дело, к ящику с дном динамик тоже примеряли неоднократно, только вот ничего хорошего из этого не получалось. Из-за упругости замкнутого объема воздуха приходилось или терять существенную часть энергии диффузора, или делать корпус непомерно большим, чтобы снизить градиент давления. Вильчур же решил обратить зло во благо. Он сильно понизил упругость подвеса, переложив таким образом контроль за движением диффузора на объем воздуха — пружину куда более линейную и стабильную, чем гофр или резиновое кольцо.

В закрытом ящике движения диффузора контролируются воздухом — в отличие от бумаги или резины он не стареет и не изнашивается

Так удалось не только полностью избавиться от акустического короткого замыкания и поднять отдачу на низких частотах, но и ощутимо сгладить АЧХ на всем ее протяжении. Однако обнаружился и минорный момент. Выяснилось, что демпфирование замкнутым объемом воздуха приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы и резкому ухудшению воспроизведения частот ниже данного порога. Для борьбы с такой неприятностью пришлось увеличивать массу диффузора, что логичным образом привело к снижению чувствительности. Плюс поглощение внутри «черного ящика» чуть ли не половины акустической энергии, не могло не внести вклада в снижение звукового давления. Одним словом, новому типу колонок потребовались усилители довольно серьезной мощности. К счастью, на тот момент они уже существовали.

Сабвуфер SVS SB13-Ultra с закрытым акустическим оформлением

Сегодня закрытое оформление применяется по большей части в сабвуферах, особенно в тех, что претендуют на серьезное музыкальное исполнительство. Дело в том, что для домашних кинотеатров энергичная отработка самых низких басов часто оказывается важнее динамической и фазовой точности на всем протяжении НЧ-диапазона. А вот объединив относительно компактный закрытый саб с приличными сателлитами, можно добиться куда более правильного звука — пускай и не наполненного сверхглубокими басами, зато крайне быстрого, собранного и четкого. Всё вышесказанное можно отнести и на счет полнодиапазонных колонок, «закрытые» модели которых изредка появляются на рынке.

Закрытый ящик

Плюсы: Образцовая скорость атаки и разрешение в низкочастотном диапазоне. Относительная компактность конструкции.

Минусы: Требуется достаточно мощный усилитель. Сверхглубоких басов на грани инфразвука добиться весьма затруднительно.

Дело — труба

Еще одним способом обуздания противофазного тылового излучения стал фазоинвертор, по-русски буквально «разворачиватель фазы». Чаще всего он представляет собой полую трубку, смонтированную на передней или задней поверхности корпуса. Принцип работы понятен из названия и незамысловат: раз избавляться от излучения обратной стороны диффузора трудно и нерационально, значит нужно синхронизировать его по фазе с фронтальными волнами и использовать на благо слушателей.

Амплитуда и фаза движения воздуха в фазоинверторе меняются в зависимости от частоты колебаний диффузора

По сути труба с воздухом является самостоятельной колебательной системой, получающей импульс от движения воздуха внутри корпуса. Обладая совершенно определенной частотой резонанса, фазоинвертор работает тем эффективнее, чем ближе колебания диффузора к частоте его настройки. Звуковые волны более высоких частот сдвинуть с места воздух в трубе просто не успевают, а более низкие хотя и успевают, но чем они ниже, тем сильнее смещается фаза излучения фазоинвертора, и, соответственно, его эффективность. Когда поворот фазы достигает 180 градусов, тоннель начинает откровенно и весьма эффективно глушить звук басового драйвера. Именно этим объясняется очень крутое падение звукового давления АС ниже частоты настройки фазоинвертора — 24 дБ/окт.

В борьбе с турбулентными призвуками конструкторы фазоинверторов постоянно экспериментируют

У закрытого ящика, между прочим, на частотах ниже резонансной спад АЧХ куда более плавный — 12 дБ/окт. Однако в отличие от глухой коробки, коробка с трубой в боковой стенке не заставляет конструкторов идти на любые хитрости ради максимального снижения резонансной частоты самого динамика, что довольно хлопотно и дорого. Тоннель фазоинвертора настроить куда проще — достаточно подобрать ее внутренний объем. Это, правда, в теории. На практике, как всегда, начинаются непредвиденные сложности, например, на больших уровнях громкости воздух на выходе из отверстия может шуметь почти как ветер в печном дымоходе. К тому же инертность системы частенько становится причиной падения скорости атаки и ухудшения артикуляции на басах. Одним словом, простор для экспериментов и оптимизации перед конструкторами фазоинверторных систем открывается просто невероятный.

Фазоинвертор

Плюсы: Энергичная отдача на НЧ, возможность воспроизведения самых глубоких басов, относительная простота и дешевизна изготовления (при изрядной сложности расчета).

Минусы: В большинстве реализаций проигрывает закрытому ящику в скорости атаки и четкости артикуляции.

Обойдемся без катушки

Попытки избавиться от генетических проблем фазоинвертора, а заодно и сэкономить на объеме корпуса без ущерба для глубины баса, натолкнули разработчиков на идею заменить полую трубу на мембрану, приводимую в движение колебаниями все того же рабочего объема воздуха. Проще говоря, в закрытом ящике установили еще один низкочастотный драйвер, только без магнита и звуковой катушки.

Пассивный излучатель может увеличить эффективную поверхность диффузора вдвое, или даже в трое, если в одной колонке они установлены парой

Конструкция получила название «пассивный излучатель» (Passive radiator), которое сплошь и рядом не слишком грамотно переводят с английского как «пассивный радиатор». В отличие от трубы сабвуфера, пассивный диффузор занимает куда меньше пространства в корпусе, не так критичен к расположению, и к тому же он, как и воздух внутри закрытого ящика, демпфирует ведущий драйвер, сглаживая его АЧХ.

Пассивный излучатель сабвуфера REL S/5. Основной драйвер направлен в пол

Еще один плюс — с увеличением площади излучающей поверхности для достижения нужного звукового давления требуется меньшая амплитуда колебаний, а значит, снижаются последствия нелинейной работы подвеса. Колеблются оба диффузора синфазно, а резонансная частота свободной мембраны настраивается точной регулировкой массы — к ней попросту подклеивают грузик.

Пассивный излучатель

Плюсы: Компактность корпуса при впечатляющей глубине басов. Отсутствие фазоинверторных призвуков.

Минусы: Увеличение массы излучающих элементов приводит к росту переходных искажений и замедлению импульсного отклика.

Выход из лабиринта

Акустика, вооруженная фазоинверторами и пассивными излучателями, воспроизводит глубокие басы благодаря резонаторам, работающим при посредничестве воздуха внутри АС. Однако кто сказал, что объем колонки не может играть роль низкочастотного излучателя сам по себе? Конечно может, и соответствующая конструкция называется акустический лабиринт. По сути, она представляет собой волновод, протяженностью в половину или четверть длины волны, на которой планируется добиться резонанса системы. Иными словами конструкция настраивается по нижней границе частотного диапазона АС. Конечно использовать волновод полной длины волны было бы еще эффективнее, но тогда для частоты, скажем, 30 Гц, его пришлось бы делать 11-метровым.

Акустический лабиринт — любимая конструкция акустиков-самодельщиков. Но при желании корпуса самой хитрой формы можно заказать и в готовом виде

Чтобы в колонке разумных размеров уместить даже вдвое более компактную конструкцию, в корпусе устанавливают перегородки, формирующие максимально компактный изогнутый волновод, поперечным сечением примерно равным площади диффузора.

От фазоинвертора лабиринт отличается в первую очередь менее «резонансным» (то есть не акцентированным на определенной частоте) звучанием. Относительно низкая скорость и ламинарность движения воздуха в широком волноводе препятствует возникновению турбулентности, порождающей, как мы помним, нежелательные призвуки. Кроме того, в данном случае драйвер свободен от компрессии, повышающей резонансную частоту, ведь его тыловое излучение не встречает практически никаких препятствий.

Схема для расчета корпуса на dbdynamixaudio.com

Бытует мнение, что акустические лабиринты создают меньше проблем со стоячими волнами в комнате. Однако при малейших просчетах в разработке или изготовлении, стоячие волны могут возникнуть в самом волноводе, который, в отличие от фазоинвертора, имеет куда более сложную структуру резонансов.

Вообще надо сказать, что грамотный расчет и точная настройка акустического лабиринта — процессы весьма непростые и трудоемкие. Именно по этой причине данный тип корпуса встречается нечасто, и только в АС очень серьезного ценового уровня.

Акустический лабиринт

Плюсы: Не только хорошая отдача, но и высокая тональная точность басов.

Минусы: Нешуточные размеры, очень высокая сложность (читай — стоимость) создания правильно работающей конструкции.

Эй, на пароме!

Рупор — самый древний и, пожалуй, самый провокационный тип акустического оформления. Выглядит круто, если не сказать эпатажно, звучит ярко, а временами… В старых фильмах герои иногда кричат друг другу что-то в рупор, и характерная окраска такого звука давно стала мемом и в музыкальном, и в киношном мире.

Avantgarde Acoustics Trio с низкочастотным рупорным массивом Basshorn XD высотой 2,25 м

Конечно от жестяной воронки с ручкой теперешняя акустика ушла очень далеко, но принцип работы все тот же — рупор повышает сопротивление воздушной среды для лучшего согласования с относительно высоким механическим сопротивлением подвижной системы динамика. Таким образом, повышается его КПД, а заодно и формируется четкая направленность излучения. В отличие от всех описанных ранее конструкций, рупор чаще всего используется в высокочастотных звеньях АС. Причина проста — его сечение увеличивается по экспоненте, и чем ниже воспроизводимая частота, тем большим должен быть размер выходного отверстия — уже на 60 Гц потребуется раструб диаметром 1,8 м. Понятно, что такие монструозные конструкции больше подходят для стадионных концертов, где их действительно периодически можно встретить.

Главный козырь адептов рупорного воспроизведения заключается в том, что акустическое усиление позволяет при заданной звуковой отдаче уменьшить ход мембраны, а значит, поднять чувствительность и улучшить музыкальное разрешение. Да-да, снова кивок обладателям ламповых однотактников. К тому же при грамотном расчете раструбы могут играть роль акустических фильтров, круто отсекая звук за пределами своей полосы и позволяя ограничиться самыми простыми, а потому вносящими минимальные искажения электрическими кросоверами, а иногда и вообще обойтись без них.

Системы Realhorns — особая акустика для особых случаев

Скептики же не устают напоминать о характерной рупорной окраске, особенно заметной на вокале, и придающей ему характерную гнусавость. Побороть данную неприятность действительно нелегко, хотя судя по тому, как играют лучшие образцы High-End-рупоров, вполне реально.

Рупор

Плюсы: Высокий акустический КПД, а значит, отличная чувствительность и неплохое музыкальное разрешение системы.

Минусы: Характерная трудноустранимая окраска звука, недетские размеры средне- и тем более низкочастотных конструкций.

Круги на воде

Именно такой аналогией проще всего описать характер излучения контрапертурных акустических систем, впервые разработанных в Советском Союзе в 80-х годах прошлого века. Принцип работы нетривиален: пара одинаковых динамиков смонтирована так, что их диффузоры расположены друг напротив друга в горизонтальной плоскости и двигаются симметрично, то сжимая, то разжимая воздушную прослойку. В результате создаются кольцевые воздушные волны, равномерно расходящиеся во все стороны. Причем характеристики этих волн в процессе их распространения искажаются минимально, а их энергия затухает медленно — пропорционально расстоянию, а не его квадрату, как в случае обычных АС.

Duevel Sirius сочетает элементы рупорной и контрапертурной конструкций

Помимо дальнобойности и круговой направленности, контрапертурные системы интересны на удивление широкой вертикальной дисперсией (порядка 30 градусов против стандартных 4-8 гр.), а также отсутствием доплеровского эффекта. Для динамиков он проявляется в биениях сигнала, вызванных постоянным изменением расстояния от источника звука до слушателя из-за колебаний диффузора. Правда, реальная слышимость данных искажений до сих пор вызывает много споров.

Взаимное проникновение концентрических звуковых полей правой и левой колонок создают весьма обширную и равномерную зону объемного восприятия, то есть по сути вопрос точного позиционирования АС относительно слушателя становится не актуален.

Итальяно-российская контрапертурная акустика Bolzano Villetri

Обратная сторона медали — большая опасность ранних отражений этих волн от стен и мебели, о вредоносности которых я подробно рассказывал в статье «Азы акустики для чайников: как правильно расставить колонки в комнате».

Характерная особенность контрапертуры в том, что звук, приходящий к слушателю фактически со всех сторон, хотя и создает впечатляющий эффект присутствия, не может в полной мере передать информацию о звуковой сцене. Отсюда рассказы слушателей об ощущении летающего по комнате рояля и прочих чудесах виртуальных пространств.

Контрапертура

Плюсы: Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов.

Минусы: Акустическое пространство заметно отличается от звуковой сцены, задуманной при записи фонограммы.

И другие…

Если вы думаете, что на этом список вариантов оформления колонок исчерпывается, значит вы сильно недооцениваете конструкторский энтузиазм электроакустиков. Я описал только наиболее ходовые решения, оставив за кадром близкую родственницу лабиринта — трансмиссионную линию, полосовой резонатор, корпус с панелью акустического сопротивления, нагрузочные трубы…

Nautilus от Bowers & Wilkins — одна из самых необычных, дорогих и авторитетных в плане звучания акустических систем. Тип оформления — нагрузочные трубы

Подобная экзотика встречается довольно редко, но иногда она материализуется в конструкции с действительно уникальным звучанием. А иногда и нет. Главное не забывать, что шедевры, как и посредственности, встречаются во всех оформлениях, что бы ни говорили идеологи того или иного бренда.

Все об обратном рупоре — Страница 98 — Акустическая техподдержка

И вам добрый день! (если он будет добрый). Расчётов катеноиды на просторах инета так много, что можно выбирать на вкус, — вопрос не в теме топика… Тут обсуждают вообще-то обратные рупора… Но всё же по поводу заданного вопроса о 4А-32…

Не стоит (или не стоИт) делать для 4а-32 какой либо рупор в принципе, разве, что как для СЧ динамика (отрезав визер)… … и то — на большого любителя картонного звука…

По теме — для тех, кто хочет иметь хороший звук в ограниченном КДП (хрущёвка), не более 20 м\2 прилагаю «старинный» переработанный чертёж, который я сам долго искал (спасибо людям из USA), то, что мы делали для малых кинотеатров после второй мировой, но хорошие дины было делать накладно и его переделали в обычный фазоинвертор, а вот в прилагаемом файле (вернее в трёх) — оригинальный обратный рупор (в отечественном варианте РСД-1, РСД-2, РСД-2М и т.д. и т.п.) RCA-64…

и пусть кидают в меня помидоры, но для КДП около 20м\2 этого более, чем достаточно, прав Уважаемый «Лаптев», что для наших квартир не нужны динамики по 12″ и более, достаточно и 8″, а иногда и 6.5″ более чем достаточно, если он в прямом или обратном рупоре…

 

Ну, например с таким дином: http://www.rumoh.eu/en/mark-audio/2323-markaudio-alpair-12p.html можно придумать очень интересные АС…

наплевав при этом на все КИНАПы вместе взятые (несмотря на то, что я и сейчас их слушаю, по одной причине — у меня нет 229 Ойро на один дин, мне проще купить два, вместо одного дина за 20 убитых енотов имею ввиду КИНАП) хоть в рупорном оформлении, хоть в расширяющемся лабиринте, хоть в трансмисионной линии (что по сути одна и та же фигня, — труба Войта в том числе), хоть в очень хитром фазоинверторе… , хоть в очень хитро свёрнутом щите (если кому так нравится)… — суть процесса не изменится, — используется излучение тыльной стороны диффузора динамической головки… С чем я всех и поздравляю.

 

Пы. Сы. Огромное спасибо господину Башеву (талантливому инженеру) за перевод дюймовых размеров в метрические…

 

Пы. Сы. 2 А я продолжаю слушать КИНАП (не считая Realistic-ов по ВЧ)… и радоваться жизни… Заменил в 1А-20 диафрагмы на «люминий» — полёт нормальный, диафрагмы от 5ГДВ-8 подошли на «ура»… Я практически счастлив… Чего и всем читающим «Аудиопортал» желаю…

 

Пы. Сы. 3 Привет Гэгэну, МАИ, Манакову, Анатолию Иосифовичу и иже с ними, что он откликнулся и подсказал режим для 6SN7GT в каскаде SRPP для его знаменитого увеселителя на 6Н2П и 6П36С (РР)… (ставил есс83, 6н9с, 6н8с, 6SL7GT,6SN7GT, естественно ставил 6Н2П, 6Н2ЕВ, — разница не очень впечатлила, минимум шума и искажений было с 6SN7GT (разных производителей, лучшие с напылением внутри баллона, типа серого порошка…) и качество звука аналогично, — по искажениям тоже так же)…

Иначе бы не спрашивал про српп для 6сн7гт….

 

Пы. Сы. 4 ради справедливости выложу оригинальный чертёж обратного рупора RCA-64, ловите…

Может прозреет кто-то… На всякий случай, спросите у Бокарева, почему раньше делали широкие передние панели на АС… ??? Может поможет, но я не уверен…

RCA_1.pdf

RCA_2.pdf

RCA_3.pdf

 

 

Ну а если бы все более внимательно читали статью: http://volvotreter.de/downloads/Dinsdale_Horns_3.pdf , то и вопросов в данной ветке было бы меньше… (глупых вопросов в смысле)… Там ясно показано, что для построения рупорной АС (по НЧ) от 70 Гц совсем не обязательно делать БарбарисХорн, а достаточно динамика 6.5″…, практически с тем же результатом, но нам таких размеров не достаточно… , подавай 2А-11… , дабы ящики заняли пол комнаты, «гигантомания» живёт и процветает…

Изменено 14 ноября 2014 пользователем Polevka

Рупор. Конструкция и расчет | ldsound.ru

Как известно, громкоговоритель может быть нагружен на рупор. Известны две модификации устройства рупорных головок. В первой из них, так называемой широкогорлой, горло рупора непосредственно примыкает к диффузору головки. За счет того, что устье имеет диаметр больше диаметра диффузора головки, направленность такого рупора острее направленности головки. Поэтому звуковая энергия концентрируется на оси рупора и звуковое давление здесь возрастает.

         Во второй модификации (узкогорлой) рупор сочленяется с диафрагмой (диффузором) головки через предрупорную камеру, играющую роль, аналогичную роли электрического согласующего трансформатора. Здесь согласуются механические сопротивления подвижной системы головки и горла рупора, что увеличивает нагрузку на диафрагму и как бы повышает ее сопротивление излучения, благодаря чему сильно повышается КПД. Таким образом, это дает возможность получить большое звуковое давление.

         Имеется много различных типов рупоров, но практически наиболее часто применяют в бытовой аппаратуре экспоненциальный рупор, сечение которого изменяется по закону:

 

S = S₀ ∙ e^βx,

 

где     S₀ – площадь входного отверстия рупора,

β – показатель экспоненты.

На рис. 1 приведены различные профили рупоров:

         Как можно вывести из формулы выше, поперечное сечение такого рупора увеличивается на одинаковое процентное значение через каждую единицу его осевой длины. Значение этого процентного приращения определяет нижнюю граничную частоту рупора. На рис. 2 представлена зависимость процентного приращения поперечного сечения на 1 см осевой длины от нижней граничной частоты. Так, например, чтобы обеспечить воспроизведение рупором нижней граничной частоты 60 Гц, площадь поперечного сечения должна увеличиваться на 2% через каждый 1 см его осевой длины. Эту зависимость можно представить и в виде следующего выражения:

 

f_гр.н = 6,25 ∙ 10³ ∙ lg(0,01k + 1)

 

где     k – приращение площади поперечного сечения, %.

         Для низких частот (до 500 Гц) это выражение упрощается и принимает вид: f_гр.н = 27k

         Если рупор делается квадратного или круглого сечения, то сторона квадрата или диаметр круга должны увеличиваться на каждый 1 см длины рупора на

√k процентов. Если же его делают прямоугольного сечения с постоянной высотой, то ширина сечения рупора должна увеличиваться на k процентов на каждый 1 см его длины.

         Однако выдержать необходимое процентное увеличение сечения еще не достаточно для хорошего воспроизведения низких частот. Нужно иметь достаточную площадь его выходного отверстия – устья. Его диаметр (или диаметр равновеликого круга) должен быть:

 

D ≥ λ_гр.н / ∏≈110 / f_гр.н

 

Так, для нижней граничной частоты 60 Гц диаметр устья составит около 1,8 м. Для боле низких граничных частот размеры устья будут еще больше. Кроме того, рупорная головка, хорошо воспроизводя низшие частоты (выше f_гр.н), недостаточно хорошо воспроизводит широкий частотный диапазон. Учитывая это, целесообразно иметь две рупорных головки: одну для воспроизведения низких, а другую – для высоких частот. На рис. 3 представлен внешний вид и сечение такой АС с двумя рупорными головками и фазоинвертором для воспроизведения частот ниже f_гр.н рупора.

Применение низкочастотных рупорных оформлений в жилых помещениях ограничено размерами помещения. Однако, если такая возможность имеется, то расчет рупора следует начинать, задавшись площадью устья по выбранной нижней граничной частоте, уменьшая сечение на процентов на каждый 1 см осевой длины до тех пор, пока не достигают площади сечения, равной площади диффузора головки. При этом, для того чтобы сопрячь головку с широкогорлым рупором, рупор должен иметь сечение той же формы, т.е. круглое или эллиптическое. Для узкогорлых рупоров идентичность фомы сечения и диафрагмы головки не обязательно, так как горло и диафрагма сочленяются через предрупорную камеру. Отметим, сто высота камеры должна быть существенно больше амплитуды колебаний подвижной системы головки во избежание возникновения сильных нелинейных искажений из-за несимметричности деформации объема воздуха в камере. Однако слишком большая высота предрупорной камеры ухудшает воспроизведение высоких частот.

Иногда, чтобы уменьшить габаритные размеры АС, применяют свернутые рупоры, различные конструкции которых показаны на рис. 4. Свернутые рупоры рассчитывают практически так же, как и обычные. При расчете профиля необходимо следить за тем, чтобы в местах перехода (сгиба колен) не было резких изменений сечений, вызывающих нерегулярности в частотной характеристике.

Все об обратном рупоре — Страница 12 — Акустическая техподдержка

gheorghe на п. 343:… Оптимальным для Вас будет вариант: НЧ — Онкен на 15″

 

Онкен я бы постоил еще 6 мес назад, однако принимая во внимание факт применения 2А-12 в диапазоне до 1,5кГц совместно с компрессионным СЧ-драйвером, я для улучшения звучания решил попробовать оформить его в тестировочном ящике с фронтальным рупором (несмотря на Ваши предостережения насчет “подгуживания”).

 

… плюс фронтальный рупор на 8-10″ШП для СЧ- и ВЧ.

 

Судя по аудиопорталу, это сейчас стало направлением в построении достойных систем. Здесь все упирается в качестве 8-10″ШП и примеры динамиков типа «свободных излучателей» только радуют. Реально для себя в качестве претендентов пока вижу только Sonido, винтаж типа Goodmans Axiom или подобные сложно достать, дорого купить. Единственное, что настораживает в этой концепции, это работа одного динамика на достаточно широкий диапазон, направленность на ВЧ, большой коэффициент искажений сравнительно с компрессионниками и др., акустика это искусство компромиссов.

 

 

… Этот проект мною давно пройден и лучше него ничего нет.

 

Да, я в курсе. В моем помещении Онкен является довольно громоздкой конструкцией, но еще приемлемой.

 

… Успехов в реализации.

 

Спасибо,Вам того-же.

Все об обратном рупоре — Страница 5 — Акустическая техподдержка

Добрый день,

 

Хочу обсудить свои расчеты рупоров.

Меня попросили выполнить трехмерный расчет рупора для динамика Альтек 416 (16 омный). С разрешения Сергея Норманна мы взяли геометрию рупора VectorHorn-2.

Программа была модифицирована так, чтобы можно было импортировать сечение каналов в виде BMP картинки (то есть, фактически, произвольную форму каналов). Например, рисунок, где 1 пиксел = 1 куб. см. Сейчас задается один поперечный слой, которой размножается на всю ширину рупора, хотя несложно модифицировать так, что будет N-слоев, что позволит задавать также изменяющиеся каналы по ширине.

 

Для проверки программы был выполнен такой тест. В качестве исходной геометрии я взял рупор с сайта Фостекс для динамика 208EZ, поскольку для него приводится измерение АЧХ в безэховой камере.

 

Были удалены продольные ребра жесткости и звукопоглатитель. Вот что получилось.

 

1ый рисунок с 3D расчетом — микрофон на 1 м, рупор помещен в безэховую камеру.

 

2ой рис — тоже самое, но добавлено отражение от пола.

 

3ый рис. — усредненная амплитуда по всем излучающим точкам (на 1 см вблизи диффузора и в плоскости горла рупора). Рупор при этом полностью находится в виртуальной безэховой камере. Такое усреднение справедливо в НЧ области до тех пор, пока изменение расстояния от точки прослушивания меньше четверти длины волны. Я его привожу потому, что до положение микрофона при оценки АС в комнате (тем более если АС большого размера) — делотемное..

В данном случае колонка рассматривается как множество излучателей (принцип Гюйгенса). В простейшем случае, усреднение соответствует АЧХ на бесконечном расстоянии и при отсутствии переотражений и учета дифрации от боковых поверхностей. Думаю, что такое приближение неплохо работает на НЧ (что и подтверждается расчетом).

 

Теперь сравним с измерениями АЧХ Фостекса. На НЧ неплохое соотвествие, по-моему, на ВЧ некоторые расхождения, но стоит принять во внимание наличие звукопоглатителя в рупоре, который сгладит высокочастные пики, вибрацию стенок, наличие ребер жесткости, АЧХ самого динамика и тд. Мне также неизвестно, в их безэховой камере есть ли отражение от пола, или только стенки и потолок безэховые.

Все об обратном рупоре — Страница 28 — Акустическая техподдержка

… большое количество изгибов снижает КПД — теряется сам смысл рупора…

к.п.д. обычного диффузорного низкочастотника где-то около 1%, в рупорном оформлении он возрастает до 50…

 

И насколько снижается КПД от изгибов?

 

… Мне не понятен смысл (физический) демпфирования горла, либо предрупорной камеры. Но это бесспорно работает в ломаных рупорах……

 

Предназначено для выравнивания фазовых сдвигов акустических волн, поступающих в горло рупора от различных частей диффузора динамика…

Это было исследовано еще в 1931 году и это беспорно работает во всех рупорах…

 

P.S. Полость, расположеная между диафрагмой и горлом ведет себя как емкость, «шунтирующая» сопротивление собственно горла, т.е. эта камера работает как фильтр низких частот, частота настройки которого определяется равенством комплексных сопротивлений полости и горла…

 

Дополнительное преимущество, получаемое при использовании предрупорной камеры, настроенной так, чтобы предотвратить прохождение средних и высоких частот в басовый рупор, состоит в том, что эти частоты гораздо лучше воспроизводить с противоположной стороны диффузора, нагруженной на СЧ/ВЧ рупор, монтируемый на передней части громкоговорителя…

 

Компрессионная камера снижает эффекты нелинейности от неодинаковой нагрузки на разные стороны диафрагмы, а также обеспечивает «более удобную» нагрузку для диафрагмы — закрытая камера с обратной стороны диффузора сама по себе дает «индуктивный» характер сопротивления, что уравновешивает «емкостное» сопротивление, которое представляет собой горло рупора на низких частотах.

 

Клипш утверждает, что объем компрессионной камеры определяется, как площадь горла, умноженная на скорость звука, деленная на 2π и частоту среза…