Очарование с усложнением – часть 2

История T+A началась с линий электропередач, которые много лет назад очаровали дизайнеров. Позже они были маргинализированы, поэтому вольеры такого типа мы видим раз в несколько лет, а это, в свою очередь, позволяет вспомнить принцип их действия.

Не все конструкции T + A (громкоговорители) были и остаются основанными на характеристиках. линия передачиОднако название серии Criterion навсегда связано с этим решением, совершенствуемым компанией с 1982 года. В каждом поколении это были целые серии с мощными флагманскими моделями, намного крупнее, чем сегодня, но как самые большие динозавры вымерли. Так мы видели конструкции с двумя вуферами 30 динамиков, четырехполосные и даже пятиполосные (ТМР220) схемы, корпуса с необычными акустическими схемами, также с размещенными внутри НЧ (между камерой с отверстием или закрытой камерой и длинным лабиринтом – например ТВ160).

В эту тему – лабиринт различных версий ЛЭП – зашли конструкторы Т+А так далеко, как ни один другой производитель. Однако в конце 90-х развитие в сторону дальнейших усложнений затормозилось, минимализм вошел в моду, доверие аудиофилов завоевали системно простые конструкции, да и «среднестатистический» покупатель перестал восторгаться размерами динамиков, больше и чаще ищут что-то стройное и элегантное. Поэтому в конструкции громкоговорителей произошел определенный регресс, отчасти здравый смысл, отчасти вытекающий из новых требований рынка. Уменьшены и размеры, и «проходимость», и внутренняя схема корпусов. Однако компания T+A не отказалась от концепции усовершенствования линии электропередачи — это своего рода обязательство, вытекающее из традиций серии Criterion.

Однако общая концепция корпуса громкоговорителя, выступающего в роли линии передачи, не является разработкой T+A. Остается, конечно, намного старше.

Идеализированная концепция линии передачи обещает акустический рай на земле, но на практике порождает серьезные нежелательные побочные эффекты, с которыми трудно справиться. Они не решают дела популярные программы моделирования – трудные пробы и ошибки все еще должны быть использованы. Такая проблема скорее обескуражила большинство производителей, ищущих выгодные решения, хотя по-прежнему привлекает многих любителей.

Компания T+A называет свой последний подход к линии электропередачи КТЛ (). Производитель также публикует сечение корпуса, которое легко объяснить и понять. Если не считать небольшой камеры для СЧ, которая, разумеется, не имеет никакого отношения к передающей линии, половину всего объема корпуса занимает камера, образованная сразу за обоими вуферами. Он «подключен» к тоннелю, ведущему к выпускному отверстию, а также образует более короткий глухой участок. И все понятно, хотя такое сочетание появляется впервые. Это не классическая линия передачи, а скорее фазоинверторная – с камерой с определенной податливостью (всегда в зависимости от поверхности, которая на ней “подвешена”, т.е. по отношению к поверхности проема, ведущего в тоннель ) и тоннель с определенной массой воздуха.

Эти два элемента создают резонансный контур с фиксированной (по массе и восприимчивости) резонансной частотой – так же, как и в фазоинверторе. Однако, что характерно, тоннель исключительно длинный и с большой площадью сечения для фазоинвертора — что имеет как преимущества, так и недостатки, поэтому в типичных фазоинверторах это решение не используется. Большая площадь поверхности является преимуществом, поскольку снижает скорость воздушного потока и устраняет турбулентность. Однако, поскольку он резко снижает податливость, требует увеличения массы тоннеля за счет его удлинения, чтобы установить достаточно низкую резонансную частоту. А длинный тоннель — недостаток в фазоинверторе, так как провоцирует появление паразитных резонансов. В то же время туннель в CTL 2100 не настолько длинный, чтобы вызвать желаемый фазовый сдвиг самых низких частот, как в классической линии передачи. Сам производитель поднимает этот вопрос, заявляя, что:

«Линия передачи дает серьезные преимущества перед фазоинверторной системой, но требует чрезвычайно усовершенствованной конструкции (…), путь звука за низкочастотными динамиками (в линии передачи) должен быть очень длинным — подобно органу — иначе низкие частоты генерироваться не будут».

Действительно интересно, что при составлении такой декларации производитель не только ее не соблюдает, но и публикует материал (корпусной разрез), подтверждающий это несоответствие. К счастью, низкие частоты будут генерироваться, только действием не линии передачи, а просто отложенной фазоинверторной системы, которая «по-своему» вносит выгодные фазовые сдвиги, не требуя тоннеля с длиной, соотносимой с предполагаемой частота среза – это зависит от других параметров системы, в основном от резонансной частоты Гельмгольца, продиктованной податливостью и массой. Нам известны такие ограждения (тоже представленные как ЛЭП, что делает их более гламурными), но дело в том, что Т+А добавили к нему еще кое-что – тот самый короткий глухой канал, которого здесь не было со времен парада.

Такие каналы встречаются и в корпусах с передающими линиями, но более классические, без камеры связи. Они вызывают то, что волна, отраженная от глухого канала, убегает назад в фазе, компенсируя неблагоприятные резонансы основного канала, что может иметь смысл и в случае фазоинверторной системы, так как в ней также образуются паразитные резонансы. Эта мысль подтверждается наблюдением, что слепой канал вдвое короче основного, и это является условием такого взаимодействия.

Подводя итог – это не линия передачи, максимум фазоинвертор с определенным решением, известным по некоторым линиям передачи (и речь идет не о более длинном канале, а о более коротком). Этот вариант фазоинвертора и оригинален, и имеет свои преимущества, особенно когда для системы требуется длинный туннель (не обязательно такого большого сечения).

Определенный недостаток этого решения, в пропорциях, предложенных Т+А (при тоннеле с таким большим поперечным сечением), состоит в том, что система тоннелей занимает около половины всего объема кожуха, при этом конструкторы часто находятся под давлением ограничить размер структуры значением ниже оптимального для достижения наилучших результатов (с использованием фиксированных динамиков).

Так что можно сделать вывод, что Т+А тоже пресытилась линией передачи и придумывает корпуса, которые фактически выполняют роль фазоинверторов, но все же могут претендовать на благородные линии. Туннель проходил через нижнюю стенку, поэтому понадобились достаточно высокие (5 см) шипы для подготовки свободного распределения давления. Но это еще и решение, известное… фазоинверторами.

Линия передачи с первого взгляда

За низкочастотниками находится большая камера, и только оттуда идут туннели — один короче, закрытый на конце, другой длиннее, с выходом в нижней панели.

Исходной точкой для корпуса с линией передачи было создание идеальных акустических условий для гашения волны с обратной стороны диафрагмы. Корпус такого типа должен был быть нерезонансной системой, но только для изоляции энергии от задней стороны диафрагмы (которой нельзя было «просто» позволить свободно излучаться, потому что она находится в фазе с передней стороной диафрагмы). ).

Кто-то скажет, что обратная сторона диафрагмы свободно излучает в открытые перегородки… Да, но фазовая коррекция (хотя бы частично и в зависимости от частоты) обеспечивается там широкой перегородкой, дифференцирующей расстояние с обеих сторон диафрагмы к слушателю. В результате сохраняющегося большого фазового сдвига между излучением с обеих сторон мембран, особенно в самом низкочастотном диапазоне, недостатком открытой перегородки является низкая эффективность. В фазоинверторах тыльная сторона диафрагмы стимулирует резонансный контур корпуса, энергия которого излучается наружу, но эта система (т.н. резонатор Гельмгольца) еще и сдвигает фазу, так что во всем диапазоне выше резонансная частота корпуса, фаза излучения лицевой стороны диафрагмы динамика и отверстия более-менее совместимы.

Наконец, закрытый корпус – это самый простой способ закрыть и подавить энергию с обратной стороны диафрагмы, без ее использования, без ущерба для импульсной характеристики (результата резонансного контура корпуса фазоинвертора) . Однако даже такая теоретически простая задача требует усердия – волны, излучаемые внутри корпуса, ударяются о его стенки, заставляют их вибрировать, отражаться и создавать стоячие волны, возвращаться к диафрагме, вносить искажения.

Теоретически было бы лучше, если бы громкоговоритель мог свободно “передавать” энергию тыльной стороны диафрагмы акустической системе, которая гасила бы ее полностью и без проблем – без “обратной связи” на громкоговоритель и без вибрации стены корпуса. Теоретически такая система создаст либо бесконечно большой корпус, либо бесконечно длинный туннель, но… это практическое решение.

Казалось, что достаточно длинный (но уже готовый), профилированный (слегка сужающийся к концу) и демпфированный туннель удовлетворял бы этим требованиям хотя бы в удовлетворительной степени, работая лучше, чем классический закрытый кожух. Но это также оказалось трудно получить. Самые низкие частоты настолько длинные, что даже линия передачи длиной в несколько метров почти никогда их не заглушает. Конечно, если мы «не переупаковываем» его демпфирующим материалом, который ухудшит характеристики в других отношениях.

Поэтому возник вопрос: должна ли линия передачи заканчиваться в конце или оставить ее открытой и высвободить доходящую до нее энергию?

Почти все варианты линий электропередач – как классические, так и специальные – имеют открытый лабиринт. Однако есть по крайней мере одно очень важное исключение — корпус оригинального B&W Nautilus с закрытым на конце лабиринтом (в форме раковины улитки). Однако это во многом специфическая структура. Вкупе с вуфером с очень низкой добротностью характеристики обработки падают плавно, но очень рано, и в таком сыром виде он вообще не пригоден – его приходится корректировать, повышать и выравнивать до предполагаемой частоты, что сделанный активным кроссовером Nautilus.

В открытых линиях передачи большая часть энергии, излучаемой обратной стороной диафрагмы, уходит наружу. Работа линии отчасти служит ее гашению, что, однако, оказывается малоэффективным, а отчасти — и, следовательно, все же имеет смысл — фазовому сдвигу, благодаря которому волна может излучаться, по крайней мере, в определенных диапазонах частот, в фазе, примерно соответствующей фазе излучения передней стороны диафрагмы. Однако существуют диапазоны, в которых волны от этих источников выходят практически в противофазе, поэтому на результирующей характеристике появляются слабые места. Учет этого явления еще более усложнил конструкцию. Необходимо было соотнести длину туннеля, тип и место затухания с дальностью действия громкоговорителя. Выяснилось также, что в тоннеле могут возникать полуволновые и четвертьволновые резонансы. Кроме того, линии передачи, расположенные в корпусах с типичными для громкоговорителей пропорциями, даже если они большие и высокие, должны быть «скручены». Именно поэтому они напоминают лабиринты — и каждый участок лабиринта может генерировать свои собственные резонансы.

Решение одних проблем путем дальнейшего усложнения дела порождает другие проблемы. Однако это не означает, что вы не можете добиться лучших результатов.

В упрощенном анализе, учитывающем только отношение длины лабиринта к длине волны, более длинный лабиринт означает большую длину волны, тем самым сдвигая благоприятный фазовый сдвиг в сторону более низких частот и усиливая его характеристики. Например, для наиболее эффективного усиления 50 Гц требуется лабиринт длиной 3,4 м, так как половина волны 50 Гц пройдет это расстояние, и в конечном итоге выход из туннеля будет излучаться в фазе с передней стороной диафрагмы. Однако при вдвое большей частоте (в данном случае — 100 Гц) вся волна будет формироваться в лабиринте, поэтому выход будет излучать в фазе, прямо противоположной передней стороне диафрагмы.

Конструктор такой простой линии передачи старается подобрать длину и затухание таким образом, чтобы воспользоваться эффектом усиления и уменьшить эффект затухания – но трудно найти комбинацию, которая значительно лучше заглушит в два раза более высокие частоты . Хуже того, борьба с волнами, индуцирующими «антирезонансы», т. е. обрушения на результирующую характеристику (в нашем примере — в районе 100 Гц), при еще большем подавлении часто заканчивается пирровой победой. Это ослабление уменьшается, хотя и не устраняется, но в области самых низких частот характеристика также значительно теряется за счет подавления других и в этом отношении полезных резонансных эффектов, возникающих в этой сложной схеме. Учитывая их в более продвинутых проектах, длину лабиринта следует соотносить с резонансной частотой самого громкоговорителя (fs) для получения эффекта рельефа в этом диапазоне.

Получается, что, вопреки первоначальным предположениям об отсутствии влияния линии передачи на громкоговоритель, это акустическая система, имеющая обратную связь с громкоговорителем даже в большей степени, чем закрытый корпус, и подобная фазоинвертор — если конечно не глушить лабиринт, но на практике такие кабинеты звучат очень тонко.

Раньше конструкторы применяли разные “хитрости” для подавления антирезонансов без сильного демпфирования – то есть с эффективным излучением низких частот. Один из способов — создать дополнительный «слепой» тоннель (длиной строго соотносимый с длиной основного тоннеля), в котором волна определенной частоты будет отражаться и бежать к выходу в такой фазе, чтобы компенсировать неблагоприятный фазовый сдвиг волны, ведущей к выходу прямо из громкоговорителя.

Еще один популярный способ — создать за громкоговорителем «связующую» камеру, которая будет действовать как акустический фильтр, пропуская самые низкие частоты в лабиринт и удерживая более высокие. Однако таким образом создается резонансная система с ярко выраженными фазоинверторными чертами. Такой корпус можно интерпретировать как фазоинвертор с очень длинным тоннелем очень большого сечения. Для кабинетов, выполняющих функцию фазоинвертора, теоретически подходящими будут динамики с низким коэффициентом (Qts), а для идеальной, классической линии передачи, не влияющей на динамик, — высокие, даже более высокие, чем в закрытых корпусах.

Однако есть ограждения с промежуточной «структурой»: в первой части лабиринт имеет явно большее сечение, чем в следующей, поэтому его можно считать камерой, но не обязательно… Когда лабиринт заглушен, он потеряет свои фазоинверторные свойства. Можно использовать больше динамиков и разместить их на разном расстоянии от розетки. Можно сделать более одной розетки.

Туннель также можно расширить или сузить по направлению к выходу…

Нет очевидных правил, нет простых рецептов, нет гарантии успеха. Впереди еще веселье и исследование — вот почему линия вещания по-прежнему остается темой для энтузиастов.

Смотрите также: