Baffle-Step (інтерференція хвиль) – перешкода на шляху до лінійної акустики. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Акустичні системи

 Коментарі до статті

Для початку, що таке Baffle-Step.

Це явище інтерференції хвиль, відображених від лицьової панелі акустичної системи та хвиль, що випромінюються динаміком, розташованим на цій панелі. Виникає це явище в діапазоні частот, що визначається знизу розмірами випромінювача та лицьової панелі, а зверху - переходом роботи динаміка з поршневого режиму в зональний, тобто коли довжина хвилі стає менше самого випромінювача. Очевидно, нижня межа справедлива для закритих оформлень. З відкритими все набагато складніше.

Чим обіцяє зневагу "баффл-степом". У кращому випадку збільшенням нерівномірності АЧХ. У гіршому - ця нерівномірність може досягати піків і провалів на АЧХ відносними рівнями понад 6-7 дБ, а спектр доповнитися тривалішими паразитними резонансами. Без сумніву, жодне, ні друге, позитивно на звучанні не позначається.

Як вплив "баффл-степу" виглядає у графічному вигляді, чи інакше - як відбивається на якісних характеристиках. Візьмемо приклад із пакету LspCAD 6 з оптимізованою двосмуговою акустичною системою Д'Аполіто. Вихідно АЧХ оптимізованої системи виглядає так:

Я доповнив систему корпусом із такими даними:

Включаємо моделювання "баффла":

Зараз загальна нерівномірність АЧХ становить +/-2.5 дБ у діапазоні частот 300 Гц – 20 кГц. Начебто, не велика нерівномірність, але вихідна становить +/-1.5 дБ в діапазоні частот 100 Гц - 20 кГц, тобто спочатку характеристика вирівняна дуже добре. Та й розташування динаміків явно вдале. А що буде, якщо оптимізація не виконувалася і вихідна лінійність АЧХ залишає бажати кращого, або, що ще гірше, вже має нерівномірність у тій частотній області, де "баффл-степ" внесе найбільш значущі поправки? Резонне питання: чи відповідають результати моделювання реальній поведінці динаміка, адже для проектування лінійної АС "Баффл" необхідно врахувати? Я запитав це питання і отримав відповідь. Мої результати експерименту з "Баффл-степом" невеликі, але вони показові.

Отже, як усе діялося. Я використав стандартно те, що було під рукою. Це НЧ/СЧ динамік номінальним діаметром 4.5 дюйма (зазначений корисний діаметр; зовнішній діаметр "кошика" - 150 мм) та металевим дифузором, через що на графіках вимірювань присутні викиди АЧХ у верхній частині діапазону звукових частот. Другий "піддослідний" - 4А28, який мені так само, як і 4.5 дюймовий динамік, виявився корисним при моделюванні роботи динаміків в умовах відкритого простору (оформленні Free-Air), але 4А28 не брав участі в експерименті з "баффл-степом" через відсутність відповідного акустичного екрану.

Для того, щоб мати відправну точку, динамік був виміряний у ближньому полі (10 см від випромінювача) при встановленні в штатне місце акустичної системи. Це оформлення ФІ об'ємом 12 літрів, але в цьому випадку порт було закрито. Вимірювання у ближньому полі дозволяють значною мірою позбутися ефекту "баффла" і у разі ЗЯ - повністю від АКЗ. Після цього динамік був розміщений в центрі акустичного екрану, що є щитом шириною 315 мм і висотою 840 мм. Вимірювання були проведені з відстані 70 см від випромінювача та разом з результатами вимірювань у ближньому полі ЗЯ поміщені у програму LspCAD. У проекті були використані три випромінювачі та інструмент "Diffraction Simulation", що моделює "баффл-степ". Розміри "баффла" відповідають розмірам щита, положення динаміка аналогічно положенню в щиті, тобто по центру, діаметр випромінювача - 110 мм, як у реальності. Відстань до випромінювача також встановлена ​​аналогічно реальним вимірам - 70 см.

Так як у мене вимірювальний комплекс дозволяє проводити вимірювання з абсолютними значеннями звукового тиску, АЧХ при вимірюваннях на відстані від 1 м коректувалася шляхом зміщення по вертикальній шкалі з урахуванням логарифму відношення напруг. Простіше кажучи, на всіх графіках результати вимірювань АЧХ приведені до значень, отриманих з відстані 1 м при напрузі, що підводиться до динаміка 2.828 v незалежно від його номінального спротиву.

Для чого в LspCAD використано три випромінювачі. Перший – "референсний". Він відображає АЧХ без впливу "Баффл-степу". Другий – результат реальних вимірювань з відстані 70 см. Третій – моделювання "баффл-степу" на основі АЧХ "референсного" випромінювача.

Результат моделювання в LspCAD:

Знизу криві підписано: Reference - "референсний" випромінювач; Measured – результат реальних вимірювань та Modeled – результат моделювання.

Я не можу сказати, чому LspCAD зрушив АЧХ, що моделюється, вгору - в реальності цього немає. Зрушив рівно на 6 дБ, що я дізнався шляхом підбору величини напруги генератора для динаміка, що моделюється. Зсув АЧХ вниз на 6 дБ:

Як бачимо, збіг результатів моделювання з реальними вимірами досить хороше. Чим саме керується LspCAD при зрушенні АЧХ нагору на 6 дБ особисто мені не зрозуміло. Я відмовився від використання цієї програми і подальші порівняння проводив у більш серйозній CAD-системі - LEAP. Остання, як виявилося, не страждає на подібні "особливості" і, більше того, дозволяє моделювати динаміки в різних умовах, аж до випромінювання у вільному просторі.

Для моделювання в LEAP, параметри Тіля-Смолла обох динаміків (4.5 дюймового НЧ/СЧ та 8 дюймового 4А28) були занесені до бази даних програми. Порівняння результатів вимірювань у ближньому полі НЧ/СЧ динаміка, при встановленні в штатне місце АС, та його моделювання з урахуванням розташування в ЗЯ аналогічного обсягу без урахування "баффл-степу" наведено нижче:

На всіх графіках, що я наводитиму, синя крива відповідає моделюванню в нескінченному екрані (без урахування "баффла"), фіолетова (буде пізніше) - моделюванню в умовах відкритого простору (з урахуванням "баффла"), а зелена - реальним вимірам.

На наведеному графіку середній звуковий тиск динаміка, що моделюється, побудованого на одних тільки параметрах Тіля-Смолла, на 1.5 дБ нижче реального. Це дуже добрий результат. Дане моделювання проводилося за наступного розташування об'єктів:

Моделювання без урахування "баффл-степу" вимагає вказівки методу нескінченного екрану. Це призводить до відображення відповідного оформлення лицьової панелі АС.

Далі в програму було імпортовано результат вимірювань динаміка в щиті з відстані 70 см і запущено моделювання за умов, аналогічних реальним:

Результат порівняння АЧХ:

Аналогічно для відстані до випромінювача 10 см:

Як можна бачити, моделювання та реальні вимірювання збігаються досить добре. А якщо додати відсутні 1.5 дБ, на які LEAP занижує середню чутливість динаміка, що моделюється, відповідність буде ще краще. Приклад моделювання в LEAP "баффл-степу" боксу, в який виробник встановив даний НЧ/СЧ динамік як СЧ ланка, з урахуванням виправлення +1.5 дБ:

Аналогічно в LspCAD 6:

Мета мого маленького експерименту досягнуто. "Баффл-степ" чудово моделюється спеціалізованим "софтом", а його вплив на підсумкову АЧХ не можна недооцінювати.

Оскільки LEAP вміє моделювати поведінку динаміків у відкритому просторі, я не знехтував можливістю перевірити точність моделювання:

Чому мене це зацікавило? Я якось розповідав в одній із тем про незрозумілу раніше для мене поведінку динаміка за межами штатного боксу, коли АЧХ у робочому діапазоні частот у боксі вкладається в нерівномірність +/-1.5 дБ, а за межами боксу (тобто в оформленні Free-Air ) - це +/-7.5 дБ з яскраво вираженим піком на АЧХ в області СЧ. Результати порівняння з відстані 10 см від випромінювача:

Це той самий динамік, що вимірювався у щиті. Гарно! Результати порівняння динаміка 4А28 в оформленні Free-Air з відстані до випромінювача 30 і 10 см наведені нижче:

Що можна сказати. По-перше, що не є відкриттям, динамік до переходу в зональний режим має спрямованість, наближену до кругової, тому АКЗ виявляє себе повною мірою саме до цієї галузі. По-друге, мені відразу чомусь згадалися спроби на слух порівняти два динаміки, природно, без оформлення, оцінити його чутливість, лінійність АЧХ, інколи ж навіть навести конкретні цифри.

Подивіться на графіки. В області найбільшої чутливості слуху виявляються нелінійності випромінювання. Мало того, що зміна АЧХ проявляється за зміни відстані до випромінювача, вона залежить від діаметра випромінювача. А за результатами вимірів з урахуванням "баффл-степу" можна говорити таке. Два абсолютно однакових динаміки, будучи встановленими в різні акустичні оформлення, або встановленими на різні за розмірами лицьові панелі АС, або по-різному розміщені на однакових лицьових панелях АС, або це разом плюс різний номінальний розмір випромінювачів, - все це забезпечить у кожному конкретному у разі конкретної поведінки динаміка.

Автор: Lexus (Сірвутіс Олексій Ромасович); Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Акустичні системи.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Диски Seagate Video 2.5 HDD для безперервної експлуатації 23.12.2012 Компанія Seagate Technology анонсувала випуск жорстких дисків Seagate Video 2.5 HDD. За словами виробника, ці накопичувачі типорозміру 2,5 дюйми спроектовані спеціально з розрахунку на безперервну експлуатацію, наприклад, у пристроях для запису відео, абонентських приставках та системах відеоспостереження. Виробник виділяє три ключові області, в яких виявляються переваги Video 2.5 HDD: висока надійність, низький рівень шуму і висока енергетична ефективність. У серію Video 2.5 HDD увійшли моделі об'ємом до 500 ГБ з однією та двома пластинами носія. За словами Seagate, ці накопичувачі вигідно відрізняються від накопичувачів типорозміру 3,5 дюйми меншими розмірами та меншим енергоспоживанням (різниця в споживаній потужності досягає 55%). Оскільки рівень шуму, що створюється накопичувачами Video 2.5 HDD під час роботи, не перевищує 22 дБ, вони добре підходять для побутової електроніки.

Інші цікаві новини:

▪ Бюджетні китайські електромобілі

▪ Іонні рідини шукають шлях до британських бізнесменів

▪ Антивідблиск покриття підвищує ефективність сонячних панелей

▪ Туманний душ

▪ PLM-40E - 40 Вт LED драйвер зі ступеневим димінгом

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Мистецтво аудіо. Добірка статей

▪ стаття Сірниковий ліфт. Поради домашньому майстру

▪ стаття Хто протистояв у Куликівській битві російським військам, очолюваним Дмитром Донським? Детальна відповідь

▪ стаття Бузина ялова. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Електричні характеристики проводів та кабелів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Незвичайна кулька. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024