JavaScript отключён. Чтобы полноценно использовать наш сайт, включите JavaScript в своём браузере.

Ответить в теме

Сообщение: [QUOTE="Марков Николай, post: 187815, member: 19"] [HEADING=2][CENTER]Панель Акустического Сопротивления (ПАС)[/CENTER][/HEADING] Разведка на симуляторе возможностей ПАС в плане уменьшения полной добротности СЧ динамика, основанная на оценке входного импеданса модели системы, состоящей из конусного динамика, Закрытого Ящика (ЗЯ), ПАС1 с переменным акустическим сопротивлением [B]внутри[/B] ЗЯ, и ПАС2 с переменным акустическим сопротивлением [B]в стенке[/B] ЗЯ. Изменяя акустические сопротивления ПАС1/ПАС2 и соотношение объёмов перед/после ПАС, получим следующие модели: щит или Открытый Ящик (ОЯ), ЗЯ, щит/ЗЯ с ПАС1 в окнах корзины, ЗЯ с ПАС2, ЗЯ совместно с ПАС1 и ПАС2. Модель с ЗЯ может содержать или не содержать потери на заполнение. Объём ЗЯ можно варьировать. Для каждого варианта будет подобрано оптимальное акустическое сопротивление ПАС по критерию [B]максимально ровной ФЧХ импеданса[/B], что примерно эквивалентно минимальной высоте горба входного импеданса при максимальной его ширине. Широкая рабочая полоса снизу будет второстепенным критерием (у нас СЧ динамик). Схема замещения динамика (СЗД) упрощена в связи с тем, что рассматриваемые частоты находятся в области ниже электромеханического резонанса, где индуктивностью звуковой катушки (ЗК) можно пренебречь, и схожа с СЗД 15ГД-11, представителя конусных СЧ. Опорная схема для симуляции имеет вид [CENTER][ATTACH type="full" alt="1-min.jpg"]80972[/ATTACH][/CENTER] где [LIST] [*]Eg – источник напряжения; [*]Rg=0,1 Ома – сопротивление источника, служащее датчиком тока для вычисления входного импеданса; [*]Re=7,5 Ohm – активное сопротивление ЗК; [*]Cmas=180 мкФ – ёмкость, эквивалентная массе подвижной системы динамика; [*]Res=40 Ом – сопротивление, эквивалентное механическим потерям в подвижной системе динамика (зависимость обратно пропорциональная!); [*]Lcas=10 мГн – индуктивность, эквивалентная гибкости подвеса динамика; [*]Lcab_1=0,5 мГн – индуктивность, эквивалентная гибкости объёма воздуха между диффузором и корзиной диффузородержателя, её значение выбрано в размере 1/20 от Lcas; [*]Reb_1 – сопротивление, эквивалентное активным потерям в заполнении объёма между диффузором и корзиной диффузородержателя. Отсутствию потерь соответствует номинал 1000 Ом; [*]Rel_1 – сопротивление, эквивалентное акустическому сопротивлению ПАС1 (зависимость обратно пропорциональная!). Отсутствию сопротивления соответствует номинал 1000 Ом, герметично закрытой корзине соответствует 0 Ом; [*]Lcab_2=10мГн - индуктивность, эквивалентная гибкости объёма воздуха в ЗЯ, исходно выбрана равной Lcas; [*]Reb_2 - сопротивление, эквивалентное активным потерям в заполнении объёма ЗЯ. Отсутствию потерь соответствует номинал 1000 Ом; [*]Rel_2 - сопротивление, эквивалентное акустическому сопротивлению ПАС2 (зависимость обратно пропорциональная!). Отсутствию сопротивления соответствует номинал 1000 Ом (ОЯ), герметично закрытому ЗЯ соответствует 0 Ом. [/LIST] Таким образом, приведённая выше схема соответствует акустическому оформлению ОЯ без внесённых потерь. Внесём потери. 😊Заполнения звукопоглощающим материалом (ЗПМ) между диффузором и корзиной нет, потери вносятся только материалами самого динамика – центрирующей шайбой и диффузором. Примем Reb_1=300 Ом, при этом активные потери при герметично закрытой корзине больше, чем у ОЯ на 5% (по снижению пика импеданса). Заполнение объёма ЗЯ ЗПМ будет варьироваться от нуля до определённого значения, но даже при отсутствии ЗПМ потери в боксе будут заметны ввиду поглощения стенками. Примем максимальное значение Reb_2=200 Ом, при этом активные потери у герметичного ЗЯ будут на 10% больше, чем у ОЯ. Итак, схема для ОЯ приняла вид [CENTER][ATTACH type="full" alt="2-min.jpg"]80973[/ATTACH][/CENTER] Кривые импеданса для ОЯ, ЗЯ (Rel_1=1000 Ом; Rel_2=0 Ом) и герметично закрытой корзины (Rel_1=0 Ом; Rel_2 – безразлично, вариант в дальнейшем не рассматривается) приведены ниже. [CENTER][ATTACH type="full" alt="3-min.jpg"]80974[/ATTACH][/CENTER] [HEADING=2][CENTER]ОЯ плюс ПАС1[/CENTER][/HEADING] Начнём с варианта ОЯ+ПАС1 непосредственно в окнах корзины. Для него Rel_1=variable, а Rel_2=1000 Ом. Семейства для некоторых значений приведены на рисунках ниже, вертикальный масштаб [B]разный[/B]. Rel_1=250; 64; 24 Ома – безнаказанное уменьшение механической добротности: [CENTER][ATTACH type="full" alt="4-min.jpg"]80975[/ATTACH][/CENTER] Rel_1=12; 8; 5 Ом– наметилось увеличение резонансной частоты: [CENTER][ATTACH type="full" alt="5-min.jpg"]80976[/ATTACH][/CENTER] Rel_1=4; 3; 2 Ома. Истина где-то здесь. [CENTER][ATTACH type="full" alt="6-min.jpg"]80977[/ATTACH][/CENTER] Смотрим ФЧХ импеданса для последнего набора значений Rel_1. Резонансные частоты (по пересечению оси 180°, так захотел Мультисим) указаны вертикальными отрезками. [CENTER][ATTACH type="full" alt="7-min.jpg"]80978[/ATTACH][/CENTER] Оптимальным можно считать Rel_1= 2,8 Ома, получены: максимум горба импеданса 10,2 Ома; резонансная частота 150 Гц; максимальная девиация ФЧХ -10,5°. Критерием получения слишком мощной (не продуваемой) ПАС следует считать потерю симметричности кривой импеданса/фазы, совпадающую с прыжком резонансной частоты вверх. [HEADING=2][CENTER]ЗЯ плюс ПАС1[/CENTER][/HEADING] Серия картинок с оптимальной для ОЯ ПАС1 в ЗЯ [B]без заполнения[/B] разного объёма. Тут Rel_1=2,8 Ома; Rel_2=0 Ом. Внутренние объёмы ЗЯ равны 1; ½; ¼ от эквивалентного объёма динамика (Lcab_2=10мГн; 5мГн; 2,5мГн соответственно). [CENTER][ATTACH type="full" alt="8-min.jpg"]80979[/ATTACH][/CENTER] Как видим, даже в последнем случае импеданс неплохой, несмотря на неоптимальное значение Rel_1 и отсутствие заполнения! Заполним ЗЯ ЗПМ настолько сильно, чтобы механические потери возросли вчетверо относительно ЗЯ без ЗПМ и без ПАС1. Для ЗЯ с объёмом, равным эквивалентному, это будет соответствовать Reb_2=10 Ом, а максимум импеданса составит 16,5 Ом. Картинки для Rel_1=2,8 Ома; Rel_2=0 Ом; Reb_2=10 Ом: [CENTER][ATTACH type="full" alt="9-min.jpg"]80980[/ATTACH][/CENTER] Кривая импеданса потеряла симметричность. Оптимальные значения Rel_1 в данном случае определить трудно, я получил значение около 4 Ом для всех объёмов, а сам результат относительно предыдущих Rel_1=2,8 Ома поменялся мало. Итак, при [B]эффективной ПАС1[/B] появление за ней ЗЯ, с сильно изменяющимся объёмом, с заполнением или без, [B]достаточно мало [/B]влияет на механическую добротность динамика. [HEADING=2][CENTER]ЗЯ плюс ПАС2[/CENTER][/HEADING] Теперь удаляем ПАС1 из окон корзины (Rel_1=1000 Ом) и ставим ПАС2 (Rel_2=variable) в стенку ЗЯ разного объёма. Нахожу оптимальные значения Rel_2 для случая [B]без заполнения[/B] ЗПМ. Для случая V=Vэ имеем: [CENTER][ATTACH type="full" alt="10-min.jpg"]80981[/ATTACH][/CENTER] Оптимальное значение Rel_2 по ФЧХ - 13 Ом, девиация фазы -31°. Для случая V=Vэ/2: [CENTER][ATTACH type="full" alt="11-min.jpg"]80982[/ATTACH][/CENTER] Оптимал Rel_2 по ФЧХ - 10 Ом, девиация фазы -25°. Для случая V=Vэ/4: [CENTER][ATTACH type="full" alt="12-min.jpg"]80983[/ATTACH][/CENTER] Оптимал Rel_2 по ФЧХ - 7 Ом, девиация фазы -21°. В предельном случае, при уменьшении объёма ЗЯ ПАС2 превращается… в ПАС1. Добавляем много ЗПМ (снова Reb_2=10 Ом). Для случая V=Vэ имеем: [CENTER][ATTACH type="full" alt="13-min.jpg"]80984[/ATTACH][/CENTER] Оптимальное значение Rel_2 по ФЧХ определить невозможно, минимальная девиация фазы равна -23° в диапазоне Rel_2=0…5 Ом, изменяется лишь резонансная частота. Таким образом, при данной комбинации параметров ПАС2 [B]увеличивает[/B] механическую добротность относительно ЗЯ, снижая резонансную частоту и расширяя диапазон рабочих частот. Максимальная амплитуда смещения диффузора при этом увеличивается. Результаты при V=Vэ/2: [CENTER][ATTACH type="full" alt="14-min.jpg"]80985[/ATTACH][/CENTER] Тут есть слабый оптимум, Rel_2=4 Ома, но, как и в предыдущем случае, изменение девиации фазы очень плавное, меняется лишь резонансная частота. ПАС2 [B]неэффективна[/B]. Результаты при V=Vэ/4: [CENTER][ATTACH type="full" alt="15-min.jpg"]80986[/ATTACH][/CENTER] Оптимум более заметен (Rel_2 = 5 Ом), но смысл тот же, что и в двух предыдущих случаях – влияние ПАС2 [B]невелико[/B]. Девиация фазы -20°. На самом деле ЗПМ в ЗЯ не только вносит активные потери, но и изменяет гибкость внутреннего объёма ЗЯ, а может и присоединить массу. Теоретический предел увеличения гибкости для идеального ЗПМ при оптимальном заполнении составляет +40%. Но, поскольку реальные ЗПМ далеки от идеала (имеют некоторый объём и конечную теплопроводность), то пределом мечтаний есть +20% к геометрическому внутреннему объёму (по Алдошиной, предел +25%). Хорошо это описано в статье «Закрытый ящик: полвека истории и большое будущее» ([URL]https://baseacoustica.ru/istorija/47-zakrytyj-jaschik-polveka-istorii-i-bolshoe-buduschee[/URL]), но в ней не разделены влияния гибкости и массы. Так как нашей целью является не максимальная гибкость объёма (=> минимальная резонансная частота динамика в ЗЯ), а минимальная полная добротность, то заполнение в нашем случае будет [B]гораздо[/B] более плотным (50…100 г/л), чем это требуется для получения минимальной резонансной частоты (15…20 г/л). Большое количество ЗПМ в нашем случае собственным объёмом компенсирует увеличение гибкости внутреннего объёма ЗЯ, потому в СЗД изменение гибкости при добавлении ЗПМ не отображено, как и добавленная масса. С другой стороны, ЗПМ распределён в объёме ЗЯ, и эквивалентная схема ЗЯ с плотным равномерным заполнением могла бы выглядеть (при умозрительном разделении объёма ЗЯ на 10 «слоёв»), например, так: [CENTER][ATTACH type="full" alt="16-min.jpg"]80987[/ATTACH][/CENTER] То есть, объём ЗЯ состоит из N (тут N=10) «слоёв», соединённых каскадно, поэтому влияние каждого «слоя» уменьшается по мере отдаления от динамика. Отсюда понятна неэффективность ПАС2, представленной сопротивлением Rel_2, в данном случае: она включена [B]в самом конце[/B] вереницы слабых ПАС. Вывод: плотное заполнение ЗПМ по смыслу и результату есть распределённая ПАС2, и их одновременное применение нецелесообразно. [HEADING=2][CENTER]ЗЯ плюс ПАС1 плюс ПАС2[/CENTER][/HEADING] В целом результат уже предсказуем: после оптимальной ПАС1 работа ПАС2 будет мало заметной. Проверив для случая без ЗПМ в объёме Vэ/4, пришёл к оптимальности варианта [B]ОЯ+ПАС1[/B], вторая ПАС должна отсутствовать! То же самое получено в остальных объёмах. С ЗПМ ситуация [B]та же[/B]. Итак, две последовательные ПАС [B]не нужны[/B]. Тогда возникает оптимальный вариант, позволяющий сэкономить на задней стенке и одновременно получить более объёмное звучание: динамик с ПАС1+ОЯ с боковыми стенками некоторой длины, плотно заполненный ЗПМ. Плотное заполнение устранит внутренние ящичные резонансы и поглотит верхнюю часть СЧ диапазона, излучённую задней поверхностью диффузора. Получится интересно. [HEADING=2][CENTER]ОЯ плюс ПАС1 плюс ЗПМ внутри корзины[/CENTER][/HEADING] Понятно, что много и плотно напихать под корзину не получится. Кроме того, для данного исследования актуальная СЗД не очень подходит, так как поглотитель будет находиться [B]перед[/B] ПАС1 со всеми описанными выше последствиями (вариант ЗПМ+ПАС2), но всё же. При внесении потерь (Rel_1=2,8 Ома, Reb_1=variable) заметное влияние на Z появляется при снижении Reb_2 меньше 2 Ом и состоит в небольшом улучшении ФЧХ и снижении резонансной частоты. НО. С одной стороны, внесение ЗМП внутрь корзины позволяет сделать ПАС1 более эффективной (в нашем случае – менее продуваемой) уменьшением Rel_1. С другой стороны, максимально возможное количество плотного ЗПМ способно уменьшить Lcab_1, что ещё поднимает эффективность ПАС1. При Lcab_1=0,4 мГн (меньше на 25%) и Reb_1=2 Ома оптимальное значение Rel_1около 2 Ом. Если диапазон снизу вообще не важен, то Rel_1 и Lcab_1 можно и дальше уменьшать! Соответственные графики импеданса: [CENTER][ATTACH type="full" alt="17-min.jpg"]80988[/ATTACH][/CENTER] И соответствующие им ФЧХ: [CENTER][ATTACH type="full" alt="18-min.jpg"]80989[/ATTACH][/CENTER] Заметно повышение резонансной частоты при уменьшении Rel_1 (соответственно сужается рабочая полоса снизу, что приводит к уменьшению амплитуды колебаний диффузора). Таким образом, размещение ЗПМ внутри корзины СЧ динамика имеет значение не только для гашения отражений, но и для снижения добротности, а для динамика с закрытой корзиной вообще является жизненным показанием. Во время разборки/переделки СЧ динамика будет не лишним со старта разместить ПАС1 изнутри корзины, плюс на додачу – максимум ЗПМ на железе там же. Теперь вопрос: почему уважаемый Шорт в своей статье по ПАС (вариовентам) обходит стороной вопрос плотного заполнения объёма ЗЯ ЗПМ-ом? Причин, как видно, несколько. [LIST=1] [*]Невозможно составить адекватную модель ЗПМ на сосредоточенных элементах. [*]Поэтому нет возможности математически прозрачно показать его влияние на характеристики, даже приняв количество «слоёв» N=3. [*]Вариовенты уже были, и им надо было сделать рекламу (главное?). [*]Настройка вариовента не требует вскрытия корпуса, в отличии от. [*]Масса ЗПМ для его ЗЯ с 17-см конусным СЧ составила бы… 1 кг. [/LIST] Но не у всех такие большие диаметры СЧ головок! Поэтому – думайте сами, решайте сами. К сожалению, АЧХ так же просто, как графики модуля Z, не построить… [/QUOTE]