Как гласит история! Изобретатель колебательной системы, состоящей из: акустического оформления закрытый ящик + динамическая головка — Э. Вильчур.

То, что предложил Вильчур, называется — акустический подвес. Его целью было снижение нелинейных искажений, вносимых акустическими системами. В 50-е годы можно было купить ламповый усилитель с нелинейными искажениями меньше 0,5% при мощности чуть ли не 50 Вт. Однако присоединенный к такому усилителю громкоговоритель тут же повышал суммарный коэффициент гармоник как минимум в двадцать раз. Вильчур задал себе вопрос: почему? И ответил: из-за нелинейности подвеса динамика.

В 50-е годы, подвес диффузора динамика состоял из жёсткой центрирующей шайбы, часто сделанной из гетинакса в форме паука (spider) и гофра, который тогда был действительно гофром — волнистой частью диффузора, обеспечивавшей ему возможность перемещаться вдоль оси магнитной системы. Всё это образует пружину, вместе с массой диффузора и звуковой катушки создающую колебательную систему.

Всякая рукотворная пружина не идеальна. Её реакция на сжатие или растяжение, во всем диапазоне не вполне линейно, она может быть сжатой до упора (эффект насыщения), её параметры зависят от времени и множества иных факторов. В качестве пружины Вильчур решил использовать упругость воздушного объёма. Воздушная пружина более линейна. Это обещало, большую линейность подвеса.

Прозрение Вильчура очевидно, с позиции сегодняшнего дня. Но, каснемся резонансной частоты: у динамика с более или менее ровной АЧХ с понижением частоты вплоть до резонансной, амплитуда диффузора растёт обратно пропорционально квадрату частоты. То есть: от 100 до 50 Гц амплитуда возрастает вчетверо, а звуковое давление остаётся неизменным (в идеальном случае). Ниже резонансной частоты амплитуда расти перестаёт, а создаваемое звуковое давление падает со скоростью 12 дБ/окт.
Значение частоты, ниже которой останавливается рост амплитуды (а это резонансная частота), должно быть увязано с возможностями динамика. Ну, например: если бы у 6-дюймовой головки тех времён, с весьма ограниченным ходом диффузора, сделать резонансную частоту 50 Гц, то при приемлемой громкости звучания задолго до достижения этой частоты амплитуда превысит возможности (хода) подвеса, и он захрипит. Если же взять динамик большего диаметра, ему для создания того же звукового давления амплитуда потребуется меньшая, поэтому ему можно позволить играть ниже.

Все предшествующие конструкторы АС выбирали частоту резонанса динамика оптимальным образом, а потом устраивали в такое акустическое оформление, чтобы её не испортить. Вильчур пошёл другим путём. Он предложил заранее сделать резонансную частоту головки намного ниже оптимальной, резко увеличив гибкость подвеса. А потом посадить динамик в ящик небольшого объёма, так, чтобы упругость воздушного объёма внутри и стала основной в системе «динамик — ящик». Заменив, по существу, пружину в виде гофра и центрирующей шайбы не подверженной усталости и совершенно линейной пружиной в виде воздушного объёма, Вильчур рассчитывал в первую очередь добиться радикального снижения нелинейных искажений. И добился!

Для проверки своей идеи Вильчур собственными руками изуродовал вполне исправный 12-дюймовый динамик Western Electric. Пока он был исправен, имел вполне традиционную для басовых динамиков того времени резонансную частоту 50 Гц. Для того чтобы динамик нормально играл, ему требовался объём около 300 л. Вильчур удалил гофр, заменив его кольцом, выдранным из обивки матраса (тоже, вероятно, до тех пор исправного), и вырезал большую часть центрирующей шайбы. Получившееся чудо техники обладало резонансной частотой 12 Гц, жёсткости подвеса едва хватало на то, чтобы удержать звуковую катушку в зазоре. На резонансную частоту 50 Гц осквернённый Western Electric вышел в объёме 60 л.
При этом, как посчитал Вильчур, только 6% упругости системы порождалось остатками подвеса, остальные 94% приходились на упругость воздушного объёма. Нелинейные искажения на низких частотах снизились в разы. То, что при этом в разы уменьшились габариты акустической системы, Вильчур, поначалу и не заметил.

Так в чём пафос, изобретённого? И кто, какой матрас резал?

Вильчур взглянул на динамическую головку по-другому, как на компонент, полуфабрикат АС. Он впервые изготовил динамик, который сам по себе не играл, требуя недостающего компонента акустической системы — закрытого ящика.

Представьте себе, что автомобиль появился на полвека раньше поезда. Все привыкли: вот машина, ездит, куда рулишь, разве что камни с дороги убрать. И вдруг приходит бесноватый изобретатель и предлагает автомобиль с железными колёсами, который просто так ездить не может, надо проложить две длинные железяки, по ним поедет — будь здоров. Куда бы его послали? Далеко и на резиновом ходу, без всяких железяк.

На практике это означает нечто неожиданное. На первый взгляд, закрытый ящик, по существу, никаким акустическим оформлением не является. Это просто средство управления параметрами громкоговорителя. Никаких процессов, которых не было бы у «голого» динамика, закрытый ящик не порождает. Динамик в области низких частот — система с одной степенью свободы. У него есть масса колеблющихся частей, упругость и вязкое сопротивление, возникающее при колебаниях. Всё.

Внешне эти три характеристики выражаются в том, что у динамика есть свойственная ему резонансная частота (определяемая массой и упругостью) и добротность (на которую решающим образом влияет вязкое сопротивление — механическое и электрическое). Когда мы устанавливаем динамик в экран, он об этом вообще может не узнать. Мы слышим, что низкие частоты зазвучали, а динамик работает точно так же, не подозревая, что уже приносит пользу.

Замкнём экран, сделав ящик очень большого объёма. Динамик по-прежнему ни о чём не догадывается. Начинаем уменьшать ящик, в какой-то момент динамик почувствует: помимо собственной упругости, ему приходится сжимать-растягивать ещё одну пружину, образованную закрытым воздушным объёмом. Из трёх механических параметров динамика изменится лишь один — общая упругость подвеса, складывающаяся из собственной (гофр и центрирующая шайба) и упругости воздуха «за спиной». С точки зрения результирующего значения резонансной частоты (и добротности), никакой разницы нет. Можно динамик с жёстким подвесом поместить в большой объём, обладающий очень малой жёсткостью, или динамик с очень мягким подвесом пристроить в малый объём, имеющий большую жёсткость. Результат с точки зрения частоты резонанса будет один и тот же. Что (возвращаясь в прошлое) с помощью ножниц и матраса было продемонстрировано полвека назад. Разница, однако, в том, что воздушная пружина лучше резиновой, она более линейна. И с этой позиции, чем более мягкий динамик мы берём изначально, тем лучше он будет работать в закрытом ящике, когда мы его выведем на требуемое значение резонансной частоты.

Резонансная частота зависит только от массы подвижной системы и жёсткости подвеса. С ростом жёсткости Fs растёт, с ростом массы — падает. Когда динамик установлен в закрытый ящик, воздух в нём, обладающий упругостью, начинает работать дополнительной пружиной в подвесе, общая жёсткость повышается, Fs растёт. Растёт и полная добротность, поскольку она — отношение упругих сил к тормозящим. Возможности тормозов динамика от его установки в некий объём не изменятся (с чего бы?), а суммарная упругость — возрастёт, добротность — неизбежно возрастёт. И никогда не станет ниже, чем была у «голого» динамика. Никогда, это — нижний предел.

Теперь из вышеописанного вычленим ключевые моменты:

1. Вильчур изготовил динамик, который сам по себе не играет, требуя недостающего компонента акустической системы — закрытого ящика. В 12'' динамике Western Electric, удалил гофр, заменив его кольцом, выдранным из обивки матраса, и вырезал большую часть центрирующей шайбы. Получив резонансную частоту в 12 Гц, где жёсткости подвеса едва хватало на то, чтобы удержать звуковую катушку в зазоре. На резонансную частоту 50 Гц он вышел в объёме 60 л. При этом, как посчитал Вильчур, только 6% упругости системы порождалось остатками подвеса, остальные 94% приходились на упругость воздушного объёма.

2. Ниже резонансной частоты амплитуда расти перестаёт, а создаваемое звуковое давление падает со скоростью 12 дБ/окт.
С понижением частоты вплоть до резонансной амплитуда движения диффузора растёт обратно пропорционально квадрату частоты.

Отсюда следуют вопросы: (и это только часть)!
- Где добыть, достать, откопать динамик с таким нежнейшим подвесом, или по нашему Qms. (В те времена, параметры Т-С еще не меряли)?
- Какая должна быть магнитная система динамика, что бы справиться хотя и с относительно линейным, но достаточно упругим воздушным подвесом?
- В каком диапазоне частот такое оформление можно использовать?
- Чем корректировать (вытягивать) спад 12 дБ/окт, ниже резонансной частоты?

Вадимыч, ты ж ЗЯ не занимаешься в принципе
Такой динамик нужно делать самому, хотя "делов" у тебя и так хватает.
Но, вопрос интересен и свеж. Очень познавательная статья

Тема Для Вегалаба, хотя..... и тут есть специалисты

Спасибо за тему и изложенные мысли.
Моё мнение - если ЗЯ выполнен эквивалентному объему динамиков, то НЧ тракт в ЗЯ более мягкий.
Может кому иначе показалось.
ФИ ящики позволяют экономить место и материал

Хорошо рассчитанный ФИ то же немал, на тех же частотах, хотя немного меньше.
Но суть не втом

Отличный топик Много интересного.

Только несколько незначительных поправок/замечаний/уточнений:

1 объем АО не только определяет результирующие резонансную частоту и добротность системы голова+ящик, но еще и равномерность ЧХ в районе резонансной частоты, а также крутизну спада (это не есть постоянная величина, озвученные вами -12 дб/окт справедливы для общей добротности 0,707);

2 помимо объема ящика также огромное значение имеет его форма, воздушный подвес головы остается таковым пока частоты излучаемые головой не станут сопоставимы с габаритами ящика. Короче говоря форма и габариты ящика кроме всего прочего определяют еще и неравномерность ЧХ на частотах 200-1200 Гц;

3 Увеличение объема ящика, помимо всего прочего, влечет за собой и увеличение ГВЗ;

4. Для ЗЯ не годятся высокодобротные головы, это кстати еще и ответ на ваш вопрос по поводу мотора - мотор должен быть мощным.

С уважением.

---

(21-12-2013 22:44)afh писал(а):  Спасибо за тему и изложенные мысли.
Моё мнение - если ЗЯ выполнен эквивалентному объему динамиков, то НЧ тракт в ЗЯ более мягкий.
Может кому иначе показалось.
ФИ ящики позволяют экономить место и материал

Да, но когда цель габарит а не качество

(21-12-2013 21:56)oleg2566 писал(а):  Вадимыч, ты ж ЗЯ не занимаешься в принципе
Такой динамик нужно делать самому, хотя "делов" у тебя и так хватает.
Но, вопрос интересен и свеж. Очень познавательная статья
Тема Для Вегалаба, хотя..... и тут есть специалисты

Олег, усь басовский жду, вот и мысли разные "кручу".

Когда-то делал, пускал их до 200гц. Даже научился менять Qms динамиков.
Но, чем дальше, тем больше убеждаюсь, что динамик в ЗЯ - это смерть звуку!

Предполагал, может у кого-то свежая, идейная струя появится относительно такого оформления.

(21-12-2013 23:28)Вадимыч писал(а):  Но, чем дальше, тем больше убеждаюсь, что динамик в ЗЯ - это смерть звуку!

А можно поподробнее очень интересно в чем по вашему мнению это выражается? Для меня и моей комнаты именно ФИ - смерть.

Динамик должен "дышать" как и породистое вино, тесно ему в любой заперти.

Эээ...как проживший не один год с ЗЯ (который правда затем превратился в вариовент) могу сказать что если речь идет о ЗЯ как о АО для баса то:

1. ЗЯ должен быть большим, а именно - сам динамик и объем корпуса, тогда от него можно получить достаточно низкий бас при всех прочих плюсах. Маленькие ЗЯ смысла не имеют (лучше хоть какой-то бас чем его отсутствие). Также ход динамика в этом случае меньше (чем меньше ход динамика в ЗЯ тем меньше он страдает от своей "запертости")
2. Мне кажется, что в ЗЯ нормально работают только головы с высокой Qms, а любое снижение добротности за счет механики делает их тугими...

На практике - ЗЯ имеет смысл только при размерах басового динамика не менее 10" и объемов корпуса от ~50 литров.
О ЗЯ говорят что им присуща некоторая сухость - на моем опыте это действительно было так, пусть и чувствовалось скорее в нюансах.
Но переделка в вариовент (или ПАС) превращает ЗЯ в лучшее от обоих миров - более глубокий и менее сухой бас при сохранении большей части изначальных плюсов

(21-12-2013 23:56)serg6677 писал(а):  

(21-12-2013 23:28)Вадимыч писал(а):  Но, чем дальше, тем больше убеждаюсь, что динамик в ЗЯ - это смерть звуку!

А можно поподробнее очень интересно в чем по вашему мнению это выражается? Для меня и моей комнаты именно ФИ - смерть.

По мотивам: лучше, паршивого самогона - водка, лучше водки - классный самогон(с)!

На самом деле, по моему мнению, классный ФИ, очень тонкая и сложная штука! Соорудить настоящий ФИ - это, сверх талант!
Попробуйте в своей комнате, другие ФИ!

(22-12-2013 00:26)Вадимыч писал(а):  На самом деле, по моему мнению, классный ФИ, очень тонкая и сложная штука! Соорудить настоящий ФИ - это, сверх талант!
Попробуйте в своей комнате, другие ФИ!

Полностью согласен, только добавлю помимо самого таланта необходимо иметь руки растущие с нужного места опыт и теор базу. От фонаря даже с талантом нормальный ФИ не выйдет, разве что чисто случайно Но самое главное его нужно чувствовать и понимать Чутьё тут самое главное, т к задача многопараметрическая

(22-12-2013 00:26)Вадимыч писал(а):  На самом деле, по моему мнению, классный ФИ, очень тонкая и сложная штука! Соорудить настоящий ФИ - это, сверх талант!
Попробуйте в своей комнате, другие ФИ!

Может проще попробовать как здесь пишут вариовент (или ПАС) как эволюцию ЗЯ. Дело в том что я остановился пока на ЗЯ(50л 10" в 15м. кв.) т.к. во первых, комнату не заводит вообще,(другой неудачный ЗЯ кстати заводил, ФИ вообще молчу), во вторых бас дает именно там где это необходимо и достаточно низкий, в третьих бас динамичный отрывистый хорошо чувствуется удар, а не затянутый и размазанный гудящий как большинство ФИ. И в четвертых ход динамика минимален хоть и компрессионник ( в сравнении с другим неудачным ЗЯ и ФИ) Это при том что слушаю в основном в дефите или иногда редко не более +2Дб НЧ, когда в фонограмме их катострофически мало или на роке.

Люблю ЗЯ, вернее, звук. Количество баса полностью компенсируется его качеством.
Что касается зажатости, то на моей музыке это не принципиально.
А после ЗЯ любой фазик мне гудит.
тынц
Пример хорошего ЗЯ.

(21-12-2013 21:15)Вадимыч писал(а):  - Где добыть, достать, откопать динамик с таким нежнейшим подвесом, или по нашему Qms. (В те времена, параметры Т-С еще не меряли)?

Вадимыч, так вроде ж за подвес и его гибкость отвечает Cms, а не параметр мех-добротности. Именно гибкость и повышал товарищ.
Вот здесь формула резонансной частоты Fs. Как видим она определяется двумя параметрами - массой подвижной системы (Mms) и гибкостью (Cms).

---

(21-12-2013 22:44)afh писал(а):  ФИ ящики позволяют экономить место и материал

Для одного и того же динамика, и оптимального объёма ящика, ЗЯ всегда меньше, чем ФИ.

(22-12-2013 00:09)AlexanderTD писал(а):  2. Мне кажется, что в ЗЯ нормально работают только головы с высокой Qms, а любое снижение добротности за счет механики делает их тугими...

У хороших дорогих динамиков, заточенных под ЗЯ, маленькая добротность. Правда я говорю об электрической добротности, но именно она является определяющей, как для Qts, так и в плане влияния на нижнюю граничную частоту. Мех. добротность практически ничего не определяет в этом плане.
Для ЗЯ нужны низкая резонансная частота(большАя масса подвижки и большАя гибкость подвеса) и большой ход.
В этих условиях динамику с высокой добротностью сложно контролировать диффузор. Будет размазанное мычание, а не бас.
И как по мне, сухой бас - самый правильный бас.

Qms - механическая добротность динамика, дает представление о всех механических параметрах динамика вместе. Это выражение контроля создаваемого жесткостью подвеса.

(22-12-2013 14:07)VNV73 писал(а):  В этих условиях динамику с высокой добротностью сложно контролировать диффузор. Будет размазанное мычание, а не бас.
И как по мне, сухой бас - самый правильный бас.

Долгое время использовал вот эти динамики в ЗЯ и затем с вариовентами:
http://www.sbacoustics.com/index.php/pro...34nrx75-6/
Qms - 5.1 при общем Qts 0,4 и по прочим характеристикам как по мне - самое то для ЗЯ

Разница между коротким\точным и "пересушенным" басом все таки есть и это результат того, что сопротивление смещению диффузора в ЗЯ растет очень нелинейно.
ПАС например убирает эту проблему работая как клапан на самых нижних частотах и сразу слышно "раскрепощение" баса

(22-12-2013 14:54)Вадимыч писал(а):  Qms - механическая добротность динамика, дает представление о всех механических параметрах динамика вместе. Это выражение контроля создаваемого жесткостью подвеса.

Ну, если говорить о том, что делал Вильчур, то он уменьшал жесткость подвеса(или иначе - увеличивал его гибкость) и понижал этим резонансную частоту.
То есть в физическом плане работа велась исключительно над гибкостью системы. А Qms - это сильно общий и комплексный параметр, не позволяющий провести четкую взаимосвязь между резонансной частотой и гибкостью подвеса, поскольку учитывает ещё и механические потери. Я так думаю...

Как по мне, самый правильный бас- это естественный бас. Например контрабас не сухой.
Сухой бас, из моего опыта, делает сухим весь диапазон.

(22-12-2013 15:48)AlexanderTD писал(а):  Долгое время использовал вот эти динамики в ЗЯ и затем с вариовентами:
_http://www.sbacoustics.com/index.php/products/woofers/12-sb34nrx75-6/
Qms - 5.1 при общем Qts 0,4 и по прочим характеристикам как по мне - самое то для ЗЯ

Да, Александр, я помню об этих динамиках. И даже примерялся к ним, если помните. Остановило два фактора - 1) Большой Vas, требующий 125л, для оптимального ЗЯ. 2) Недостаточно высокий СПЛ на самых нижних частотах, поскольку несмотря на декларируемую изготовителем мощность в 200Вт, рабочий ход кончался при 90Вт.
В результате был приобретён Сканспик, который по -5дБ хуже СБ Акустик всего на 2Гц(29Гц вместо 27Гц), но при этом имеет добротность 0,32 (и как следствие лучшую импульсную характеристику) и при этом "вмещающийся" в 56л и выдерживающий 200Вт.

ЗЫ А что такое "сухой бас"? В моём понимании - это точный, чёткий бас, без намёков на размытость. Но и на слух он пресноват. Наиболее эффектный бас именуют обычно "мясом", вот только "эффектность" и "точность" живут в разных местах.
Пересушить бас можно только "украв" у него самую нижнюю составляющую, а если воспроизводить в полном объёме, то достичь сухого баса - это большая сложность, а "пересушить" вообще нереально.