Design Haut-parleurs - Partie 15 ouverte et basse Baffles
Partie 15 - Ouvert et Basse Chicanes
Quand vous pensez à un haut-parleur, vous pensez à un haut-parleur dans une boîte. Peter Comeau explore les alternatives.
F ou aussi longtemps que beaucoup d'entre nous se souviennent, les haut-parleurs sont venus dans des boîtes, mais ce ne fut pas toujours le cas. À l'exception des haut-parleurs du panneau comme electrostatics, une enceinte et une unité d'entraînement semblent inséparables. Si nous regardons l'histoire des débuts de haut-parleurs, cependant, il est jonché, ce que nous appelons maintenant, haut-parleurs de chicane ouvert.
Ayant été élevé dans la tradition salut-fi de haut-parleurs dans des boîtes, je me souviens avoir été horrifié quand je découvre une vieille radio avec une plaque arrière perforée. Comment une « boîte ouverte » pourrait éventuellement produire une basse? Certes, les vagues avant et arrière annuleraient les uns les autres?
Tableau des radios des années 1930 - époque 1950, comme celui-EKCO 75, utilisé la profondeur,
Bakelite boîtier de l'armoire d'agir comme un déflecteur étendue, normalement équipée d'un
perforé panneau arrière pour la ventilation.
Pourtant, la basse est venu de cette radio, peut-être pas basses très profondes, mais la basse était présente quand même! La réponse, que je suis venu pour savoir quand j'ai étudié haut-parleurs un peu plus attentivement, est que seules les fréquences sont annulées lorsque leur demi-longueur d'onde est supérieure à la distance entre l'avant et l'arrière de l'unité d'entraînement.
Pour commencer seul un idiot ferait une chicane circulaire. Qui veut l'annulation totale à la fréquence de coupure chicane? Changer le déflecteur à une forme rectangulaire et on peut voir qu'il y a trois dimensions qui déterminent l'annulation demi-longueur d'onde, à savoir la hauteur, la largeur et un coin à. Il est évident que vous allez commencer à obtenir l'annulation à la plus petite dimension, dire la largeur, mais ce sera brouillée par le renforcement du rayonnement se produisant aux plus grandes dimensions.
En raison des dimensions différentes, l'annulation complète ne se produira pas jusqu'à ce qu'une fréquence beaucoup plus faible. Cela pourrait être autant que la moitié de celle calculée comme, à des fréquences inférieures à 100 Hz, le gain de place devient considérable.
Par exemple, si nous prenons un gain de chambre à 40Hz être 6dB plus haut que 80Hz - une prémisse pas déraisonnable pour les haut-parleurs placés sur le sol et à proximité d'une paroi latérale - alors notre chicane ronde 215cm peut générer une sortie importante vers le bas à 40Hz (où il serait être mesurée 6dB normalement dans des conditions anéchoïques).
Ce tableau montre la relation entre le diamètre de la chicane (en mètres) et le
jusqu'à ce que la résonance du conducteur est atteinte lorsque les changements de pente de 18 dB par
rayonnement se coïncident, ici comme Fp. Il y aura aussi plus
des pics à des multiples de Fp ce qui explique pourquoi, en général, des chicanes circulaires
Maintenant, nous obtenons quelque part, et il commence à tous du sens quand on regarde les haut-parleurs du panneau comme le Quad où la Electrostatique largeur de chicane est évidemment pas plus de 2 mètres! En augmentant simplement une dimension, la hauteur dire, et permettant le haut-parleur de coupler au sol et, éventuellement, la paroi latérale, peut être réalisé une forte production de basse pour satisfaire les amateurs d'orgue!
Je ne vais pas prétendre que vous obtiendrez la même puissance basse dans la salle d'un haut-parleur chicane ouverte que vous le pouvez, disons, un haut-parleur de la ligne de transmission de dimensions globales similaires. Comme ma femme a souligné lors de l'audition de la reproduction d'une œuvre d'orgue de Bach à la radio « sonne la musique d'orgue mieux dans une église où l'on peut sentir la puissance des basses notes ».
Je sais ce qu'elle veut dire. Cette capacité de se déplacer vraiment l'air, de sorte qu'il a un impact viscéral ainsi que sonore, est quelque chose qui manque dans la plupart des systèmes de salut-fi, haut-parleurs de la boîte ou non. Mais vous avez besoin de grands haut-parleurs pour vraiment y arriver.
Donc, étant donné que la plupart des gens comme de petits haut-parleurs dans leurs salles de séjour, ce qui est le point de poursuivre la chicane ouverte? Je vais vous dire - ce que la boîte est manquante!
Malgré les meilleures intentions du concepteur de haut-parleur en fournissant contreventement, l'amortissement, l'absorption interne, l'ajout d'un port, une corne ou un tube quart d'onde, il n'y a pas de se éloigner du fait que mettre une boîte derrière un haut-parleur fait qu'encourager la résonance.
Aujourd'hui, la plupart d'entre nous grandissent en entendant ces résonances boîte de chaque haut-parleur que nous écoutons. Nous sommes donc habitués. En fait, je formulais il y a une théorie de nombreuses années que nous sommes tellement habitués à entendre les résonances de la boîte que le son semble « mauvais » quand vous les enlevez.
Cela pourrait expliquer en partie pourquoi haut-parleurs du panneau sont souvent décrits comme « mince » ou « léger » par certains auditeurs lors de la première audition d'un électrostatique. Mais quand vous parlez aux adeptes du haut-parleur du panneau, ils seront les premiers à décrire haut-parleurs de la boîte comme sonnant ronronnement et colorée.
tracé théorique de la réaction du conducteur sur une chicane circulaire. A noter que des pics se produisent à Fp et ses multiples.
Y at-il quelque part entre les deux? Serait-il possible d'avoir un gâteau de et le manger? À un moment donné dans ma jeunesse, j'ai été exposé au son de Gilbert Briggs Wharfedale SFB3. Ce haut-parleur de sable rempli de baffle avec ses trois unités d'entraînement a donné la même impression de puissance basse que ses concurrents mais sans leur portés grumeleux, basses mal définies et milieu de gamme de couleur. Il est clair que le système de déflecteur ouvert peut être fait pour travailler.
Notre premier problème quand on regarde la façon de concevoir un haut-parleur chicane ouverte est celle des unités d'entraînement. Presque chaque unité d'entraînement unique fabriqué dans le commerce aujourd'hui est destiné à se retrouver dans une boîte d'une sorte ou d'une autre, il est donc guère surprenant que les unités d'entraînement de tous les grands fabricants sont développés pour tirer le meilleur parti d'une enceinte, généralement un portage.
ce n'était pas ainsi dans Briggs jour. Avec peu de conception de la science exacte derrière la relation entre le respect, la masse, l'amortissement et la résonance de Helmholtz, unité d'entraînement des designers des années 50 '40 à 'fait en sorte que leurs unités produiraient une bonne puissance à basses fréquences sans tomber en morceaux sur une chicane ouverte . Rien d'étonnant, alors, qu'ils convenaient aux enceintes déraisonnablement grandes, si les types de boîte fermés ou portés, si vous voulez maintenir leurs caractéristiques basses.
Terrain de 100mm conducteur sur une chicane circulaire 300mm montrant la relation entre Fc,
Fp et le niveau de puissance de milieu de gamme. chicanes circulaires sont à éviter!
Effet de Qts du pilote sur la réponse LF. Comme Qts augmente, il en est sortie basse vers
la résonance de l'air libre du conducteur. A Qts d'environ 1 est acceptable pour une unité de basse chicane ouverte.
Mais il y a un domaine de l'industrie où les unités d'entraînement basse doivent encore être stables en milieu ouvert ou semi-ouvert, armoires tout comme les radios de table anciens - l'industrie de la guitare! En ce qui concerne les cabines combo guitare vous pouvez toujours voir dix ou douze unités d'entraînement pouces monstre dans les armoires arrière pratiquement ouvert pilonné à la destruction près sur scène par des transitoires rivetingly durs.
Choix d'un pilote BASS
Alors quoi, exactement, recherchons-nous d'un chauffeur qui le rend adapté à notre Ouvrir Baffle? Le premier de nos intérêts est excursion, excursion notamment à travers une région de fonctionnement linéaire. La raison pour laquelle cela est si important est qu'il n'y a pas de force de rappel sur le diaphragme comme il y aurait dans une enceinte. Si vous envisagez d'ajouter une égalisation des basses pour étendre la réponse de votre pilote, puis ses limites d'excursion deviennent plus critiques que vous demandez au chauffeur de faire plus de travail que la fréquence est abaissée.
Goodmans Axiom 150 datant de la fin des années 1950 est typique des grands pilotes de basse
de son jour (capuchon anti-poussière et le cône de whizzer enlevés dans cet exemple). Ceux-ci étaient idéalement
Comparer à un pilote moderne Eminence ProAudio - pas trop de différence?
Ensuite, nous devons examiner les Qts du pilote qui est définie par sa masse mobile, l'élasticité de la suspension et l'amortissement électrique de son système magnétique. Encore une fois, pour un haut-parleur dans une enceinte, nous sélectionner normalement Q> 0,3 pour un haut-parleur de la boîte fermée et une Q < 0.5 for a reflex design.
Pour un haut-parleur ouvert Baffle en utilisant un filtre passif dont nous avons besoin en fait un conducteur avec un haut Qts. Un Qts> 0,77 signifie que l'amplificateur sera plus facile à conduire le haut-parleur que la fréquence se rapproche de la résonance du système. Par un choix judicieux de la fréquence de résonance, nous pouvons l'utiliser pour étendre la réponse en dessous de la chicane fréquence de coupure.
Enfin, la recherche de bas Fs, la fréquence de résonance fondamentale du conducteur, sort de la fenêtre. La seule raison pour laquelle nous recherchons un faible Fs dans un pilote destiné à être utilisé dans une enceinte est parce que nous savons bien que la fréquence de résonance sera considérablement augmenté, dans de nombreux cas ont doublé, par la réactance de l'air dans l'enceinte. Ainsi, pour un bass-reflex ou haut-parleur boîte fermée, nous sommes normalement pour un Fs de 30Hz ou moins pour obtenir une résonance du système, une fois que le conducteur est dans la boîte, inférieure à 60 Hz.
Parcelles de conducteur montés bas sur déflecteur, à proximité d'étage, montrant
et annulation des effets de renforcement entre le son direct et réfléchi.
Notre ouvert baffle, cependant, ne va pas influencer la résonance du conducteur de cette façon. On peut donc choisir un pilote Fs sachant pertinemment que cela va être proche de notre système final Fs. Les chiffres de la région 40-60Hz fera très bien.
Donc, ce que nous avons décrit est une unité d'entraînement qui n'existe pas normalement - avec une bonne linéarité excursion contrôlée, Qts haut, et un nombre relativement élevé Fs, oh, et une sensibilité élevée aussi!
Voilà pourquoi les pilotes conçus pour utiliser Pro-Audio commencent soudainement à regarder attrayant. Nous pouvons commencer à enquêter sur les pilotes 12po (30cm) et 15in (38cm) qui aurait normalement besoin d'une somme exorbitante grande enceinte afin d'obtenir une extension des basses. Au départ, ces pilotes ont l'air si mal pour salut-fi - cônes en papier léger, plié « accordéon » entoure, Xmax limitée - mais rappelez-vous, on n'a pas besoin de ces pilotes pour faire le même travail que si elles étaient dans une enceinte.
Rouleau entoure permettre de grandes excursions, nécessaires dans un haut-parleur réflexe pour gérer le mouvement de cône considérable. De même, les énormes excursions en cône, définies comme Xmax, nécessaire pour haut-parleurs à membrane plus petits ne sont tout simplement pas nécessaire avec un cône 30cm ou au-dessus. Pour les petits mouvements du cône le surround plié, ce qui fournit une bonne force de rappel, commence à ressembler à une bonne idée.
Bien sûr, ces caractéristiques du pilote sont exactement ce que vous verrez dans haut-parleurs datant des années 1940 et des années 50. Nous ne sommes pas réinventer la roue ici! Cela ne les rend pas moins pertinent dans un système de haut-parleur moderne. Nous devons simplement choisir avec soin l'ingénierie du reste du haut-parleur.
QU'EN GAMME
A ce stade, des cultures les parties intéressées habituelles de la fraternité du conducteur de gamme complète. Oui, la plupart des fonctionnalités que je viens de décrire ne concordent avec les plus petits conducteurs gamme complète aussi. Mais, comme beaucoup d'expérimentateurs de haut-parleurs de bricolage ont découvert, le petit diamètre Fostex juste ne produisent pas la basse « vraie » quand la musique leur demande de. Oui, vous pouvez les farcir dans résonateurs quart d'onde pour « améliorer » ce que la sortie peu de basses qu'ils ont, mais sur un baffle ouvert ils ne peuvent pas se déplacer assez d'air eux-mêmes.
Wharfedale SFB3 vue arrière. découpes Note dans les ailes latérales « » pour réduire la résonance
et contreventement pour améliorer la stabilité. Comme prévu l'unité basse est positionnée plus près
à la limite du sol et l'unité de milieu de gamme plus haut. Une unité de cône aigu, sur son
propre chicane, pointe vers le haut à l'arrière!
Revenez au début de cette pièce et vous verrez que je l'ai mentionné comment le sol et le mur peut-côté, entre dans notre conception de chicane lorsque nous mettons les haut-parleurs dans une vraie salle. Il ne prend pas un scientifique nucléaire de voir que, si nous mettons le Boomer près du sol, le déflecteur est naturellement prolongé par le sol. Cela laisse une chicane trois côtés et, en plaçant le proche du conducteur à la surface, la dimension verticale de la chicane est augmentée.
Maintenant, cela ne signifie pas que vous pouvez mettre le bang conducteur contre le bord inférieur. Vous ne devez considérer la réflexion du sol qui, si elle se produit trop élevée en fréquence, va écrêter la réponse basse supérieure du conducteur. En guise de compromis, cependant, cette position pour notre unité d'entraînement a des gains considérables et quelques médisances. Sauf un.
Si vous voulez que le pilote soit gamme complète, le dernier endroit où vous devriez considérer est à proximité du sol. Diverses raisons surgissent comme nous commençons à examiner les avantages et les inconvénients, dont le plus évident est que le pilote n'est pas au niveau de l'oreille. conducteurs gamme complète ont une dispersion relativement faible à des fréquences élevées et vraiment faire la demande qu'ils sont quelque part positionnés autour du niveau des oreilles pour un auditeur en position assise.
Ensuite, rappelez-vous que la réflexion du sol va se produire quelque part dans le milieu de gamme - il n'y a pas l'éviter - de sorte que le plus loin du sol le mieux. Si vous avez des tapis sur le sol sous votre haut-parleur, et qui n'a pas ces jours-ci, alors cela aura un effet d'amortissement considérable sur la sortie de fréquence moyenne et haute d'une unité d'entraînement à proximité.
Tous qui pointe vers un haut-parleur à deux voies ou trois voies. On peut placer l'unité basse où il gagne plus d'avantages de la chicane et l'extension sol, laissant l'être logé mi / aigus où il / ils devraient être.
Le caisson de basses SL6000 de Celestion, vu ici sous un SL600, n'a pas
armoire et atteint bas, mais avait besoin d'un réseau d'égalisation électrique.
LES DANGERS DE AILES PRESENTANT
Il y a seulement deux ou trois autres aspects que nous devons prendre en compte avant de se lancer dans la conception finale de notre Baffle ouvert. On est devrions-nous « ailes », Replier les côtés de la chicane? La réponse simple à celui-ci est « oui » avec une condition.
Replier les côtés du déflecteur se prolonge évidemment le déflecteur et contribue à abaisser la fréquence de coupure. Il est particulièrement utile pour augmenter la longueur du chemin latéral et de la rendre sensiblement différente de la dimension de la chicane verticale, l'ensemble de ce qui contribue à « flou » et lisser l'étape de chicane dans la réponse en fréquence.
En plus d'augmenter la stabilité du déflecteur ces « ailes » latérales. Sinon, comment allez-vous le garder debout? Attention, cependant, pour les ondes stationnaires réfléchissantes qui sont mis en place par ces côtés pliés. Pensez-y en termes d'une boîte avec le panneau arrière manquant. Ce que vous entendez, avec « ailes » profondes est une nature creuse, honky de résonance au milieu de gamme qui est vraiment très désagréable, surtout au chant et piano. Vous seriez mieux mettre les pilotes dans une boîte plutôt que d'avoir des ailes latérales profondes - au moins vous pouvez inclure une intérieure absorbante pour réduire les effets de la résonance.
Une version moderne du haut-parleur chicane ouverte - le R909 phare de Jamo.
Alors, gardez le côté des plis peu profonds et les cône de sorte que les ondes stationnaires ne se produisent pas à une ou deux fréquences évidentes audible. L'attraction des rétrécissant les « ailes » dans un système à deux voies est que l'unité de basse reçoit le maximum de profit de la chicane prolongée tandis que l'unité de milieu de gamme, ce qui « voit » la section plus étroite du cône, est plus « ouverte » et ainsi souffre moins de réflexion.