Акустичні матеріали та їх різновиди. Матеріали для корпусів акустичних систем Звукопоглинаючий матеріал для акустичних систем

Перекопавши купу літератури, статей і пробороздивши просторами мультимовного Інтернету, тлумачної відповіді я так і не знайшов. У книгах і статтях зазвичай дається наближена оцінка результатів без конкретних аргументацій і твердих висновків. Будь-яке обговорення цього питання на форумах призводить до багатосторінкових перепалок серед учасників, знову ж таки без аргументів і результатів, що дають змогу таки визначитися з вибором. І якось несподівано на просторах нідерландської мережі я виявив відмінну і унікальну у своєму роді статтю по темі. Тут було все – виміри, графіки, докладні коментарі та висновки від автора. Нідерландським володіють не багато, але було б дуже непогано, щоб і російськомовні умільці змогли отримати вичерпну відповідь на таке важливе і непросте питання. Я взявся за переклад.

Вступ

Для створення добрих акустичних систем (АС) насамперед необхідний хороший корпус. Корпус АС забезпечує необхідне зосередження (спрямованість) акустичної енергії. В ідеальному випадку корпус АС повинен бути абсолютно жорстким і не зазнавати впливу акустичної енергії. Найчастіше матеріалом корпусів є деревина. Також застосовуються інші матеріали, такі як пластик, алюміній, камінь і бетон. Велика кількість АС мають проблеми у звучанні пов'язані з тим, що їх корпуси надають своє власне забарвлення звуку, оскільки самі випромінюють майже стільки ж звукових хвиль, скільки сама динамічна головка. Цей ефект проявляється на певних частотах та чітко себе видає. Що ж відбувається насправді?

Що ж відбувається насправді?

Динамічна головка (ДГ), встановлена ​​в корпусі АС, вібрує в такт вхідному сигналу, що надходить з підсилювача потужності. Ці коливання передаються через кошик ДГ на корпус АС і призводять до вібрації всієї конструкції в цілому. Інший шлях передачі вібрації обумовлений швидким стисненням та розширенням повітря всередині корпусу АС у такт ходу дифузора ДГ (ефект поршня). Ці коливання дуже малі за амплітудою, і їх важко виявити візуально або помацавши корпус рукою. В ідеальному випадку ДГ не має контакту з корпусом АС і не чинить акустичного тиску на стінки ящика - акустична система звучить як окремо взята ДГ. Насправді це, звісно, ​​недосяжно і найважливішу роль звучанні АС грає матеріал і конструкція їх корпусів. Це питання хвилює мене, як і будь-якого іншого виробника якісних АС насамперед. І щоб мати можливість обирати кращий матеріалдля будівництва АС я зробив їхнє експериментальне дослідження.

Методика вимірів

Як протестувати широкий набір матеріалів?

Для виміру створено спеціальну методику. Був сконструйований корпус (типу закритий ящик з утопленим заподлицо динаміком) з 18мм МДФ, укріпленого 32мм шаром бетону. Вага готового корпусу тестового ящика склала 105кг.

Товщина всіх досліджуваних панелей тонша, ніж стіни експериментального ящика, таким чином, у конструкції формується найслабша ланка для вимірювань.

Фронтальна частина тестового ящика має рамку під установку досліджуваних панелей.

Для проведення вимірювань панелей з ребрами жорсткості, в центрі отвору під тестову панель встановлено знімне ребро.

Опис методики

Спочатку необхідно знайти місце для проведення контрольних вимірів.

Контрольний вимір проводиться без встановлення тестової панелі експериментальний корпус.

Другий вимір проводиться так само, але з встановленою тестовою панеллю і бачимо різницю в спектрах, як показано на малюнку 1.

Якщо у другому вимірі ми не робимо жодних змін, то відповідно жодної різниці між спектрограмами ми не повинні побачити.

Виміряна відмінність полягає у зменшенні звукового тиску тестовою панеллю.

Тобто в ідеальному випадку (ідеальний матеріал для корпусу АС) у другому вимірі (з встановленою панеллю) ми не повинні побачити будь-яких сплесків частот на спектрограмі (подібно до того, що на малюнку 2).

Щоб виключити вплив рівня навколишнього шуму, проводилося вимірювання останнього більш високої чутливості системи (рисунки 2, 3).

Результати вимірів

У всіх випадках використовувалися однакові налаштування.

Щоб виключити можливий вплив простору, вимірювання проводилися на малій відстані (17,5см) навпроти центру тестової панелі.

частота дискретизації 2kHz – 6kHz

рівень -14dB

3D спад, динамічний діапазон +5/-35dB

1. Базовий вимір

Два однакові базові виміри, які показують між собою нульову різницю. На практиці це не зовсім можливо, тому що невеликі коливання звукового тиску від ДГ присутні завжди. Ця різниця дуже мала, але вона є.

2. Рівень навколишнього шуму

У другому вимірі тест на відсутність сигналу пройдений. Тут був виміряний рівень навколишнього шуму, з такою самою чутливістю, як і у всіх інших вимірах.

3. Рівень навколишнього шуму (-70dB)

Ті самі умови, як і в другому вимірі, але зі скоректованою чутливістю. Тут можна побачити обурення у широкому діапазоні частот.

4. 10мм ДСП

Спостерігається сильний резонанс на 140Hz силою + 4 дБ, що практично порівняно зі звуковим тиском ДГ. Другий і третій резонанси на 350 і 600 Гц з тривалішим часом згасання. І останній резонанс лежить у сфері 1200Hz.

5. 18мм ДСП

Для товстого листа ДСП перший резонанс піднімається до 175 Гц, другий знаходиться в області 500 Гц і майже зливається з третім на 580 Гц.

Перший резонанс порівняно з 10мм листом ДСП дещо зменшений, але резонанс на 580 Гц сильніший. Більш високочастотні резонанси на 820 і 1200 Гц також трохи посилюються.

6. 18мм МДФ

Ця спектрограма повністю ідентична 18 мм ДСП. Усі резонанси на тих самих частотах і мають однакову силу.

7. 18мм фанера Меранті

Фанера Меранті має приблизно ті ж резонанси, як ДСП та МДФ. Перший резонанс зміщується зі 175 Гц до 205 Гц і має більший час згасання. Резонанс на 580 Гц зашкалює за рівень +5dB і також згасає повільніше. Результати вимірювань показали, що цей матеріал мало придатний для якісних конструкцій і не має інтересу для подальших вимірювань.

8. 18мм березова фанера

Цю спектрограму варто розглянути докладніше.

Перший резонанс зсувається вище до 230 Гц і він слабший, ніж у фанери Меранті. Другий повернувся на 580 Гц і збільшився до +10 дБ.

Резонанси в області 850 та 1200 Гц зменшилися до -6 дБ.

Також з'явилися резонанси від 1930 до 1990 Гц зі швидким згасанням до -35 дБ. Резонанси нижче 20Гц демпфуються менше, ніж у ДСП або МДФ та мають рівень від -15 до -25дБ.

9. 18мм МДФ із ребрами жорсткості

Перший резонанс практично зник, порівняно з неукріпленим МДФ.

Сила резонансу на 175 Гц впала з -2 до -30 дБ. Додав новий резонанс на 300 Гц -10 дБ. Сильний резонанс на 580 Гц, що досягав +7 дБ для неукріпленої панелі, зменшився до рівня -7 дБ. Інші резонанси не змінилися, і додався ще один на 980 Гц, який слабший за інші, але має більший час згасання.

10. 18 мм березова фанера з ребрами жорсткості

Сильно ослаб перший резонанс на 230 Гц, який був на 18мм фанері без армування. Тепер він змістився на 300Гц. Тут немає такого помітного спаду резонансу на цій частоті як у випадку армування МДФ (з -2 до -20дБ).

Другого резонансу немає, але є новий пік на 490 Гц із силою до -7 дБ. На більш високих частотах ми спостерігаємо ту саму картину, як і МДФ.

11. "Сендвіч" 18 мм березова фанера + 18мм ДСП

Панель суттєво посилюється, і на графіку ми бачимо поєднання двох різних характеристик. Перший резонанс практично ліквідовано. Сильний четвертий резонанс відповідає сильнішому резонансу на ДСП і березі в районі 580 Гц. Інші резонанси цілком ідентичні тим, що були на окремих панелях з фанери та ДСП.

12. "Сендвіч" 18мм ДСП + 18мм МДФ

ДСП та МДФ мають ті ж характеристики. Перший резонанс передається до «сендвіча» від раніше розглянутих роздільних панелей. Інші резонанси в цілому схожі на характеристики попереднього сендвіча (вимір 11) Посилення загасання резонансів у варіанті сендвіч приблизно пропорційно збільшенню товщини панелі в цілому, в порівнянні з окремими платами ДСП і МДФ по 18мм.

13. "Сендвіч" 18мм ДСП + піна + 18мм фанери

Перший резонанс ослаблений порівняно з подібним сендвічем без піни. Це відбувається за рахунок ізоляції пружних шарів панелей один від одного.

14. 18мм МДФ + 20мм бетону без ребер жорсткості

На графіку видно, що перший резонанс, який був присутній на чистому МДФ на частоті 180 Гц, трохи послабився (-4дБ) і змістився на 130 Гц. Інші вищі за частотою резонанси значно зменшилися. Бетон вплинув на широку область частот.

15. 18мм МДФ + 20мм бетону з ребрами жорсткості

Перший резонанс значно скоротився. Решта резонансів також ослабла, в середньому на 10 дБ. Однак через ребро жорсткості з'явився сильний резонанс на 500Гц.

16. 18мм МДФ посилений 20мм бетону та ребрами жорсткості з демпфуванням скловатою, поміщеною між ДГ та тестовою панеллю.

Сильний резонанс на частоті 500Гц тепер значно послабився (приблизно на -10дБ).

17. Плита скловати 80мм вільно лежить у отворі тестового ящика.

Тут показано, які частоти гасить скловолокно, поміщене між ДГ та вимірювальним мікрофоном.

18. 18мм березова фанера з ребрами жорсткості + 80мм скловолокна

Чудове демпфування практично всіх резонансів, дає картинку, яку хотілося б мати насправді на багатьох високоякісних АС. Резонанс на 400-500Гц послабився до -15дБ.

19. 18мм МДФ із приклеєним 10мм листом пресованої мінеральної вати

Послаблення резонансів легко виявити порівняно з чистим МДФ (вимір 6). Видно, що лист мінеральної вати загалом покращує картину, проте ослаблення найсильніших резонансів не дуже велике – першого на 160 Гц -10дБ та другого на 600Гц всього на -2дБ.

20. Тверде листяне дерево 1 30мм без ребер жорсткості

Подано типові результати випробувань 30мм панелей виконаних з масиву твердих порід дерева. Перший резонанс на 210 Гц є досить сильним (до -9дБ) і має дуже погане згасання. Резонансів на вищих частотах менше і вони набагато слабші за інтенсивністю (в середньому до -23дБ)

21. 18мм МДФ + 7мм ізомат 2 без ребер жорсткості

Перша резонансна частота проти чистим МДФ опустилася до 100Гц через збільшення маси тестової панелі. За інтенсивністю вона сягає -5дБ. Резонанси на більш високих частотах загасають набагато краще, ніж МДФ (вимір 6).

22. 18мм МДФ + 7мм ізомат із ребрами жорсткості

Перша резонансна частота значно зросла зі 100 до 400 Гц. Спостерігається значне зниження інтенсивності з -5дБ (для чистого МДФ) до -15дБ. Результат від застосування такого поєднання матеріалів із застосуванням зміцнення дуже продуктивний.

23. 18мм МДФ 11mm ізомат без ребер жорсткості

Перша резонансна частота також знижується з допомогою збільшення ваги проти чистим МДФ. Цей резонанс тепер знаходиться на частоті 105 Гц і ослаблений до -12 дБ. Аналогічно ослабли і резонанси на більш високих частотах порівняно з виміром 6. Загалом для 11мм ізомата результати дещо кращі, ніж для 7-міліметрового.

24. 18мм МДФ + 11мм ізомат із ребрами жорсткості

Практично ті ж закономірності, що і з 7мм ізоматом у вимірі 22. Результати дещо покращилися за рахунок збільшення товщини та маси панелі. Резонанс на 400 Гц має рівень -17 дБ.

25. "Сендвіч" 18 мм МДФ + 11 мм ізомат + 18мм березовий масив без ребер жорсткості.

Практично «чиста» картинка більше немає яскраво виражених резонансів. На всьому частотному діапазоні ослаблення резонансів становить 35дБ і більше. Є лише чотири малих резонансу силою-25 дБ на частотах 340, 700, 1K і 1,5 кГц. З усіх вимірів тільки бетон (вимір 16) був трохи кращим.

26. "Сендвіч" 18мм МДФ + 11мм ізомат + 18мм березовий масив з ребрами жорсткості

Таке поєднання значною мірою подібне до вимірювання 24. В принципі, я очікував деякого поліпшення результатів вимірювання 25. Але ми отримали трохи гірший результат, який, ймовірно, пояснюється способом кріплення тестової панелі.

Найбільш ймовірні причини погіршення полягають у наступному:

Внутрішня поверхня ящика ізолюється від зовнішнього шару ізомату;

Ребра жорсткості всередині ящика повинні бути приклеєні безпосередньо до внутрішньої поверхні панелі, що досліджується;

Під час тестових вимірювань для кріплення панелі та ребер жорсткості я міг застосовувати лише шурупи (без клею), щоб мати можливість проводити декілька вимірювань;

Внутрішня панель кріпиться за допомогою ребра твердості з берези;

При цьому основою кріплення є МДФ + ізомат на саморізах;

Неможливо було закріпити додатково ребро жорсткості на панелі, що тестується, так як шурупи б створили додатковий шлях передачі резонансів на зовнішній шар «сендвіча»

Це результат прямої передачі вібрацій від внутрішнього шару назовні;

Ізомат втратив свій ізоляційний характер, резонанси поширилися в обхід нього;

Зовнішній шар МДФ та ізомат кріпляться по краях і не полотно прилягають один до одного в центрі панелі.

27. „Сендвіч“ 18мм МДФ + 11мм ізомат + 30мм шар твердого листяного дерева з ребрами жорсткості

Тут 18мм шар берези замінено 30мм шаром твердолистого дерева.

Така комбінація має самі проблеми, як і вище (вимір 26).

Сумарно результат виглядає навіть гіршим за попередній.

28. «Сендвіч» 18мм МДФ + 11мм ізомат + 18мм березовий масив з ребрами жорсткості + 80мм скловати

Цей вимір повинен був бути практично ідентичним 26-му виміру, оскільки було додано лише скловолокно. Можна помітити, що результат вийшов кращим, ніж очікувалося. У всьому діапазоні згасання резонансів -35 дБ і лише між 300-500 Гц є 2 малих резонанси за рівнем -27 дБ. Цей результат є найкращим із усіх вимірів, перевершуючи навіть бетон. Поліпшення результатів порівняно з вимірюванням 26, ймовірно, сталося за рахунок кращої фіксації тестової пластини. В останньому вимірі для кріплення панелі застосовувалися ще більші шурупи, щоб забезпечити максимально можливий ступінь притискання до корпусу ящика тесту.

Висновок(По першій частині)

У процесі вимірювань постійно контролювалася тенденція покращення/погіршення результатів. Якщо результат з новим матеріалом виявлявся гіршим за попередній, то експериментів з ним далі не проводилося.

Товщина панелі дуже впливає на рівень резонансів та їх згасання - чим товщі панель, тим швидше відбувається згасання.

Перший резонанс зменшується завжди за рахунок збільшення товщини та ваги панелі.

Ізоляція пластин еластичним прошарком (піна) негативно впливає на загальну картину резонансів. Тому я не став продовжувати з гумою та іншими еластичними матеріалами як прошарок.

„Сендвіч“ панелі у всіх випадках виявилися кращими, ніж матеріали, з яких вони були зроблені окремо.

Ребра жорсткості, розташовані в центрі тестової панелі істотно впливають на зменшення першого резонансу.

Панелі з конструкцією «сендвіч» зі зміцненням ребрами жорсткості в результаті дають кращі результати.

Чудовий результат дає застосування ребер жорсткості у поєднанні з бетоном. Весь спектр частот, крім області високих заслуговує високої оцінки.

Демпфування з метою зниження резонансів на високих частотах дозволяє придушити всі резонанси до не більше -35 дБ.

На практиці всі ці заходи дозволяють отримати неймовірно відкритий звук без звуку. Це можна добре помітити у всіх паузах та перервах сигналу.

Доповнення (за результатами другої частини вимірів)

Кожна комбінація матеріалів дає різне зниження пропускання звукових частот.

Вибраний напрямок застосування в конструкції стінок пружного ізомату дозволяє максимально наблизитися до нейтральних характеристик тестового ящика з MDF та бетону (тобто до ідеалу).

Вплив мізерних резонансів, що спостерігаються на останніх картинках, не вдалося виявити у звучанні музики, вони були виявлені лише за допомогою чутливого вимірювального обладнання.

На даний момент я працюю над створенням першого прототипу для корпусу із застосуванням ізомату. 3

Будівництво подібних кабінетів настільки точний та складний процес, що для можливості застосування таких конструкцій на практиці потрібні додаткові дослідження у цій галузі.

Примітки (від перекладача)

1 На жаль, автор вимірів не зазначив, з якого саме дерева він виготовляв тестові панелі. Тверді листяні породи: дуб, бук, граб, ясен, клен, саксаул та інші. Можливо, що з переходом від однієї породи дерева до іншої істотних змін у картинці, що спостерігається, не відбувається.

ISOMAT ) - (не плутати з туристичними килимками!) пресований звукоізолюючий композит. Має високу питому масу, жорсткість і твердість. Дає відмінні результати при звукоізоляції листової сталі, алюмінію, дерева та пластику.

Оригінал статті можна подивитися тут: www.hsi-luidsprekers.nl Автор зробив справді колосальну та корисну роботу! Якщо побачить. Thanks!

Сподіваюся, переклад статті багатьом виявиться корисним і з одного боку поставить крапки в багатьох суперечках, а з іншого підштовхне наших умільців на нові цікаві обговорення, але вже предметні і з аргументаціями.

*Назва теми на форумі має відповідати виду: Заголовок статті [обговорення статті]

Якість звуку, яке є прийнятним і переважно для слуху, майже повністю залежить від того, до чого слухач звик.

Дуже небагато людей з натренованим слухом можуть судити про якість звуку з розумною точністю та в об'єктивних виразах.

Найбільш слабкою ланкоюзвукового тракту найчастіше буває акустична система. І це невипадково. Спроектувати її — технічно дуже складне завдання, пов'язане з багатьма фізичними обмеженнями. Головною проблемою зазвичай є відтворення найнижчих частот звукового діапазону. На цих частотах гучномовець повинен випромінювати звукові хвилі досить великої довжини. Якщо на частоті 300 Гц довжина звукової хвилі становить трохи більше метра, то частоті 30 Гц вона становить вже 11 метрів. Дифузор гучномовця, рухаючись уперед, створює хвилю стиснення. Але в той же час на задній стороні дифузора виникає хвиля розрядження, і якщо швидкість руху дифузора невелика, то повітря просто перетікає від передньої сторони дифузора до задньої, не створюючи звукової хвилі в навколишньому просторі. Виникає так зване акустичне коротке замикання.

Найпростіший спосіб покращити відтворення низьких звукових частот – помістити головку гучномовця на акустичний екран – щит великого розміру. Екран ефективно діє доти, доки відстань від передньої сторони дифузора до задньої, обмірюване в обхід краю екрана, буде більше половини довжини звукової хвилі, тобто. Для згаданої нами частоти 30 Гц потрібен екран розміром боку 5,5 метрів. Звичайно, якщо дуже хочеться реально відтворити цю частоту, можна просвердлити отвір у стіні, що розділяє дві суміжні кімнати, вставити в отвір головку гучномовця. Ну, а якщо серйозно? Спробуємо загнути краї екрана. Вийде коробка без задньої стінки. Можна зробити коробку більше, а ті низькі частоти, які все-таки відтворюються погано, "підняти" в підсилювачі звукової частоти. Так, у свій час робили, щоб знизити діапазон відтворюваних частот до 70 - 60 Гц.

Сучасні акустичні системи виготовляються із закритою задньою стінкою та обробляються всередині звукопоглинаючим матеріалом. Таким чином усувається акустичне коротке замикання на низьких та покращується якість відтворення на середніх частотах. Проте низький К.П.Д. головки гучномовця, який, як відомо, навіть нижчий, ніж у паровоза, при використанні закритої скринькизменшується вдвічі. Конструкторам доводиться вирішувати низку проблем, пов'язаних із збільшенням віддачі головок гучномовців.

Саме тому високоякісні акустичні системи такі складні й дорогі.

Пристрій акустичної системи, здавалося б, виглядає оманливо простим. Дві або кілька голівок гучномовців встановлені в дерев'яному ящику і підключені проводами до підсилювача. Однак вважати, що кілька встановлених у ящику головок можуть виконувати роль акустичної системи для високоякісного відтворення звуку – глибоке оману.

Головка гучномовця, встановлена ​​в ящик, що грає роль акустичного оформлення, називається гучномовцем. Акустичною системою називається гучномовець, що містить одну або кілька головок, що випромінюють звук у різних областях звукового діапазону частот. Головки гучномовців поділяються на низькочастотні, середньочастотні, високочастотні та широкосмугові.

Залежно від типу електроакустичного перетворювача електричного сигналу коливання повітря, що оточує голівку, головки бувають електростатичними, електромагнітними, п'єзоелектричними, плазмовими та електродинамічними. Найбільшого поширення набули електродинамічні головки гучномовців.

Електродинамічна головка гучномовця з рухомою котушкою була вперше винайдена і запатентована в 1925 фірмою General Electric і з тих пір не зазнала принципових змін.

Будь-яка електродинамічна головка рухомої системи, магнітної системи та дифузороутримувача. У свою чергу, рухома система складається з дифузора, зовнішнього підвісу, шайби, що центрує, і звукової котушки.

Дифузорє основним елементом рухомої системи. Дифузори низькочастотних головок мають форму конуса. Середньочастотні та високочастотні головки можуть мати дифузори як конуса (конусні головки), так і у вигляді сфери (купольні головки). Дифузори конусних головок виготовляють методом лиття з паперової маси з різними добавками (вовна, бавовна та ін.), що вводяться для отримання необхідних фізико-механічних властивостей, від яких залежить якість звучання. Останнім часом у виробництві головок знайшли широке застосування дифузори із синтетичних матеріалів, зокрема, з поліпропілену. Деякі фірми застосовують для виготовлення дифузорів конусних головок металеві сплави, а також використовують шаруваті конструкції, що складаються з кількох шарів, виконаних із матеріалів з різними фізико-механічними властивостями. Такі складні конструкціїзастосовують для покращення якості звучання гучномовців. З зазначеною метою паперові дифузори в процесі виробництва піддають просоченню спеціальними складами.

Розрізняють дифузори з прямолінійної та криволінійної утворюючої конуса. Дифузори з прямолінійною утворює простіше у виготовленні та застосовувалися в головках гучномовців у перші роки після їх винаходу. У сучасних голівках застосовують дифузори виключно з криволінійною твірною через відсутність у таких дифузорах так званих параметричних резонансів, що викликають сторонні призвуки в звучанні. Для боротьби з параметричними резонансами дифузора на поверхню конуса багато виробників наносять серію концентричних канавок.

Дифузори купольних головок виготовляють методом пресування з натуральних та синтетичних тканин з подальшим просоченням спеціальними складами, а також із синтетичних плівок та металевої фольги. Другим елементом рухомий системи електродинамічної головки гучномовця є зовнішній підвіс, необхідний поступального переміщення дифузора під час роботи головки гучномовця. Підвіс може бути виконаний як єдине ціле з дифузором у вигляді дво- або багатоланкового гофру, а також у вигляді приклеєного до дифузора кільця з гуми, каучуку, поліуретану та інших матеріалів. До підвісу пред'являються дуже жорсткі вимоги щодо його пружних властивостей. Підвіс повинен мати достатню гнучкість і зберігати лінійність пружних властивостей у всьому діапазоні зсувів рухомої системи головки гучномовця. Виконання першої умови необхідне отримання низької частоти основного (власного) резонансу рухомий системи головки гучномовця, що дуже важливо задля хорошого відтворення найнижчих частот. Друга умова повинна дотримуватись для забезпечення низьких нелінійних спотворень. Виконання перерахованих умов досягається застосуванням для виготовлення підвісу відповідних матеріалів та вибором відповідної його форми (форми та кількості канавок, їх висоти тощо). У сучасних головках гучномовців застосовують підвіси, що мають у перерізі S-подібну, тороїдальну форму.

Центрувальна шайбає третім елементом рухомої системи, що впливає на якість головки гучномовця. Її призначення – забезпечити правильне положення звукової котушки у повітряному зазорі магнітної системи головки. Для цього центруюча шайба повинна володіти мінімальною гнучкістю в радіальному і максимально можливою гнучкістю в осьовому напрямку. Виконання першої умови необхідне забезпечення механічної надійності головки (відсутності торкання звуковий котушкою стінок зазору магнітної системи), другого - забезпечення низької частоти її основного резонансу. Крім того, шайба, що центрує, повинна зберігати лінійність характеристик пружності у всьому діапазоні переміщення рухомої системи головки гучномовця. Від цього залежить величина нелінійних спотворень сигналу, що відтворюється головкою. Центруючі шайби можуть бути виготовлені з текстоліту, картону, паперу або тканини. Шайби з текстоліту, паперу та картону, що набули широкого поширення в 30-40-ті роки, в даний час повністю витіснені гофрованими шайбами ​​так званого коробчатого типу, виготовленими з бавовняної або шовкової тканини з просоченням бакелітовим лаком. На вигляд такі центруючі шайби нагадують циліндричну коробку з гофрованим дном і розвальцьованим в плоске кільце циліндричним краєм. Останній елемент рухомої системи електродинамічної головки гучномовця – звукова котушка. Звукова котушка намотується мідним або алюмінієвим дротом в емалевій ізоляції на паперовий або металевий каркасі просочується лаком для запобігання сповзанню витків. При протіканні струму звуковою котушкою навколо неї створюється електромагнітне поле, при взаємодії якого з магнітним полем, створюваним магнітною системою головки, виникає сила Лоренца, яка переміщує звукову котушку і прикріплений до неї дифузор в осьовому напрямку. Таким чином, відбувається випромінювання звуку головкою.

Магнітна системає найважливішим конструктивним вузлом електродинамічної головки, що багато в чому визначає її електроакустичні параметри. Ще наприкінці 40-х і на початку 50-х років застосовувалися головки з електричним збудженням, в магнітних системах яких створення постійного магнітного поля служила електрична котушка, звана обмоткою збудження. Для живлення обмотки збудження постійним струмом потрібно мати у складі апаратури спеціальні випрямлячі з дуже гарною фільтрацією випрямленої напруги. Обмотка збудження споживала значну потужність від джерела живлення та виділяла при роботі головки багато тепла. Ці та інші недоліки стали причиною швидкого витіснення головок із електромагнітним збудженням головками із збудженням постійним магнітом. Усі сучасні електродинамічні головки мають магнітну систему з постійним магнітом. Магніти бувають керновими та кільцевими. Матеріалом для виготовлення кернових магнітів є сплави кобальту і різні марки феритів. Кільцеві магніти бувають лише феритовими. Більшість сучасних електродинамічних головок мають кільцеві феритові магніти. Останнім часом для виготовлення магнітів стали застосовувати спеціальні сплави з дуже добрими магнітними властивостями, що містять рідкісноземельні метали. Це дозволило суттєво підвищити чутливість головок без збільшення їх габаритних розмірів та ваги. Конструкція магнітної системи визначається формою застосовуваного магніту. Якщо магніт має форму кільця, то магнітна система складається з двох кільцевих фланців та циліндричного керна.

Діаметр керна менший за діаметр отвору у верхньому фланці. Таким чином, утворений повітряний зазор, в якому переміщається звукова котушка. При застосуванні кернового магніту у вигляді суцільного або порожнистого конуса магнітна система являє собою закритий або напіввідкритий магнітопровід. Закритий магнітопровід складається із сталевої склянки, в центрі дна якої розташовується магніт із полюсним наконечником та кільцевого верхнього фланця. Отвір верхнього фланця та полюсний наконечник утворюють повітряний зазор, у якому знаходиться звукова котушка. У напіввідкритому магнітопроводі замість склянки застосовується металева скоба, а верхній фланець має прямокутну форму. Для виготовлення керна, полюсних наконечників і фланців застосовують спеціальні марки сталей, до магнітних властивостей яких пред'являються вельми жорсткі специфічні вимоги. Форма полюсних наконечників і керна істотно впливає на величину магнітної індукції в повітряному зазорі магнітної системи головки і рівномірність розподілу в ньому магнітного потоку. Від цього залежить чутливість та рівень нелінійних спотворень головки. Від розмірів керна та полюсних наконечників, а також від величини повітряного зазору залежить і ступінь нагріву, а отже, і термостійкість звукової котушки. Тому в потужних низькочастотних головках застосовують полюсні наконечники і керни великого діаметра, а також прагнуть збільшувати наскільки можливо величину повітряного зазору (при збільшенні зазору зменшується чутливість головки і для її збереження необхідно застосування потужнішого магніту). Останнім часом для покращення охолодження звукової котушки деякі фірми стали випускати головки із заповненням повітряного зазору магнітної системи спеціальною феромагнітною рідиною.

Дифузороутримувач з'єднує рухливу та магнітну системи електродинамічної головки гучномовця в єдину механічно міцну конструкцію. Дифузороутримувач має вікна для виходу повітря, укладеного між ним та дифузором. При відсутності вікон повітря впливатиме на рухому систему як додаткове акустичне навантаження, зменшуючи віддачу головки і погіршуючи її частотну характеристику в області низьких частот. Дифузороутримувачі виготовляють методом штампування із спеціальної конструкційної сталі, відливають методами точного лиття з легких сплавів, а також пресують із пластмаси.

Динамічні головки гучномовців, як правило, не застосовують без акустичного оформлення, необхідного для отримання задовільних результатів. Причина цього полягає в тому, що при коливаннях дифузора головки без оформлення згущення повітря, що утворюються однією його стороною, нейтралізуються розрядження, що утворюється іншою стороною. Застосування будь-якого акустичного оформлення подовжує шлях коливань повітря між фронтальною та тильною сторонами дифузора та повної нейтралізації коливань не відбувається. Це особливо важливо на низьких частотах, де розміри дифузора малі, порівняно з довжиною хвилі акустичного випромінювання.

Корпус акустичної системикрім виконання своєї основної функції - формування її амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) в області низьких частот вносить значні спотворення у відтворюваний сигнал через вібрацію стінок і коливань повітря, що знаходиться в ньому. Зі зменшенням товщини стінок зменшується величина звукового тиску на низьких частотах, збільшується нерівномірність АЧХ в області середніх частот, зростають рівень нелінійних спотворень та тривалість перехідних процесів. Ці чинники викликають звані " ящикові " призвуки, що погіршують якість звучання. Тому конструюванню корпусів у практиці розробки високоякісних акустичних систем приділяється найсерйозніша увага. Існують два джерела вібрацій, що викликають випромінювання звуку стінками корпусу акустичної системи:

• збудження коливань повітря, що знаходиться в корпусі, тильною стороною дифузора встановленої в ньому головки гучномовця і передача коливань через повітря стінкам корпусу;
• безпосередня передача вібрацій від дифузороутримувача головки передній стінці корпусу, а від неї бічним і заднім стінкам.

Для зменшення вібрацій стін конструктори акустичних системзастосовують різні методи звукозвукопоглинання, а також віброізоляції та вібропоглинання. Один із широко застосовуваних способів звукопоглинання полягає у заповненні внутрішнього об'єму корпусу мінеральною ватою, спеціальним синтетичним волокном, вовною, супертонким скловолокном та іншими матеріалами. Ефективність звукопоглинаючих матеріалів оцінюють коефіцієнтом звукопоглинання А, що дорівнює відношенню величини поглиненої енергії Wпогл до величини падаючої енергії Wпад. Величина цього коефіцієнта залежить від частоти, товщини та щільності матеріалу. Для збільшення величини коефіцієнта звукопоглинання на низьких частотах збільшують товщину звукопоглинача, а також щільність заповнення корпусу акустичної системи. Однак наявність у корпусі надмірної кількості звукопоглинаючого матеріалу призводить до зниження величини звукового тиску на нижчих частотах та відтворення "сухого" невиразного басу.

Звукоізоляція корпусу акустичної системи визначається як кількістю і фізичними властивостями звукопоглинаючого матеріалу, що знаходиться всередині нього, так і звукоізолюючими властивостями його стінок. Завдання розробників акустичних систем полягає в тому, щоб максимально збільшити звукоізоляцію корпусу шляхом грамотного вибору конструкції та матеріалу стінок. Один з найпоширеніших методів підвищення звукоізоляції полягає у збільшенні жорсткості та маси стінок корпусу. Тому деякі фірми застосовують для виготовлення корпусів акустичних систем мармур, пінобетон і навіть цеглу. Такі корпуси забезпечують хорошу звукоізоляцію (до 30 дБ), проте мають дуже велику масу. Більш практичні корпуси, стінки яких виготовлені з двох шарів фанери або деревостружкових плит із заповненням проміжку між ними піском, дробом або звукопоглинаючим матеріалом. Для зниження амплітуди вібрацій стінок корпусу використовують вібропоглинаючі покриття у вигляді листової гуми, жорсткої пластмаси, бітумних мастикі т.п., що наносяться на його внутрішні поверхні.

Для боротьби з прямою передачею вібрацій від дифузороутримувача головки передньої стінки, а від неї та інших стінок корпусу застосовують суцільні гумові прокладки, що встановлюються між дифузороутримувачем і передньою стінкою, локальні опорні віброізолятори для кріпильних гвинтів, що амортизують прокладки між передньою і боковою передньої стінки шляхом його опори на дно корпусу та інші способи. Як звучання позначається і зовнішня конфігурація корпусу (його форма, наявність відбивають звук виступів і западин, величина радіуса округлення кутів тощо.), від якої залежить ступінь прояви дифракційних ефектів, які викликають порушення тембрального забарвлення і стереофонічної звукової картини. Численні експериментальні дослідження показали, що перехід від прямокутних корпусів з гострими кутами до корпусів гладкої форми (наприклад, у вигляді сфери) дозволяє суттєво зменшити нерівномірність звукового тиску АЧХ в області середніх і вищих частот. Тому багато фірм-виробників високоякісних акустичних систем встановлюють середньо-і високочастотні головки гучномовців у блоки обтічної форми у вигляді сфер, циліндрів, кубоїдів із округленими кутами, ізольовані від акустичного оформлення низькочастотних головок.

Для зменшення нерівномірності АЧХ низькочастотного гучномовця передню стінку прямокутного корпусу акустичних систем виконують якомога вужчою (наскільки дозволяють розміри головки низькочастотної). У цьому частоти дифракційних піків і провалів з його АЧХ розташовані, зазвичай, вище частоти зрізу роздільного фільтра. Зменшення ширини передньої стінки корпусу сприяє також розширенню діаграми спрямованості акустичної системи. Глибина корпусу істотно впливає на величину "затриманих" резонансів, які, мабуть, і спричиняють давно встановлений досвідченим шляхом факт, що акустичні системи з плоским корпусом суб'єктивно звучать гірше в порівнянні з акустичними системами, що мають досить глибокий корпус.

Раніше колонки були звичайними рупорними гучномовцями і не мали корпусу як такого. Все змінилося, коли у 20-х роках ХХ століття з'явилися динаміки з паперовими дифузорами.

Виробники почали виготовляти великі корпуси, які вміщали всю електроніку. Однак аж до 50-х років багато виробників аудіоапаратури не закривали корпуси колонок повністю - задня частина залишалася відкритою. Це було з необхідністю охолодження електронних компонентів на той час (лампове устаткування).

Завдання корпусу колонок – контроль акустичного середовища та утримання динаміків та інших компонентів системи. Вже тоді було помічено, що корпус здатний серйозно впливати на звучання гучномовця. Оскільки передня і задня частини динаміка випромінюють звук з різними фазами, виникала посилювальна або послаблююча інтерференція, що призводило до погіршення звуку і появи ефекту гребінчастої фільтрації.

У зв'язку з цим почалися пошуки способів покращення якості звучання. Для цього багато хто став досліджувати природні акустичні властивості різних матеріалів, придатних для виготовлення корпусів.

Хвилі, відбиті від внутрішньої поверхні стін корпусу колонок, накладаються на основний сигнал і створюють спотворення, інтенсивність яких залежить від щільності використовуваних матеріалів. У зв'язку з цим часто виявляється, що корпус коштує набагато дорожче за компоненти, укладені в ньому.

При виробництві корпусів на великих фабриках, всі рішення щодо вибору форми та товщини матеріалів приймаються на підставі розрахунків та тестів, проте Юрій Фомін, звукоінженер та інженер-конструктор акустичних систем, чиї розробки лежать в основі мультимедійних систем під брендами Defender, Jetbalance та Arslab, не виключає, що навіть без спеціальних музичних знань і великого досвіду роботи в аудіоіндустрії можна зробити щось, близьке за характеристиками до «серйозного» Hi-Fi.

«Треба брати готові розробки, якими інженери діляться у мережі, та повторювати їх. Це 90% успіху», – зазначає Юрій Фомін.

При створенні корпусу акустичної системи слід пам'ятати, що, в ідеалі, звук повинен надходити лише з динаміків та спеціальних технологічних отворів у корпусі (фазоінвертор, трансмісійна лінія) – потрібно подбати, щоб він не проникав через стінки колонок. Для цього рекомендується виконувати їх із щільних матеріалів із високим рівнем внутрішнього звукопоглинання. Ось кілька прикладів того, із чого можна зібрати корпус для динаміків.

Деревно-стружкова плита (ДСП)

Це дошки, зроблені із спресованої деревної стружки та клею. Матеріал має гладку поверхню і нещільну пухку серцевину. ДСП добре гасить вібрації, проте пропускає через себе звук. Плити легко скріплюються клеєм для дерева або монтажним клеєм, проте краї мають тенденцію кришитися, що трохи ускладнює роботу з матеріалом. Також він боїться вологи – при порушенні виробничих процесів легко її вбирає та набухає.

У магазинах продають дошки різної товщини: 10, 12, 16, 19, 22 мм і так далі. Для невеликих корпусів (об'ємом менше 10 літрів) підійде ДСП завтовшки 16 мм, а для корпусів більшого розміруслід вибрати дошки завтовшки 19 мм. ДСП можна облицьовувати: обклеювати плівкою або тканиною, шпаклювати і фарбувати.

Деревно-стружкова плита використовується для створення акустичної системи Denon DN-304S (на фото вище). Виробник вибрав ДСП тому, що цей матеріал є акустично інертним: колонки не резонують і не фарбують звук навіть за високої гучності.

Облицьована ДСП

Це ДСП, фанерована декоративними пластиками або шпоном з одного або з двох боків. Плити з дерев'яним облицюванням скріплюються звичайним клеєм для дерева, проте для ДСП, фанерованої пластиком, доведеться купувати спеціальний клей. Для обробки зрізів дошки можна скористатися кромковою стрічкою.

Столярна плита

Популярний будівельний матеріал із рейок, брусків або інших наповнювачів, що обклеєні з двох сторін шпоном або фанерою. Плюси столярної плити: відносно мала вага та простота обробки країв.

Орієнтовано-стружкова плита (ОСП)

ОСП – це дошки, спресовані з кількох шарів тонкої фанери та клею, візерунок на поверхні яких нагадує мозаїку жовтого та коричневого кольорів. Сама поверхня матеріалу нерівна, але її можна відшліфувати та покрити лаком, оскільки текстура дерева надає цьому матеріалу незвичайного вигляду. Така плита має високий коефіцієнт звукопоглинання і стійка до вібрацій.

Також варто відзначити, що завдяки своїм властивостям ОСП використовується для формування акустичних екранів. Екрани необхідні для створення кімнат прослуховування, де користувачі можуть оцінити звук акустичних систем в практично ідеальних умовах. Смуги з ОСП кріпляться певному відстані друг від друга, утворюючи цим панель Шредера. Суть рішення полягає в тому, що закріплена в певних точках смуга під впливом акустичної хвилі розрахункової довжини починає випромінювати протифаз і гасить її.

Деревноволокниста плита середньої густини (МДФ)

Зроблений із деревної стружки та клею, цей матеріал більш гладкий, ніж ОСП. Завдяки своїй структурі МДФ добре підходить для виготовлення дизайнерських корпусів, оскільки легко піддається розпилу, це спрощує стикування деталей, що скріплюються між собою за допомогою монтажного клею.

МДФ можна облицьовувати, шпаклювати і фарбувати. Товщина плит варіюється від 10 до 22 мм: для корпусів колонок об'ємом до 3 л буде достатньо дошки товщиною 10 мм, до 10 л - 16 мм. Для більших корпусів краще вибрати 19 мм.

Якщо при виборі матеріалу для виготовлення корпусів акустичних систем відкинути убік звукові аспекти, залишаться три визначальних параметри: низька вартість, простота обробки, простота склеювання. МДФ якраз має всі три. Саме невисока вартість та «податливість» МДФ роблять його одним із найпопулярніших матеріалів для виготовлення колонок.

Фанера

Цей матеріал зроблений із спресованого та склеєного тонкого шпону (близько 1 мм). Для підвищення міцності фанери шари шпону накладаються так, щоб волокна деревини були спрямовані перпендикулярно до волокон попереднього листа. Фанера – найкращий матеріал для придушення вібрацій та утримання звуку всередині корпусу. Склеїти фанерні дошки можна звичайним клеєм по дереву.

Шліфувати фанеру складніше, ніж МДФ, тому випилювати деталі потрібно якомога точніше. Серед переваг фанери варто виділити її легкість. З цієї причини з неї часто роблять кейси для музичних інструментів, адже досить прикро скасовувати концерт через те, що музикант підірвав спину.

Саме цей матеріал застосовується компанією Penaudio для виробництва акустики - вона використовує латвійську фанеру, яка виготовляється з берези. Багатьом подобається те, як виглядає оброблена березова фанера, особливо після покриття лаком, це надає корпусу унікальності. Цим і користується компанія: поперечні шари фанери стали своєрідною візитною карткою Penaudio.

Камінь

Найчастіше використовуються мармур, граніт та сланець. Сланець - найкращий матеріал для виготовлення корпусів: з ним досить просто працювати через його структуру, і він ефективно поглинає вібрації. Головний недолік - необхідні спеціальні інструменти та навички обробки каменю. Щоб спростити роботу, можливо, має сенс виготовити з каменю тільки передню панель.

Варто відзначити, що для встановлення колонок з каменю на полицю, вам може знадобитися міні-кран, та й самі полиці повинні бути досить міцними: вага кам'яної аудіоколонки досягає 54 кг (для порівняння, колонка з ОСП важить близько 6 кілограмів). Такі корпуси серйозно покращують якість звуку, але їхня вартість може виявитися «непідйомною».

Колонки із цільного шматка каменю роблять хлопці з компанії Audiomasons. Корпуси вирізаються з вапняку і важать близько 18 кілограмів. За заявами розробників, звучання їхнього продукту припаде до смаку навіть найдосвідченішим меломанам.

Оргскло/скло

Можна зробити корпус для динаміків з прозорого матеріалу – це дійсно круто, коли видно «начинки» колонки. Тільки тут важливо пам'ятати, що без належної ізоляції звук буде жахливим. З іншого боку, якщо додати шар звукопоглинаючого матеріалу, прозорий корпус перестане бути прозорим.

Непоганим прикладом акустичної hi-end-апаратури зі скла може бути Crystal Cable Arabesque. Корпуси техніки Crystal Cable виготовляються в Німеччині зі смуг скла завтовшки 19 мм із шліфованими гранями. Деталі скріплюються між собою невидимим клеєм у вакуумній установці, щоб уникнути появи бульбашок повітря.

На виставці CES-2010, що проходила у Лас-Вегасі, оновлені Arabesque вибороли всі три нагороди в області Інновацій. «Досі жодному виробнику техніки не вдавалося досягти справжнього hi-end-звучання від акустики, виготовленої з такого складного матеріалу. – писали критики. – Компанія Crystal Cable довела, що це можливо.

Клеєна деревина/дерево

З дерева виходять гарні корпуси, проте тут потрібно враховувати важливий момент: дерево має властивість «дихати», тобто воно розширюється, якщо повітря вологе, і стискається, якщо повітря сухе.

Так як дерев'яний брусок проклеюється з усіх боків, у ньому створюється напруга, що може призвести до розтріскування деревини. І тут корпус втратить свої акустичні властивості.

Метал

Найчастіше для цього використовується алюміній, точніше – його сплави. Вони легкі та жорсткі. На думку низки фахівців, алюміній дозволяє зменшити резонанс та покращити передачу високих частот звукового спектру. Всі ці якості сприяють зростанню інтересу до алюмінію з боку фірм-виробників аудіоапаратури, та його використовують для виготовлення акустичних систем.

Існує думка, що виготовлення суцільнометалевого корпусу – не найбільше хороша ідея. Однак варто зробити з алюмінію верхні і нижні панелі, а також перегородки жорсткості.

За матеріалами: geektimes.ru

нотатки

з побудови акустичних систем із використанням сучасних матеріалів

Якщо розрахунок АС досить повно висвітлений у літературі (Ефруссі, Виноградова, Алдошина), то описані там матеріали застаріли та малоефективні порівняно з наявними на сьогоднішній день. Аналізуючи сучасний станринку матеріалів, в основному автомобільного та будівельного призначення, я узагальнив наявні дані та зробив наступні висновки:

1. Віброізоляція стінок ящика АС.

Єдиним придатним для використання в домашній акустиці з автомобільних матеріалів є BIMAST, краще за марку SUPER. Листи 0,6 х0, 9 м (упаковка 5 штук) випускаються групою компаній «Стандартпласт»: http://www. *****

Цей матеріал завтовшки 3-4 мм дозволяє зменшити товщину стінок у 2 рази. Однак це справедливо для тонких стінок (8-10 мм), де особливо актуально.

Природно, що для стінки із МДФ завтовшки 32 мм зменшення вібрацій буде несуттєвим. До того ж, вібропоглинання МДФ вище, ніж ДСП, і не порівняно вище фанери, дерева (до 4-х разів) та інших матеріалів.

Тому недоцільно робити товстий дерев'яний корпус з додатковою віброізоляцією замість корпусу з МДФ звичайної товщини (для поличної звичайної АС я вважаю 16 мм).

Нанесення анахронізмів на кшталт герлена є сумнівним через нетехнологічність нанесення його необхідної товщини (4-6 мм) і меншу ефективність через одношарову структуру.

Корпуси з мармуру взагалі не мають віброізолюючих властивостей, тому що мармур не має пружних властивостей, що дозволяють перетворювати акустичну енергію на теплову.

Усі віброізолюючі матеріали ефективні від вібрацій, насамперед ударних шумів. Т. е. в першу чергу на НЧ, де потужність їх суттєва.

Але на НЧ слух не може локалізувати джерело звуку, тому важливість віброізоляції не велика: немає особливої ​​різниці, випромінює звук дифузор або задня стінка корпусу.

У корпусах, що проектуються, гасити вібрації найкраще побудовою перебірок. Теоретично, поставлена ​​посередині панелі перебирання підвищує міцність вчетверо. Зручним способом зміцнення, особливо готових АС є розпірки. Кращим способом зміцнення ящика АС є стільникова комірчаста система перебірок, так як вона ще додатково дозволяє корпусні резонанси послабити шляхом відведення їх вгору, де вони легко гасяться звукопоглинаючими матеріалами.

Зустрічаються в описах АС методи віброізоляції стін леноліумом йдуть з часів книги Ефруссі (1971). Однак лінолеум тоді був зовсім іншим і лише одного сорту; проста рекомендаціявіброізоляція сучасним лінолеумом принаймні некоректна по відношенню до бажаючих повторити конструкцію. Купівля ленілеуму поставить їх у глухий кут: який брати? - Комерційний, напівкомерційний, домашній? - Завтовшки від 1 до 4 мм? - гомогенний чи гетерогенний? -Може взагалі взяти натуральний лінолеум, або краще струмопровідний, або антисептичний? До того ж укладання на підлогу його проводиться на спеціальний рулонний матеріал, що віброгасить (підкладку) - спінений поліетилен або поліуретан, пробкове покриття). Так само не можна використовувати як віброгасний матеріал гуму, в тому числі пористу.

2. Звукопоглинаючі матеріали.

Це високопористі, інакше кажучи - матеріали з відкритою і якомога дрібнішою структурою. Типові розміри волокон скловатних та мінераловатних (базальтових) звукопоглинаючих плит мають розміри 2-6 мкм. Діапазон їхньої найбільшої ефективності починається з 500 герц, на 50-100 герц поглинання дуже низьке. Проте в АС поглинання на таких низьких частотах нас не цікавить (а у разі побудови, наприклад, приміщення із заданими акустичними властивостями – студії, наприклад, довелося б застосовувати панелі-сендвічі). А не цікавить тому, що звукопоглинання на НЧ псує якість басу, робить його затягнутим. Відбувається це внаслідок зниження добротності АС НЧ. Частинки матеріалу з навколишнім повітрям йдуть за дифузором, віртуально збільшуючи його масу. Звукоізолюючі (і близькі до них утеплювальні матеріали) непридатні для використання в АС через низький коефіцієнт звукопоглинання. До непридатних для використання належать усі види поліуретанів – від пінопласту до поролону. Пропоновані в деяких публікаціях розминання поролону для відкриття пір у різний спосіб неспроможні, для цієї мети є інші матеріали.

Найкращими є:

Тонкошерсна повсть. Ефективність 8-10 мм повсті порівняна з 2-3 см вати. У корпусі за деякий час заведеться моль. На ту ж долю чекає тонкорунну овечу вовну, що має так само хороші властивості, часто використовувану і запропоновану, наприклад фірмою Visaton: http://sound. *****/

Альтернативою є скловолоконна повсть.

Спеціальні звукопоглинаючі сучасні матеріали використовуються переважно в стельових плитах, рідше – стінових панелях (мати та сендвічі з фанери або гіпроку та мінвати):

фірма "PAROC" випускає акустичні декоративні негорючі панелі на основі мінеральної вати із середньою щільністю 80 кг/куб (панелі Parmitex, Poyal, Akusteri, Аku).

Фірма ISOVER випускає пофарбовані скловолокнисті акустичні плити групи AKUSTO, що мають склотканинне покриття. Це плити зі скловолокна товщиною 30 та 50 мм.
Фірма ECOPHON випускає акустичні стельові та настінні панелі, виготовлені зі скловати підвищеної щільності (середня щільність – понад 80 кг/куб. м), товщиною 12, 20, 40 мм.
Фірма KARHULA, фірма AHLSTROM. Плити мають середню густину 150 кг/куб. м, а плити 30 мм - 75 кг/куб. м.
Можна використовувати мінеральну вату, обгорнуту в склотканину (мати). Вона є акустично прозорою і дозволить уникнути додаткових локальних провалів та викидів на кривій коефіцієнта поглинання.

Вата. Ефективний вид – більш щільний та дрібний – тобто синтетична хірургічна вата. Також має укладатися в матах. Щоб уникнути додаткових екстремумів поглинання матів, матеріал для їхнього шиття потрібно брати звукопрозорий: склотканина, покривні матеріали для ґрунту, підкладкові матеріали для одягу – усі вони мають велику пористу структуру.

Теоретично, звукопоглинання в районі НЧ від 250 герц і нижче можна збільшити, відносячи панелі звукопоглинаючих на чверть хвилі від стінки АС. Однак, порахувавши довжину хвилі хоча б 100 герц (332/100 = 3,32 метра), неважко дійти висновку про необдуманість порад, що зустрічаються в мережі, щодо віднесення матеріалу від стінки.

У тому, що підвищення ефективності поглинання потрібно на НЧ, але в ВЧ з 2-3 кГц не потрібно, оскільки перед НЧ динаміком стоїть фільтр.

3. Стоячі хвилі, пов'язані з ними резонансні піки на АЧХ.

Вони виникають на частоті 168/L (довжина стінки за метрах). Якщо дві стінки мають рівну довжину - ще гірше, тому що енергія резонансів двох площин складеться. Тому не слід робити стіни, кратні один одному за розмірами. Наприклад, співвідношення довжини стінок 1: 1,5: 2,4 буде вдалим. Якщо з'являється стояча хвиля, то крайні стіни будуть максимуми, а посередині – мінімум.

Висновок: поставивши перебирання або розташувавши мішок звукопоглинача не по центру ящика, можна додатково отримати придушення стоячої хвилі (резонансу), а не лише звукопоглинання.

Всім поціновувачам якісного звуку рано чи пізно доводиться стикатися з нелегкою проблемою вибору акустичної системи – колонок. Для того щоб придбати ідеальний за співвідношенням ціна-якість пристрій, необхідно звертати увагу не лише на декларовані виробником технічні характеристики, а й на матеріал, з якого виготовлені колонки. По-перше, тому, що матеріал впливає сам звук, а по-друге, половину вартості акустичної системи становить саме вартість корпусу. Так що ж звучить краще: акустика із дерева, із пластику чи металу?

З якого матеріалу має бути акустична система

Види акустичних систем

Акустична система - найважливіший компонент різної аудіотехніки. Її призначення полягає в тому, щоб якомога якісніше перетворити електричний імпульс на звуковий сигнал. Залежно від з'єднання з підсилювачем акустику прийнято ділити на активну (підсилювач вбудований у систему) і пасивну (зовнішній підсилювач). За своїми габаритами акустичні системи (АС) бувають поличкові та підлогові. У свою чергу, вони також поділяються на цінові категорії - бюджетні, Hi-Fi та Hi-End класи.

У особливий ряд виділяються всі погодні системи, здатні працювати в екстремальних умовах: на вулиці, під дощем, при підвищених і знижених температурах, а також акустика категорії Lifestyle, орієнтована на поєднання ексклюзивного дизайну і якісного звуку.

Чим менше спотворень – тим краще

Незважаючи на всі поділу і градації, вимоги до різних акустичних систем практично ідентичні. Якщо колонки використовуються при перегляді відеоматеріалів, то їхнє головне завдання - достовірна передача голосів героїв, музики кіно та всіх аудіоефектів. Найбільш жорсткі вимоги пред'являються до пристроїв, призначених для прослуховування музики: що менше спотворень - то краще.

В ідеалі АС повинна мати достатню потужність, щоб гарантувати мінімум звукових похибок, відтворювати смугу звукових частот, доступну людському вуху (від 20 Гц до 20 000 Гц), точно передавати звукову сцену - як при прослуховуванні стерео, так і багатоканального звуку - і відповідати розмірам приміщення з акустичного тиску, частіше званого гучністю. Нарешті, акустика повинна задовольняти емоційні та естетичні запити покупця як своїм звуком, так і своїм виглядом.

Жорсткий корпус

Що найбільше впливає якість звучання акустичної системи? Звичайно, динаміки та фільтри – одні з найважливіших складових. Однак без корпусу, виготовленого з високоякісного матеріалу з дотриманням усіх технологічних норм та параметрів, складно уявити висококласну апаратуру. "Тіло" колонки має бути досить жорстким, щоб забезпечувати хороше поєднання поглинання/відображення звукових хвиль певної частоти та потужності.

Виробники АС використовують найрізноманітніші матеріали для створення. Наприклад, колонки з корпусом зі скла, які пропонують компанія Waterfall (моделі Waterfall Angel, Waterfall Atabasca, Waterfall Victoria), створюють візуальний ефектводоспаду, а оригінальні акустичні системи відкритого типу Jamo R909 від Хенріка Мортінсена корпусу не мають взагалі. Однак основними матеріалами для виробництва все ж таки є пластик, дерево, а також метал.

Пластик

Застосовується досить давно. Можливість випуску колонок різної форми та низька собівартість зробили цей матеріал найчастіше використовуваним у виробництві техніки бюджетних категорій, особливо у сегменті, що обслуговує персональні комп'ютери. Однак такі колонки мають ряд недоліків: численні огріхи в звучанні, деренчання на середній і високій гучності, середньочастотні резонанси.

Водночас великі виробники звукових системпропонують споживачам висококласну акустику з корпусами із пластику. Наприклад, моделі DM602 S3 і DM601 S3 від компанії B&W, модель Q 8S від KEF, а німецька фірма Bell-Audio запатентувала технологію виготовлення корпусів із двошарового монолітного пластику, який за своїми властивостями не поступається двадцяти шарам карельської берези: моделі Bell V230. C2-200. Отже, при виборі АС потрібно звертати увагу на якість пластику, з якого виготовлений корпус, але не ставити знак рівності між пластмасовим тілом і поганим звуком.

Дерево

Цей матеріал вважається найкращим для виробництва акустичних систем. Однак цілісне дерево застосовується досить рідко і тільки в елітних сегментах. Пов'язано це із трудомісткістю процесів обробки. В ідеалі сировина повинна відбиратися ще на стадії вирубки, тривалий термін, сохнути природним шляхом, без штучного прискорення. Багато операцій виконуються вручну. Тому говорити про доступність цього матеріалу не доводиться.

Компанія Bösendorfer, наприклад, виготовляє з цільного дерева не лише свої знамениті роялі, а й панелі для акустичних систем (Series 1, Series 2, Series 7). Червонодеревники фірми ретельно відбирають і вручну обробляють матеріали для обробки кожної колонки. Компанія Sonus faber позиціонує свою акустику як музичний інструмент, тому серія Guarneri Memento, присвячена пам'яті великого музичного майстра, виготовлена ​​з масиву клена, висушеного природним чином протягом декількох років. Але все ж найчастіше при виробництві дерев'яних корпусів застосовується фанера, ДСП (деревно-стружкова плита) та МДФ (деревно-волокниста плита середньої щільності).

Фанера. Високоякісна фанера, як правило, багатошарова - 12 шарів та більше. Має хороші поглинаючі властивості, легше ДСП і МДФ, мало схильна до розшарування. Така фанера використовується фірмою Outline в серії сабвуферів Victor і моделі SM 18, представленої в серії BEAT. Однак фанера - дорогий матеріал, що робить його недоступним для виробництва.

Акустична система із пластику

ДСП. Значно дешевше цільного дерева та фанери. Але це не єдина її перевага. Плити товщиною більше 16 мм мають високу щільність, що сприяє зменшенню резонансів корпусу. Завдяки своїй структурі ДСП не привносить власних призвуків. Проблема розшаровування та вбирання вологи, яким схильна деревоволокниста плита, успішно вирішується за допомогою спеціального фарбування або облицювання різними матеріалами. Враховуючи доступність та хороші акустичні характеристики, використовується багатьма виробниками. Зокрема, фірма Gemme Audio застосовує ДСП для виготовлення високоякісних акустичних систем, таких як моделі AN-S/L і AN-K/LX.

МДФ. Найпоширеніший матеріал. З'явився внаслідок покращення технологій, які застосовувалися при виробництві ДСП. МДФ виготовляється з висушених деревних волокон, оброблених синтетичними сполучними речовинами та сформованих у вигляді килима з подальшим гарячим пресуванням, облицьовується натуральним або синтетичним шпоном. Незважаючи на просту технологію отримання та обробки, плити середньої щільності можуть перевершувати дерево за стійкістю до механічних пошкоджень та вологостійкості.

Головними перевагами МДФ є гарне поглинання звукових коливань та забезпечення механічної жорсткості корпусу колонки. Цим пояснюється частота застосування у виробництві колонок різної цінової категорії. Прикладом застосування цього матеріалу можуть бути такі моделі АС: ABS530T фірми BBK, сабвуфер ASW855 від B&W і XQ Series компанії KEF.

Метал

Найчастіше це алюміній. Застосовують, зазвичай, його сплави. Вони забезпечують хороші механічні якості: жорсткість, щільність та легкість. На думку низки фахівців, алюміній дозволяє зменшити резонанс та покращити передачу високих частот звукового спектру. Крім того, на повітрі "летючий метал" покривається тонкою безбарвною плівкою, що захищає його від окиснення. Всі ці якості сприяють зростанню інтересу до алюмінію фірмами-виробниками. Особливо привабливий він виготовлення всепогодних систем.

Його властивості дозволяють втілити в життя нові дизайнерські рішення. Наприклад, американська компанія American Acoustic Development LLC у своїй Lifestyle серії виготовляє корпуси колонок, що забезпечують високі стандарти звучання. Однак багато аудіофілів та професіоналів відзначають як недолік незвичне «металеве» звучання таких систем.

Слухайте самі, вирішуйте самі

Можна сказати, що жоден із видів розглянутих матеріалів, що використовуються при виготовленні акустичних систем, сам по собі не забезпечує висококласного звучання. Велику роль тут відіграє дотримання всіх технологічних властивостей при виробництві та складанні корпусу, налаштування та доведення електронних компонентів акустичної системи. Популярність торгової марки не завжди гарантує, що ця акустика підійде саме Вам.

Як правило, при купівлі АС споживачеві недоступне складне обладнання, що дозволяє виміряти та об'єктивно оцінити якість звуку. Тому при виборі необхідно орієнтуватися насамперед на особисте емоційне сприйняття. Відчуйте, чи зможете ви злитися з цією акустичною системою в єдине ціле, чи зможе вона перемістити вас у чарівний світ звуків, ви можете також порадитися з експертом і спробувати разом із ним вслухатися в голос тієї чи іншої колонки та вдалого вам вибору!