Акустическое оформление: типы акустического оформления колонок • Stereo.ru

типы акустического оформления колонок • Stereo.ru

В предыдущем путеводителе для начинающих меломанов, посвященном акустике помещения мы выяснили, что любая комната — своего рода резонатор, драматически влияющий на характер звучания системы. Теперь пришла пора поговорить непосредственно об источниках этого самого звучания, то есть об акустических системах.

Чтобы как следует разобраться в процессах, происходящих в ящике, на стенке которого смонтирован один или несколько динамиков, нужно вдумчиво прочитать пару-тройку книжек, в каждой из которых формул больше, чем во всем школьном курсе физики. Я забираться в такие дебри не буду, так что не стоит данный материал как исчерпывающий анализ или руководство по постройке аудиофильских колонок. Однако очень надеюсь, что он поможет начинающим меломанам (да и некоторым хроническим тоже) как следует сориентироваться в разнообразии акустических решений, каждое из которых его разработчики, разумеется, называют единственно правильным.

Некоторое время после изобретения в 1924 году электродинамического излучателя с коническим диффузором (окей, просто динамика), его деревянное обрамление исполняло в первую очередь декоративные и защитные функции. Оно и понятно — после долгих лет прослушивания пластинок через слюдяные мембраны и раструбы граммофонов, саунд нового устройства и безо всякой акустической доработки казался просто апофеозом благозвучия.

Мембраны граммофонов изготавливались чаще всего из алюминия или слюды

Однако технологии записи быстро совершенствовались и стало понятно, что более-менее правдоподобно воспроизвести слышимый диапазон динамиком, просто закрепленном на некой подставке, крайне проблематично. Дело в том, что предоставленная сама себе динамическая головка находится в состоянии акустического короткого замыкания. То есть волны от фронтальной и тыловой поверхностей диффузора, излучаемые, понятное дело, в противофазе, беспрепятственно накладываются друг на друга, что самым печальным образом отражается на эффективности работы, и в первую очередь на передаче басов.

Кстати, в процессе данного рассказа я буду чаще всего рассуждать именно о низких частотах, так как их воспроизведение — ключевой момент в работе любого корпуса АС. ВЧ-драйверы в силу малой длины излучаемых волн во взаимодействии с внутренним объемом колонки вообще не нуждаются, и чаще всего полностью от него изолированы.

Душа нараспашку

Самый простой способ отделить фронтальное излучения динамика от тылового — смонтировать его на щите как можно большего размера. Из этой простой идеи и родились, собственно, первые акустические системы, представлявшие собой ящик с открытой задней стенкой, поскольку для компактности края щита просто взяли, да и загнули под прямым углом. Однако в плане воспроизведения басов успехи подобных конструкций впечатляли не слишком. Помимо несовершенства корпуса проблема была еще и в очень небольшом по современным понятиям ходе подвески диффузоров. Чтобы хоть как-то выйти из положения, использовались динамики как можно большего размера, способные развивать приемлемое звуковое давление при небольшой амплитуде колебаний.

PureAudioProject Trio 15TB с 15-дюймовыми НЧ-драйверами на трехслойных бамбуковых панелях

Несмотря на кажущуюся примитивность подобных конструкций, у них имелись и кое-какие достоинства, причем настолько специфические и интересные, что адепты открытых АС не перевелись до сих пор.

Начать с того, что отсутствие каких-либо препятствий на пути звуковых волн – лучший путь к повышению чувствительности. Момент этот особенно ценен для аудиофильских ламповых усилителей, в особенности однотактных или лишенных обратной связи. Бумажные диффузоры большого диаметра даже на мощности порядка четырех-пяти ватт способны создать довольно-таки внушительный, и при этом на удивление открытый и свободный саунд.

При высоте 1,2 м в мире открытой акустики Jamo R907 считаются практически компактами

Что же касается тылового излучения, то чтобы не вносить искажений в прямой звук, оно должно приходить к слушателю с заметной задержкой (свыше 12-15 мс) — в таком случае его влияние ощущается как легкая реверберация, лишь добавляющая в саунд воздуха и расширяющая музыкальное пространство. Тонкость в том, что для создания этой самой «заметной задержки» колонки, разумеется, должны быть расположены на изрядном расстоянии от стен. К тому же большая площадь передней панели и внушительные размеры НЧ-драйверов соответствующим образом сказываются на общих габаритах АС. Одним словом, обладателей небольших и даже средних жилых комнат просьба не беспокоиться.

Кстати, частный случай открытых систем — акустика, построенная на электростатических излучателях. Только за счет почти невесомой диафрагмы большой площади, ко всем вышеописанным преимуществам, у электростатов добавляется способность филигранно передавать даже самые резкие динамические контрасты, а благодаря отсутствию разделения сигнала в зонах СЧ и ВЧ, еще и завидная тембральная точность.

Открытое оформление

Плюсы: Высококлассные открытые колонки — отличный способ получить реальный кайф от прослушивания пуристских ламповых однотактников.

Минусы: Про жирные компрессионные басы лучше забыть сразу. Весь звуковой тракт должен быть подчинен идее открытой акустики, а сами колонки придется выбирать из крайне ограниченного числа предложений.

Запертый в ящике

С ростом мощности и улучшением параметров усилителей сверхвысокая чувствительность акустики перестала быть главным камнем преткновения, а вот проблемы неравномерности АЧХ, и в особенности правильного воспроизведения басов, стали еще более актуальными.

Гигантский шаг к прогрессу в данном направлении сделал в 1954 году американский инженер Эдгар Вильчур. Он запатентовал акустическую систему закрытого типа, и это был отнюдь не трюк в стиле нынешних патентных троллей.

Патентная заявка Эдгара Вильчура на АС в закрытом оформлении

К тому моменту уже был изобретен фазоинвертор и, понятное дело, к ящику с дном динамик тоже примеряли неоднократно, только вот ничего хорошего из этого не получалось. Из-за упругости замкнутого объема воздуха приходилось или терять существенную часть энергии диффузора, или делать корпус непомерно большим, чтобы снизить градиент давления. Вильчур же решил обратить зло во благо. Он сильно понизил упругость подвеса, переложив таким образом контроль за движением диффузора на объем воздуха — пружину куда более линейную и стабильную, чем гофр или резиновое кольцо.

В закрытом ящике движения диффузора контролируются воздухом — в отличие от бумаги или резины он не стареет и не изнашивается

Так удалось не только полностью избавиться от акустического короткого замыкания и поднять отдачу на низких частотах, но и ощутимо сгладить АЧХ на всем ее протяжении. Однако обнаружился и минорный момент. Выяснилось, что демпфирование замкнутым объемом воздуха приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы и резкому ухудшению воспроизведения частот ниже данного порога. Для борьбы с такой неприятностью пришлось увеличивать массу диффузора, что логичным образом привело к снижению чувствительности. Плюс поглощение внутри «черного ящика» чуть ли не половины акустической энергии, не могло не внести вклада в снижение звукового давления. Одним словом, новому типу колонок потребовались усилители довольно серьезной мощности. К счастью, на тот момент они уже существовали.

Сабвуфер SVS SB13-Ultra с закрытым акустическим оформлением

Сегодня закрытое оформление применяется по большей части в сабвуферах, особенно в тех, что претендуют на серьезное музыкальное исполнительство. Дело в том, что для домашних кинотеатров энергичная отработка самых низких басов часто оказывается важнее динамической и фазовой точности на всем протяжении НЧ-диапазона. А вот объединив относительно компактный закрытый саб с приличными сателлитами, можно добиться куда более правильного звука — пускай и не наполненного сверхглубокими басами, зато крайне быстрого, собранного и четкого. Всё вышесказанное можно отнести и на счет полнодиапазонных колонок, «закрытые» модели которых изредка появляются на рынке.

Закрытый ящик

Плюсы: Образцовая скорость атаки и разрешение в низкочастотном диапазоне. Относительная компактность конструкции.

Минусы: Требуется достаточно мощный усилитель. Сверхглубоких басов на грани инфразвука добиться весьма затруднительно.

Дело — труба

Еще одним способом обуздания противофазного тылового излучения стал фазоинвертор, по-русски буквально «разворачиватель фазы». Чаще всего он представляет собой полую трубку, смонтированную на передней или задней поверхности корпуса. Принцип работы понятен из названия и незамысловат: раз избавляться от излучения обратной стороны диффузора трудно и нерационально, значит нужно синхронизировать его по фазе с фронтальными волнами и использовать на благо слушателей.

Амплитуда и фаза движения воздуха в фазоинверторе меняются в зависимости от частоты колебаний диффузора

По сути труба с воздухом является самостоятельной колебательной системой, получающей импульс от движения воздуха внутри корпуса. Обладая совершенно определенной частотой резонанса, фазоинвертор работает тем эффективнее, чем ближе колебания диффузора к частоте его настройки. Звуковые волны более высоких частот сдвинуть с места воздух в трубе просто не успевают, а более низкие хотя и успевают, но чем они ниже, тем сильнее смещается фаза излучения фазоинвертора, и, соответственно, его эффективность. Когда поворот фазы достигает 180 градусов, тоннель начинает откровенно и весьма эффективно глушить звук басового драйвера. Именно этим объясняется очень крутое падение звукового давления АС ниже частоты настройки фазоинвертора — 24 дБ/окт.

В борьбе с турбулентными призвуками конструкторы фазоинверторов постоянно экспериментируют

У закрытого ящика, между прочим, на частотах ниже резонансной спад АЧХ куда более плавный — 12 дБ/окт. Однако в отличие от глухой коробки, коробка с трубой в боковой стенке не заставляет конструкторов идти на любые хитрости ради максимального снижения резонансной частоты самого динамика, что довольно хлопотно и дорого. Тоннель фазоинвертора настроить куда проще — достаточно подобрать ее внутренний объем. Это, правда, в теории. На практике, как всегда, начинаются непредвиденные сложности, например, на больших уровнях громкости воздух на выходе из отверстия может шуметь почти как ветер в печном дымоходе. К тому же инертность системы частенько становится причиной падения скорости атаки и ухудшения артикуляции на басах. Одним словом, простор для экспериментов и оптимизации перед конструкторами фазоинверторных систем открывается просто невероятный.

Фазоинвертор

Плюсы: Энергичная отдача на НЧ, возможность воспроизведения самых глубоких басов, относительная простота и дешевизна изготовления (при изрядной сложности расчета).

Минусы: В большинстве реализаций проигрывает закрытому ящику в скорости атаки и четкости артикуляции.

Обойдемся без катушки

Попытки избавиться от генетических проблем фазоинвертора, а заодно и сэкономить на объеме корпуса без ущерба для глубины баса, натолкнули разработчиков на идею заменить полую трубу на мембрану, приводимую в движение колебаниями все того же рабочего объема воздуха. Проще говоря, в закрытом ящике установили еще один низкочастотный драйвер, только без магнита и звуковой катушки.

Пассивный излучатель может увеличить эффективную поверхность диффузора вдвое, или даже в трое, если в одной колонке они установлены парой

Конструкция получила название «пассивный излучатель» (Passive radiator), которое сплошь и рядом не слишком грамотно переводят с английского как «пассивный радиатор». В отличие от трубы сабвуфера, пассивный диффузор занимает куда меньше пространства в корпусе, не так критичен к расположению, и к тому же он, как и воздух внутри закрытого ящика, демпфирует ведущий драйвер, сглаживая его АЧХ.

Пассивный излучатель сабвуфера REL S/5. Основной драйвер направлен в пол

Еще один плюс — с увеличением площади излучающей поверхности для достижения нужного звукового давления требуется меньшая амплитуда колебаний, а значит, снижаются последствия нелинейной работы подвеса. Колеблются оба диффузора синфазно, а резонансная частота свободной мембраны настраивается точной регулировкой массы — к ней попросту подклеивают грузик.

Пассивный излучатель

Плюсы: Компактность корпуса при впечатляющей глубине басов. Отсутствие фазоинверторных призвуков.

Минусы: Увеличение массы излучающих элементов приводит к росту переходных искажений и замедлению импульсного отклика.

Выход из лабиринта

Акустика, вооруженная фазоинверторами и пассивными излучателями, воспроизводит глубокие басы благодаря резонаторам, работающим при посредничестве воздуха внутри АС. Однако кто сказал, что объем колонки не может играть роль низкочастотного излучателя сам по себе? Конечно может, и соответствующая конструкция называется акустический лабиринт. По сути, она представляет собой волновод, протяженностью в половину или четверть длины волны, на которой планируется добиться резонанса системы. Иными словами конструкция настраивается по нижней границе частотного диапазона АС. Конечно использовать волновод полной длины волны было бы еще эффективнее, но тогда для частоты, скажем, 30 Гц, его пришлось бы делать 11-метровым.

Акустический лабиринт — любимая конструкция акустиков-самодельщиков. Но при желании корпуса самой хитрой формы можно заказать и в готовом виде

Чтобы в колонке разумных размеров уместить даже вдвое более компактную конструкцию, в корпусе устанавливают перегородки, формирующие максимально компактный изогнутый волновод, поперечным сечением примерно равным площади диффузора.

От фазоинвертора лабиринт отличается в первую очередь менее «резонансным» (то есть не акцентированным на определенной частоте) звучанием. Относительно низкая скорость и ламинарность движения воздуха в широком волноводе препятствует возникновению турбулентности, порождающей, как мы помним, нежелательные призвуки. Кроме того, в данном случае драйвер свободен от компрессии, повышающей резонансную частоту, ведь его тыловое излучение не встречает практически никаких препятствий.

Схема для расчета корпуса на dbdynamixaudio.com

Бытует мнение, что акустические лабиринты создают меньше проблем со стоячими волнами в комнате. Однако при малейших просчетах в разработке или изготовлении, стоячие волны могут возникнуть в самом волноводе, который, в отличие от фазоинвертора, имеет куда более сложную структуру резонансов.

Вообще надо сказать, что грамотный расчет и точная настройка акустического лабиринта — процессы весьма непростые и трудоемкие. Именно по этой причине данный тип корпуса встречается нечасто, и только в АС очень серьезного ценового уровня.

Акустический лабиринт

Плюсы: Не только хорошая отдача, но и высокая тональная точность басов.

Минусы: Нешуточные размеры, очень высокая сложность (читай — стоимость) создания правильно работающей конструкции.

Эй, на пароме!

Рупор — самый древний и, пожалуй, самый провокационный тип акустического оформления. Выглядит круто, если не сказать эпатажно, звучит ярко, а временами… В старых фильмах герои иногда кричат друг другу что-то в рупор, и характерная окраска такого звука давно стала мемом и в музыкальном, и в киношном мире.

Avantgarde Acoustics Trio с низкочастотным рупорным массивом Basshorn XD высотой 2,25 м

Конечно от жестяной воронки с ручкой теперешняя акустика ушла очень далеко, но принцип работы все тот же — рупор повышает сопротивление воздушной среды для лучшего согласования с относительно высоким механическим сопротивлением подвижной системы динамика. Таким образом, повышается его КПД, а заодно и формируется четкая направленность излучения. В отличие от всех описанных ранее конструкций, рупор чаще всего используется в высокочастотных звеньях АС. Причина проста — его сечение увеличивается по экспоненте, и чем ниже воспроизводимая частота, тем большим должен быть размер выходного отверстия — уже на 60 Гц потребуется раструб диаметром 1,8 м. Понятно, что такие монструозные конструкции больше подходят для стадионных концертов, где их действительно периодически можно встретить.

Главный козырь адептов рупорного воспроизведения заключается в том, что акустическое усиление позволяет при заданной звуковой отдаче уменьшить ход мембраны, а значит, поднять чувствительность и улучшить музыкальное разрешение. Да-да, снова кивок обладателям ламповых однотактников. К тому же при грамотном расчете раструбы могут играть роль акустических фильтров, круто отсекая звук за пределами своей полосы и позволяя ограничиться самыми простыми, а потому вносящими минимальные искажения электрическими кросоверами, а иногда и вообще обойтись без них.

Системы Realhorns — особая акустика для особых случаев

Скептики же не устают напоминать о характерной рупорной окраске, особенно заметной на вокале, и придающей ему характерную гнусавость. Побороть данную неприятность действительно нелегко, хотя судя по тому, как играют лучшие образцы High-End-рупоров, вполне реально.

Рупор

Плюсы: Высокий акустический КПД, а значит, отличная чувствительность и неплохое музыкальное разрешение системы.

Минусы: Характерная трудноустранимая окраска звука, недетские размеры средне- и тем более низкочастотных конструкций.

Круги на воде

Именно такой аналогией проще всего описать характер излучения контрапертурных акустических систем, впервые разработанных в Советском Союзе в 80-х годах прошлого века. Принцип работы нетривиален: пара одинаковых динамиков смонтирована так, что их диффузоры расположены друг напротив друга в горизонтальной плоскости и двигаются симметрично, то сжимая, то разжимая воздушную прослойку. В результате создаются кольцевые воздушные волны, равномерно расходящиеся во все стороны. Причем характеристики этих волн в процессе их распространения искажаются минимально, а их энергия затухает медленно — пропорционально расстоянию, а не его квадрату, как в случае обычных АС.

Duevel Sirius сочетает элементы рупорной и контрапертурной конструкций

Помимо дальнобойности и круговой направленности, контрапертурные системы интересны на удивление широкой вертикальной дисперсией (порядка 30 градусов против стандартных 4-8 гр.), а также отсутствием доплеровского эффекта. Для динамиков он проявляется в биениях сигнала, вызванных постоянным изменением расстояния от источника звука до слушателя из-за колебаний диффузора. Правда, реальная слышимость данных искажений до сих пор вызывает много споров.

Взаимное проникновение концентрических звуковых полей правой и левой колонок создают весьма обширную и равномерную зону объемного восприятия, то есть по сути вопрос точного позиционирования АС относительно слушателя становится не актуален.

Итальяно-российская контрапертурная акустика Bolzano Villetri

Обратная сторона медали — большая опасность ранних отражений этих волн от стен и мебели, о вредоносности которых я подробно рассказывал в статье «Азы акустики для чайников: как правильно расставить колонки в комнате».

Характерная особенность контрапертуры в том, что звук, приходящий к слушателю фактически со всех сторон, хотя и создает впечатляющий эффект присутствия, не может в полной мере передать информацию о звуковой сцене. Отсюда рассказы слушателей об ощущении летающего по комнате рояля и прочих чудесах виртуальных пространств.

Контрапертура

Плюсы: Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов.

Минусы: Акустическое пространство заметно отличается от звуковой сцены, задуманной при записи фонограммы.

И другие…

Если вы думаете, что на этом список вариантов оформления колонок исчерпывается, значит вы сильно недооцениваете конструкторский энтузиазм электроакустиков. Я описал только наиболее ходовые решения, оставив за кадром близкую родственницу лабиринта — трансмиссионную линию, полосовой резонатор, корпус с панелью акустического сопротивления, нагрузочные трубы…

Nautilus от Bowers & Wilkins — одна из самых необычных, дорогих и авторитетных в плане звучания акустических систем. Тип оформления — нагрузочные трубы

Подобная экзотика встречается довольно редко, но иногда она материализуется в конструкции с действительно уникальным звучанием. А иногда и нет. Главное не забывать, что шедевры, как и посредственности, встречаются во всех оформлениях, что бы ни говорили идеологи того или иного бренда.

Типы акустического оформления наушников — Статья Dr.Head

Настоящим я даю согласие* ООО «Смартаудио» (далее – «Dr.Head») на обработку (в том числе, с использованием различных средств автоматизации) моих персональных данных, перечисленных ниже, в целях заключения и исполнения договоров купли-продажи/оказания услуг, информирования о товарах, работах, услугах и/или проведения опросов и исследований, участия в программе лояльности, предоставления мне наиболее выгодных персонализированных предложений от «Dr.Head» и его партнеров, а также разрешаю во исполнение перечисленных целей поручать другим лицам обработку моих персональных данных.

Согласие дается на обработку следующих моих персональных данных: фамилии, имени, отчества, пола, даты рождения, номеров домашнего и/или мобильного телефонов, адреса доставки товара, адреса электронной почты (e-mail), почтового адреса, сведений об истории покупок, информацию об аккаунтах в социальных сетях, в том числе наименований приобретаемых товаров/услуг и их стоимости (далее – Персональные данные).

Я согласен с тем, что в ходе обработки Персональных данных будут осуществляться следующие действия с использованием средств автоматизации или без их использования: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (предоставление, доступ), обезличивание, блокирование, удаление, уничтожение.

Также я разрешаю направлять мне информацию, в т.ч. рекламного и/или маркетингового содержания, о товарах, работах, услугах «Dr.Head» и его партнеров через любые указанные мною каналы коммуникации с применением различных информационных технологий, в том числе по почте, SMS, электронной почте, телефону, через личный кабинет на сайте https://www.doctorhead.ru/, с помощью системы мгновенного обмена сообщениями через интернет и т.д.

Настоящее Согласие может быть отозвано мною в любой момент путем направления письменного уведомления по месту нахождения «Dr.Head»: 1127015, г. Москва, ул. Вятская, дом 70, комната 7, помещение I, этаж 6, ООО «Смартаудио», либо на адрес электронной почты: [email protected].

Настоящим подтверждаю достоверность предоставленных мною данных, а также что я ознакомлен и согласен с условиями

Политики конфиденциальности в отношении обработки персональных данных.

*Настоящее согласие подписано электронной подписью – путем регистрации на сайте и совершении действия по принятию условий Политики конфиденциальности (нажатием соответствующей кнопки в процессе регистрации).

материалы и акустическое оформление / Блог компании Pult.ru / Хабр

Это новый цикл постов посвящён акустическим системам. В связи с тем, что тема крайне обширная, мы решили создать серию статей, отражающих критерии выбора при покупке АС. Это пост посвящен акустическим свойствам материалов корпуса и акустическому оформлению. Пост будет особенно полезен для тех, кто стоит перед выбором АС, а также даст информацию для людей, которые хотят создать собственные АС в процессе своих DIY экспериментов.

Существует мнение, что одним из решающих факторов, влияющих на звук АС, является материал корпуса. Эксперты PULT считают, что значение этого фактора часто преувеличивают, однако, он является действительно важным, и списывать со счетов его нельзя. Не менее важным фактором (в ряду множества других), определяющим звучание АС, является акустическое оформление.

Предупреждаю, в материале есть ссылки на товары не в качестве откровенной джинсы, но в качестве примеров (надеюсь никого не заденет), всё строго в рамках темы.

Материал: от пластмассы до гранита и стекла

Пластик – дешево, сердито, но резонирует

Пластик зачастую используется при производстве бюджетных АС. Пластмассовый корпус лёгок, существенно расширяет возможности дизайнеров, благодаря литью можно реализовать практически любые формы. Различные типы пластмасс очень серьёзно отличаются по своим акустическим свойствам. В производстве высококачественной домашней акустики большой популярностью пластик не пользуется, при этом востребован для профессиональных образцов, где важна низкая масса и мобильность устройства.

(для большинства пластмасс коэффициент звукопоглощения составляет от 0,02 – 0,03 при 125 Гц до 0,05 – 0,06 при 4 кГц)

С 90 %-ной вероятностью, если вы столкнулись с домашней акустикой из пластика – это либо бюджетный вариант для не слишком искушенных пользователей, либо образец, сравнимый по стоимости с аналогами из МДФ и ДСП. Пластиковый корпус устройства недостаточной толщины и плотности начнёт резонировать и дребезжать при увеличении громкости до 60 – 90 %. В качественных АС, с рассчитанной толщиной и подходящими акустическими свойствами материала, «паразитные» среднечастотные резонансы сводятся к минимуму, однако, стоимость подобных АС практически равна аналогам из других материалов. Выжать из бюджетной пластиковой АС глубокий и адекватный низ не поможет даже умопомрачительная эквализация.

Типичный представитель «пластикового братства» в домашней акустике с достойными характеристиками и привлекательной ценой: Полочная акустика

JBL Jembe black

Дерево – от вырубки до золотых ушей

Благодаря хорошим поглощающим свойствам дерево считается одним из лучших материалов для изготовления колонок.

(коэффициент звукопоглощения древесины в зависимости от породы составляет от 0,15 – 0,17 при 125 Гц до 0,09 при 4 кГц)

Массив и шпон для производства АС применяются сравнительно редко и, как правило, востребованы в HI-End сегменте. Постепенно деревянные АС исчезают с рынка в связи с низкой технологичностью, нестабильностью материала и запредельно высокой стоимостью.

Интересно, что для создания действительно качественных АС такого типа, отвечающих требованиям самых искушенных слушателей, технологи должны отбирать материал ещё на этапе вырубки, как при производстве акустических музыкальных инструментов. Последнее связано со свойствами древесины, где важно всё, начиная от местности, где произрастало дерево, заканчивая уровнем влажности помещения, где оно хранилось, температурой и длительностью сушки et cetera. Последнее обстоятельство затрудняет DIY разработку, при отсутствии специальных знаний любитель, создающий деревянную АС, обречен действовать методом проб и ошибок.

Как обстоит дело на самом деле, и соблюдаются ли описанные условия, производители такой акустики не сообщают, а соответственно, любая деревянная система требует внимательного прослушивания перед покупкой. С высокой степенью вероятности, две АС одной модели из одной породы будут немного отличаться в звучании, что особенно важно для некоторых притязательных слушателей

с золотыми ушами

с большими деньгами.

Доступны колонки из массива ценных пород единицам, стоимость их астрономическая. Всё, что вашему покорному слуге приходилось слышать, звучит превосходно. Однако, на мой субъективно-прагматичный взгляд, несоразмерно стоимости. Порой, хорошо рассчитанные корпуса из фанеры и MDF, обладают не меньшей музыкальностью, но для многих аудиофилов «не дерево»= «не true hi-end», а кому-то «не дерево» попросту статус не позволяет или дизайн интерьера портит.

Полагаю, что одна из лучших деревянных систем в нашем каталоге эта:

Напольная акустика

Sonus Faber Stradivari Homage graphite

(цена соответствующая)

Фанера – почти дерево, если не пролетела над Пекином

Фанера, применяющаяся для производства акустических корпусов, имеет от 10 до 14 слоёв и почти не уступает дереву по акустическим свойствам, в частности по звукопоглощению, при этом несколько дешевле древесины, более технологична при обработке, легче ДСП и MDF. Многослойная фанера хорошо гасит нежелательные вибрации, благодаря структуре материала.

(коэффициент звукопоглощения 12-ти слойной фанеры составляет от 0,1– 0,2 при 125 Гц до 0,07 при 4 кГц)

Как и древесина – фанера применяется в достаточно дорогостоящих, а иногда и в элитных штучных продуктах. Стоимость фанерных АС не на много ниже тех, что произведены из массива, и вполне сопоставимы с ними по качеству.

В ряде случаев корпуса, заявленные производителем как «фанерные», изготовлены из ДСП и MDF. Поэтому низкие цены на АС с фанерным или деревянным корпусом должны насторожить. Ряд небольших азиатских производителей, регулярно меняющих названия и торгующих в основном в сети, создают комбинированные корпуса, включая несколько небольших, но заметных фанерных (деревянных) элементов, а основную часть изготавливают из ДСП.

Среди АС, созданных из фанеры, могу особо выделить эту:

полочная акустика Yamaha NS-5000

ДСП – толщина, плотность, влажность

Древесно-стружечная плита по стоимости сравнима с пластиком, при этом не обладает рядом недостатков, которые присущи пластиковым корпусам. Наиболее существенной проблемой ДСП является низкая прочность, при достаточно высокой массе материала.

Звукопоглощение в ДСП неоднородное и в ряде случаев возможно возникновение низко- и среднечастотных резонансов, хотя вероятность их появления ниже, чем у пластика. Эффективно гасить резонансы могут плиты толщиной более 16 мм, которые достигают необходимой плотности. Следует отметить, что, как и в случае с пластиком, свойства конкретной плиты ДСП имеет большое значение. Важно учитывать плотность и влажность материала, так как разные ДСП плиты отличаются по этим параметрам. Не редко толстые, плотные ДСП плиты применяются при создании студийных мониторов, что говорит о востребованности материала в производстве профессиональной техники.

На заметку, товарищам из DIY-братии для создания АС хорошо подойдёт ДСП с плотностью не менее 650 — 820 кг/м³ (при толщине плиты 16 – 18 мм) и влажностью не более 6-7%. Не соблюдение этих условий существенно отразится на качестве звука и надёжности АС.

Среди достойных ДСП вариантов домашних АС наши эксперты выделяют:

Cerwin-Vega SL-5M

MDF: от мебели к акустике

Сегодня МДФ (Medium Density Fiberboard, древесно-волокнистая плита средней плотности) используется повсеместно, в число прочего, МДФ — один из наиболее распространённых современных материалов для производства акустики.

Причиной популярности МДФ стали физические свойства материала, а именно:

• Плотность 700 — 800 кг/м³
• Коэффициент звукопоглощения 0,15 при 125 Гц – 0,09 при 4 кГц
• Влажность 1-3 %
• Механическая прочность и износоустойчивость

Материал дешев в производстве, обладает акустическими свойствами, сравнимыми с характеристиками древесины, при этом устойчивость плит к механическим повреждениям несколько выше. У МДФ достаточная акустическая жесткость корпуса АС, а звукопоглощение соответствует параметрам, необходимым для создания HI-FI акустики.

Визуальное отличие МДФ от ДСП

Среди MDF акустики масса замечательных систем, по моему мнению, оптимальными по соотношению цена/качество являются следующие:

→ Yamaha NS-BP182 piano black — полочная
→ Focal Chorus 726 — напольная

Алюминиевые сплавы – дизайн и точные расчёты

Наиболее распространенным металлом при производстве АС является алюминий, а также сплавы на его основе. Некоторые авторы и эксперты полагают, что алюминиевый корпус позволяет снижать резонансы, а также улучшать передачу высоких частот. Коэффициент звукопоглощения алюминиевых сплавов не высок, и составляет около 0,05, что, впрочем, значительно лучше, чем у стали. Для снижения вибрации корпуса, повышения звукопоглощения и предотвращения вредных резонансов производители применяют сэндвич-панели, где между 2-мя алюминиевыми листами помещается прослойка из высокомолекулярных полиэтиленовых смол или других материалов низкой плотности, например, вискоэластика.

В случае с бюджетными АС из алюминия, производители, не редко, делают ставку на дизайн, в ущерб звучанию: в результате акустические характеристики оставляют желать лучшего. Иногда пользователи такой акустики жалуются на жесткое, искаженное звучание, вызванное недостаточным звукопоглощением корпуса. В связи с тем, что волны хорошо отражаются и плохо поглощаются, очень большое значение в металлической акустике приобретает точный расчет конструкции корпуса, подбор излучателей, используемые фильтры, а также качество соединений отдельных деталей.

Среди достойно звучащих алюминиевых колонок меня особенно впечатлил звук:

→ Canton CD 310 white high gloss (цена внушительная, но не запредельная )

Камень – гранитные плиты по цене золотых слитков

Камень один из самых дорогих материалов для производства акустических корпусов. Безупречное отражение и практическая невозможность появления вибрационных резонансов делают эти материалы востребованным в среде особо притязательных слушателей.

Большинство пород имеют стабильный коэффициент звукопоглощения, который, например для гранита, составляет 0,130 для всего спектра звуковых частот, а для известняка 0,264. Производителями особо ценятся пористые породы камня, в которых выше звукопоглощение.

Использование каменных плит для изготовления DIY- акустики почти невозможно, так как это требует не только недюжинных познаний в акустике и камнеобработке, но и крайне дорогостоящего оборудования (домашних 3-D фрезеров для камня пока никто не выпускает).

Для производства серийных АС применяются такие породы, как гранит, мрамор, сланец, известняк, базальт. Эти породы обладают схожими акустическими свойствами, а при соответствующей обработке становятся настоящими произведениями искусства. Не редко каменные корпуса применяются для создания ландшафтной акустики, в таких случаях в необработанном камне создаётся полость для размещения излучателя, в которой устанавливаются элементы крепления (как правило, производится под заказ).

У камня 2 основные проблемы: стоимость и масса. Цена каменной АС может быть выше любой другой, обладающей схожими характеристиками. Масса некоторых образцов напольных систем может достигать 40 и более кг.

Прозрачность стекла и качество звука

Оригинальным решением является создание АС из стекла. В этом деле пока серьезно преуспели только две компании Waterfall и SONY. Материал интересен с дизайнерской точки зрения, акустически стекло создаёт определённые проблемы, главным образом в виде резонансов, которые вышеназванные компании научились решать, существуют даже референсные варианты.

Цены на прозрачное чудо тоже сложно назвать демократичными, последнее связано с низкой технологичностью и высокой стоимостью производства.

Из впечатлявших звуком стеклянных образцов могу порекомендовать: Waterfall Victoria Evo

Акустическое оформление — ящики, трубки и рупоры

Не меньшую значимость для точной передачи звука в АС имеет акустическое оформление. Я расскажу о наиболее распространённых типах (закономерно, что, те или иные типы могут комбинироваться в зависимости от конкретной модели, например фазоинверторая часть колонки отвечает за низко-и среднечастотный диапазон, а для высоких сооружен рупор).

Фазоинвертор – главное длинна трубы

Фазоинвертор — один из наиболее распространённых типов акустического оформления. Такой способ позволяет, при правильном расчете длинны трубы, сечения отверстия и объема корпуса получить высокий КПД, оптимальное соотношение частот, усилить низкие. Суть фазоинвертерного принципа в том, что на тыльной части корпуса размещается отверстие с трубой, которая позволяет создать низкочастотные колебания синфазные волнам, создающимся фронтальной стороной диффузора. Чаще всего фазоинверторный тип применяется при создании 2.0 и 4.0 систем.

Для облегчения расчетов при создании собственной АС удобно использовать специальные калькуляторы, один из удобных привожу

по ссылке

.

В философии HI-END cуществуют крайне радикальные бескомпромиссные суждения о фазоинверторных системах, привожу одно из них без комментариев:

«Враг №1 это, конечно, нелинейные усилительные элементы в звуковом тракте (дальше уж каждый сам, в меру образования, понимает какие элемты более линейны, а какие менее). Враг №2 это фазоинвертор. фазоинвертор призван пустить пыль в глаза, должен позволить маленькой дешевой колоночке записать в паспорт 50… 40… 30, а что мелочится даже и 20 Гц по уровню -3дБ! Но к музыке нижний диапазон частот фазоинвертора перестает иметь отношение, точнее сказать сам фазоинвертор это дудочка, поющая свою собственную мелодию.»

Закрытый ящик – гроб для лишних низких

Классический вариант для многих производителей – обычный закрытый ящик, с выведенными на поверхность диффузорами динамиков. Такой тип акустики достаточно прост для расчетов, при этом КПД таких устройств не блещет. Также ящики не рекомендуют любителям характерно выраженных низких, так как в закрытой системе без дополнительных элементов, способных усилить низы (фазоинвертор, резонатор), спектр частот от 20 до 350 Гц выражен слабо.

Многие меломаны предпочитают закрытый тип, так как для него характерна относительно ровная АЧХ и реалистичная «честная» передача воспроизводимого музыкального материала. Большинство студийных мониторов создаются именно в этом акустическом оформлении.

Band-Pass (закрытый ящик-резонатор) – главное, чтобы не гудел

Band-Pass получил распространение при создании сабвуферов. В этом типе акустического оформления излучатель скрыт внутри корпуса, при этом внутренности ящика соединяются с внешней средой трубами фазоинверторов. Задача излучателя – возбуждение колебаний низкой частоты, амплитуда которых многократно возрастает благодаря трубам фазоинверторов.

При правильно рассчитанной конструкции такого типа, не должно возникать таких паразитных отзвуков как низкое гудение, гула и т.п., чем не редко грешат бюджетные системы этого типа.

Открытый корпус – без лишних стен

Сравнительно редкий сегодня тип акустического оформления, при котором задняя стенка корпуса многократно перфорирована, либо полностью отсутствует. Такой тип конструкции используется для того, чтобы снизить количество элементов корпуса, влияющих на частотную характеристику АС.

В открытом ящике наиболее существенное влияние на звук оказывает передняя стенка, что снижает вероятность искажений, вносимых остальными деталями корпуса. Вклад боковых стенок (если таковые присутствуют в конструкции), при их не большой ширине, минимален и составляет не более 1-2 Дб.

Рупорное оформление – проблемные чемпионы по громкости

Рупорное акустическое оформление чаще используется в комбинации с другими типами (в частности для оформления высокочастотных излучателей), однако, существуют и оригинальные на 100 % рупорные конструкции.

Главным достоинством рупорных АС является высокая громкость, при комбинации с чувствительными динамиками.

Большинство экспертов не без оснований скептически относятся к рупорной акустике, причин несколько:

• Конструктивная и технологическая сложность, а соответственно, высокие требования к сборке
• Почти невозможно создать рупорную АС с равномерной АЧХ (исключение – устройства стоимостью от 10 килобаксов и выше)
• В связи с тем, что рупор не резонирующая система, исправить АЧХ нельзя (минус для DIY –щиков вознамерившихся скопировать Hi-end рупор)
• В связи с особенностями формы волн рупорной акустики, объемность звучания достаточно низкая
• В подавляющем большинстве сравнительно низкий динамический диапазон
• Дает большое количество характерных призвуков (некоторыми аудиофилами считается достоинством).

Наиболее востребованными рупорные системы стали именно в среде аудиофилов, находящихся в поисках «божественного» звука. Тенденциозный подход позволил архаичному рупорному оформлению получить вторую жизнь, а современные производители смогли найти оригинальные решения (эффективные, но крайне дорогие) распространённых рупорных проблем.

На этом пока всё. Продолжение, как водится, следует, а «вскрытие» обязательно покажет…НА будущее анонсирую: излучатели, мощность/чувствительность/объём помещения.

Акустическое оформление динамика — CanoraSound

Акустическое оформление динамика: давайте начнем с вопроса, зачем оно нужно. Все мы представляем себе старые радиоприемники (радиолы), где в передней стенке была установлена единственная (широкополосная) динамическая головка. Они звучали, хотя и не давали глубокого, бархатистого баса, при этом их динамик как будто не имел какого-то специального акустического оформления (специального корпуса акустической системы). К этому вопросу мы еще вернемся ниже и увидим, что на самом деле это не так.

Хотя если взять динамическую головку, подключить ее к усилителю, расположив как-то произвольно, например, подвесив на чем-либо, мы, безусловно, услышим звук. Однако услышим ли мы все возможности данной головки? В высокочастотном диапазоне, пожалуй, да (если их не ограничивает сама запись и весь усиливающий тракт). В чем же проблема звучания полностью открытого динамика для низкочастотного и средне-низкочастотного диапазонов?

Эффект акустического короткого замыкания

Чтобы понять, в чем проблема воспроизведения низких частот динамиком, расположенном в открытом пространстве, нужно ввести понятие акустического короткого замыкания. В чем же суть этого процесса? Диффузор динамической головки (за исключением высокочастотных головок) открыт как спереди, так и сзади. При этом очевидно, что при движении его вперед он сжимает воздух спереди и разрежает его сзади.

Как правило, низкочастотные и среднечастотные динамические головки имеют диаметр где-то от 10 до 30 см. В такой ситуации в их диапазоне излучения воздух имеет возможность перетекать, огибая край динамика, с одной стороны на другую. Что же получается? Получается, что передняя и задняя часть диффузора звучат в противофазе, и за счет этого перетекания звуковое давление головки ослабляется. Ослабляется оно тем больше, чем ниже частота излучаемой волны.

Дело в том, что эффект акустического короткого замыкания зависим от длины волны излучаемого звука. На самом нижнем участке слышимого диапазона (десятки герц) он максимален. Длина волны звука в этом случае сильно превышает линейные размеры динамика. Таким образом, звуковая волна огибает его край и гасит колебания с противоположной его стороны.

Акустический экран или щит Акустический экран или щит

Чем выше частота звука, тем этот эффект проявляется меньше. И здесь мы подходим к первому и простейшему (с точки зрения физики процесса) варианту. Но он, однако, не так прост в плане практической реализации. Этот вариант акустического оформления – акустический экран или щит. Действительно, чтобы предотвратить акустическое короткое замыкание в самом низкочастотном диапазоне, размер такого экрана должен быть соизмерим с длиной волны на нижней его границе, а это – десятки метров. На практике такое реализовать трудно, а дома – нереально.

Тем не менее, щит как акустическое оформление применяется на практике в элитных акустических системах очень высокой стоимости с дорогими динамическими головками, как правило, большого диаметра. При этом даже с такими головками акустическое короткое замыкание при применении щита не исключается, и в самом низу ослабление басов будет. Однако, поскольку диффузор динамика работает в свободном пространстве, такая акустическая система имеет минимум искажений. Правда, здесь нас подстерегает другая проблема – искажения от стен.

Поэтому щит нельзя устанавливать в непосредственной близости от стен, а сами стены должны быть оборудованы звукопоглощающими панелями. Короче говоря, как бы вы не любили идеальный звук, но если вы живете в небольшой квартире и не имеете возможности оборудовать свою комнату для прослушивания музыки, вам такое решение не подойдет.

Открытый ящик

Открытый ящик

Теперь давайте подумаем, как можно улучшить акустический экран, не меняя его сути. Такое решение очевидно. Ведь если загнуть боковые стенки щита, то можно увеличить путь звуковой волны для достижения акустического замыкания, не увеличивая фронтальные его габариты. Теперь уже получается ящик с боковыми стенками, но без задней. Динамик продолжает играть в открытом пространстве, но теперь, при прочих равных, габариты акустического оформления уменьшились.

Правда, могут быть отражения от боковых стенок, но эти стенки можно задемпфировать (то есть покрыть их звукопоглощающим материалом). При очень глубоком ящике (правда, на практике такие не применяют) у ящика может стать резонатором уже труба. Но это уже нереальный случай и совсем другое акустическое оформление. Тем не менее, на средних частотах неудачные пропорции ящика могут ухудшить его звучание. Поэтому глубокой такую акустику обычно не делают, при этом боковые стенки позволяют уменьшить (по сравнению со щитом) размеры ее передней стенки на 25-40%, что уже неплохо.

А в случае с открытым ящиком нас ждут всё те же проблемы акустики помещения, в котором он установлен – отражения от стен. Следующее развитие все того же открытого ящика связано с тем, что его низкочастотную составляющую можно несколько улучшить, частично затруднив движение звуковой волны через заднюю стенку, закрыв ее легкой панелью с большим количеством отверстий, тем не менее ограничивающих, в некоторой степени, прохождение звуковой волны (панель акустического сопротивления).

Если площадь этих отверстий окажется недостаточной, появятся проблемы с атакой (динамичностью звучания) на низких частотах, поэтому оптимальное соотношение открытости/закрытости ящика подбирается на слух. А теперь давайте вернемся в начало статьи и вспомним, где мы видели подобные панели акустического сопротивления. Ну конечно, это старые ламповые приемники и радиолы, колонки некоторых электрофонов! Вот оно, новое – хорошо забытое старое! Однако тот уровень низких частот, который удовлетворял большинство пользователей в 50-60-х годы прошлого века, в 70-е годы уже переставал устраивать многих.

Закрытый ящик

Закрытый ящик

Далее, логично рассуждая, теперь задаемся вопросом: если частичное закрытие задней стенки нам поднимало низкочастотную характеристику акустической системы, может быть, ее стоит совсем закрыть?

Да, сделать это оказалось возможным, однако свойства динамической головки, которая будет работать с закрытым ящиком, по сравнению с излучателями наших ламповых радиол, должны быть уже другими. Здесь в первую очередь стоит упомянуть так называемую добротность динамика (подробнее о характеристиках динамических головок будем говорить отдельно) и минимальную нижнюю частоту, которую он способен отыграть. Пока в двух словах: добротность – острота резонанса колебательной системы (а диффузор на своих подвесах, конечно, является колебательной системой).

Не вдаваясь сейчас в подробности, скажем, что закрытая герметично акустическая система повышает как добротность врезанной в нее головки, так и частоту резонанса всей системы, а значит, повышает и нижнюю частоту, которую последняя может воспроизвести.

С другой стороны, закрытый ящик (если он достаточно жесткий) убирает тыльное излучение динамика и исключает (на уровне динамика) акустическое короткое замыкание. Впрочем, при небольшой ширине нашей акустики оно может возникнуть на уровне системы в целом. Но это уже отдельный разговор. А мы можем теперь намного меньше заботиться о том, что у нас сзади колонок оказалась стена.

При этом, конечно, громкость закрытой акустики будет снижена за счет того, что тыльное излучение изолировано, а внутри ее могут возникать различные резонансные явления (о которых также стоит поговорить отдельно). Здесь только скажем, что для уменьшения последних внутренние стенки закрытого ящика, да и в ряде случаев все его пространство, демпфируют звукопоглощающими материалами.

Такие акустические системы были достаточно популярны в 70-х – начале 80-х годов прошлого века. Сейчас же рынок практически полностью забит, за исключением, пожалуй, совсем элитного сегмента, акустическим оформлением типа фазоинвертор. Что же это за акустическое оформление, и почему оно столь популярно?

Фазоинвертор

Фазоинвертор

Двигаемся далее в своих рассуждениях и зададимся вопросом: а можно ли использовать излучение тыльной стороны динамика, которое в закрытом ящике теряется вследствие его закрытости, но не возвращаться к полностью открытым решениям? Да, здесь просматриваются, как минимум, два варианта. Первого мы уже немного касались: это превратить ящик в длинную трубу (но об этом ниже). Второе решение – это встроить резонатор меньших размеров в закрытый ящик. Это и есть фазоинверторное оформление, заполонившее рынок.

Как это работает? Частота дополнительного резонатора (он может быть как трубкой, так и щелью в корпусе системы) подбирается несколько ниже той частоты, которую может эффективно отыгрывать наша низкочастотная головка. Таким образом, получается, что до определенной частоты играет динамик, а ниже, за счет резонанса фазоинвертора (порта), звучание в основном идет через последний. При этом фазы сигнала «гуляют» в зависимости от его частоты, и рассчитать все тонкости звучания подобной системы непросто (хотя есть и формулы и готовые программные решения).

На выходе мы получаем некое компромиссное решение, имеющее (особенно при некоторых просчетах) ряд проблем (например, призвуки воздуха, движущегося через порт). При всём этом, данное решение позволяет расширить диапазон звучания низкочастотной динамической головки при относительно небольших размерах корпуса системы. Помните, что закрытый ящик повышает порог звучания динамика?

Это, в свою очередь, дает возможность делать массовые моднели акустических систем при меньших затратах, используя и более бюджетные динамики. Для большинства неискушенных слушателей это приемлемо. Однако, справедливости ради, стоит сказать, что при точном расчете фазоинверторная система с хорошими головками и достаточно толстостенным корпусом может звучать на высоком уровне (особенно системы с двумя портами). И мы видим, что есть и достаточно дорогие и при этом хорошие (что не всегда коррелирует) фазоинверторные системы.

Пассивный излучатель

Пассивный излучатель

Теперь еще об одном варианте дополнительного резонатора в акустических системах. А что если столб воздуха, заключенный в порт, заменить мембраной, которая будет работать на своем резонансе также чуть ниже основного динамика?

Да, и так можно. Такое решение называют обычно – пассивный излучатель, пассивный динамик, пассивный радиатор. Хотя «радиатор» здесь звучит как-то неуместно.

Какие будут у такого решения плюсы и минусы? Раз мы заменили воздух на диффузор (кстати, обычно для этой цели берут корзину от динамика с диффузором, подвесом, но без катушки и магнита), то призвуков от движения воздуха через порт не может быть по определению.

Это хорошо, что же плохо? Плохо, что наш пассивный излучатель весит существенно больше воздуха. При низком собственном резонансе его вес будет снижать динамику на низких частотах. Кроме того, недоделанный динамик стоит больше трубки порта (хотя это вопрос отдельный и неоднозначный). Пассивный излучатель требует тонкой настройки.

В результате, такое решение находит применение, как правило, в двух абсолютно полярных сегментах: в совсем дешевых компактных переносных системах – бумбоксах, имеющих достаточно отдаленное отношение к музыке, и в элитных сабвуферах.

Трансмиссионная линия, или акустический лабиринт

Трансмиссионная линия, или акустический лабиринт

А сейчас давайте немного вернемся назад (к открытому ящику) и попробуем сделать его настолько глубоким, что он превратится в трубу, имеющую собственный резонанс в области низких частот. Теперь фазоинвертор нам оказывается не нужен. Резонанс корпуса акустической системы может сам по себе быть настроен так, что расширит звучание динамика вниз, причем, в отличие от фазоинвертора, он сделает это более мягко, с меньшей добротностью.

Дело в том, что фазоинвертор, хотя и расширяет вниз диапазон динамической головки, но спад его резонанса оказывается более крутым, что также не очень хорошо воспринимается на слух. Рассматриваемое нами решение – трансмиссионная линия – дает долее плавный и естественный спад. О трансмиссионных линиях можно говорить достаточно много (они требуют даже не одной статьи, а целой серии). В этой обзорной публикации считаю необходимым, в основном, обозначить темы для более подробных разговоров.

Поэтому, не углубляясь в типы трансмиссионных линий, кратко пробежимся по их общим плюсам и минусам. Итак, трансмиссионная линия, как правило, не компактное решение, хотя если ее свернуть во много раз (гармошкой), можно делать и полочные варианты. Большое количество изгибов, при этом, добавляет дополнительные паразитные резонансы (а это и есть основная проблема такого акустического оформления).

Конструкций трансмиссионных линий огромное множество. На нашей схеме изображён вариант, в котором, динамическая головка расположена не в конце линии а на 1/3 от ее начала (так делают в большинстве разработок). Данный прием позволяет существенно ослабить вторую (самую значимую) гармонику линии.

Бороться с остальными (более слабыми) приходиться, как всегда, заполняя трансмиссионную линию звукопоглощающими материалами. А если с демпфированием переборщить, то, как обычно, получим снижение атаки и более вялый звук. Так что опять, как и с любыми рассмотренными нами сегодня вариантами акустического оформления, получается искусство компромиссов. А это лишний раз подтверждает, что нет в мире идеальных решений, а любое качественное изделие – это лучшее сочетание компромиссов.

Рекомендуем к прочтению:

«Анатомия» акустических систем: материалы и акустическое оформление — Обзоры и статьи

Это новый цикл статей посвящён акустическим системам. В связи с тем, что тема крайне обширная, мы решили создать серию публикаций, отражающих критерии выбора при покупке АС. Эта статья посвящена акустическим свойствам материалов корпуса и акустическому оформлению. Пост будет особенно полезен для тех, кто стоит перед выбором АС, а также даст информацию для людей, которые хотят создать собственные АС в процессе своих DIY экспериментов.

Существует мнение, что одним из решающих факторов, влияющих на звук АС, является материал корпуса. Эксперты PULT считают, что значение этого фактора часто преувеличивают, однако, он является действительно важным, и списывать со счетов его нельзя. Не менее важным фактором (в ряду множества других), определяющим звучание АС, является акустическое оформление.

Материал: от пластмассы до гранита и стекла

Пластик – дешево, сердито, но резонирует

Пластик зачастую используется при производстве бюджетных АС. Пластмассовый корпус лёгок, существенно расширяет возможности дизайнеров, благодаря литью можно реализовать практически любые формы. Различные типы пластмасс очень серьёзно отличаются по своим акустическим свойствам. В производстве высококачественной домашней акустики большой популярностью пластик не пользуется, при этом востребован для профессиональных образцов, где важна низкая масса и мобильность устройства.

(для большинства пластмасс коэффициент звукопоглощения составляет от 0,02 – 0,03 при 125 Гц до 0,05 – 0,06 при 4 кГц)

С 90 %-ной вероятностью, если вы столкнулись с домашней акустикой из пластика – это либо бюджетный вариант для не слишком искушенных пользователей, либо образец, сравнимый по стоимости с аналогами из МДФ и ДСП. Пластиковый корпус устройства недостаточной толщины и плотности начнёт резонировать и дребезжать при увеличении громкости до 60 – 90 %. В качественных АС, с рассчитанной толщиной и подходящими акустическими свойствами материала, «паразитные» среднечастотные резонансы сводятся к минимуму, однако, стоимость подобных АС практически равна аналогам из других материалов. Выжать из бюджетной пластиковой АС глубокий и адекватный низ не поможет даже умопомрачительная эквализация.
Типичный представитель «пластикового братства» в домашней акустике с достойными характеристиками и привлекательной ценой: Полочная акустика JBL Jembe black

Дерево – от вырубки до золотых ушей

Благодаря хорошим поглощающим свойствам дерево считается одним из лучших материалов для изготовления колонок.

(коэффициент звукопоглощения древесины в зависимости от породы составляет от 0,15 – 0,17 при 125 Гц до 0,09 при 4 кГц)

Массив и шпон для производства АС применяются сравнительно редко и, как правило, востребованы в HI-End сегменте. Постепенно деревянные АС исчезают с рынка в связи с низкой технологичностью, нестабильностью материала и запредельно высокой стоимостью.
Интересно, что для создания действительно качественных АС такого типа, отвечающих требованиям самых искушенных слушателей, технологи должны отбирать материал ещё на этапе вырубки, как при производстве акустических музыкальных инструментов. Последнее связано со свойствами древесины, где важно всё, начиная от местности, где произрастало дерево, заканчивая уровнем влажности помещения, где оно хранилось, температурой и длительностью сушки et cetera. Последнее обстоятельство затрудняет DIY разработку, при отсутствии специальных знаний любитель, создающий деревянную АС, обречен действовать методом проб и ошибок.
Как обстоит дело на самом деле, и соблюдаются ли описанные условия, производители такой акустики не сообщают, а соответственно, любая деревянная система требует внимательного прослушивания перед покупкой. С высокой степенью вероятности, две АС одной модели из одной породы будут немного отличаться в звучании, что особенно важно для некоторых притязательных слушателей.
Доступны колонки из массива ценных пород единицам, стоимость их астрономическая. Всё, что вашему покорному слуге приходилось слышать, звучит превосходно. Однако, на мой субъективно-прагматичный взгляд, несоразмерно стоимости. Порой, хорошо рассчитанные корпуса из фанеры и MDF, обладают не меньшей музыкальностью, но для многих аудиофилов «не дерево»= «не true hi-end», а кому-то «не дерево» попросту статус не позволяет или дизайн интерьера портит. Одна из лучших деревянных систем в нашем каталоге эта:
Напольная акустика Sonus Faber Stradivari Homage graphite (цена соответствующая)

ДСП – толщина, плотность, влажность

Древесно-стружечная плита по стоимости сравнима с пластиком, при этом не обладает рядом недостатков, которые присущи пластиковым корпусам. Наиболее существенной проблемой ДСП является низкая прочность, при достаточно высокой массе материала.
Звукопоглощение в ДСП неоднородное и в ряде случаев возможно возникновение низко- и среднечастотных резонансов, хотя вероятность их появления ниже, чем у пластика. Эффективно гасить резонансы могут плиты толщиной более 16 мм, которые достигают необходимой плотности. Следует отметить, что, как и в случае с пластиком, свойства конкретной плиты ДСП имеет большое значение. Важно учитывать плотность и влажность материала, так как разные ДСП плиты отличаются по этим параметрам. Не редко толстые, плотные ДСП плиты применяются при создании студийных мониторов, что говорит о востребованности материала в производстве профессиональной техники.

На заметку, товарищам из DIY-братии для создания АС хорошо подойдёт ДСП с плотностью не менее 650 — 820 кг/м³ (при толщине плиты 16 – 18 мм) и влажностью не более 6-7%. Не соблюдение этих условий существенно отразится на качестве звука и надёжности АС.

Среди достойных ДСП вариантов домашних АС наши эксперты выделяют: Cerwin-Vega SL-5M

MDF: от мебели к акустике

Сегодня МДФ (Medium Density Fiberboard, древесно-волокнистая плита средней плотности) используется повсеместно, в число прочего, МДФ — один из наиболее распространённых современных материалов для производства акустики.
Причиной популярности МДФ стали физические свойства материала, а именно:

• Плотность 700 — 800 кг/м³
• Коэффициент звукопоглощения 0,15 при 125 Гц – 0,09 при 4 кГц
• Влажность 1-3 %
• Механическая прочность и износоустойчивость

Материал дешев в производстве, обладает акустическими свойствами, сравнимыми с характеристиками древесины, при этом устойчивость плит к механическим повреждениям несколько выше. У МДФ достаточная акустическая жесткость корпуса АС, а звукопоглощение соответствует параметрам, необходимым для создания HI-FI акустики.
Визуальное отличие МДФ от ДСП
Среди MDF акустики масса замечательных систем, оптимальными по соотношению цена/качество являются следующие:

→ Magnat Tempus 33 mocca — полочная
→ Focal Chorus 726 — напольная

Алюминиевые сплавы – дизайн и точные расчёты

Наиболее распространенным металлом при производстве АС является алюминий, а также сплавы на его основе. Некоторые авторы и эксперты полагают, что алюминиевый корпус позволяет снижать резонансы, а также улучшать передачу высоких частот. Коэффициент звукопоглощения алюминиевых сплавов не высок, и составляет около 0,05, что, впрочем, значительно лучше, чем у стали. Для снижения вибрации корпуса, повышения звукопоглощения и предотвращения вредных резонансов производители применяют сэндвич-панели, где между 2-мя алюминиевыми листами помещается прослойка из высокомолекулярных полиэтиленовых смол или других материалов низкой плотности, например, вискоэластика.
В случае с бюджетными АС из алюминия, производители, не редко, делают ставку на дизайн, в ущерб звучанию: в результате акустические характеристики оставляют желать лучшего. Иногда пользователи такой акустики жалуются на жесткое, искаженное звучание, вызванное недостаточным звукопоглощением корпуса. В связи с тем, что волны хорошо отражаются и плохо поглощаются, очень большое значение в металлической акустике приобретает точный расчет конструкции корпуса, подбор излучателей, используемые фильтры, а также качество соединений отдельных деталей.
Среди достойно звучащих алюминиевых колонок особенно впечатляет звук:

→ Piega Tmicro 4 alu/black (цена внушительная, но не запредельная)

Камень – гранитные плиты по цене золотых слитков

Камень один из самых дорогих материалов для производства акустических корпусов. Безупречное отражение и практическая невозможность появления вибрационных резонансов делают эти материалы востребованным в среде особо притязательных слушателей.

Большинство пород имеют стабильный коэффициент звукопоглощения, который, например для гранита, составляет 0,130 для всего спектра звуковых частот, а для известняка 0,264. Производителями особо ценятся пористые породы камня, в которых выше звукопоглощение.

Использование каменных плит для изготовления DIY- акустики почти невозможно, так как это требует не только недюжинных познаний в акустике и камнеобработке, но и крайне дорогостоящего оборудования (домашних 3-D фрезеров для камня пока никто не выпускает).

Для производства серийных АС применяются такие породы, как гранит, мрамор, сланец, известняк, базальт. Эти породы обладают схожими акустическими свойствами, а при соответствующей обработке становятся настоящими произведениями искусства. Не редко каменные корпуса применяются для создания ландшафтной акустики, в таких случаях в необработанном камне создаётся полость для размещения излучателя, в которой устанавливаются элементы крепления (как правило, производится под заказ).

У камня 2 основные проблемы: стоимость и масса. Цена каменной АС может быть выше любой другой, обладающей схожими характеристиками. Масса некоторых образцов напольных систем может достигать 40 и более кг.

Прозрачность стекла и качество звука

Оригинальным решением является создание АС из стекла. В этом деле пока серьезно преуспели только две компании Waterfall и SONY. Материал интересен с дизайнерской точки зрения, акустически стекло создаёт определённые проблемы, главным образом в виде резонансов, которые вышеназванные компании научились решать, существуют даже референсные варианты.
Цены на прозрачное чудо тоже сложно назвать демократичными, последнее связано с низкой технологичностью и высокой стоимостью производства.

Из впечатлявших звуком стеклянных образцов: Waterfall Victoria Evo

Акустическое оформление — ящики, трубки и рупоры

Не меньшую значимость для точной передачи звука в АС имеет акустическое оформление. Наиболее распространённые типы (закономерно, что, те или иные типы могут комбинироваться в зависимости от конкретной модели, например фазоинверторая часть колонки отвечает за низко-и среднечастотный диапазон, а для высоких сооружен рупор).

Фазоинвертор – главное длинна трубы

Фазоинвертор — один из наиболее распространённых типов акустического оформления. Такой способ позволяет, при правильном расчете длинны трубы, сечения отверстия и объема корпуса получить высокий КПД, оптимальное соотношение частот, усилить низкие. Суть фазоинвертерного принципа в том, что на тыльной части корпуса размещается отверстие с трубой, которая позволяет создать низкочастотные колебания синфазные волнам, создающимся фронтальной стороной диффузора. Чаще всего фазоинверторный тип применяется при создании 2.0 и 4.0 систем.
Для облегчения расчетов при создании собственной АС удобно использовать специальные калькуляторы, один из удобных привожу по ссылке.

В философии HI-END cуществуют крайне радикальные бескомпромиссные суждения о фазоинверторных системах, привожу одно из них без комментариев:

«Враг №1 это, конечно, нелинейные усилительные элементы в звуковом тракте (дальше уж каждый сам, в меру образования, понимает какие элемты более линейны, а какие менее). Враг №2 это фазоинвертор. фазоинвертор призван пустить пыль в глаза, должен позволить маленькой дешевой колоночке записать в паспорт 50… 40… 30, а что мелочится даже и 20 Гц по уровню -3дБ! Но к музыке нижний диапазон частот фазоинвертора перестает иметь отношение, точнее сказать сам фазоинвертор это дудочка, поющая свою собственную мелодию.»

Закрытый ящик – гроб для лишних низких

Классический вариант для многих производителей – обычный закрытый ящик, с выведенными на поверхность диффузорами динамиков. Такой тип акустики достаточно прост для расчетов, при этом КПД таких устройств не блещет. Также ящики не рекомендуют любителям характерно выраженных низких, так как в закрытой системе без дополнительных элементов, способных усилить низы (фазоинвертор, резонатор), спектр частот от 20 до 350 Гц выражен слабо.
Многие меломаны предпочитают закрытый тип, так как для него характерна относительно ровная АЧХ и реалистичная «честная» передача воспроизводимого музыкального материала. Большинство студийных мониторов создаются именно в этом акустическом оформлении.

Band-Pass (закрытый ящик-резонатор) – главное, чтобы не гудел

Band-Pass получил распространение при создании сабвуферов. В этом типе акустического оформления излучатель скрыт внутри корпуса, при этом внутренности ящика соединяются с внешней средой трубами фазоинверторов. Задача излучателя – возбуждение колебаний низкой частоты, амплитуда которых многократно возрастает благодаря трубам фазоинверторов.
При правильно рассчитанной конструкции такого типа, не должно возникать таких паразитных отзвуков как низкое гудение, гула и т.п., чем не редко грешат бюджетные системы этого типа.

Открытый корпус – без лишних стен

Сравнительно редкий сегодня тип акустического оформления, при котором задняя стенка корпуса многократно перфорирована, либо полностью отсутствует. Такой тип конструкции используется для того, чтобы снизить количество элементов корпуса, влияющих на частотную характеристику АС.
В открытом ящике наиболее существенное влияние на звук оказывает передняя стенка, что снижает вероятность искажений, вносимых остальными деталями корпуса. Вклад боковых стенок (если таковые присутствуют в конструкции), при их не большой ширине, минимален и составляет не более 1-2 Дб.
→ Legacy Audio Whisper XDS BE maple

Рупорное оформление – проблемные чемпионы по громкости

Рупорное акустическое оформление чаще используется в комбинации с другими типами (в частности для оформления высокочастотных излучателей), однако, существуют и оригинальные на 100 % рупорные конструкции.
Главным достоинством рупорных АС является высокая громкость, при комбинации с чувствительными динамиками.
Большинство экспертов не без оснований скептически относятся к рупорной акустике, причин несколько:

• Конструктивная и технологическая сложность, а соответственно, высокие требования к сборке
• Почти невозможно создать рупорную АС с равномерной АЧХ (исключение – устройства стоимостью от 10 килобаксов и выше)
• В связи с тем, что рупор не резонирующая система, исправить АЧХ нельзя (минус для DIY –щиков вознамерившихся скопировать Hi-end рупор)
• В связи с особенностями формы волн рупорной акустики, объемность звучания достаточно низкая
• В подавляющем большинстве сравнительно низкий динамический диапазон
• Дает большое количество характерных призвуков (некоторыми аудиофилами считается достоинством).

Наиболее востребованными рупорные системы стали именно в среде аудиофилов, находящихся в поисках «божественного» звука. Тенденциозный подход позволил архаичному рупорному оформлению получить вторую жизнь, а современные производители смогли найти оригинальные решения (эффективные, но крайне дорогие) распространённых рупорных проблем.

→ Klipsch Reference R-28F black
Продолжение следует…

Акустическое оформление

Передняя и задняя поверхности колеблющегося поршня излучают колебания в противофазе: когда передняя поверхность в момент времени t₁ создает сжатие среды, то противоположная поверхность поршня, в этот же момент t₁, создает разрежение.

Сжатие и разрежение распространяются в разные стороны (Рис.18.6). При определенных условиях, огибая поршень, волны интерферируют с колебаниями возникшими с противоположной стороны (фазы) и их сумма стремится к нулю. Это явление называют — акустическим коротким замыканием (АКЗ). Возникновение АКЗ уменьшает отдачу акустической мощности излучателя (поршня) в области тех частот, при которых длина излучаемой волны велика по сравнению с размерами поршня (условия дифракции). Это явление возникает на низких частотах НЧ звуковой волны.

Чтобы избежать АКЗ на низких частотах, необходимо установить экран, чтобы колебания из области сжатия не огибали поршень и исключили явление интерференции. Экран устанавливается в сочетании с излучателем. Такой прием получил название акустического экранного оформления (оформление). Простейшим видом оформления является щит (Рис.18.7). Чтобы полностью устранить АКЗ, необходимо установить щит, у которого линейные размеры плоскости были больше половины длины звуковой НЧ волны λ :

d > λ/2; (6.1.1)

Стандартный акустический экран по ГОСТ 16122-84 имеет размер 1350 х 1650 м.

Рис 18.7

Закрытый ящик (ЗЯ, Closed Box) это оформление второго порядка (рис.6.1.3 А и рис. 6.1.4). По сравнению с другими видами нагруженного оформления менее чувствителен к отклонениям характеристик. Основные его плюсы : прекрасная импульсная характеристика.Это теоретически позволяет получить плоскую АЧХ. Недостаток = низкий КПД, что требует повышенной мощности усилителя, и повышенный уровень четных гармоник из-за несимметричной нагрузки диффузора.

Рис 18.8

А – закрытый ящик, Б – фазоинвертор, В – пассивный излучатель

Частота резонанса и полная добротность головки при установке в закрытый ящик объемом Vc, соизмеримым с эквивалентным Vas, увеличиваются. Таким образом, при установке головки в ЗЯ с объемом, равным эквивалентному, ее резонансная частота и добротность увеличиваются в 1,41 раза, в ящике объемом 0,5Vas = в 1,73 раза и так далее.

Рис 18.9

Следующий по распространенности тип акустического оформления – фазоинвертор. Для работы в фазоинверторе подходят динамики, у которых показатель Fs/Qts составляет 90 и больше. Из всех возможных конструкций систем двойного действия наибольшее распространение получил фазоинвертор (ФИ, Vented Box, Ported Box, Bass Reflex). Это резонансная система. Заключенная в ФИ масса воздуха на частоте его настройки ведет себя подобно диффузору, являясь источником звуковых колебаний. Пассивный излучатель — это разновидность ФИ, в котором масса воздуха в туннеле заменена массой подвижной системы пассивного излучателя В качестве пассивного излучателя чаще всего используют обычную динамическую головку, иногда с удаленной магнитной системой.

Рис.18.10

Конструктивно он выполнен в виде закрытого ящика с двумя отверстиями

В одном отверстии размещается излучатель (поршень), другое отверстие свободное, и имеет конструкцию в виде небольшой трубы объемом V. Частота фазоинвертора ƒ_ф, (Рис.18.10).

При медленных колебаниях (8Гц — 10Гц) пружина С_в (Рис.18.10). соединяющая обе массы m, не успевает деформироваться, так как у нее большое упругое сопротивление z :

z=1/(ω·С_в);(18.1)

      В результате обе массы m_п и m_в двигаются с одинаковой фазой. При этом волна, излучаемая отверстием, сдвинута на 180^o по фазе по сравнению с волной, излучаемой поршнем. Повышение частоты приводит к уменьшению упругого сопротивления воздуха в ящике и пружина С_в начинает деформироваться. В результате между колебаниями обоих масс m_п и m_в возникает фазовый сдвиг, возрастающий с повышением частоты и достигающий на частоте резонанса ящика 180^o. Таким образом, воздух в отверстии и поршень колеблются в противофазе, а волны, излучаемые ими, будут синфазными и интерферируя усиливают друг друга.       Частоту резонанса фазоинвертора ƒ_ф, как правило, выбирают равной частоте резонанса ƒ₀ головки (поршня), т.е. в области НЧ рабочего диапазона (Рис.18.10).        При дальнейшем увеличении частоты излучение звука отверстием не происходит, так как инерционное сопротивление воздуха в отверстии ω·m_в становится чрезвычайно большим. При этих частотах фазоинвертор аналогичен закрытому ящику. Внутренние поверхности фазоинвертора также, как и ящика, покрывают звукопоглощающим материалом.

Рисунок 18.11

На схеме рис. 18.11 усилитель мощ­ности, являющийся для громкоговорителя источником сигнала, с на­пряжением открытой цепи и выходным сопротивлением пре­образован в генератор напряжений, имитирующий генератор с вы­ходным значением акустического давления, после генератора полное сопротивление, представляющее собой сумму активного сопротивления звуковой катушки и выход­ного сопротивления усилителя. M_as— акустическая масса подвижной системы, присоединенная масса воздуха с передней и тыльной стороны диофрагмы. С_аs— акустическая гибкость подвесов. R_as— акустическое сопротивление подвижной системы. M_av— акустическая масса воздуха в фазоинверсной трубе.

Акустическая нагрузка. Диффузор динамической головки в закрытом оформлении испытывает существенно отличающееся сопротивление при движении вперед и назад. Асимметричность нагрузки является потенциальным источником нелинейных искажений. Поэтому еще в середине 70-х годов появились акустические системы, в конструкции которых этот недостаток устранялся введением дополнительной акустической нагрузки для передней поверхности диффузора. Аналогичные решения можно использовать и для ограничения амплитуды колебаний диффузора в системах двойного действия. Надежных методик расчета акустической нагрузки нет, необходим эксперимент.

Рисунок 18.12

Акустическую нагрузку можно реализовать различными способами. В простейшем случае (рис.18.12 А) перед диффузором размещается отражающая поверхность (Reflex Body). Однако такое решение ухудшает чувствительность АС и ее АЧХ на средних частотах. В некоторых современных конструкциях для улучшения АЧХ и диаграммы направленности служит тело вращения чечевицеобразной формы (рис.18.12 Б). С этой же целью можно использовать отражающую поверхность, расположенную под углом (рис.18.12 В). Клиновая нагрузка отчасти играет роль короткого рупора, что способствует акустическому усилению определенного диапазона частот. Как дальнейшее развитие этой идеи появились акустические системы с резонатором (рис.18.12 Г). После этого оставалось сделать только один шаг к конструкции полосовых громкоговорителей.

Полосовые громкоговорители. Общая черта всех конструкций полосовых громкоговорителей (bandpass) — наличие одной или нескольких резонансных камер и установка динамической головки внутри корпуса. Поскольку эти системы уже не являются системами прямого излучения, их расчет и изготовление весьма сложны. Поэтому распространение получили в основном конструкции четвертого порядка (рис. 18.13 А). Полосовые громкоговорители шестого (рис.18.13.Б,В) и восьмого (рис.18.13.Г,Д) порядка встречаются реже.

Рисунок 18.13

Полосовые громкоговорители: А – закрытый ящик-резонатор, Б – фазоинвертор двойного действия, В – фазоинвертор последовательного действия, Г – фазоинвертор последовательного двойного действия, Д – фазоинвертор-резонатор последовательного двойного действия

Полосовое акустическое оформление используется исключительно для сабвуферов. Достоинство полосового громкоговорителя — высокий КПД, импульсные же и фазовые характеристики весьма посредственны и ухудшаются с ростом порядка. Для всех конструкций, кроме закрытого ящика-резонатора, желательно применение фильтра инфра-низких частот (как и для классического фазоинвертора).

Помимо рассмотренных конструкций полосовых громкоговорителей с одной динамической головкой известны также АС, имеющие две головки. Конструкция получена объединением двух одинаковых полосовых систем. Одна из камер становится общей, ее объем при этом удваивается. На (рис.18.14 А,Б)показаны два варианта оформления четвертого порядка, на рис.18.14 В – шестого.

Одно из достоинств подобных конструкций состоит в том, что они не требуют специального монофонического канала усиления: каждую головку можно подключить к своему каналу стереофонического УМЗЧ.

Рисунок 18.14

Сдвоенные головки. Практически во всех рассмотренных конструкциях можно использовать сдвоенные динамические головки. Для этого однотипные головки устанавливаются одним из показанных на рис.18.15 способов. Получившуюся конструкцию можно рассматривать как новую низкочастотную динамическую головку с совершенно другими свойствами. Теоретические значения полной добротности и частоты основного механического резонанса получившейся системы рассчитываются как среднее геометрическое от соответствующих величин исходных головок. Поскольку при сдваивании обычно используются однотипные головки с достаточно близкими параметрами, можно считать, что эти параметры практически не изменятся. Однако заключенный между диффузорами головок связанный объем воздуха увеличивает эффективную массу подвижной системы, понижая частоту основного механического резонанса головок больших размеров до 80% от исходной.

Рисунок 18.15 Установка сдвоенных головок: А — лицом к лицу, Б — спина к спине, В — в затылок, Г — со связанным объемом

До настоящего времени основным материалом для изготовления корпусов акустических систем остается древесина. При этом учитывается, что дерево обладает собственными акустическими свойствами, а внесение корпусом собственных призвуков нежелательно. С ними борются как специальными гасящими конструкциями, так и применением вместо сплошной «чистой» древесины древесно-стружечной плиты (ДСП), столь нелюбимой нами в мебели. ДСП не имеет какой-либо структуры (каковой являются линейные волокна дерева), поэтому меньше подвержена резонансам. Снаружи ДСП отделывается разными покрытиями, в том числе имитирующими дерево (фанеровка), но эта отделка носит чисто декоративный характер.

Наряду с традиционным использованием дерева продолжаются попытки использования иных материалов — пластика, металла, камня. Существует довольно большое число пластиковых акустических систем, как правило, небольшого размера (ближнего поля), звучащих достаточно приемлемо и дешевых в силу технологичности изготовления корпусов. Однако попытки создания пластмассовых корпусов акустических систем большого размера пока не увенчались успехом (с точки зрения акустики, разумеется, а не «ящикостроения»). Дело в том, что большой корпус должен обладать и большой массой, иначе в нем начинают «гулять» такие резонансы, что их подавление обходится гораздо дороже, чем, например, в деревянном корпусе.

Довольно эффективны и в последнее время популярны металлические корпуса акустических систем. Это связано, в частности, с широким использованием в студийной практике компьютеров с традиционными электронно-лучевыми кинескопами мониторов, на которые плохо влияют магниты динамиков, если те находятся слишком близко. Металлический корпус акустической системы является в данном случае экраном. Кроме того, металл технологичен в изготовлении и обеспечивает необходимую по акустическим требованиям жесткость.

Интересные результаты дает и использование камня. Тут о технологичности изготовления корпусов говорить не приходится, но акустические результаты оказываются превосходны. Впрочем, проблема решается компромиссом — применением синтетического материала, позволяющего соединить простоту производства корпуса с массивностью и жесткостью камня.

Однако, несмотря на активные поиски новых материалов, основным остается «старое доброе» дерево.

Долгое время традиционное расположение динамиков на передней стенке корпуса в виде «снеговика» (внизу низкочастотный громкоговоритель, в середине — среднечастотный, и наверху — высокочастотный) устраивало пользователей. Однако было замечено, что расстояние от центров разных динамиков до слушателя часто различно, и звуки от них доходят до слушателя не строго синфазно. Величина несинхронности чрезвычайно мала, но проблема существует. Решение было найдено в различных типах так называемых коаксиальных, находящихся на одной оси, громкоговорителях. В простейших случаях высокочастотный динамик закреплялся перед центром конуса низкочастотного диффузора, но, естественно, без физического соприкосновения с ним. Другой, более сложный, но и более изящный способ создания точечного излучателя предложила известная английская фирма Tannoy. В их, теперь уже классической системе, мембрана высокочастотного динамика находится сзади магнита низкочастотного динамика. В керне низкочастотного громкоговорителя проделаны каналы, по которым воздушное давление от высокочастотной мембраны проходит в направлении излучения низкочастотного диффузора, являющегося к тому же рупором для высоких частот. Так достигается идеальная точечность излучения.

Ранее упоминалось, что на высоких частотах диффузоры, особенно большие, колеблются в основном центральной частью, прилегающей к катушке. Это свойство было использовано при создании широкополосных громкоговорителей, популярных в профессиональной технике два-три десятилетия назад и встречающихся и поныне. В этих громкоговорителях в центральную часть диффузора вклеивался дополнительный микродиффузор, работавший как коаксиальный высокочастотный громкоговоритель. Конечно, результат был далек от качества настоящих коаксиальных систем, но отдача на высоких частотах у этих широкополосных динамиков действительно существенно улучшалась.

Современное производство предельно стандартизовано. Сложились стандарты и на размеры громкоговорителей — от мала до велика. Современные динамики принято мерить в дюймах, и это удобно: получается не только размер, но как бы и «номер изделия».

Даже для мощной акустики не применяются динамики больше 21″, да и восемнадцатидюймовые встретишь не часто. Далее по порядку идут 15″, 12″, 10″ и 8″.

Среднечастотные — 8″, 6,5″ и 5″. Высокочастотные — 4″, 2,5″ и 1,5″. Впрочем, размеры диффузора имеют значение в основном для низкочастотных громкоговорителей, напрямую влияя на нижнюю границу диапазона и уровень звукового давления.

Реальную звуковую картину могут представить только большие акустические системы (контрольные мониторы) «дальнего поля», звучащие равномерно по всему диапазону частот и не перегружающиеся при рекомендованном уровне прослушивания (около 90 дБ).

Внешнее (акустическое) оформление громкоговорителя

М.М. ЭФРУССИ. ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ, М., «ЭНЕРГИЯ», 1971

 

7. ВНЕШНЕЕ (АКУСТИЧЕСКОЕ)  ОФОРМЛЕНИЕ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЯ

 

Для защиты головки громкоговорителя от повреждений и обес­печения воспроизведения громкоговорителем области низших частот она обычно используется с внешним оформлением, часто называе­мым акустическим в связи с его влиянием на частотную характери­стику громкоговорителя. Выясним более подробно эту роль оформ­ления.

 

При работе громкоговорителя его диффузор совершает колеба­ния вперед и назад с различными амплитудами в соответствии с ве­личиной и направлением тока, проходящего через звуковую катуш­ку. Двигаясь вперед, диффузор сжимает воздух перед собой и раз­режает его позади себя. В результате этих сжатий и разрежений воздуха создаются звуковые волны распространяющиеся со скоро­стью приблизительно 340 м/сек, Однако звуковые волны от передней и задней сторон диффузора (вследствие того, что одна создается сжатием, а другая — разрежением воздуха) различаются но фазе на 180^o, что соответствует разности в половину длины излучаемой волны.

Если в точку пространства, где прослушивается звук, придут обе волны — прямая и оборотная (от задней стороны диффузора), то, взаимодействуя одна с другой, они почти полностью уничтожат­ся и звук будет резко ослаблен. При этом вместо того, чтобы воз­буждать звуковые волны, диффузор будет перегонять воздух с од­ной своей стороны на другую (такой эффект называют не совсем точно акустическим коротким замыканием).

 

Акустическое короткое замыкание проявляется только в области самых низких звуковых частот (приблизительно ниже 300 гц), при которых размеры диффузора малы по сравнению с длинами этих волн. Для более высоких звуковых частот, у которых длина волны меньше, отрицательное воздействие оборотной волны ослабляется самим диффузором.

Пусть, например, громкоговоритель излучает звук частотой f=500 гц; длина волны звука этой частоты

 

Если полный диаметр громкоговорителя равен 32 см, то до при­хода в точку прослушивания, находящуюся на оси громкоговорителя (линия, проходящая через центр диффузора), волна от задней сто­роны диффузора должна будет пройти путь, приблизительно на 26 см больший, чем волна от передней его стороны (рис. 33).

 

Рис. 33.  Интерференция  между звуковыми волнами от передней и задней сторон диффузора.

 

Это означает, что звуковая волна от задней стороны диффузора придет в точку приема с дополнительным сдвигом фазы, который будет определяться отношением разности длины путей от передней и зад­ней сторон диффузора к длине полны. В нашем примере разность длины путей составляет 26 см, а длина волны звука (частота 500 гц)  равна 68 см. Следовательно, дополнительный сдвиг фазы

 

 

Поскольку звуковая волна от задней стороны диффузора всегда сдвинута по фазе на 0,5 X, результирующий сдвиг фазы рассматри­ваемой волны по отношению к волне от передней стороны диффузо­ра  составит .  Это  означает, что волны от обеих сторон диффузора придут в точку приема почти в одинаковой фазе (сдвиг фазы будет 0,1) и сложатся, в результате чего звуко­вое давление возрастет. Для звука частотой 50 гц (= 680 см) при том же диаметре диффузора создается условие, при котором сдвиг фазы вследствие огибания диффузора составит всего лишь

 

;

 

При таком сдвиге фазы энергии звуковых волн от обеих сторон диффузора будут вычитаться одна из другой и звуковое давление резко упадет.

Из разобранного примера следует, что если общий сдвиг фазы волны от задней стороны диффузора в точке приема звука равняется целому числу длин волн (и т. д.), то энергия этой волны будет складываться с энергией волны от передней стороны диффузо­ра и звук будет усиливаться. Если же сдвиг фазы равен нечетному числу полуволн (и т. д.), то энергии волн будут вы­читаться и звук будет ослабляться.

 

Вычитание и сложение энергий звуковых волн различных частот в точке их приема создают максимумы и минимумы (подъемы и про­валы) звукового давления. Такое взаимодействие волн (интерферен­ция) может происходить не только между волнами от передней и задней сторон диффузора, но и от волн, приходящих в точку приема после отражения от какой-либо из ограждающих поверхностей. Имен­но поэтому частотные характеристики громкоговорителей измеряют или на открытом пространстве или в заглушенных помещениях, внут­ренние поверхности которых плохо отражают звуковые волны.

Если имеется интерференция между звуковыми волнами от пе­редней и задней сторон диффузора, то наибольшая неравномерность частотной характеристики звукового давления будет наблюдаться вдоль оси громкоговорителя при наличии его симметрии (осевой). Это происходит потому, что сдвиг фазы звуковой волны за счет огиба­ния будет примерно одинаковым вокруг всего громкоговорителя.

В стороне от оси громкоговорителя, из-за различия в длине пути для волн от различных частей диффузора до точки прослушивания, сдвиг фазы оборотной волны также оказывается различным. В ре­зультате этого подъемы и провалы в частотной характеристике раз­виваемого громкоговорителем звукового давления сглаживаются, и характеристика получается более ровной.

 

Чтобы устранить крайне нежелательное явление интерференции волн низших частот от передней и задней сторон диффузора, приме­няют различные виды внешнего оформления громкоговорителей: щит (акустический экран), открытый или закрытый ящик, фазоинвертор, акустический лабиринт, направляющий рупор.

 

Внешнее оформление эффективно только при наличии громкого­ворителя, способного воспроизвести низшие частоты, т. е. с низкой частотой основного резонанса. Для громкоговорителей, предназначен­ных для карманных радиоприемников, у которых основная ре­зонансная  частота высока,  акустическое оформление  неэффективно.

 

Акустический экран. Наиболее простым видом оформления гром­коговорителя является акустический экран, представляющий собой чаще всего деревянный щит прямоугольной формы, размеры которого для воспроизведения низших частот должны быть довольно больши­ми. Например, для воспроизведения без ослабления звука частотой 50 гц, длина волны котороя равна 680 см, необходимо, чтобы сто­рона экрана приблизительно равнялась 340 см (половине длины вол­ны) или больше. Однако вполне удовлетворительные результаты, особенно если частотная характеристика усилителя имеет подъем на низших частотах, могут быть получены со щитом меньшего размера, сторона которого приблизительно равна четверти длины волны низ­шей воспроизводимой частоты. Эта низшая частота, однако, не может быть ниже основной резонансной частоты громкоговорителя, так как ниже этой частоты резко падает излучение громкоговорителя (18 дб на октаву).

 

Симметричность экрана относительно оси диффузора нежелатель­на, так как при этом в частотной характеристике громкоговорителя появится глубокий провал и результате акустического короткого за­мыкания на одной из частот. Значительное улучшение частотной ха­рактеристики достигается или несимметричным экраном, или асиммет­ричным расположением громкоговорителя в экране правильной формы.

 

В настоящее время этот простейший вид оформления громкого­ворителей почти не применяется, главным образом, из-за его громозд­кости и недостаточной эстетичности. Установка щита с громкоговори­телем в углу комнаты (рис. 34) позволяет уменьшить размеры щита без ухудшения воспроизведения звуков низших частот, так как стены, образующие угол, служат продолжением экрана, увеличивая его эффективные размеры. Щит, предназначенный для этого, следует подвесить в верхнем углу комнаты, придав ему форму треугольника или трапеции. Между верхней кромкой щита и потолком необходи­мо оставить широкую щель, а пространство позади громкоговорите­ля рекомендуется заполнить звукопоглощающим материалом. Сам же громкоговоритель полезно обернуть одним-двумя слоями неплотной ткани {например, марли и т. п.), предохраняющей от попадания пыли в подвижную систему. Весьма эффективным экраном может слу­жить дверь в соседнюю комнату, перегородка (стена) между комна­тами, натолок, задняя сторона письменного стола и т. п. Щит может иметь небольшие размеры (сторона 40—50 см), если установленный в нем громкоговоритель должен воспроизводить частоты выше 150— 200 гц. Такое положение часто существует в стереофоническом зву­ковоспроизведении, при котором обычно звуки низших частот воспро­изводятся одним общим громкоговорителем, а звуки средних и выс­ших частот— двумя каналами зву­ковоспроизведения. В этом случае на двух щитах устанавливаются среднечастотные и высокочастотные громкоговорители правого и левого каналов. Задние стороны диффузоров этих громкоговорителей во избе­жание нежелательного излучения звука закрываются кожухом, запол­ненным звукопоглотителем (см. ни­же). Щиты обтягиваются с обеих сторон неплотной декоративной тка­нью и устанавливаются в наклонном положении на полу с помощью од­ной подпорки на каждом щите (по­добно тому, как это сделано в рамках для настольных фото, зеркалах и т. п.).

 

Рис. 34. Внешний вид щита с громкоговорителем, подве­шенного в углу комнаты.

 

Более удобным, чем акустичес­кий экран, для размещения громко­говорителя является ящик с откры­той задней стенкой. Он эквивалентен плоскому экрану, если площадь последнего равна общей площади всех поверхностей ящика, кроме задней стенки, и если глубина ящика не пре­вышает  1/8 наибольшей волны. Ящик с открытой задней  стенкой представляет собой своеобразный резо­натор Гельмгольца, резонансная частота которого

,

где f_Я — резонансная частота ящика, гц; S — площадь заднего отвер­стия ящика, см²; V — объем ящика, см³.

 

Эксперименты с различными ящиками и головками показали, что наилучшее воспроизведение низших частот получается, если резо­нансная частота ящика в 1,5—2 раза больше частоты основного резонанса громкоговорителя. Если же эти частоты отличаются между собой в значительно большее число раз, то ухудшается частотная характеристика громкоговорителя в области низших частот и звук становится бубнящим. В связи с этим рекомендуется, выбрав раз­меры ящика с открытой задней крышкой, определить по приведен­ной формуле его резонансную частоту и соотношение с частотой ос­новного резонанса головки.

Ящики с открытой задней стенкой имеют сейчас очень широкое распространение. Все приемники, телевизоры, радиолы, абонентские громкоговорители и т.п. представляют собой такой ящик.

 

В наших лучших радиолах «Симфония», «Ригонда» и других уже используют вынесенные громкоговорители. За границей в подав­ляющем числе случаев также используют радиоприемники без УНЧ и громкоговорителя (так называемые «тьюнеры» — «настройщики»), а мощный УНЧ и громкоговоритель являются отдельными блоками.

Наиболее перспективным видом внешнего оформления громкого­ворителей следует считать закрытый ящик и фазоинвертор, ибо толь­ко с их помощью можно при относительно небольших габаритах обес­печить хорошее воспроизведение звуков самых низших частот (30—70 гц).

 

Закрытый ящик. Закрытая задняя стенка, на первый взгляд, дол­жна улучшить воспроизведение низших частот тем, что исключается излучение задней стороны диффузора, именно поэтому за рубежом этот вид оформления часто называют «бесконечным экраном». Одна­ко упругость находящегося в ящике объема воздуха, особенно если этот объем не слишком велик (меньше 1 м³), складывается с упру­гостью подвижной системы громкоговорителя и повышает его основ­ную резонансную частоту, чем ухудшает отдачу на низших часто­тах. Зависимость новой частоты основного резонанса громкоговорителя в ящике может быть определена из выражения

где f ^‘_p — новая частота основного резонанса, гц; f_p— частота основ­ного резонанса громкоговорителя (без ящика), гц; р — плотность воз­духа, равная при 20° С и атмосферном давлении 1,2 кг/м³; c — ско­рость звука в воздухе, равняя 344 м/ceк; S_ДИФ— площадь излуча­ющей части диффузора (эффективная площадь), приблизительно рав­ная; R_диф — радиус диффузора громкоговорите­ля, см; m — масса подвижной системы громкоговорителя,   кг;   V_Я — объем ящика, м³.

 

Приведенное выражение показывает, что основная резонансная частота значительно сильнее зависит от диаметра диффузора, чем от объема ящика. Чем больше объем ящика и меньше диаметр диф­фузора, тем меньше повышается частота основного резонанса громкоговорителя.

В качестве примера укажем, что у головки с диффузором диамет­ром 30 см и частотой основного резонанса f_гр=18 гц, которая поме­щена в закрытый ящик объемом V_я = 50 л (0,05 м³ или 50 дм³), ча­стота основного резонанса повышается до f_гр=45 гц. Соответственно у головки с диффузором 20 см и f_гр = 25 гц, помещенной в ящик объ­емом V_я = 25 л, частота основного резонанса повышается до f ^‘_гр= 55 гц; у головки с диффузором 14,5 см и f_гр=30 гц, помещенной в ящик объемом V_я= 6 л, частота основного резонанса повышается до f‘_гр=75 гц. За рубежом головку с очень низкой частотой основного резонанса (15—25 гц), установленную в закрытом ящике, часто назы­вают «акустически, подвешенной». Итак, основным условием исполь­зования закрытого ящика небольших габаритов при воспроизведении звуков самых низших частот является наличие головки с очень низ­кой частотой основного резонанса (20—30 гц). Кроме смещения ча­стоты основного резонанса, замкнутый объем воздуха вызывает до­полнительные резонансные явления на более высоких частотах. Они увеличивают неравномерность частотной характеристики громкогово­рителя. Для устранения дополнительных резонансов, создаваемых воздушным объемом ящика и отражениями, внутренние поверхности ящика покрывают звукопоглощающим материалом. Иногда звукопо­глощающим  материалом заполняют весь объем ящика.

 

Из того, что говорилось о закрытом ящике, следует, что его объем связан с диаметром диффузора головки и частотой ее основ­ного резонанса. Головка с диффузором диаметром 25—35 см должна помещаться в закрытый ящик объемом не менее 50 л. Если имеющая­ся головка обладает недостаточно низкой частотой основного резо­нанса, то объем закрытого ящика, мало сдвигающего частоту ос­новного резонанса, можно определить по формуле

, см³

где D_диф — диаметр диффузора, см.

Если в ящик устанавливают два громкоговорителя, то расчет размеров ящика производят по эквивалентному диаметру диффузора .

При одинаковых диаметрах диффузоров громко­говорителей D_экв = 1.41D_диф. Соотношение размеров сторон ящика не имеет значения, однако для глаз приятнее, если эти размеры соответ­ствуют так называемой динамической симметрии.

 

Принцип динамической симметрии находит свое основное применение в архитектуре и промышленности, выпускающей продукцию, внешний вид которой имеет столь же важное значение, как и осталь­ные ее качества, например мебель. В оформлении различной радио­аппаратуры соблюдение этого принципа также очень существенно. Принцип динамической симметрии состоит в использовании геометри­ческих фигур с определенным соотношением размеров сторон, что обес­печивает привлекательный внешний вид. У прямоугольников принци­пу динамической симметрии отвечает, в частности, соотношение сторон (например, ширина 100 см, а длила 141 см) или  (1 : 1,73), или (1 : 2). Некоторые фигуры, отвечающие принципу динамической симметрии, обладают свойством подобия исходной фи­гуре, если ее разделить на части. Например, в случае прямоугольни­ков, указанных выше, это произойдет при делении их на 2, 3 и 4 рав­ные части по длине прямоугольника.

В применении к ящикам для громкоговорителя или другой ра­диоаппаратуры принцип динамической симметрии может означать, в частности, соотношение размеров их сторон  (глубины, ширины и высоты), как 1 : 1, 41 : 2(), а объем такого ящика будет равен меньшей стороне, умноженной на (2,82).

 

Некоторое влияние на частотную характеристику громкоговорите­ля оказывает внешняя конфигурация ящика вследствие эффекта диф­ракции (огибание волной препятствия). На рис. 35 приведены иллю­стрирующие это влияние частотные характеристики одного и того же громкоговорителя в ящиках различной формы. Из этих частотных характеристик видно, что чем более плавную форму, т. е. более ту­пые углы, имеет поверхность, прилегающая к громкоговорителю, тем слабее эффект дифракции и тем ровнее частотная характеристика громкоговорителя. Наилучшей для уменьшения дифракции формой поверхности будет сфера. Видимо, это привело к выпуску за рубе­жом громкоговорителей, оформленных в виде сферы, громкоговоритель (рис.36) французской фирмы «Элипсон» имеет диаметр сферы 40 см, основную головку с диффузором диаметром 21 см, мощность 20 вт, полосу воспроизводимых частот 60—20 000 гц.

 

Конечно, в домашних условиях изготовить сферу довольно за­труднительно, однако возможно использовать старый или поврежден­ный географический глобус из папье-маше диаметром около 40 см. Такая сфера обладает объемом около 34 л, что позволяет сделать довольно хороший громкоговоритель. На рис. 37 приведена частотная характеристика сферического громкоговорителя диаметром 40 см в ра­диолюбительском исполнении. В громкоговорителе использована го­ловка 4ГД4-РРЗ с частотой основного резонанса 45 гц; в сфере ча­стота основного резонанса повысилась до 75 гц. Внутренняя поверх­ность сферы покрыта слоем стекловаты, помещенной в мешок из стек­лоткани общей толщиной 12—15 мм.

Рис. 35. Частотные характеристики громкоговорителя в ящиках различной формы (точка обозначает место рас­положения громкоговорителя).

 

Фазоинвертор. Весьма значительное распространение получил фазоинвертор, представляющий собой разновидность закрытого ящика; отличие состоит в наличии отверстия на какой-либо стороне ящика; чаще на одной стороне с громкоговорителем. Масса воздуха в отверстии ведет себя подобно диффузору, являясь дополнительным излуча­телем звука преимущественно на резонансной частоте фазоинвертора, которая делается равной основной резонансной частоте громкогово­рителя (или несколько ниже).

 

Рис.   36.   Внеш­ний вид гром­коговорителя в сферическом оформлении.

 

Рис. 37. Частотная характеристика громкоговорителя 4ГД4-РРЗ, установленного в сфере.

Рис. 38. Действие фазоинвертора.

а — частота звука, излучаемого громкоговорителем, выше резонансной частоты фазоинвертора; б — частоты равны; в — частота громкоговорителя ниже резонансной частоты фазоинвертора.

 

Как происходит излучение звука фазоинвертором, показано на рис. 38. При частотах сигнала выше резонансной частоты фазоинвер­тора (f_с>fф) звуковое давление, создаваемое громкоговорителем, больше, чем создаваемое отверстием фазоинвертора, и они близки по фазе, а поэтому складываются. На резонансной частоте фазоинвертоpa (f_c = f_ф), если эта частота не равна частоте основного резонанса головки, создаваемое ею звуковое давление значительно меньше, чем от отверстия фазоинверто­ра, и результирующее звуковое давление опре­деляется, главным обра­зом, изучением фазоин­вертора. При частотах сигнала ниже резонанс­ной частоты фазоинвер­тора (f_с<f_ф) создавае­мое им звуковое давле­ние уменьшается, стано­вясь близким по величи­не к звуковому давле­нию от громкоговорите­ля. Эти давления почти противофазны, поэтому результирующее звуковое давление будет меньше каждого из них.

 

Таким образом, в фазоинверторе использовано излучение задней стороны диффузора громкоговорителя, что увеличивает отдачу на са­мых низких частотах. Происходит это потому, что диффузор громко­говорителя связан через упругость воздушного объема ящика с мас­сой воздуха в отверстии, причем в результате такой связи фаза ко­лебании воздуха в отверстии повернута на 180° по отношению к фазе колебаний задней стороны диффузора, т.е. колебания воздуха в отверстии получаются синфазными с колебаниями передней сторо­ны диффузора. Это обстоятельство и послужило основанием назвать такое акустическое оформление фазоинвертором. Гибкость воздушно­го объема ящика и масса воздуха в отверстии фазоинвертора, зави­сящая от площади и толщины краев отверстия, образуют резонанс­ную систему (резонатор Гельмгольца), частота которой приближенно выражается уже приводившейся формулой

где f_ф — резонансная частота фазоинвертора, гц; S — площадь отвер­стия, см^г; V — объем ящика, см³.

 

Из этой формулы видно, что резонансная частота меньше зави­сит от изменения площади отверстия, чем от объема ящика. Напри­мер, изменив площадь отверстия в 16 раз, мы изменим частоту резо­нанса только в 2 раза. Однако площадь отверстия определяет эф­фективность фазоинвертора (его отдачу) и должна приблизительно соответствовать эффективной площади диффузора (2,1—2,5R²_диф) чтобы мощности излучения отверстия и громкоговорителя были со­измеримыми. Так как площадь отверстия фазоинвертора при одной и той же резонансной частоте связана с объемом, необходимо исполь­зовать фазоинвертор определенного объема в зависимости от разме­ров громкоговорителя.

 

 

 

Далее >>

 

Room Acoustic Design — Jaffe Holden

Звуковые переменные, такие как время реверберации, отражение звука и уровни громкости, могут сильно повлиять на пространство. Фактически, плохо спроектированная звуковая среда может создавать дискомфорт, снижать способность к обучению и приводить к плохому взаимодействию с пользователем. Мы начинаем с оценки потребностей и функций помещения, анализа объема и геометрии помещения, а также выбора и размещения материалов для стен, полов и потолков. Затем мы разрабатываем и анализируем комплексные модели, чтобы определить наиболее подходящую конфигурацию для удовлетворения требований помещения.Этот процесс позволяет нам предоставлять рекомендации по акустическому дизайну, которые соответствуют нашим строгим стандартам, регулируют переменные и создают желаемый акустический результат в каждом пространстве.

Акустический дизайн помещения включает в себя создание звуковой среды для соответствия потребностям и функциям помещения. Методы включают достижение подходящего времени реверберации, усиление желаемых звуковых отражений и поддержание или контроль уровней громкости во всем пространстве. Аспекты дизайна варьируются от объема и геометрии помещения до выбора и размещения отделочных материалов для стен, полов и потолков.

Будь то центр исполнительских искусств, музей, коммерческое помещение, молитвенный дом или академическая учебная среда, работа нашей фирмы обычно начинается с подготовки концепции акустического дизайна, которая развивается при участии команды дизайнеров и нашего клиента. Наш опыт продолжается от строительства до открытия проекта, а часто и после него, чтобы гарантировать, что акустическое качество наилучшим образом соответствует потребностям объекта.

Джаффе Холден консультирует по концертным корпусам для ансамблей, а также по регулируемым акустическим системам, чтобы пространство можно было настроить для различных программ, включая устную речь, рок-н-ролл и симфонический оркестр.Джаффе Холден также может исследовать акустику помещения во время репетиции или выступления вживую, чтобы решить акустические проблемы.

Jaffe Holden использует современное измерительное оборудование для акустических исследований и анализа. В нашей собственной акустической лаборатории есть звукоизолированная полубезэховая комната, в которой мы тестируем акустические устройства, экспериментируем с новейшими материалами и создаем моделирование и демонстрации, чтобы повысить уверенность в проектных решениях до начала строительства. Совместная работа нашего процесса приводит к успешному завершению проектов в срок и в рамках бюджета.

Понимание акустического дизайна: Часть 1

Это первая из серии статей, предназначенных для демистификации акустического дизайна и консультантов по акустике — они не такие страшные (или дорогие), как вы думаете!

Вы работаете в офисе? Если это так, скорее всего, вас раздражал шум коллеги или другие случайные звуки. Это акустическое отвлечение, и это серьезная проблема на сегодняшнем рабочем месте, особенно в вездесущей офисной среде открытого типа.

Акустика и принципы акустического дизайна часто являются сложными проблемами как для архитекторов, так и для дизайнеров. Это сложная задача, включающая множество различных факторов — размер комнаты, покрытие пола, материал стола, тип потолка, использование, даже тип личности — все это влияет на воспринимаемое качество звука (защиты) в помещении, и владельцы редко выделяют средства на акустический дизайн.

Джеймс Блэк — консультант по акустике с более чем 11-летним профессиональным опытом и степень магистра наук в области акустики, и мы сотрудничаем с ним, чтобы ответить на некоторые из наиболее актуальных, но распространенных вопросов об акустике и дизайне.

Мы спросили Джеймса, что, по его мнению, является наиболее часто упускаемым из виду элементом акустического дизайна комнаты, и мы были удивлены как простотой, так и сложностью решений. Читайте дальше, чтобы увидеть свой следующий проект глазами Джеймса.

Разборка

«Существует так много разных типов пространств и так много разных причин, по которым что-то может пойти не так с акустической точки зрения. Как правило, чаще всего упускают из виду уровень фонового шума . К сожалению, в некоторых совершенно новых помещениях уровень шума настолько высок, что они непригодны для использования по назначению.Очевидно, что во многих помещениях акустические проблемы не столь серьезны, но во многих местах все еще присутствует вредный чрезмерный шум ».

Для акустики помещений звукопоглощение часто упускается из виду . Рассмотрим ресторан. «Звукопоглощение действительно необходимо, чтобы уменьшить накопление шума в помещении. Без него уровень шума может быть настолько высоким, что будет сложно понять собеседника, сидящего за столом, даже если он кричит. Шум подпитывается шумом, и отсутствие звукопоглощения, которое помогает разорвать цикл, может быть действительно пагубным.”

Гимназии, используемые для звукочувствительных выпускных церемоний и других собраний, являются еще одним примером помещений, в которых акустике помещений часто не уделяется должного внимания. «Чрезмерная реверберация в этих больших помещениях в результате недостаточного звукопоглощения действительно ухудшает разборчивость речи, и мы можем пропустить важные слова или моменты».

Еще одна распространенная ошибка происходит при попытке уменьшить звук из соседней комнаты. Звукопоглощающие спреи и другие виды волокнистой обработки часто добавляют на поверхность сборок в надежде заглушить звук, исходящий из соседней комнаты, полагая, что это значительно улучшит потери передачи звука этой сборки.

«Добавление звукопоглощения к приемной может помочь в некотором улучшении шумоподавления и даже может быть заметным, если в противном случае приемное пространство будет иметь очень низкое звукопоглощение. Однако для значительного улучшения потерь при передаче звукоизолирующего узла обычно требуется добавление к сборке значительного количества массы или упругости и пространства между слоями. Нанесение на поверхность волокнистого спрея или другой обработки этого не поможет ».

Все о местонахождении, местонахождении, местонахождении

Этот принцип применяется к настройкам, окружающим все пространство или здание, где комната находится внутри здания и где размещены звукопоглощающие материалы.« На раннем этапе есть несколько очень важных решений, которые могут иметь большое влияние на снижение акустических проблем при проектировании . Например, не строите студию звукозаписи рядом с железнодорожными путями. Не стройте ночной клуб на базе жилой башни. Избегая подобных ошибок, вы можете избежать многих головных болей, проблем с бюджетом или чего-то еще худшего ».

В отношении таких помещений и пространств следует отметить, что расположение — а не только количество — звукопоглощающего материала имеет решающее значение .«Местоположение имеет решающее значение для эффективности, а также для многих других важных акустических аспектов, таких как ослабление эха и фокусировка звука, максимизация энергии раннего отражения и ограничение энергии поздней реверберации».

Формируйте свое пространство

Лучшее решение для достижения хорошей акустики — это рассмотреть акустический дизайн на самых ранних стадиях проекта . Размер и форма комнаты являются исходными факторами, которые сильно влияют на акустику комнаты (например, большие комнаты = больше реверберации), и их следует учитывать при проектировании пространства раньше, чем позже.«Избегание круглых комнат или широких форм вентилятора может уменьшить множество акустических проблем, с которыми трудно справиться».

Нельзя сказать, что нет ничего, что нельзя было бы сделать для улучшения этих типов комнат, особенно если они являются важной частью дизайна. Тем не менее, , задумавшись о подобных вещах на раннем этапе, может дать вам фору — а выбор правильной формы может сэкономить вам немало изменений, прежде чем акустика выйдет из-под контроля.

Менее важны, но все же очень важны акустические свойства всех материалов, находящихся в помещении. Некоторые материалы отражают звук, некоторые поглощают звук, некоторые рассеивают звук , поэтому важно вести учет местоположения и акустических характеристик материалов, указанных в проектах, для достижения надлежащей реверберации, разборчивости и уровней шума.

Акустический дизайн важен — задавайте правильные вопросы, и вы значительно улучшите качество обслуживания пассажиров в своих помещениях.

Ознакомьтесь со второй частью этой серии здесь или просто сохраните шаг и загрузите всю статью здесь!

Джеймс Блэк имеет степень магистра акустических наук.Профессионально проработал акустическим консультантом более 11 лет. Совсем недавно он был старшим консультантом в одной из ведущих международных акустических консалтинговых фирм, работая над проектами мирового уровня. Сейчас он читает лекции в Государственном университете Монтаны и продолжает оказывать акустические консультационные услуги. С ним можно связаться по телефону (858) 342-0986 или [email protected].

Принципы акустического дизайна | GC Music CenterGC Music Center

Хороший акустический дизайн требует знания физики звука, инженерных качеств материалов и уникальных атрибутов музыки, а затем применения этих знаний при строительстве зданий для создания объекта, позволяющего слушателям получить выдающийся слуховой опыт.

При проектировании Музыкального центра стремились к трем результатам:

• Музыка должна быть оптимально слышна (включая отличное «кольцо») на всех площадках для выступлений.
• Звуки за пределами здания необходимо было свести к минимуму, если не полностью исключить (то есть нужно избегать плохих звуков, включая звуки поездов, которые часто проходят через кампус колледжа Гошен)
• Создаваемые звуки в пространстве не должны мешать соседним музыкальным пространствам в здании (т.е. репетиция джаз-бэнда не должна влиять на репетицию хора в соседней комнате)

Тщательное планирование и тщательный мониторинг процесса строительства позволили выполнить все вышеперечисленное.

Большой концертный зал имеет звукоизоляцию и реверберацию. Этим двум качествам было уделено особое внимание при проектировании Музыкального центра.

Когда звук воспроизводится в концертном зале, реверберацию зала (часто называемую «звонком») можно синхронизировать до тех пор, пока этот звук полностью не исчезнет.Более длительная реверберация желательна для музыкального пространства, в отличие от театрального пространства, где ясность и разборчивость речи важнее, чем звон.

Трудно добиться более длительной реверберации. Чтобы добиться успеха, проектировщики должны создать соответствующий кубический объем и ограничить звукопоглощающие материалы. Дополнительным соображением при строительстве является наличие достаточной массы (веса) на всех открытых поверхностях; Важно иметь твердые поверхности без пустот под ними. Во всем здании Музыкального центра стены из бетонных блоков, которые полностью залиты бетонным раствором, образуя прочную бетонную стену толщиной 10 дюймов.

Результат. Во многих больших залах США время реверберации составляет две секунды, например, в Центре Кеннеди в Вашингтоне, округ Колумбия.Некоторые концертные залы, такие как Карнеги-холл в Нью-Йорке, звонят почти три секунды. Когда испытания были завершены, фактическое время реверберации Музыкального центра превысило три секунды, что порадовало акустиков и музыкантов колледжа Гошен!

Регулировка «кольца» возможна по всему объекту за счет развертывания звукопоглощающих занавесок и панелей, предлагающих безграничные возможности для различных типов музыки (т.е. полная реверберация для хоровой и оркестровой музыки; меньше реверберации для джаза и современной христианской музыки).

Из-за упомянутого выше поезда и из-за того, что в Музыкальном центре часто происходит несколько мероприятий одновременно, звукоизоляция также была критически важной. Звук — это вибрация — в воздухе, а также в материалах конструкции. Изоляция звука гарантирует, что вибрации не переходят из одного пространства в другое. Музыкальный центр имеет много «двойной конструкции», обеспечивающей эту изоляцию.

Разделение фундамента, стен и стальных конструкций было достигнуто с помощью двойных стен, набивки из пенопласта, гофрированного картона и воздушных пространств. Концертный зал Sauder полностью изолирован от двух боковых частей здания — от фундамента до крыши — через которые проходит только ограниченное количество электрических и сантехнических устройств.

Аналогичная изоляция предусмотрена вокруг двух репетиционных залов и между первым и вторым этажами южной стороны Музыкального центра, где расположены помещения для занятий, учебные студии и классы.

Акустические характеристики

— узнайте больше о четкости, громкости, живости, реверберации, эхо, динамическом диапазоне, охвате, пространственности, тепле и даже тишине!

Упражнения по оценке акустики — вопросы, которые следует задать себе, слушая музыку.

CE Center — Акустический дизайн для коммерческих приложений

На акустическое качество коммерческих помещений влияет множество факторов, и обеспечение адекватного приема и разборчивости речи является общей проблемой.В этом курсе вы узнаете об основных показателях, используемых в акустическом дизайне, и о том, как конкретные архитектурные и акустические параметры могут использоваться в процессе проектирования. На примере вы узнаете о факторах, которые приводят к повышению акустических характеристик и комфорта в коммерческих проектах.

Фотография любезно предоставлена ​​компанией Armstrong Ceiling and Wall Solutions

Эрик Ламбиазо , LEED AP BD + C, Эрик — старший юрист и архитектурный дизайнер LEED AP в группе интерьеров Sasaki, обладающий опытом на всех этапах проектирования, от программирования до управления строительством.Обладая более чем 20-летним опытом работы в качестве менеджера проекта и архитектора проекта, Эрик руководил несколькими крупными группами коммерческого дизайна. Эрик также страстно привержен принципам устойчивого развития и участвует в деятельности по охране окружающей среды как внутри Sasaki, так и в обществе в целом. Эрик имеет степень бакалавра архитектуры и бакалавра строительных наук Политехнического института Ренсселера. Он также прошел международную дизайнерскую программу в области архитектуры в Ecoles D’Beaux Art Americaines de Fontainbleau.Он был членом Программного комитета CoreNet Global и членом Национальной ассоциации офисной и промышленной собственности.

Бенджамин Маркхэм воплощает эту страсть к акустике в своей роли главного консультанта и директора группы архитектурной акустики Acentech. Его проекты включают в себя архитектурную акустику, контроль шума и вибрации механических систем, а также консультации по акустике окружающей среды для служебных помещений и других коммерческих, жилых и гражданских объектов, и он страстно интересуется акустическими моделями и 3DListening (компьютерное моделирование акустической среды).Он консультировал по проектам, связанным с акустикой помещений, звукоизоляцией, акустикой аудиторий и концертных залов, помещениями для музыкальных репетиций, акустикой помещений для богослужений, акустикой аудиторий и лекционных залов, контролем шума окружающей среды, звукоизоляцией кондоминиумов и другими аспектами акустического дизайна. Профессионал с аккредитацией LEED, Бен является членом Акустического общества Америки, был награжден медалью Роберта Б. Ньюмана за архитектурную акустику в 2002 году и был удостоен звания одного из лучших молодых профессионалов журнала Engineering News Record в США в 2019 году.

Шон Браун — старший научный сотрудник компании Armstrong Ceiling and Wall Solutions в Ланкастере, штат Пенсильвания, где он руководит программой Armstrong Acoustics Program. Он является членом Американского акустического общества (ASA) и Американского общества испытаний и материалов (ASTM). Шон имеет дипломы инженера Университета штата Флорида и Университета Майами, а также патент на систему распределения энергии и сигналов (внутренние помещения зданий).Он был опубликован в журналах Международного симпозиума по акустике помещений и Американского акустического общества. С Шоном можно связаться по адресу [email protected].

Первоначально опубликовано в феврале 2021 г.

Как акустика является неотъемлемой частью дизайна интерьера?

Звук — один из самых мощных элементов в жизни.Это вибрация, которая заставляет людей слышать и оказывает тонкое и существенное влияние на наши чувства, эмоции и отношение. Кроме того, звук раскрывает характеристики окружающей среды. Это также может существенно повлиять на ваше восприятие места или пространства.

В результате, каждое пространство должно быть обработано акустически, чтобы большинство людей чувствовали себя комфортно и наслаждались пространством. Без надлежащей акустической обработки помещения звук может превратиться в шум, который напрямую повлияет на восприятие людьми.

Довольно много людей испытывают головные боли, высокое кровяное давление, болезни сердца и т. Д. Из-за постоянного воздействия громкого и неприятного шума. Чтобы предотвратить упомянутые риски для здоровья, акустика помещения должна быть сбалансированной.

Что такое акустика?

Акустика — это совокупность всех процессов, задействованных в производстве, передаче, управлении и приеме звука. Вопреки заблуждению, что акустика относится только к музыке или архитектуре, акустика охватывает широкий спектр человеческих усилий.Он играет важную роль в том, насколько комфортным может быть внутреннее пространство.

Акустику помещения необходимо обработать или отрегулировать для эффективного контроля шума. Этот процесс включает использование акустических панелей в стенах и покрытиях пола для уменьшения времени реверберации, уменьшения шума и повышения разборчивости речи. В результате участникам дискуссии не нужно будет кричать, прежде чем они смогут должным образом услышать друг друга.

Каждая комната должна быть обработана акустически, чтобы пользователям было комфортно.С опытным акустическим дизайнером акустика вашей комнаты может стать более приятной и функциональной. Акустическая обработка каждой комнаты улучшит ваше психологическое и эмоциональное равновесие. Загляните в BluEntCAD, чтобы создать функциональный акустический дизайн вашего пространства для комфортного отдыха.

Акустика как неотъемлемая часть дизайна интерьера

Технологический прогресс позволил улучшить все аспекты человеческих усилий. Дизайн интерьера также выиграл от модернизации и усовершенствования знаний, вызванных технологиями.Дизайн интерьера улучшает не только эстетику внутреннего пространства, но и влияет на дополнительные функциональные аспекты.

За исключением людей с натренированным слухом, отличная акустика помещения обычно не замечается. А поскольку в комнате происходит несколько видов деятельности, может не быть единой акустической обработки для всех видов деятельности, связанных со звуком в комнате. Однако от первичного использования места будет зависеть индивидуальная акустическая обработка, которая будет применена.

Исходя из уникальности звука и акустики дома в результате различных действий, акустика комнаты должна быть учтена в дизайне интерьера помещения, чтобы соответствовать основной деятельности, для которой предназначена комната.У каждого вида деятельности есть свои проблемы; как результат — индивидуальный акустический дизайн.

Акустика помещения должна проектироваться вместе с интерьером помещения. Основная цель акустического дизайна — эффективное управление звуком в пространстве. В результате акустика комнаты должна быть рассмотрена в начале процесса дизайна интерьера.

Команда дизайнеров интерьеров обычно помогает в принятии идеальных решений, когда они знают, для чего будет использоваться пространство.Доступны несколько материалов для снижения уровня окружающего шума, например, текстурированные акустические панели из шерсти или полиэстера для рассеивания звука. Кроме того, есть материалы для пола, обеспечивающие акустические преимущества.

Являясь неотъемлемой частью дизайна интерьера, следующие указатели помогают создать правильный акустический дизайн для пространства:

• С учетом всей планировки здания и отделения тихой деятельности от шумной.
• Избегайте слишком высоких потолков в помещениях, где контроль фонового шума может быть затруднен, например, в столовых.
• Удаление или уменьшение фоновых шумов от их источников, таких как кондиционеры, оборудование и музыка.
• Создание правильной планировки комнаты и мебели, чтобы общение было понятным и без стресса
• Использование новейших акустических решений.

Акустика остается неотъемлемой частью дизайна интерьера, поскольку необходимость слышимости и снижения шума является неотъемлемой частью любого пространства или комнаты. Следовательно, следует проконсультироваться с экспертом в этой области, например, с архитектором или дизайнером интерьеров, для получения идеального акустического решения для вашего района.BluEntCAD предлагает превосходный дизайн интерьера для практического акустического воздействия во всех типах помещений и предлагает наилучшее возможное решение. Свяжитесь с BluEntCAD для разработки и разработки решений по дизайну интерьера.

Щелкните здесь Нужна помощь?

Почему акустическая панель?

Акустические панели — это специально разработанные материалы, предназначенные для уменьшения и устранения проблем со звуком и создания идеальных комнат или залов. Это звукопоглощающие панели, используемые экспертами для контроля и устранения шума, устранения щелчков и фильтрации фонового шума в доме.

Акустические панели обычно размещаются на потолках или стенах для подавления шума в студиях звукозаписи, церкви, ресторанах, комнатах для прослушивания и т. Д. Обратите внимание, что акустические панели не предназначены для устранения резонанса в комнате. Тем не менее, BluEnt предоставляет услуги по дизайну интерьера, которые создают идеальный интерьер.

Поглощение и отражение звука

Поглощение звука — это процесс поглощения и уменьшения интенсивности звука структурой, материалом или объектом, когда звуковые волны или энергия сталкиваются с материалом.

С другой стороны, отражение звука — это отражение звука в другом направлении, когда он ударяется о поверхность. Поглощение и отражение звука — важнейшее явление при улучшении акустики комнаты или пространства для достижения наилучших результатов. Дизайнер должен решить, должен ли звук отражаться и как или поглощаться, в зависимости от свойств комнаты и ее предполагаемого использования.

Передача звука между помещениями

Согласно физике, звук распространяется от своего источника по прямой линии.Было бы интересно узнать, как этот звук попадает в каждый угол и другую комнату в доме. Передача звука между помещениями возможна за счет дифракции звука.

Дифракция звука — это процесс, при котором звуковая волна использует края барьера, такого как стена, дверь, полка и т. Д., В качестве вторичного источника звука, который посылает волны в новом направлении. В результате звук может распространяться по углам комнаты и выходить за дверь, чтобы быть слышимым или разборчивым в других местах. Обратите внимание, что шлагбаум должен иметь звуковое отражение.Отражение звука и дифракция работают вместе для передачи звука между комнатами.

Take Away

Акустика комнаты должна быть спроектирована наряду с внутренним дизайном комнаты, чтобы обеспечить комфортное и удовлетворительное впечатление. В BluEnt мы создаем дизайн интерьера, который обеспечивает приятное ощущение внутреннего пространства. Также предлагаем обзор дизайна интерьера и редактирование существующих идей.

Максимальное значение. Достигнуто.

Акустические ошибки проектирования, которых следует избегать

Акустика никогда не должна быть «возможной» в списке требований дизайна.Но каких распространенных ошибок акустического дизайна следует избегать? У нас есть наши лучшие советы, которые вы можете рассмотреть перед следующим проектом.

Одно из определений acoustics из Оксфордского словаря — это «свойства или качества комнаты или здания, которые определяют, как в ней передается звук». Независимо от того, игнорируется ли звук или просто плохо спланировано, здание или комната должны иметь соответствующую акустику, чтобы быть полезными.

Так вот, один или два раза случалось, что кто-то не думал о звуке при проектировании помещения, и результаты были просто катастрофическими с точки зрения акустики.

Возьмем, к примеру, библиотеку за 30 миллионов фунтов стерлингов в Соединенном Королевстве. Согласно статье, опубликованной журналом Architects ’Journal (Великобритания), после того, как библиотека Лондонской школы экономики была построена компанией Foster and Partners, ее завалили жалобами на акустику. Представитель Лондонской школы экономики сообщил журналу: «Нам сказали, что даже шепот можно услышать где угодно и что в местах для чтения слишком шумно». Это ОГРОМНАЯ проблема для библиотеки стоимостью 30 миллионов фунтов стерлингов ! Эти жалобы поступили всего через несколько лет после того, как возникли аналогичные проблемы в отношении здания юридического факультета в Кембридже (подробности см. На странице 83) — здания, также спроектированного Foster and Partners.В последнем случае двумя основными проблемами были внешний шум и отражения.

Такие проблемы, как неразборчивая речь, флаттер-эхо и слишком долгое время реверберации, — это лишь некоторые другие проблемы, которые возникают при игнорировании акустического дизайна. Что хорошего в элегантном современном конференц-зале, если только 10% аудитории могут слышать и понимать выступающего? Зачем тратить миллионы на проектирование и строительство нестандартного пространства только для того, чтобы отказаться от преднамеренной акустики? Вот несколько главных ошибок, которых следует избегать при акустическом дизайне.

1. Игнорирование акустического дизайна

Это кажется очевидным, но каким-то образом эта ошибка в акустическом дизайне случается достаточно, чтобы заслужить упоминания. Если у архитектора или фирмы нет реальных знаний или опыта в области акустического дизайна, можно либо дать рекомендации, основанные на предположениях, либо категорически предоставить неверную оценку дизайна и потребностей помещения. Два здания компании Fosters and Partners в Соединенном Королевстве — отличные примеры того, как эта ошибка может быть сделана в реальном мире.Поэтому наш главный совет прост: не игнорирует акустический дизайн. Не стоит экономить на правильном воспроизведении звука, поэтому запланируйте приглашение опытного консультанта, если вам нужна помощь в этой области.

2. Использование неподходящих материалов

Не все материалы подходят для акустического дизайна, а некоторые не подходят. Хотя ковер и шторы могут уменьшить блики, выбор некоторых материалов может быть не лучшим вариантом для помещения. Выявление и понимание коэффициента шумоподавления (NRC) продукта или материала, наряду с знанием назначения помещения или здания, может помочь определить, является ли это правильным выбором.NRC, равный 0, означает полное звукоотражение, а NRC, равный 1, означает полное звукопоглощение. Например, многие пледы и ковры меньшего размера имеют низкие рейтинги NRC, которые могут способствовать звукопоглощению, но не вносят значительного вклада в общее звукопоглощение. Только зная, как использовать комнату или пространство, можно определить, будет ли войлочный коврик подходящим акустическим дизайном.

3. Не закрывать все зазоры

Еще одна большая ошибка в акустическом дизайне? Двери.Windows. Вентиляционные отверстия. Электрические розетки. Необходимо учитывать все эти необходимые части дизайна комнаты или здания. Звук не волнует, если пространство под главной дверью составляет всего пару миллиметров — он просто хочет двигаться. Как и эти двери с щелями, окна позволяют звуку не только выходить наружу, но и в пространство. Это может быть важной проблемой, особенно в отношении конфиденциальности. Протекающее дверное пространство в сочетании с твердым звукоотражающим полом может превратить личную беседу в легко подслушиваемую публичную беседу.Вентиляционные отверстия и электрические розетки также могут пропускать внешний шум в комнату; Важно отметить, что определенные звуковые волны, такие как басовые ноты гитары, могут проходить сквозь них и быть услышаны легче, чем звуки с более короткой длиной волны, такие как пение с использованием определенных строительных материалов, используемых в стенах.

4. Укладка «громкого» пола

Если вы не снимаетесь в страшном фильме, вам, вероятно, не нужно слышать чьи-то шаги позади себя. Но этот звук щелк-щелк-щелк-щелкнет очень быстро, без учета класса изоляции от ударов пола.Один человек, идущий по длинному коридору, может не быть проблемой, но умножьте это на 12 или 100, и шум превзойдет уровень комфорта большинства людей. Класс защиты от ударов (IIC) определяет, насколько хорошо пол может поглощать звук, подобный идущему человеку. Чем выше IIC, тем больше звука поглощается. Бетонный пол может иметь IIC равный 25, но большинство строительных норм и правил требуют как минимум 50 для рейтинга IIC. Выберите напольное покрытие, которое заглушит этот звук и сведет уровень шума к минимуму.

5. Забыть об аудитории

Может показаться, что это более простая часть проектирования пространства, но фирмы, подобные тем, которые работают в примерах Кембриджа и Лондона выше, игнорируют аудиторию. Какого размера должно быть пространство? Сколько нужно естественного света? Будет ли место для музыкального выступления или личных бесед один на один? Будут ли слушатели молодыми, старыми, представителями разных поколений? Библиотека — это именно то место, где шепот уместен и желателен, но студенты не могли достичь необходимого уровня уединения, потому что аудитория не рассматривалась правильно.При разработке соответствующей акустики также необходимо принимать во внимание другие факторы, такие как зрелость слуха и нарушения.

6. Слишком большое доверие к технологиям

Еще один пример неудачного акустического дизайна произошел в парламенте Гюнтера Бениша в Бонне (см. Стр. 84) в Германии. Стремясь сделать заседания парламента «прозрачными» для всех, Бехниш спроектировал здание со стеклянными стенами. Это был ужасный выбор для комнаты, в которой будет находиться так много чиновников, которым необходимо говорить, быть четко услышанными и слушать.Из-за проблем с отражением, реверберацией и фокусировкой компания Siemens установила обширную звуковую систему, чтобы дать каждому представителю микрофон. Хотя это должно было облегчить любые проблемы или опасения по поводу разборчивой речи и ясности, система не работала так, как ожидалось, из-за простой человеческой ошибки, обнаруженной позже. Следовательно, это привело к тому, что парламент покинул здание с множеством жалоб на его дизайн. Хотя у дизайнера были благородные намерения, акустика явно не рассматривалась или рассматривалась недостаточно тщательно, что делало продуманную архитектуру практически непригодной для использования до тех пор, пока не удалось реализовать решения.Иногда технологии могут быть полезны. Однако, если в помещении ДОЛЖНА использоваться обширная система громкой связи для передачи звука обитателям, его дизайн следует пересмотреть, чтобы избежать этой ошибки в акустическом дизайне.

—

Хотя эти ошибки в акустическом дизайне могут быть здравым смыслом для тех, кто работает со звуком каждый день, многие фирмы, дизайнеры и архитекторы просто не понимают эту часть строительства помещения время от времени. Обязательно рассмотрите эти вопросы перед проектированием, чтобы избежать дорогостоящих ошибок, которые могут испортить репутацию и оставить место пустым из-за отсутствия надлежащего акустического дизайна.

Акустический дизайн | Cerami & Associates

Мы консультируем по акустике самых знаковых зданий мира, работая с архитекторами и разработчиками над созданием их фирменного звука.

Наши инженеры-акустики проектируют, анализируют и контролируют звук, чтобы озвучивать здания и пространства. Мы консультируемся с разработчиками и архитекторами по небоскребам, больницам, музеям, ресторанам, отелям, торговым и жилым зданиям и каждому пространству, где нужен фирменный звук или вообще его нет.Мы применяем фундаментальные принципы акустической инженерии, чтобы оптимизировать пространство по прямому назначению. Cerami помогает самым знаковым зданиям мира рассказывать свои истории. Часто наша группа акустического дизайна работает бок о бок с нашей технологической командой, чтобы соединить невидимое с видимым и улучшить общую коммуникацию.

Целью

Cerami является достижение баланса между различными факторами акустического дизайна. Что варьируется в зависимости от типа проекта, так это то, какой из этих факторов наиболее важен для дизайна.Работая с нашими клиентами, чтобы понять предполагаемое использование пространства, мы можем определить движущий фактор. Затем мы можем предоставить акустический дизайн, соответствующий предполагаемому использованию.

Наиболее эффективное время для решения акустического дизайна проекта — это начальные этапы проектирования. Во время схематического проектирования помещения с механическим оборудованием могут быть перемещены или архитектурная форма помещения может быть немного изменена с минимальным влиянием на общую стоимость проекта.Когда консультанты по акустике работают в составе проектной группы на начальном этапе проектирования, решения проще и дешевле внедрять.

В корпоративной среде успешный дизайн означает, что сотрудник не может понять разговор в соседнем офисе. Хорошая акустическая конструкция обеспечивает конфиденциальность речи.

В больнице это означает, что целостность МРТ не нарушается, потому что пол дрожит, когда врач ходит по коридорам. Хорошая акустическая конструкция снижает уровень шума и вибрации.

В лекционном зале это означает, что голос профессора может быть слышен студентами на первом ряду сидений так же отчетливо, как и на последнем ряду сидений. Хорошая акустическая конструкция способствует разборчивости речи.

Совет по экологическому строительству США: лидерство в энергетическом и экологическом проектировании (LEED)
Cerami работает с командой дизайнеров, чтобы обеспечить решение таких акустических проблем, как адекватная конфиденциальность речи и низкий уровень шума, при одновременном соблюдении высоких требований. -выполнение требований устойчивости.Вместе эти два действия обеспечат больший комфорт для будущих пассажиров.

Cerami удостоилась чести работать над рядом проектов, ставших «первыми» в дизайне LEED, включая Дом Льва в зоопарке Бронкса, первое здание в Нью-Йорке, отмеченное LEED, и Палаццо Лас-Вегас, крупнейшее здание с сертификатом LEED. в мире и 4 Times Square, одно из первых коммерческих зданий, спроектированных с особыми целями устойчивого развития, что помогло установить стандарт экологичного проектирования зданий.

Международный институт строительства WELL
Характеристики акустического комфорта в стандарте строительства WELL направлены на предотвращение ненужного стресса, обеспечение комфорта, производительности и общего благополучия. Эти характеристики являются ответом на исследования, показывающие, что акустическая среда является частой жалобой пассажиров и что существует корреляция с внутренним воздействием на системы человеческого тела, включая сердечно-сосудистую и нервную системы. Чтобы смягчить это, соответствующий уровень акустического комфорта может быть достигнут путем реализации стратегических подходов к акустическому проектированию в рамках архитектурного видения.

В дополнение к предоставлению экспертных знаний в написании Строительного стандарта WELL с помощью DELOS, Cerami работала над несколькими проектами, преследуя различные уровни сертификации. Один из самых заметных проектов — штаб-квартира Американского общества дизайнеров интерьеров в Вашингтоне, округ Колумбия, которая теперь является жилой лабораторией для их сотрудников.

НАШИ УСЛУГИ ВКЛЮЧАЮТ (НО НЕ ОГРАНИЧИВАЮТСЯ):

Акустика и вибрация: Генерация, распространение, обнаружение и восприятие всех аспектов звука и вибрации, как слышимых, так и неслышных.Акустика — это исследование того, как звуковые и вибрационные волны распространяются и взаимодействуют с людьми и искусственной средой.

Архитектура, строительные услуги и акустика интерьера: Анализ элементов архитектурного дизайна проекта, включая перегородки, акустическую отделку, геометрию помещения и конструкции фасада, для контроля передачи звука, уровней фонового шума, времени реверберации, конфиденциальности речи и проникновения внешнего шума.

Механический шум и контроль вибрации: Анализ проектных конструкций механических систем для снижения потенциального воздушного и структурного шума, а также передачи вибрации из одной зоны в другую.Разработка рекомендаций по обеспечению клиентов комфортными уровнями фонового шума на основе отраслевых стандартов, передовой практики и многолетнего опыта компании в этих областях.

Звуковая маскировка и акустическая конфиденциальность: Системы звуковой маскировки относятся к системам громкоговорителей, реализованным для обеспечения равномерного, ненавязчивого уровня фонового шума для обеспечения большей степени конфиденциальности. Применение звуковой маскировки и улучшенных конструкций стен создает подходящую рабочую среду для любого пространства — от динамичного и интерактивного пространства до частных и конфиденциальных офисов.

Structural Dynamics: Понимание акустических параметров, уникальных для каждой конструкции, таких как собственные частоты и передача вибрации, для создания рекомендаций по оптимальному программированию пространства. Решения варьируются от локального контроля вибрации до изоляции целых конструкций.

Анализ и контроль вибрации: Есть вибрация? Хорошая атмосфера только здесь, в Cerami. Измерение вибрационного воздействия внешних источников на зоны с чувствительным оборудованием, такие как студии звукозаписи, медицинские помещения (комплекты МРТ) и исследовательские лаборатории.Мы предлагаем необходимые решения для сведения к минимуму передачи вибрации и максимального удобства.

Оценка состояния окружающей среды: Определение источников шума и их влияние на окружающую среду в целом и рекомендации решений по контролю акустических проблем, возникающих в результате этих анализов. Мы работаем с руководящими учреждениями по всей стране, чтобы дать оценку крупномасштабным проектам автомагистралей, транзита и зонирования, а также их потенциального долгосрочного и краткосрочного воздействия на окружающую среду с точки зрения акустики.

Общественный и промышленный контроль шума: Оценка воздействия на местные сообщества различных источников шума, начиная от механического оборудования на крыше и заканчивая местными музыкальными фестивалями. Мы также разрабатываем рекомендации по поддержанию безопасных условий труда в промышленных зонах и механических помещениях для предотвращения потери слуха в соответствии с установленными отраслевыми стандартами безопасности.

Мониторинг для транспорта и строительства: Мониторинг и оценка уровней шума и вибрации транспортных систем и строительного оборудования, а также их воздействия на новые и существующие чувствительные приемники.

Акустическое моделирование: Создание иммерсивной среды, в которой клиенты могут слышать и визуально взаимодействовать с трехмерными моделями и моделями виртуальной реальности (VR) в своих развивающихся проектных пространствах. Клиенты могут понять, как различные дизайнерские соображения повлияют на их проект.

Анализ и соответствие нормам: Обеспечение соответствия проекта и технических требований критериям, установленным национальными и международными стандартами строительства и местными постановлениями по шуму.Некоторые из кодексов, которым мы следуем и проверяем для многих наших проектов, включают ANSI, ASHRAE, LEED, WELL и многие другие!

Анализ воздействия: Мы проводим сравнительные испытания и предлагаем решения для определения возможности включения мероприятий с высокой ударной нагрузкой (тяжелая атлетика), шума шагов и специальных сооружений (боулинг, кто-нибудь?), Прилегающих к или вблизи акустически чувствительных зон.

Устранение неисправностей: Помощь клиентам в определении основной причины проблемных акустических характеристик их существующего проекта, таких как источники шума и вибрации, недостатки передачи шума и акустика помещения.

.