Новый звукопоглощающий материал, позволяет в 50 раз (!) уменьшить звуковое давление, возникающее внутри колонки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

Одной из основных проблем воспроизведения звука является качество звучания, эффективное функционирование источников звука. В этой технике накопились противоречия между возможностью записи и воспроизведения электрических сигналов звукового диапазона с высокой достоверностью, с одной стороны, и низким качеством преобразования электрических сигналов в звуковые с другой стороны. С появлением цифровой записи электрических сигналов, практически сняты все вопросы, касающиеся качества записи и воспроизведения, однако существенное использование этих достижений затруднено в связи с неразрешимыми проблемами, имеющими место при воспроизведении низких частот и паразитными гармониками, обусловленными в первую очередь пневматической реакцией объема звуковых колонок, особенно, в недорогих и малогабаритных.

Достаточно сказать, что при воспроизведении низких частот даже в 100-литровых колонках диффузор низкочастотной головки испытывает нагрузки, обусловленные пневматическим эффектом до 3:4 кг.с. Эта пневматическая сила ограничивает размах колебаний диффузора, а также вызывает спонтанную его деформацию и многочисленные резонансы, как в самом диффузоре, так и в объеме колонки. Ограничение размаха колебаний обуславливает спад амплитудно-частотной характеристики на низких частотах, а паразитные резонансы - гармоническое искажение воспроизводимых сигналов.

Спад амплитудно-частотной характеристики в 100 - литровых колонках начинается примерно с 60 Гц, для обеспечения качественного звука от 30 Гц требуется объем колонок уже 400 литров.

Как видим, даже в очень дорогих колонках, объемом до 400 литров, неудовлетворительно воспроизводится целая октава - 16:32 Гц, а гармонические искажения в 20 раз превышают допустимые значения. В колонках средней стоимости, объемом 60:100 литров неудовлетворительно воспроизводится вторая октава - 32:64 Гц и практически отсутствует первая, гармонические же искажения превышают допустимый предел в 50:100 раз.

Последним словом в решении этой проблемы является активный сабвуфер - отдельный громкоговоритель, предназначенный для воспроизведения исключительно низкочастотной области звукового спектра. Габариты таких сабвуферов колеблются в пределах 70:40 литров, частотный диапазон, как правило, 30:150 Гц, зато "сладкоголосые" колонки к нему не превышают 10 :12 литров. Подъем низких частот в сабвуферах обеспечивается за счет форсированных режимов усиления, встроенным в него усилителем, что неизбежно порождает увеличение гармонических искажений. Для согласования сабвуфера с парой стандартных колонок требуется специальный цифровой фильтр - все вместе взятое приводит к цене порядка 500 американских долларов.

Как видим, улучшение акустических характеристик малогабаритных колонок с помощью звукопоглощения внутри бокса остается по-прежнему привлекательным.

Предлагаемое новое оригинальное техническое решение для формирования звукопоглощающей среды может существенно упростить ситуацию. Экспериментально получено уменьшение звукового давления в такой среде до 50 раз. Кроме того, звукопоглощающая среда по сравнению с воздухом обладает существенно большей вязкостью, это качество в сочетании со способностью уменьшать звуковое давление самым благоприятным образом сказывается на подавлении многочисленных резонансов в боксе, т.е. ведет к сглаживанию (спрямлению) амплитудно-частотной характеристики и уменьшению гармонических искажений. Нет ограничений на габариты и форму поглощающей среды, на величину звукового давления.

Современная акустическая система содержит, как правило, 3 электроакустических преобразователя: высокочастотный, среднечастотный и низкочастотный (вуфер). Первые 2 преобразователя не требуют больших объемов для качественного воспроизведения звука, поэтому поставляются уже корпусированными, а вуфер требует больших объемов, поэтому его корпусом является корпус акустической колонки. Новое техническое решение позволит сократить физические размеры корпуса вуфера до размеров самого вуфера и открывает возможность поставлять его также корпусированным, тогда исчезают специальные требования к корпусу акустической системы.

Например, корпусирование 10-дюймового вуфера со звукопоглощающей средой в объеме 6 литров обеспечивает следующие характеристики:

• Диапазон частот (при неравномерности 0,5 дБ и спаде на 31,5 Гц-6 дБ) - 31,5...1250 Гц.
• Максимальное акустическое давление - 110 дБ.
• Коэффициент гармоник на уровне 90 дБ - 0,5 %

Рис. 1

Рис. 2

По сравнению с современным сабвуфером воспроизведение низких частот с помощью предлагаемого решения глубже на пол-октавы даже с акустическим оформлением закрытого типа, диффузор испытывает пневматическую нагрузку не больше, чем в свободном пространстве, среда является вязкой, о чем свидетельствует исчезновение собственного резонанса акустической системы - все это обеспечивает предельно низкие гармонические искажения. Если принять во внимание, что новое техническое решение обеспечивает габариты на порядок меньше, не нуждается в усилителе и дорогом цифровом фильтре, обеспечивает цену в несколько раз ниже, то невольно начинаешь солидироваться с теми, кто считает, что современные сабвуферы это "шаг в сторону":"жест отчаяния, порожденный сознанием серьезных ограничений по достижению самых глубоких басов при использовании классических акустических систем". Настоящий путь решения проблемы глубоких басов открывает Российский патент № 2107949 на изобретение "Устройство для высококачественного воспроизведения звука".

Автор: Доктор наук И. Воженин; Публикация: compnet.ru/nika

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Одномерный газ создан из света 18.09.2024 Современная наука активно исследует необычные состояния материи, которые открывают двери к глубокому пониманию квантовых эффектов. Одной из таких областей исследований стало изучение поведения света в различных измерениях, что ведет к пониманию новых свойств материи и к возможному применению этих знаний в передовых технологиях. Немецкие ученые сделали значимый шаг в этом направлении, проведя эксперимент, который позволил создать одномерный фотонный газ. Этот успех позволяет приблизиться к пониманию фундаментальных особенностей квантовых систем. Исследователи из Университета Бонна совместно с коллегами из Университета Кайзерслаутерн-Ландау смогли экспериментально подтвердить существование одномерного фотонного газа - экзотического состояния света. Они использовали специальную установку, в которой фотоны, взаимодействуя с молекулами красителя, охлаждались и образовывали так называемый вырожденный квантовый газ. Этот процесс стал возможен благодаря созданию особого контейнера, где происходила конденсация фотонов. Для достижения одномерного состояния ученые модифицировали экспериментальный контейнер. Они добавили микроскопические полимерные выступы, которые ограничивали движение фотонов в одном или двух измерениях. В результате сформировалась уникальная "одномерная" структура, которая позволила исследователям наблюдать за тем, как фазовые переходы в таком фотонном газе становятся менее четкими. Это открытие дало возможность глубже изучить поведение фотонов в необычных условиях. Одной из ключевых особенностей одномерного фотонного газа является отсутствие явной точки конденсации, что отличает его от систем с двумя и более измерениями. Такой результат представляет особую ценность для изучения квантовых фазовых переходов, поскольку даже малейшие изменения параметров системы могут оказать значительное влияние на ее поведение. Это открывает перспективы для более тонкого контроля и понимания квантовых процессов. Данные эксперименты имеют важное значение не только для фундаментальной науки, но и для практических приложений. Возможность управления фотонными системами в одномерном пространстве может стать основой для разработки новых квантовых технологий. Например, такие исследования могут способствовать созданию высокочувствительных датчиков или более эффективных средств передачи данных в квантовых вычислительных системах. Примечательно, что прогресс в этой области также подтверждается успехами других научных групп. Например, израильские ученые недавно объявили о создании новой гибридной антенны с высокой направленностью фотонов. Это достижение может стать важным шагом на пути к созданию мощных квантовых компьютеров и более защищенных криптографических систем. Исследования в области одномерного фотонного газа дают уникальную возможность заглянуть в мир квантовых явлений, которые до сих пор оставались загадкой для науки. В будущем эти работы могут привести к революционным открытиям как в теоретической физике, так и в практической реализации квантовых технологий. Успехи немецких и израильских ученых свидетельствуют о том, что мы стоим на пороге новых открытий в квантовой физике, которые изменят нашу повседневную жизнь.

Другие интересные новости:

▪ Темная материя стала темнее

▪ Робот-пылесос Anker Eufy X8 Pro

▪ Небесный сейсмограф

▪ Графеновый аэрогель легче воздуха

▪ Вновь о Туринской плащанице

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Загрязнения естественных водоемов и океанов. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему Ги де Мопассан не любил Эйфелеву башню, но постоянно там обедал? Подробный ответ

▪ статья Работа на заточных и обдирочных станках. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Доработка частотомера FC250. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Люминесцентная линейная шкала. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025