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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Baffle-Step (interferenza delle onde) - un ostacolo sulla strada per l'acustica lineare. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / relatori Per cominciare, cos'è Passo del deflettore. È il fenomeno dell'interferenza delle onde riflesse dal pannello anteriore del sistema di altoparlanti e delle onde emesse dall'altoparlante situato su questo pannello. Questo fenomeno si verifica nella gamma di frequenze determinata dal basso dalle dimensioni dell'emettitore e del pannello frontale, e dall'alto dalla transizione dell'altoparlante dalla modalità pistone alla modalità zonale, cioè quando la lunghezza d'onda diventa inferiore a quella dell'emettitore si. Naturalmente il limite inferiore vale per i progetti chiusi. Con l’open tutto è molto più complicato. Ciò che promette l'abbandono del "passaggio del buffer". Nella migliore delle ipotesi, un aumento dell'irregolarità della risposta in frequenza. Nel peggiore dei casi, questa irregolarità può raggiungere picchi e cali nella risposta in frequenza con livelli relativi superiori a 6-7 dB, e lo spettro verrà integrato con risonanze parassite più lunghe. Senza dubbio né l'uno né il secondo hanno un effetto positivo sul suono. Come appare l'influenza del "passaggio buffer" in forma grafica o in altro modo - come si riflette nelle caratteristiche qualitative. Prendiamo un esempio dal pacchetto LspCAD 6 con il sistema di altoparlanti ottimizzato a due vie di D'Appolito. Inizialmente, la risposta in frequenza del sistema ottimizzato è la seguente:
Ho integrato il sistema con un caso con i seguenti dati:
Attiva la simulazione del deflettore:
Ora la risposta in frequenza complessiva è di +/-2.5 dB nell'intervallo di frequenza compreso tra 300 Hz e 20 kHz. Sembra che la disuniformità non sia grande, ma quella iniziale è di +/-1.5 dB nell'intervallo di frequenza 100 Hz - 20 kHz, cioè inizialmente la caratteristica è molto ben allineata. Sì, e la posizione degli altoparlanti ha chiaramente successo. E cosa accadrebbe se l'ottimizzazione non fosse stata eseguita e la linearità originale della risposta in frequenza lasciasse molto a desiderare o, peggio ancora, presentasse già delle irregolarità nella regione di frequenza dove il "buffle step" apporterà le correzioni più significative? Una domanda ragionevole è: i risultati della simulazione corrispondono al comportamento reale dell'altoparlante, perché per la progettazione di un altoparlante lineare bisogna tenere conto del "baffle"? Ho posto questa domanda e ho ottenuto la risposta. I miei risultati dell'esperimento "buffle step" sono piccoli, ma sono indicativi. Allora, come è successo? Ho usato come standard ciò che era a portata di mano. Si tratta di un woofer/midrange con diametro nominale di 4.5 pollici (è indicato il diametro utile; il diametro esterno del "cestello" è di 150 mm) e cono in metallo, per questo motivo i grafici di misura riportano le emissioni della risposta in frequenza nel parte superiore della gamma di frequenze audio. Il secondo "sperimentale" - 4A28, che, come l'altoparlante da 4.5 pollici, mi è stato utile durante la simulazione del funzionamento degli altoparlanti in condizioni di spazio aperto (design Free-Air), ma 4A28 non ha partecipato all'esperimento con " buffle step" a causa della mancanza di uno schermo acustico adeguato. Per avere un punto di partenza, l'altoparlante è stato misurato nel campo vicino (10 cm dal driver) quando installato in una posizione regolare del sistema di altoparlanti. Questo modello è un FI con un volume di 12 litri, ma in questo caso la porta era chiusa. Le misurazioni in campo vicino consentono di eliminare in gran parte l'effetto "baffle" e, nel caso di un SP, eliminare completamente l'ACD. Successivamente, l'altoparlante è stato posizionato al centro dello schermo acustico, che è uno scudo largo 315 mm e alto 840 mm. Le misurazioni sono state effettuate da una distanza di 70 cm dall'emettitore e, insieme ai risultati delle misurazioni nel campo vicino del GC, sono state inserite nel programma LspCAD. Il progetto ha utilizzato tre emettitori e lo strumento "Diffraction Simulation", simulando il "buffle step". Le dimensioni del "deflettore" corrispondono alle dimensioni dello scudo, la posizione dell'altoparlante è simile alla posizione nello scudo, cioè al centro il diametro dell'emettitore è 110 mm, come nella realtà. Anche la distanza dall'emettitore è impostata in modo simile alle misurazioni reali: 70 cm. Poiché il mio complesso di misurazione consente misurazioni con valori assoluti della pressione sonora, la risposta in frequenza misurata a una distanza diversa da 1 m è stata corretta spostandosi lungo la scala verticale, tenendo conto del logaritmo del rapporto di tensione. In poche parole, su tutti i grafici, i risultati delle misurazioni della risposta in frequenza sono riportati ai valori ottenuti da una distanza di 1 m con una tensione di 2.828 v fornita all'altoparlante indipendentemente dalla sua resistenza nominale. Perché LspCAD utilizza tre emettitori. Il primo è "riferimento". Visualizza la risposta in frequenza senza l'influenza del "buffle step". Il secondo è il risultato di misurazioni reali ad una distanza di 70 cm, il terzo è la simulazione del “buffle step” basato sulla risposta in frequenza del radiatore “di riferimento”. Il risultato della modellazione in LspCAD:
Sotto le curve sono segnate: Riferimento - emettitore “di riferimento”; Misurato: il risultato di misurazioni reali e Modellato: il risultato della simulazione. Non riesco a capire perché LspCAD abbia spostato verso l'alto la risposta in frequenza simulata - in realtà non è così. Spostato esattamente di 6 dB, cosa che ho scoperto selezionando il valore della tensione del generatore per l'altoparlante simulato. Sposto la risposta in frequenza verso il basso di 6 dB:
Come si può vedere, l’accordo tra i risultati della simulazione e le misurazioni reali è abbastanza buono. Personalmente non mi è chiaro da cosa venga guidato esattamente LspCAD quando la risposta in frequenza viene spostata verso l'alto di 6 dB. Ho smesso di usare questo programma e ho effettuato ulteriori confronti in un sistema CAD più serio: LEAP. Quest'ultimo, come si è scoperto, non soffre di tali "peculiarità" e, inoltre, consente di simulare la dinamica in varie condizioni, fino alla radiazione nello spazio libero. Per la modellazione in LEAP, i parametri Thiel-Small di entrambi i driver (woofer/midrange da 4.5" e 8A4 da 28") sono stati inseriti nel database del software. Confronto dei risultati delle misurazioni nel campo vicino dell'altoparlante woofer/midrange, quando installato in una posizione normale dell'altoparlante, e della sua simulazione, tenendo conto della posizione nell'OC di un volume simile, senza tener conto del " buffle step" è riportato di seguito:
Su tutti i grafici che fornirò, la curva blu corrisponde alla simulazione a schermo infinito (senza il "buffle"), quella viola (lo sarà in seguito) - alla simulazione in condizioni di spazio aperto (tenendo conto del " buffle"), e quello verde - a misurazioni reali. Nel grafico sopra, la pressione sonora media dell'altoparlante simulato, costruito solo sui parametri Thiel-Small, è inferiore di 1.5 dB rispetto a quella reale. Questo è un ottimo risultato. Questa simulazione è stata effettuata con la seguente disposizione degli oggetti:
La modellazione senza tenere conto del "passaggio buffer" richiede la specifica del metodo dello schermo infinito. Ciò si traduce nella visualizzazione del design appropriato del pannello anteriore dell'altoparlante. Successivamente è stato importato nel programma il risultato delle misurazioni dell'altoparlante nello schermo da una distanza di 70 cm e la simulazione è stata avviata in condizioni simili a quelle reali:
Il risultato del confronto della risposta in frequenza:
Allo stesso modo, per una distanza dall'emettitore di 10 cm:
Come si può vedere, la simulazione e le misurazioni reali concordano abbastanza bene. E se si aggiungono gli 1.5 dB mancanti, di cui il LEAP sottostima la sensibilità media dell'altoparlante simulato, la corrispondenza è ancora migliore. Un esempio di modellazione in LEAP di un box "buffle step", in cui il produttore ha installato questo woofer/midrange come collegamento midrange, tenendo conto della correzione di +1.5 dB:
Allo stesso modo in LspCAD 6:
L'obiettivo del mio piccolo esperimento è stato raggiunto. Il "passo Buffle" è perfettamente modellato da un "software" specializzato e la sua influenza sulla risposta in frequenza finale non può essere sottovalutata. Poiché LEAP è in grado di simulare il comportamento dei diffusori in spazio aperto, non ho trascurato l'opportunità di verificare l'accuratezza della simulazione:
Perché questo mi ha interessato? Una volta in uno degli argomenti ho parlato del comportamento precedentemente incomprensibile dell'altoparlante al di fuori della scatola normale, quando la risposta in frequenza nella gamma di frequenza operativa nella scatola rientra nell'irregolarità di +/- 1.5 dB e fuori dalla scatola (quello (nella progettazione del Free-Air) è di +/-7.5 dB con un picco pronunciato nella risposta in frequenza nella regione dei medi. Risultati del confronto da una distanza di 10 cm dall'emettitore:
Questo è lo stesso altoparlante misurato sullo scudo. Bellissimo! Di seguito sono riportati i risultati del confronto per l'altoparlante 4A28 nella versione Free-Air da una distanza di 30 e 10 cm dal radiatore:
Cosa si può dire. In primo luogo, che non è una scoperta, l'oratore prima del passaggio alla modalità zonale ha una direttività prossima a quella circolare, quindi l'ACZ si manifesta pienamente proprio in quest'area. In secondo luogo, per qualche motivo, mi sono subito ricordato dei tentativi di confrontare due altoparlanti a orecchio, naturalmente, senza progettazione, per valutarne la sensibilità, la linearità della risposta in frequenza e talvolta anche per fornire numeri specifici. Guarda i grafici. Nella regione di massima sensibilità dell'udito, le non linearità delle radiazioni sono pienamente manifestate. La variazione della risposta in frequenza non si manifesta solo con una variazione della distanza dall'emettitore, ma dipende anche dal diametro dell'emettitore. E in base ai risultati delle misurazioni, tenendo conto del "passaggio del buffer", possiamo dire quanto segue. Due altoparlanti completamente identici, installati in diversi design acustici, o installati su pannelli anteriori di altoparlanti di diverse dimensioni, o posizionati diversamente sugli stessi pannelli anteriori di altoparlanti, o tutto questo insieme più una diversa dimensione nominale dei radiatori: tutto ciò fornirà in ogni caso specifico comportamento specifico del parlante. Autore: Lexus (Sirvutis Alexey Romasovich); Pubblicazione: cxem.net
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