Labiryntowe obudowy głośnikowe

[wstach1]

Witam.

Czy ktoś z forumowiczów wykonywał obudowę TL. Dawno temu natknąłem się na temat takich obudów np RE11/87 str 3. Prezentowany tam Mivoc TML18 wygląda całkiem ciekawie. Zastosowano tam głośnik 18 cm a długość tunelu to 180 cm.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Qubric]

Fajnie że wkleiłeś obrazek. Szukałem tego RE. W tamtym numerze RE były także inne projekty podłogowych obudów labiryntowych. Gdybyś mógł wkleić większe skany z artykułu byłoby miło :)

Na pewno ktoś wykonywał obudowy labiryntowe. Znajdziesz takie konstrukcje na forum.

[Qubric]

Tak przy okazji mógłby mi też ktoś wytłumaczyć czym się różni Obudowa Labiryntowa od Bas Reflex?

O ile wiem jedna i druga odwraca fazę sygnału dla niskich częstotliwości odciążając dla nich głośnik od dużych amplitud. W przypadku OL wylot kanału promieniuje w przeciw-fazie z membraną dla fali 4 x dłuższej niż długość kanału. Efekt jest wtedy taki sam jak w BR – głośnik się nie wychyla a promieniuje ujście kanału.

Więc jakie są korzyści z obudowy labiryntowej?

[dudivan]

W OL membrana i powietrze przy wylocie labiryntu drgają w zgodnej fazie.

W bassrefleks nie wkłada się wytłumienia (choć niektorzy wpychają skarpetki) a w kanał labiryntu - tak.

[marko3T]

Korzystne w linii jest na pewno to ,że ciśnienie panujące w obudowie nie działa na tylną stronę membrany , zakładając ,że linia jest prawidłowo wykonana , a raczej prawidłowo wytłumiona.

Wiadomo nie pogarszają się wtedy warunki pracy głośnika i pewnie dlatego można stosować głośniki wątłej budowy. Głosnik pracuje w warunkach zbliżonych do odgrody oczywiście w dużym uproszczeniu.

[wstach1]

Dodam tylko, że w tego typu obudowach stosuje się głośniki o wyższum niż w b-r Qts ok 0,5. Fs zależy od długości tunelu (labiryntu). Ćwierć długości fali dla fs głośnika.

[marko3T]

Oczywiście Qts i jego wymagana wartość od 0,5 to takie teoretyczne założenie. W lini sprawdzają się głośniki o niższej dobroci nawet na poziomie 0,3 , ale najlepiej jeżeli taki woofer pracuje w układzie trójdrożnym.

[marko3T]

wstach1, 16 Lut 2007, 21:43

 

>Fs zależy od długości tunelu (labiryntu).

 

 

Raczej chciałeś powiedzieć ,że długość tunelu zależy od rezonansu głośnika.

 

pzdr.

[Qubric]

Panowie, po kolei. Ja się pytam o bardzo konkretny układ obudowy. Nie o wszystkie rodzaje obudowy kanałowej tylko ten jeden rodzaj obudowy zwanej powszechnie labiryntową, a do tyczący obudowy kanałowej ćwierćfalowej. Pomińmy na razie wszelkie inne linie transmisyjne, stratne czy wzmacniające (quasi tubowe).

 

Dudivan, ja czytałem trochę inną interpretację zjawisk falowych. Że w labiryncie powietrze u wylotu drga w zgodnej fazie z głośnikiem dla długości tunelu równej 1/2 długości fali. Dla długości tunelu równej 1/4 długości fali powietrze drga w fazie przeciwnej niż głośnik. Dlatego te obudowy nazywa się często ćwierćfalowymi ponieważ wykorzystują promieniowanie otworu do wspomagania pracy głośnika (oczywiście mniej lub bardziej zależnie od tego jak ustawimy długość tunelu względem długości fali efektywnie promieniowanej przez głośnik). I taki typ OL mam na myśli.

 

OL z założenia powstała z idei wspomagania głośnika częścią energii tyłu membrany Dopiero w typowym TL wykorzystuje się w większym stopniu stratność tunelu). Czyli idea działania polegająca na obudowie odwracającej fazę jest taka sama w OL jak i w BR?

 

W BR wkłada się wytłumienie w podobnym celu co w OL. Dodatkowo w OL wytłumienie spowalnia jeszcze prędkość dźwięku wydłużając akustycznie kanał. Zarówno BR jak i OL mogą być strojone przy większej lub mniejszej ilości wytłumienia (albo bez wytłumienia).

 

Na przykład jeżeli nastroimy długość kanału na 1/4 60hz uzyskamy silne promieniowanie wylotu dla tej częstotliwości (będzie to około 1,4 m długości, może trochę mniej) w przeciwnej fazie.

 

Pytam raczej o istotne różnice w działaniu decydujące o przewadze którejś z obudów BR vs. OL. Są czy ich nie ma? Jak się zachowują głośniki w OL względem BR ? Jaki kształt przybierają charakterystyki głośników?

[misiomor]

Qubric:

 

Odpowiadam wyłącznie dlatego że widzę że inni uczestnicy dyskusji mają te sprawy niepoukładane więc mogę napisać to co sam się do tej pory dowiedziałem.

 

Obudowa BR (PR) jest klasycznym układem o stałych skupionych - a więc rozmiary pudła i portu są małe w stosunku do długości przetwarzancyh fal (nie ma przeciwwskazań dla strojenia choćby 20dm3 a więc np. sześcianu o boku 27.1cm do 20Hz - rozmiar pudła to tylko 1/62 długości fali przy rezonansie). Uruchomienie rezonatora helmholza (masa powietrza w porcie zawieszona na "spręzynie" wynikającej z objętości obudowy i średnicy portu - dla lepszej ilustracji tej sprężyny można wyobrazić sobie tłok chodzący w porcie, a więc im większa średnica tym twardsza sprężyna) skutkuje - po pierwsze odciążeniem głośnika od wychyleń dla Fb, po drugie - przesunięciem fazy ciśnienia akustycznego pochodzącego od tyłu membrany (orygnialnie odwróconego względem przodu) dla którego rezonator jest filtrem dolnoprzepustowym (zbocze lowpass 12dB/okt powyżej Fb więc na zboczu przesuwa fazę o pełne 180 stopni - dlatego SPL od membrany i portu dodają się powyżej strojenia bo dwa przesunięcia o 180stopni kompensują się wzajemnie). Poniżej strojenia ciśnienia się znoszą, bo SPL portu i głośnika zbliżają się do siebie w sensie amplitudy a fazy są prawie dokładnie odwrotne bo nic nie filtruje ani przodu ani tyłu. W ten sposób SPL wypadkowe poniżej Fb opada z nachyleniem 24dB/okt.

 

Natomiast klasyczna TL to zupełnie inna bajka. Ma ona rozmiary porównywalne z przetwarzanymi długościami fal a więc jest układem o stałych rozłożonych. Z teorii obwodów (elektrycznych) wiadomo że linia długa ćwierćfalowa transformuje impedancję - a więc linia zwarta na końcu wygląda na rozwarcie na początku i odwrotnie (dla f mającej długość fali 4 razy większą niż linia). Dlatego właśnie linia transmisyjna ćwierćfalowa działa trochę jak BR choć na zupełnie innej zasadzie - a więc odciąża głośnik od wychyleń dla f strojenia (f_1/4) odpowiadającej długości fali równej 4 razy długość linii. Tą częstotliwość w klasycznej linii ćwierćfalowej dobierano tak żeby celowała w rezonans, przy którym głośnik miał tendencję do hulania z racji dużego Qts (zwalczanie diabła szatanem). Przesunięcie fazy między przodem membrany (który na dodatek promieniuje mniej niż wylot linii) a wylotem przy f_1/4 jest równe 90 stopni a więc też nie ma odejmowania tylko ciągle jeszcze dodawanie. Znoszenie się ciśnień akustycznych następuje dopiero deko poniżej f_1/4 a i to ma charakter dużo łagodniejszy (zbocze zbliżone do 12dB/okt) niż to co się dzieje w BR (24dB/okt).

 

Dla f 2 razy większej niż f_1/4 co prawda nie mamy odciążenia ale za to przesunięcie fazy w linii o 180 stopni daje nam idealną zgodność z SPL dla przodu membrany. Kolejne odciążenie następuje dla f=3*f_1/4 a dla 4*f_1/4 mamy antyrezonans a więc znoszenie się ciśnień od przodu i tyłu bo przesunięcie fazy wnoszone przez linię jest 360 stopni a tył jest odwrócony w fazie względem przodu (odciążenia niet). Efektywność linii dla wyższych f zmniejszamy wytłumiając linię (tłumienie dźwięku jest mniej więcej stałe na długość fali więc dla wyższych f mamy silniejsze tłumienie skoro fala robi się krótsza a długoć obszaru wytłumionego jest stała) do pewnego stopnia osłabiając antyrezonanse, które też rozbijane są przez fakt że linia ma długość nieco ”rozmytą” - są drogi głośnik - wylot dłuższe i krótsze.

 

To jest jednak dość mocne uproszczenie, linia transmisyjna nie zachowuje się tak "idealnie" jakbyśmy chcieli, sporo zależy od przekroju w funkcji odległości od głośnika (tradycyjne linie zwężały się od 1.5*Sd za głośnikiem do Sd przy wylocie) a nowe techniki modelowania w ogóle pozwalają odejść od trzymania się ćwierci długości fali dla Fs i wylotu o powierzchni równej Sd jak pijany płota.

 

W obecnych czasach powstało trochę konstrukcji z pogranicza BR i TL (można je nazywać labiryntowymi ale nie klasycznymi TL) - a więc linia nie za długa (powiedzmy lambda_s/10), o dużym przekroju zaraz za głośnikiem (2*Sd albo i więcej) i mocno zwężająca się ku końcowi, którego przekrój jest sporo mniejszy niż Sd. W ten sposób koniec linii zachowuje się jak port BR a początek jak objętość czynna. Tym niemniej linia taka ma już istotne przesunięcia fazy wynikające z jej długości które do pewnego stopnia zaburzają "idealne" odejmowanie się SPL portu i głośnika poniżej Fb. Występują w niej również zjawiska falowe skutkujące dość nierównym przebiegiem SPL (Audio kiedyś zmierzyło JMLab Daline działające w ten sposób).

 

Tak czy siak najlepsze obiektywnie rezultaty (efektywność, zejście, objętość obudowy) otrzymujemy z obudów BR oraz PR a jak chcemy dobry impuls to zawsze można dać ob. zamkniętą i odpowiedni do niej głośnik (Dayton serii RSS czy Tumult Adire Audio), zejście i efektywność będą porównywalne lub lepsze niż z TL o podobnej objętości a nie będzie całej szczoty rezonansów i antyrezonansów a także wpływu nieliniowego wytłumienia. TL bywa rónież kosztowna w realizacji bo czasem trzeba budować nową wielką obudowę jak w starej coś jest mocno nie tak.

 

Głównym powodem popularności (przynajmniej ”ideologicznej”) linii transmisyjnej jest fakt że dostajemy odciążenie głośnika dla niskich f (jak w BR choć na zupełnie innej zasadzie, więc dla osiągnięcia danego SPL można dać mniejszy głośnik, leppiej przetwarzający środek) jednocześnie osiągając impuls o jakości obudowy zamkniętej. Niestety od strony kosztów zwykle taniej wychodzi dodać drugi głośnik i zrobić obudowę zamkniętą (dużo mniejsza), ew. podbijając nieco basy albo dając głośniki z mniejszymi magnesami (bądź dłuższymi cewkami). Do tego znikają problemy z antyrezonansami.

 

Jeszcze tytułem ostrzeżenia - w dawniejszych opracowaniach (choćby The Loudspeaker Cookbook 5th edition którą posiadam) jest zawarta sugestia jakoby wytłumienie było w stanie znacznie (nawet 3-krotnie) obniżyć prędkość dźwięku a więc i wymaganą długość linii. Pomiary dokonane przez Martina J. King'a (

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) można tam znaleźć modele matematyczne TL) przeczą temu, więc nie liczyłbym na to że "psim swędem" zrobimy linię ćwierćfalową w 3-krotnie mniejszej objętości niżby to było bez wytłumienia. Tak czy siak ew. eksperymenty z liniami transmisyjnymi zaczynałbym od małych głośników (ARN150, CA15RLY, 15W8531K01), obudowę zrobiłbym z odkręcaną boczną ścianką żeby dało się zmieniać wytłumienie i robiłbym zawsze porządne pomiary nearfield. Inna sprawa że według tego co wiem linii transmisyjnej nie zrobię - po prostu nie spodziewam się efektów lepszych niż z dobrego 3-way z porządnym wooferem w ob. zamkniętej lub PR.

 

Przykład podany przez Wstach1 pokazuje o co chodzi - głośnik 18cm a paczka wielka - 44dm3, linia strojona do 48Hz a więc też nie za nisko. W takiej wielkiej pace puściłbym Daytona RSS265HF-4 w zamkniętej albo dwa 18W16531 z membraną bierną - w obu przypadkach dostałbym lepsze zejście i maksymalny SPL.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Qubric]

Fajnie Misiomor, że w tym względzie masz też zwyczaj pisania doktoratów :)

 

Analizując sposoby działania OL i BR (nie wgłębiałem się w żadne teorie obwodów), po prostu zauważyłem efekt odwracania fazy głośnika przez wylot tunelu (tak w OL jak BR).

Nasunęło mi się takie przypuszczenie, że trochę na wyrost były opowieści producentów o tym jak bardzo trudne jest uzyskanie jednakowego wytłumienia OL w serii produkcyjnej, powtarzalności strojenia itp. Prawda mogła być bardziej prozaiczna. Po prostu BR daje podobny efekt przy znacznie mniejszym rozmiarze konstrukcji.

Ponieważ nie istnieją żadne programy symulujące pracę OL więc efekty działania w nim filtru akustycznego o mniejszej stromości zboczy niż w BR nie można w zasadzie porównać. Nie da się tak na oko wykalkulować charakterystyk impulsowych, mocowych, impedancji itp.

Natomiast to co wiadomo ogólnie, że OL potrafi zejść niżej z przetwarzaniem (dzięki mniejszej stromości zbocza tworzonego przez filtr akustyczny OL w stosunku do BR), jest jak dla mnie za bardzo mgliste i niepewne co do korzyści.

 

Pewne jest, że różnice wielkości OL i BR są ewidentne. Obudowa labiryntowa to zwykle ogromna paka.

 

Do przedstawionej obudowy Mivoc powinien pasować głośnik Tonsila GDN 16/50/6 gdyż wygląda, że długość kanału obudowy trafia dokładnie w 1/4 fs tego głośnika (48Hz). Cena konstrukcji nie będzie wyższa niż normalnej solidnej obudowy BR lub OZ. Czytałem jednak że ktoś po jego pomiarze stwierdził dużą zawartość harmonicznych (nie pamiętam gdzie, wiec można podejść do tego z dystansem).

 

Jeszcze uwaga dla autora wątku.

W RE 11/87 znajdował się też plan obudowy podłogowej labiryntowej. Jeśli dokładnie przeliczysz p.pw. tuneli obudowy Mivoc i rozwiniesz kanał w taki sposób jak w tamtej podłogówce, jesteś w stanie zaprojektować OL wielkości typowej obudowy stojącej BR.

[wstach1]

No niby macie racje co do słabych punktów TL ale nie wzieliście pod uwagę jednej bardzo ważnej sprawy mianowicie warunków w jakich pracuje głośnik. I tak w obudowie zamkniętej zawieszony jest na pnumatycznej poduszce co powoduję niesymetryczne wychylenie membrany. Efektem będą zniekształcenia sygnału. W br sytuacja wygląda podobnie. W TL faktyczne występuje problem z antyrezonasami ale jest i na to sposób polegający na zróżnicowaniu długości tunelu; poprzez geometrię przegrody (dla jednego głośnika) lub poprzez dodanie drugego głośnika dla którego długość kanału jest poprostu inna (liczona do wylotu labiryntu). Tak czy siak Quadral coś takiego zafundował...

Nie bronię konstrukcji TL ale uważam, że żyjemy w czasach kiedy producenci za nas decydują co jest dobre i nie będą bawić się w konstrukcję wymagające dużego nakładu pracy, kosztów taransportu, magazynowania.

Zakładając ten wątek miałem na celu uzyskanie tylko opinii osób, które zmierzyły się z tym problemem i efektami ich pracy.

 

Pozdrawiam

wstach1

[marko3T]

To wszystko wydaje się proste w teorii.

Zbudowanie linii opartej na dwóch słusznej wielkości wooferach , o zróżnicowanych długościach tunelu (w celu znoszenia się rezonansów) , spowoduje konieczność zbudowania ogromnej skrzynki , i myśle że przy pierwszym podejściu będzie ciężko tzn. bez obudowy treningowej się nie obejdzie.

 

Ja jeszcze nie zbudowałem LT , mam taką w planach na dużym wooferze 12cali chyba ,że strzeli mi coś innego do głowy. Zbudowałem natomiast atrapy z kartonu o wymiarach zbliżonych to owej kolumny , wyglądały porażająco , zbyt porażająco.

[Qubric]

Coś ostatnio pojawiają się legendy o tych dwóch wooferach w jednym kanale i różnicowaniu długości...

Antyrezonanse kanału wylicza się wg wzoru z prędkości dźwięku i długości kanału, więc wstawienie dwóch głośników w różnej długości kanału będzie powodowało zwiększenie liczby antyrezonansów. W poważnych konstrukcjach OL na dwóch głośnikach kształtowano zwykle dwa oddzielne kanały, w celu uzyskania promieniowania kanałów dla tej samej lub bardzo zbliżonej czestotliwości. Antyrezonanse natomiast zwalcza się odpowiednim wytłumieniem albo pułapkami jak w Visaton 130TL.

 

Obciążenie tylnej strony membrany nie jest jednakowe jak przedniej. Za głośnikiem drga dość duży słup powietrza w dodatku tak samo jak w BR nie drga w tej samej fazie dla wszystkich częstotliwości (inaczej by taki układ nie działał).

 

Poza tym obudowa jak ten Mivoc w wersji stojącej będzie miała wymiary zewnętrzne 21x26x95cm i tylko jedną przegrodę wewnątrz. Wiec wielkość typowej konstrukcji dwudrożnej na głośniku 18cm.

[wstach1]

Trudno się z tym niezgodzić. Jednak przemieszczenie drugiego głośnika spowoduje zdaje mi się w sumie wyrównanie tych rezonansów. Przecież drugi głośnik ma 30-50% krótszy kanał a tym samym tyle samo większą f tych maximów.

 

A trzeba by rzeczywiście ograniczyć się do rozpatrywania tylko pierwszych oktaw max 250 Hz. Nie odnoszę się teraz do Mivoc'a.

Załączam skan z pierwszej strony tego art.

[wstach1]

Zał

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Qubric]

Jeżeli rozważamy tylko trafienie z rezonansem drugiego głośnika w antyrezonanse pierwszego to trzeba sobie zdać sprawę, że efektywność działania kanału OL będzie niższa w stosunku do pary głośników (bo emisja kanału od dwóch głośników się nie złoży na skutek przesunięć fazowych) oraz prawdopodobnie niższa też od efektywności działania kanału z jednym głośnikiem. W efekcie tego zabiegu raczej na pewno otrzymamy znaczne ograniczenie charakterystyki przenoszenia od dołu w porównaniu z konstrukcją jednego kanału z jednym głośnikiem. Wiec ta (jedyna dostrzegalna) zaleta OL zostaje z niweczona i konstrukcja traci sens.

 

Nie ma innej praktycznej metody walki z antyrezonansami jak odpowiednie rozmieszczenie wytłumienia w kanale. Reszta to takie sobie gdybanie.

 

Kiedyś TDL produkował Studio 1.5 z dwoma głośnikami. Kanał był w niej tak ukształtowany by oba głośniki dmuchały w jak najbardziej zbliżonej długości kanały. Dodatkowo jeden z głośników był bardzo mocno stłumiony otuliną zwinięta za nim w kształt dość szczelnej rury.

[Qubric]

Wstach1; czy tam w tym Radioelektroniku nie było jeszcze szkicu obudowy na 25cm głośniku, takiej wąskiej stojącej której kanał wychodził na górną część obudowy?

 

Podobną konstrukcję zrobił Arton Audio na głośniku Alcone’a Fourier

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) gdzie dodatkowo kanał był przytkany rurami BR.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Qubric]

O -

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) dokładnie taka konstrukcja jak ten Arton Labirynt.

Można zrobić to samo na GDN 16/50/6 o znacznie praktyczniejszych proporcjach.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[wstach1]

Przyominam sobie ten artykuł. Tak to było w Re tylko znacznie później (kolorowa okładka) to był chyba Isophon. Jak uda mi się znaleźć do załączę. rzypominam sobie też Visotona o analogicznej konstrukcji.