Найти в Дзене
Азвука - теория звука.

Удалил акустическую линзу у пищалки. Как изменился звук?

Вот у меня всегда так: несколько больших материалов в работе, нужно чем-то быстрым и не сложным заполнить пустоту в статьях. Придумал! Можно срезать линзу с заводской автомобильной пищалки, и посмотреть, что именно она даёт. Что может быть проще! 4 движения щипчиками, пару десятков измерений - и материал готов! Ага... Как всегда все пошло не по плану.

Подопытные
Подопытные

Взял пару пищалок из комплекта AKsound.

Динамик только что извлечён прямо из коробки, первое фото:) Он ещё ни о чем не догадывается.
Динамик только что извлечён прямо из коробки, первое фото:) Он ещё ни о чем не догадывается.

Обрезал линзу у одной из пищалок, послушал. Обрезанный явно звучит более весомо, как будто бы громче и более открыто. Отлично, переходим к измерениям и сравнению по микрофону.

Замеры хоть и простые, но их много. Заводской динамик с разными углами к микрофону (0, 15, 30, 45), он же без сетки под теми же углами, обрезанный с сеткой и без под 4мя углами. Получился вот такой массив графиков. Явно видны два массива графиков: разница между обрезанным и не обрезанным динамиком огроменная!

Первоначальные измерения
Первоначальные измерения

От самых низких частот до 3кГц пищалка без линзы гораздо громче. Причем, существенно: разница более 10дБ в некоторых местах появляется!

Потирая руки готовлюсь пилить шок-контент, но на последок решаю сделать проверку: вернуть на стенд заводской динамик, измерить его, и не отключая от усилителя срезать линзу и снова измерить. Если результат получится похожим на первую обрезанную пищалку - значит все прошло корректно. Обрезаю, измеряю, и ...

Динамик с линзой и он же без нее.
Динамик с линзой и он же без нее.

Никакого подъёма на средних не появилось... До 3кГц разницы никакой нет, этот диапазон не зависит от наличия или отсутствия рассеивателя перед куполом пищалки. Похоже, динамики в паре оказались "немного" разными))

Справедливости ради, я не могу утверждать, что это проблема Урала и компоненты изначально были такими. Именно эту пару я отдавал во временное пользование, динамики некоторое время играли от магнитолы, включенные через штатный ураловский фильтр. В каких режимах они тестировались - мне доподлинно не известно, но по моим данным, никаких предельных режимов не было, и у меня нет оснований этому не верить. Каким образом один из них немного лучше размялся?))

В общем, уже понятно, что быстро и просто сделать материал не получилось.. иду в мастерскую за другой парой динамиков, нужно их сравнить по импедансу, насколько они одинаковые.

Нифига они не одинаковые. Красные - первоначальные подопытные, со срезанной линзой; синие - пара пищалок в заводском исполнении.
Нифига они не одинаковые. Красные - первоначальные подопытные, со срезанной линзой; синие - пара пищалок в заводском исполнении.

"Громкий" динамик обладает высоким горбом импеданса, ему соответствует динамик с значительно более высоким пиком на резонансе. Как будто исчез механический демпфер у одного из динамиков, оттого пик импеданса поднялся, механическая добротность повысилась, он стал играть громче. Как так получилось, или это было изначально - вопрос.

Вторая пара тоже не образцовая: их историю я знаю, они играли мало, часов 5 всего и стрессовым нагрузкам точно не подвергались. И все равно их сложно назвать идентичными друг другу. Один с резонансом около 1,8кГц, что нормально, второй вообще какой-то двугорбый. Подобная картина говорит о культуре производства, о точности и повторяемости этих компонентов? Справедливости ради, компоненты эти не самые дорогие, возможно, в этом бюджете все ведут себя подобным образом.

Возвращаемся к измерениям АЧХ, переделываю их на "вновь обрезанном" динамике, ведь именно его графики в заводском состоянии у меня уже имеются. Благо, я ничего не успел разобрать, все условия измерений сохранены.

Измерение делал с применением временного окна. Вот такой импульс получился:

Импульс, измерение временным окном.
Импульс, измерение временным окном.

Первые крупные отражения приходят на седьмой миллисекунде. Совсем чистый участок до 2,7мс. Этого окна мне хватит, так как смотреть будем высокие частоты.

Сравните, как отличаются графики АЧХ в неподготовленном помещении с применением окна и без него.

Без окна
Без окна
С окном. Большая разница?:)
С окном. Большая разница?:)

В целом, графики узнаваемы, особого влияния, как будто бы и нет. С применением временного окна уровень графиков опустился, т.к. помещение не добавляет уровень громкости задержанными переотражениями. На графиках показано довольно сильное сглаживание, это немного скрывает суть проблемы. Посмотрим на эти же графики без сглаживания:

Это без сглаживания и без временного окна
Это без сглаживания и без временного окна
Это те же измерения без сглаживания с применением временного окна
Это те же измерения без сглаживания с применением временного окна

Во втором случае я оставил подписи, прямая линия означает отсутствие сглаживания, иначе там была бы указана применённая степень сглаживания. Добавил в последний график сглаживание (1/12), чтобы вы могли увидеть, как это отображается.

Уже интересней!:) Без временного окна к основному сигналу примешиваются множество отражений, пришедших с задержкой и со случайной фазой, оттого график без сглаживания такой неровный. С применением временного окна учитывается только прямой сигнал от самого динамика, отражения отсекаются, т.к. они приходят позже. Он, как видите, чуточку более ровный:) Можем отследить "голос" самого динамика даже без безэховой камеры!

Чтобы видеть изменения более явно, будем рассматривать диапазон от 3кГц и дельту 15дБ по громкости: все самое интересное происходит именно там.

Так более наглядно.
Так более наглядно.

Сравниваем! АЧХ.

Кстати, основной график я уже опубликовал выше:) Повторю:

Вот так отличается АЧХ динамика с линзой (красный график) и без нее (оранжевый)
Вот так отличается АЧХ динамика с линзой (красный график) и без нее (оранжевый)

Линза не оказывает на АЧХ никакого влияния до 5кГц. Диапазон 5-15кГц динамик с линзой играет даже более громко, а выше 15кГц динамик с открытым куполом начинает выходить вперёд по уровню громкости.

Напомню, динамики запускались через штатный фильтр первого порядка.

Фильтр и провода из комплекта
Фильтр и провода из комплекта

Судя по этим графикам, заводское исполнение обладает более ровной полочкой, от 7кГц до самого верха очень достойная неравномерность. Динамик с открытым куполом понемногу увеличивает уровень с ростом чистоты.

Диаграмма направленности.

В комментариях под постом-анонсом многие выделяли этот параметр, наверняка линза должна влиять на диаграмму направленности динамика.

Для начала график заводской пищалки, по прежнему запущенной через заводской фильтр (то есть через конденсатор):

Темно-красный - 0 градусов, светлее - 15, еще светлее - 30, самый светлый - 45.
Темно-красный - 0 градусов, светлее - 15, еще светлее - 30, самый светлый - 45.

0 и 15 градусов практически совпадают. 30 градусов чуть тише, и начинает более сильно заваливать с 15кГц. 45 градусов значительно тише.

Теперь серия графиков обрезанного динамика:

Тёмно-синий - 0градусов, светлее - 15, ещё светлее - 30, самый... ну, вы поняли:)
Тёмно-синий - 0градусов, светлее - 15, ещё светлее - 30, самый... ну, вы поняли:)

0 и 15 градусов практически совпадают. 30 градусов чуть тише, и начинает более сильно заваливать с 14кГц. 45 градусов значительно тише. Похоже, что практически нет никакой разницы? Наложим оба семейства графиков друг на друга:

-16

Как вам?) Я бы сказал, что никакой принципиальной разницы нет. С линзой на углах около 30 градусов чуть меньший спад. Не принципиально. Можно сказать, что с линзой диаграмма чуть более широкая, но разница совершенно не значительная.

Остальные параметры практически не поменялись. Искажения - те же, разница в пределах погрешности, импульс изменился не радикально, ватерфол практически идентичен. И во всех этих графиках динамик без линзы показывает себя чуть лучше.

Что мы имеем на данный момент? Высокочастотный динамик, который идёт в комплекте с НЧ динамиком, проводами и разделительным фильтром с этой линзой звучит более ровно и чуть более широко.

Но что будет, если поменять фильтр? Как динамики звучат сами по себе? У меня есть подозрение, что пущенный напрямую, более ровным будет выглядеть обрезанный динамик. Проверяем!

Синие - обрезанные, красные - в заводском состоянии.
Синие - обрезанные, красные - в заводском состоянии.

Теперь более очевидно, что динамик с линзой более существенно заваливает высокие частоты. Неприкрытый купол забирается выше.

На последок просто пробежимся по графикам, на которых видна разница. Сравним эти варианты. Цвета сохранены: красный - завод, синий - без линзы.

График ГВЗ показал значительную разницу.

Красные графики выглядят похуже.
Красные графики выглядят похуже.

Судя по этому графику, не смотря на то, что резонанс пищалок в районе 2кГц, запускать их лучше от 5кГц.

Искажения красных графиков похуже. Появилась какая-то гребёнка, виню в этом ЮСБ измерительный микрофон, нужно разбираться. Но показания повторяемы, сравнить разные динамики можно вполне корректно. И с фильтром, и без него искажения обрезанных были меньше.
Искажения красных графиков похуже. Появилась какая-то гребёнка, виню в этом ЮСБ измерительный микрофон, нужно разбираться. Но показания повторяемы, сравнить разные динамики можно вполне корректно. И с фильтром, и без него искажения обрезанных были меньше.

На слух мне определенно больше понравились динамики без линзы. Они как-то более весомо и натурально звучат.

Стоит ли вам делать подобное, если у вас есть пищалки аналогичной конструкции? Конечно же, я не могу этого рекомендовать. В моем случае результат я могу считать положительным. Чем дороже компонент и "именитей" фирма - тем больше шансов испортить динамик подобным "актом вандализма". Но если вы готовы рискнуть - то есть шанс получить более открытый и чистый звук)

Посмотрите на типичные домашние твитеры - большинство обходятся без рассеивателей и линз. Исключения - динамики с металлическими мембранами, но там это в первую очередь защитная функция.