Найти тему
Азвука - теория звука.

Самодельный рупорок на пищалку: как меняет звук?

Интересный диалог состоялся в комментариях здесь, на Дзене

и приложена иллюстрация "нормального рупора"
и приложена иллюстрация "нормального рупора"

Во-первых, у меня есть сомнения в "нормальности" этого рупора, это больше похоже просто на фаску 45 градусов вокруг динамика)

Во-вторых, у меня есть большие сомнения, что такое оформление пищалки сможет корректно расширить диаграмму направленности и не изменить АЧХ (насколько я понял, задачи были поставлены именно такие)

-2

А ещё, вот:

-3

Мне показалось, что это была отсылка ко мне и меня назвали теоретиком?:) Допустим, чисто теоретически, что у меня есть вот такая конструкция:

Аналогичный "рупорок", раскрыв 45 градусов. диаметр со стороны динамика - 45мм, толщина материала 16мм.
Аналогичный "рупорок", раскрыв 45 градусов. диаметр со стороны динамика - 45мм, толщина материала 16мм.

Добавим к ней точно такой же раскрыв, но с другим внешним профилем: не квадрат со стороной 104мм, а окружность диаметром 150мм (диаметр такой же, как и у основания).

В процессе вырезания запустил не ту программу, поэтому на рупорке с круглым краем есть следы квадратного:) Не глубокие, замазанные шпатлевкой.
В процессе вырезания запустил не ту программу, поэтому на рупорке с круглым краем есть следы квадратного:) Не глубокие, замазанные шпатлевкой.

Посмотрим, как эти накладки будут менять звук динамика, установленного посреди комнаты на такой подставке:

Микрофон при этом в метре на оси пищалки (при первом измерении). Далее рама с установленной на ней пищалкой поворачивается на нужный угол, снимаем внеосевые АЧХ. Диаметр кольца, на котором установлен динамик 150мм.
Микрофон при этом в метре на оси пищалки (при первом измерении). Далее рама с установленной на ней пищалкой поворачивается на нужный угол, снимаем внеосевые АЧХ. Диаметр кольца, на котором установлен динамик 150мм.

Динамик и его проставочное кольцо в процессе экспериментов не снимались, сверху на них прикручивались кольца с раскрывом 45градусов. Примерно так это выглядело в процессе измерения с рупорком:

-7

А так без него:

-8

Микрофон в метре перед динамиком, смотрим АЧХ!

Как и ожидалось, влияние от добавления рупорка присутствует в явном виде. Но, также явно видно и отличие, вызванное разницей по внешнему краю проставки.

Такой рупорок заваливает итоговую АЧХ выше 10кГц, но при этом не трогает самый верх - 17кГц и выше. Ниже 7кГц рупорок дает заметный подъем децибела на 3.

Изгиб кривой с нижней точкой на 4,5кГц скорее всего, вызван формой внешней панели: круг 150мм в диаметре. Когда над пищалкой установлен квадрат - значительного провала в этом месте кривой мы не видим (синий график).

Можно самостоятельно рассмотреть, как меняются эти зависимости при отклонении от оси, листайте графики.

Посмотрим, как выглядят внеосевые АЧХ каждого из вариантов установки динамика. Динамик в проставке 150мм:

0, 15, 30, 45 градусов Больше угол - бледнее график. Без рупорка.
0, 15, 30, 45 градусов Больше угол - бледнее график. Без рупорка.

Провал на 4,5кГц - это влияние формы стенда (круг 150мм). При уходе с оси динамика этот провал пропадает - это логично) до 30 градусов спад АЧХ на высоких не значительный, и только при сильном довороте на 45градусов кривая значительно проседает.

Круглая проставка с рупорком. 0, 15, 30, 45 градусов. Больше угол - бледнее график.
Круглая проставка с рупорком. 0, 15, 30, 45 градусов. Больше угол - бледнее график.

При такой конфигурации провал на 4,5кГц не пропадает даже при повороте до 30 градусов. Странно)

На высоких частотах происходит гораздо больше изменений: 15 градусов сглаживает провал на высоких частотах, на 30 градусах на месте бывшего провала уже пик АЧХ, в общем, внеосевые АЧХ ведут себя гораздо менее стабильно.

Квадратная проставка с рупорком. 0, 15, 30, 45 градусов. Больше угол - бледнее график.
Квадратная проставка с рупорком. 0, 15, 30, 45 градусов. Больше угол - бледнее график.

На высоких частотах рупорок с квадратным внешним профилем ведёт себя аналогично. В районе 4кГц провала нет, так как внешний профиль другой.

Выводы - такой рупорок влияет на АЧХ, поднимая средние и заваливая высокие частоты (кроме самого верха) На внеосевых АЧХ добавляет неразберихи, в целом, картина явно усложняется.

Как это можно использовать?

Проверим полученные выводы, сделав еще одну деталь другого диаметра под другой динамик. Внутреннее сквозное отверстие меньше, 35мм, угол раскрыва тот же, внешний диаметр диска тоже меньше, 110мм. Немного сглажена кромка выхода конуса.

Проверим на автомобильных пищалках.
Проверим на автомобильных пищалках.

У этого динамика очень интересная собственная АЧХ, которая может неплохо подойти именно под этот рупорок:

АЧХ динамика со штатным фильтром и без. "Полочки" нет совсем:)
АЧХ динамика со штатным фильтром и без. "Полочки" нет совсем:)

Как мы выяснили, рупорок поднимает среднечастотный диапазон и заваливает горб на 10+ кГц. Как раз что нам и нужно! Проверяем:

Вроде сработало! График в целом выровнялся)
Вроде сработало! График в целом выровнялся)

Основные закономерности те же самые: низко-пищалочные частоты от 2кГц до 8 поднялись, выше 10кГц уменьшились, выше 17ти кГц уровень снова не ниже оригинала. Согласитесь, зеленый график выглядит гораздо лучше! Не идеально, но это простейший профиль, отсутствие расчета и первая попытка для этого динамика:) Хотя бы есть контроль измерениями, мы можем видеть что было и что стало.

В этих графиках я не вижу изгиба кривой АЧХ от круглого внешнего фланца. Возможно, у этой пищалки более узкая диаграмма направленности, и до внешней кромки доходит мало звука. Пока не смотрел внеосевые АЧХ этого динамика, ещё уточним.

Оказывается, решение, которое изначально кажется довольно кривым, может неплохо наложиться на кривой динамик!:) В первом приближении я доволен таким применением "рупора" под эту автомобильную пищалку. Можно уточнить профиль раскрыва, подобрать толщину фланца, сделать дополнительные измерения, и, может быть, именно в таком оформлении получится что-то годное из изначально довольно сомнительного динамика:)

Ссылка на файл измерений этой автопищалки доступны подписчикам на Бусти. Из интересного можно посмотреть, как ведут себя искажения при добавлении рупора.

Еще один вывод - весьма значительное влияние оказывает форма передней панели. Это не открытие, об этом известно всем, кто увлекается акустикой: вот вам ещё одно наглядное подтверждение.

Вернитесь к первой фотографии, которая и запустила эту тему. Там довольно сложная форма фронтальной панели, несимметричное расположение пищалки. Что получилось в итоге - можно только гадать. А лучше измерить:)

Напоминаю про телеграм-канал! Там чатик интересный;)