Заканчиваем серию статей по необычной установке басовых динамиков: друг за другом, вдвоём работающих на один объем.
Подробное описание теории и возможных сильных и слабых сторон этой конструкции в этой статье:
https://zen.yandex.ru/media/azvuka/pushpul-i-izobariki-obsujdaem-neobychnuiu-ustanovku-basovyh-dinamikov-62c83b5bd8bf2756f3611a67
Измерения импедансов описаны здесь:
https://zen.yandex.ru/media/azvuka/pushpul-izmereniia-impedansov-na-praktike-62ea4a3bfeb3ee5b8e167cc9
Сегодня подводим итог и смотрим измерения микрофоном: сравниваем один динамик, установленный в корпус и спарки из двух динамиков, работающих на тот же закрытый ящик.
Для начала посмотрим на АЧХ одного динамика, установленного в корпус, то есть обычная, понятная конструкция, просто закрытый ящик с одним динамиком.
Провал на 150Гц - влияние комнаты, на него не обращаем внимания. Микрофон и колонка во время эксперимента не будут перемещаться, поэтому влияние помещения будет во всех случаях одинаковым. Будем отслеживать именно отличия в графиках. Поэтому, график выше никак оценивать не нужно, это только точка отсчета.
Добавляем внутренний динамик, и смотрим, как изменился звук внешнего:
Сигнал от усилителя подаётся только на внешний динамик, внутренний просто установлен, сигнал на него не подаётся. В этом случае у нас получился пассивный излучатель, выходящий в закрытый объем. Практического смысла в такой схеме подключения динамиков нет. Нас интересуют две особенности:
1 - появился пик на килогерце.
2 - выше 700Гц наличие внутреннего динамика и уменьшенный объем никакого влияния на АЧХ не оказывает (кроме участка вокруг 1кГц).
Естественно изменился график в районе низких частот, так как мы изменили акустическое оформление, но, повторюсь: практического смысла в такой конструкции нет, поэтому даже рассматривать изменения на НЧ не будем.
Подключаем только внутренний динамик:
Видим, что звук от такого подключения идет в основном только на НЧ. Очень сильно торчит килогерц. Вероятно, это зависит от расстояния между динамиками, в моем случае длина волны 1000 Гц - это 2 расстояния между диффузорами. То есть, ровно половина длины волны 1000Гц укладывается между излучателями динамиков. Если здесь работает такая логика - то нужно уменьшать расстояние между диффузорами, чтобы сместить проблемную частоту вверх и исключить ее из рабочего диапазона этих динамиков.
В подтверждение этой теории видим гробики на 500, 1500, 2000 Гц, но они не влияют настолько же сильно, как основной резонанс на килогерце.
На 5 кГц звук от внутреннего динамика на 30дб тише, чем при включении только внешнего динамика - можно сказать, что влияния внутреннего динамика на этих частотах нет совсем. Такое малое влияние ещё и потому, что внутренний динамик развернут магнитом к внешнему, то есть играет тыльной стороной, и это тоже срезает средние и высокие частоты.
А теперь смотрим главный график: сравнение одного динамика и спарки из двух динамиков в том же корпусе:
Картина немного удручающая) Плюс один-два децибела на басу и нижней середине, высоченный всплеск на килогерце - это не совсем то, чего я ожидал от применения дополнительного динамика, использования дополнительного канала усилителя и удвоения подводимой мощности!
На частотах выше полутора килогерц внешнему динамику совершенно нет никакого дела, большой ли объем за ним, стоит ли там пассивный излучатель или динамик, на который подан точно такой же сигнал. Влияния никакого, АЧХ не меняется. Как понимаете, это видно не только по последнему графику:)
Резкий всплеск на килогерце конечно никуда не делся, и в таком виде использовать систему нельзя. При том, что сам по себе динамик по АЧХ доигрывает до 2-3кГц, спарку нужно обрезать как минимум с 500Гц, чтобы динамик не работал на проблемной частоте. Причем, уверен, что эту проблему не убрать процессором или задержками, так как дело явно не в несогласованности динамиков: мы эту же проблему видели в случае, когда второй динамик вообще был не подключен.
Смотрим другие графики: искажения
Искажения также никак принципиально не поменялись.
По ватерфолам самое значимое отличие - это шлейф с пика на одном килогерце. В остальном радикальных изменений нет.
Осталось разобраться с тем, что дала эта конструкция с точки зрения параметров динамика.
Один динамик: резонанс 52гц, электрическая добротность 1.28, механическая 3.5, полная 0.94, эквивалентный объем 12.2л.
Спаренный динамик 56Гц, электрическая добротность 1.12, механическая 3.67, полная 0.85, эквивалентный объем 6.4л.
Добротности принципиально не поменялись, резонанс у одного динамика ниже из-за влияния трубы, смотри вторую статью.
Зато эквивалентный объем у сдвоенного динамика действительно вдое меньше!
Если смоделировать оформление по этим параметрам в закрытом корпусе с объемом, как у моего тестового корпуса, то никакого преимущества по басу у динамика с параметрами двойного не получается:
Даже наоборот, одинарный сильнее басит в районе 50-100Гц. Это происходит из-за того, что добротность в корпусе у одиночного динамика будет выше (корпус сильнее его поднимает) Но он поднимает не только добротность, но и резонанс, и должна же быть разница! Именно в нашем случае у одиночного динамика изначально резонанс получился ниже из-за туннеля. Плюс, объем корпуса в случае со сдвоенным динамиком меньше на пару литров.
А то, что на главном графике картина немного иная, и на практике сдвоенный динамик всё-таки немного громче на частотах от 50гц - так на него удвоенная мощность поступает! Моделирование этого не учитывало.
Можно продолжить эксперименты с применением процессора, но честно говоря, смысла в этом не вижу. Возможно, получится немного поднять эффективность на некоторых частотах, но принципиальные проблемы на килогерце устранить явно не получится.
В итоге!
Смысл в этой затее есть, но только на низких частотах, и только для экономии размеров корпуса. Например, для сабвуфера или для НЧ динамика в трехполосной акустической системе. Эквивалентный объем спарки действительно сократился вдвое, это даст возможность применить значительно более компактный корпус. Иногда это важно, иногда есть смысл использовать для этой цели еще один динамик.
Почему не было значительного эффекта по басу в моем эксперименте - это частный случай. Именно так в моём случае сложились параметры Тиля-Смолла динамика и объем тестового закрытого ящика. Благо, это всё легко и довольно точно считается, и вы изначально можете оценить, какие преимущества на НЧ вам может дать применение такой схемы установки динамиков.
Преимущества по максимальной громкости отсутствуют, наоборот, в такой схеме вы теряете эффективность.
Я надеялся на улучшения на искажениях - но их тоже не было. Выигрыш от компенсации возможной нессиметричности движения диффузора динамика я тоже ни на каких графиках не увидел.
Единственный реальный повод применения такой схемы - уменьшение эквивалентного объема, и как следствие - возможность использовать акустическое оформление меньшего объёма.
Забавно, но с подобным конструктивом есть заводские колонки, причем есть и небольшие двухполоски!
Интересно, как в этой конструкции боролись с этим стояком между динамиками (и боролись ли?:) Единственное предположение - возможно, динамик очень не глубокий, и расстояние между диффузорами настолько маленькое, что проблемная частота находится выше рабочего диапазона НЧ динамика. Но, что-то мне подсказывает, что это просто фишка, обеспечивающая необычную особенность звука этих акустических систем:) То что криво - то концептуально.
Измерить заводских представителей подобной акустики было бы интересно:) Возможно, когда-нибудь что-то подобное попадётся мне в руки
