С наступившим новым годом!
В этом материале пройдемся по базовым особенностям работы динамика, в весьма наглядном формате. Попались мне на глаза развернутые комментарии одного пользователя Дзена, давайте разберём их, чтобы уж человек не зря писал.
Итак, ко мне поступила вот такая претензия:
Сейчас даже не имеет значения под каким материалом это было опубликовано, комментарий вполне самодостаточен. Давайте разбираться, первый тезис: жесткая центрирующая шайба делается для дополнительного демпфирования.
Демпфирование - это про гашение колебаний, про потери энергии в системе. На примере автомобиля, демпфер - это амортизатор. Такая цилиндрическая штука с выдвигающимся штоком, который вдвигается и выдвигается с большим сопротивлением. Этим сопротивлением и гасятся колебания.
А жесткость - это про упругость, про пружинные свойства. На примере автомобиля - это пружина. Пружина и амортизатор - это два РАЗНЫХ элемента, дающих РАЗНЫЕ физические свойства. С помощью амортизатора мы гасим колебания и машина не скачет как мячик после наезда на любое препятствие, с помощью упругости пружины машина не лежит на отбойниках, и колесо на подвеске может сдвигаться под воздействием внешних сил.
Это совершенно два разных свойства! Никак не связанных друг с другом:) Открытие? Странно конечно, но ладно.
Давайте подумаем, какую мысль на самом деле хотел донести наш комментатор? Возможно, такую: "подвесы на СЧ динамиках сделаны жесткими для того, чтобы ограничить перемещения диффузора." Такое ограничение достигается высокой жесткостью подвижной системы, а не демпфированием:).
Динамик сдерживается жестким подвесом, не выходит на ход, не пытается играть бас - подвес держит, не даёт басить. В результате у динамика достаточно высокий резонанс. Если смотреть на параметры Тиля-Смолла, то гибкость (параметр, обратный жесткости) характеризуется параметром Cms, показывает, на сколько сдвинется подвижная система динамика при приложении определенной силы. Также он напрямую связан с эквивалентным объемом - чем меньше Vas, тем менее упругий динамик (при условии равной площади диффузора).
А вот демпфирование характеризуется совсем другими параметрами, например добротностью.
За упругость в динамике отвечают подвесы - внешний подвес и центрирующая шайба. В случае закрытого ящика еще добавляется еще упругость воздуха в закрытом объеме.
За демпфирование - мотор, и потери на трение в подвесах.
Кстати, реальный подвес помимо упругости еще и добавляет демпфирования, но это не имеет отношение к его жесткости вообще никакого. Жесткий подвес может быть и с большими потерями и с малыми - от этого будет меняться механическая добротность динамика. А жесткость может быть одинаковой и у вязкого подвеса и у невязкого. Надеюсь, разобрались:)
Следующий тезис: точно по этому принципу делаются динамик для ФИ (с жестким подвесом).
Начнем с того, что это совершенно не так. Абсолютное большинство качественных домашних акустических фазоинверторных систем имеют очень мягкий, податливый басовый динамик. Уж поверьте, через меня прошло сотни систем, всяких динамиков я нащупался вдоволь:) Если отключить колонку от усилителя - динамик будет легко продавливаться, басовики реально очень мягкие. Если не отключать - динамик будет сдерживаться закороченной катушкой, ведь сопротивление усилителя не далеко от 0, катушка замкнута.
Мягким динамик сделан для того, чтобы получить адекватные параметры. Мягкому динамику требуется небольшая масса подвижной системы, чтобы получить нужный, достаточно низкий резонанс. Обычно считается, что малая масса подвижки - это хорошо:) Примерные параметры типичной 12" басовой домашки - масса подвижки под 100гр, резонанс порядка 20Гц, эквивалентный объем литров 100.
Бывают ли жесткие басовые динамики? Да, конечно, например громкий автозвук. Типичные параметры такого саба будут примерно такие: из за того, что они существенно более жесткие, эквивалентный объем 12" саба может быть литров 30. Существенно менее упругая (более жесткая) подвижная система! Отсюда поплывут и другие параметры: масса подвижки будет грамм 300 а то и больше. Это сделано для того, чтобы получить адекватный резонанс при высокой жесткости, который вряд ли будет порядка 20Гц, в лучшем случае 30, а чаще и того больше. Добротность можно не упоминать, она в первую очередь зависит от силы мотора, мы тут немного другие вещи обсуждаем. Как результат, имеем гораздо более жесткий динамик, который будет обладать значительно более низкой чувствительностью. Ведь потребуется немало усилий, чтобы преодолевать сопротивление такой жесткой подвески и тягать тяжелую подвижку тоже энергозатратно. Зато такой динамик можно установить в компактный корпус.
Продолжаем расшифровывать послания Андрея:
Тезис: "в акустическом оформлении типа закрытый ящик диффузор демпфируется внутренним объемом акустической системы!" - не демпфируется) Сдерживается. Жесткость подвесов увеличивается. Из-за того, что к подвесам динамиков подключилась еще и пневматическая пружина из воздуха в объеме корпуса. Просто более жесткая пружина, которая сдерживает амплитуду колебаний. Не демпфирует, не создает дополнительного трения или потерь - создает дополнительную упругость!
Наоборот, добротность динамика в ЗЯ повышается, если что) С этой точки зрения в корпусе он становится менее задемпфированным! Всё перепутано.
Тезис: "В фи в диапазоне частот выше настройки фи демпфирование происходит внутренним объёмом ас, а на частотах ниже настройки фи, жестокостью подвижной системы динамика!!!" Как вы понимаете, и тут сплошная путаница и подмена понятий. Как это работает на самом деле: прикинул как ведет себя перемещение динамика в разных оформлениях. Красный это щит (без оформления), зеленый - ФИ, синий - ЗЯ. По оси х частота, по оси Y - перемещение динамика.
Ищем провал зеленого графика, будем отталкиваться от этой точки. Это и есть частота настройки фазоинвертора, ход динамика в этой точке минимален. Примерно на этой же частоте находится и резонанс динамика в ЗЯ (синий график). Движемся вправо (вверх по частоте): ход динамиков в разных акустических оформлений практически не отличается, корпус не влияет на движение диффузора. На частоте резонанса график динамика в ЗЯ идет ниже динамика в свободном поле - начинает сказываться воздушная пружина, ход ограничивается. Ниже этой частоты фазоинвертор идет вразнос, резко увеличивая амплитуду, даже больше, чем если бы корпуса совсем не было.
Так вот, наш Андрей думает, что с этим резким увеличением хода нужно бороться увеличением жесткости подвеса. Но это ничего не даст!!! Вот вообще ничего. Даже если мы сделаем подвес жестким, и для сохранения резонанса и добротности добавим массы подвижной системы и увеличим силу мотора - ничего не изменится))) Более жесткая подвижка все равно будет так же превышать ход ниже частоты настройки, толкаемая сильным мотором и силой инерции тяжелой подвижной системы. График перемещения динамика принципиально будет всегда одинаковым, он всегда будет иметь максимум хода ниже частоты настройки.
Как с этим бороться?
Динамики, призванные работать в ФИ делают с большим запасом по линейному ходу: их Хlim сильно больше Xmax. Иначе говоря предельный механический ход делается больше, чем максимальное смещение, обеспечиваемое катушкой. Чтобы был механический запас, чтобы катушка прям сразу не настучала по керну. Например, при Хмах в 10мм максимальный механических ход может быть далеко за 20мм. Да, превышает, да проблема для звука, но хотя бы цел останется.
Есть еще один действенный способ ограничить амплитуду - применить сабсоник фильтр, обрезающий самые низкие частоты. Весьма действенный и часто используемый прием для ФИ акустических систем.
Идем дальше:
"Также на сч динамиках чтобы исключить паразитные колебания дифузора в ненужном диапазоне частот, делается жесткая шайба!!!!" - о каких колебаниях идет речь?:) Затухающие колебания движения подвижной системы? Львиную долю демпфирования на себя берет мотор динамика. Его электрическая добротность в первую очередь отвечает за гашение таких колебаний. Если механическая добротность динамика низкая, то это чаще всего достигается применением токопроводящего каркаса катушки, в котором возникают токи фуко. И только потом уже идет влияние вязкости подвеса.
Читаем дальше:
"Поскольку нч динамик создает высокое звуковое давление, которое несмотря на маленький обьем камеры сч, все-таки создает ненужные колебания сч дифузора." - чего?))) Разберем ту часть, которую Андрею все-таки удалось сформулировать: ненужные колебания СЧ диффузора. Для гашения колебаний диффузора нужен не жесткий подвес, а вязкий. Резиновый такой, толстый, мягкий, на СЧ динамик - ммм, как гасить колебания будет. Но обычно такие вот деятели такого не любят, калошами называют, говорят что звук будет резиновым и не ярким. А как же так, неужели нравится колебания диффузора слушать?))
Ну и последний перл:
Бумага имеет самую лучшую импульсную характеристику... Финиш:) Это просто показывает полнейшее не понимание что такое импульсная характеристика и каким боком к ней относится материал диффузора.
А по поводу НОЭМы - да я чуть ли не их заочный сотрудник, рекомендую их на право и налево) Просто потому, что это предсказуемые динамики с понятными характеристиками и более или менее адекватными ценами. Что написано в даташите - примерно то и получишь. Большая редкость сегодня!
Эти комментарии были под роликом про 50ГДН и 50ГДС - динамики с особенными характеристиками, оттого совсем не универсальными. Видимо это было принято как критику инженеров, видимо по незнанию, но я всего лишь описал особенности динамиков.
По иронии, у этих динамиков весьма высокая механическая добротность, то есть в подвесах демпфирования практически не происходит:)
В целом, в этой ситуации проявляется всеобщая небольшая проблемка. Не вдаваясь в детали почитаешь - вроде что-то на умном пишет, писаку с дзена критикует. А если чуть подумать, вникнуть - баааа)) И такое в нашей звуко-индустрии встречается повсеместно. Не только со стороны комментаторов. Что ни канал начинаешь смотреть - волосы шевелятся от той дичи, которую несут авторы. И я даже не говорю про откровенных аудиофилов, там в целом для здоровой аудитории все понятно. Смотришь канал, который вроде и графики показывает, и измерения сделаны и расчеты какие-то проводились - несостыковка на несостыковке! Я могу вспомнить буквально три-четыре канала, к материалу которых нет вопросов. Это разве нормально?
И главный вопрос - стоит ли разбирать чужие материалы, чтобы показать реальное положение вещей? Получается ли это наглядней, чем просто рассказ о параметрах динамика или работы оформлений?