Часто встречаю высказывание, что фазоинвертор увеличивает громкость на низких частотах примерно на 3дБ из-за того, что мы используем тыловое излучение диффузора динамика в зоне частоты настройки резонатора. Звучит логично, но это совершенно не раскрывает всех возможностей фазоинверторного оформления.
Сегодня попробую вам наглядно показать, что применение фазоинвертора может многократно увеличить максимальную громкость системы на всем частотном диапазоне. Да, знаю, звучит сомнительно: как ФИ может увеличить максимальную громкость например на средних частотах?! Не переживайте, все объясню.
Возьмём для примера корпус объемом 12 литров и вполне типичный автомобильный динамик (который формально не совсем подходит в ФИ, но правда жизни в том, что производители бюджетных колонок подобные динамики очень часто используются в ФИ оформлении). Промоделируем поведение динамика в закрытом корпусе объемом 12л и в фазоинверторном корпусе такого же объема.
Видим, что фазоинвертор существенно поднимает зону вокруг частоты настройки, зато ниже спад получается заметно более резким, чем у закрытого ящика. Всё это вы и так наверняка знаете.
Если бы динамик был с параметрами, более подходящими для ФИ (добротность пониже), расчетная АЧХ фазоинверторного оформления могла быть ровной, без горба выше настройки. При этом АЧХ этого динамика в ЗЯ ещё сильнее заваливало бы низкие частоты.
Смотрим дальше – если линейный ход динамика составляет 3мм, то какую мощность мы можем подать на динамик, установленный в эти акустические оформления, чтобы при этом катушка динамика не выходила из зазора?
А это уже интересно – оказывается, в закрытый ящик можно влить вдвое больше мощности до превышения хода! Динамик задемпфирован закрытым корпусом, герметичный объем сдерживает движение катушки и дает возможность использовать больше мощности без превышения хода.
Фазоинвертор на частотах ниже настройки превращается в ящик с дыркой, корпус не сдерживает ход динамика, и на частотах ниже частоты настройки ход динамика резко увеличивается. Зато на частоте настройки ФИ ход динамика заметно снижается.
Вот так выглядит разница в громкости при этих уровнях сигнала (13 и 27Вт)
Вот это поворот! Фазоинвертор в этих условиях оказался тише! Уверен, что вы не раз слышали о том, что фазоинверторное оформление требует сабсоник-фильтра, отсекающего самые низкие частоты. Выше наглядное пояснение, почему так происходит.
Добавляем фильтр второго порядка с частотой среза 80Гц и получаем такую картину:
В этом случае в фазоинвертор можно влить значительно больше! Логично:) Смотрим, как соотносятся громкости при таком раскладе:
Если сопоставить графики по уровню среднечастотного излучения, то увидим, что даже с применением фильтра фазоинвертор получился более басовитым, на частотах от 50 до 300Гц уровень колонки с ФИ выше
Теперь попробуем выжать максимум громкости из этой колонки с фазоинвертором: поднимем до 70Гц настройку порта фазоинвертора и повысим частоту среза фильтра до 120Гц.
Получим вот такое соотношение сигналов, приведенных к одному уровню:
При этом уровень максимальной громкости отличается вот так:
А вот как выглядит соотношение мощности:
В этих условиях в фазоинвертор можно влить дополнительные 100Вт!
Согласитесь, это более впечатляющая разница, чем просто небольшой подъем в районе частоты настройки. Фазоинвертор уменьшает ход динамика на частоте настройки, и это дает возможность существенно уменьшить проблему превышения хода динамика. Разумеется, это может сработать только в случае применения фильтра. Без него картина была бы удручающей:
Динамик в ФИ при такой подводимой мощности явно идет в разнос. С фильтром и ход в норме и АЧХ на значимом диапазоне соответствует АЧХ динамика в закрытом корпусе.
Кстати, ограничивая ход динамика и пытаясь выжать из него максимум мощности, мы с огромной долей вероятности упремся в мощность термическую или механическую.
Из этого материала можно догадаться, что тема мощности весьма сложная и неоднозначная. Казалось бы, это первый параметр, которым меряются даже те, кто совсем не в теме всех тонкостей и нюансов. Это то, что на самом видном месте написано на коробках массовых динамиков или акустических систем.
Но, кто учитывает, что и большой НЧ динамик может дойти до своего предела даже на единицах Вт, например, если акустическое оформление не демпфирует динамик и не сдерживает его ход? В этом случае мы очень быстро упираемся в ограничение по линейному ходу.
Можно использовать фильтр или подходящее акустическое оформление, сдержать динамик на НЧ, ограничить ход и получить возможность подать на динамик гораздо больше мощности. В этом случае мы можем упереться в механический или термический предел - ту мощность, при которой подвижка может физически разрушиться или катушка перегреется от избыточного тока, протекающего по ней.
Как-нибудь и эту тему обсудим более подробно)
