Стоит у меня вот такая необычная тестовая конструкция:
Согласитесь, выглядит необычно:) Это эксперимент с заменой пассивного излучателя на трубу фазоинвертора с той же частотой настройки, но сегодня речь не об этом. Нас сегодня интересует эта длинная труба (более 400мм при диаметре менее 50мм) и те проблемы, которая она с собой несет в акустическом плане. У нее будет явно выраженный органный резонанс, с которым мы попробуем побороться весьма необычным образом.
Если установить микрофон на выходе из трубы, то мы увидим следующую АЧХ:
Основной горб с пиком на 70Гц - это полезное излучение порта фазоинвертора. Но уже на частоте 400Гц возникает значительно более высокий пик, который точно нам не нужен, который самым явным образом будет вмешиваться в работу акустической системы. Это и есть собственный резонанс длинной трубы, который приводит к явному выделению некоторых гармоник.
Если соотнести длину проблемной волны и длину порта, то получается, что труба вдвое короче длины волны на этой частоте. Иными словами, ровно одна половина волны ~400Гц укладывается в нашем фазоинверторе.
Если узел расположен на входе в порт, то максимальная амплитуда колебаний на проблемной частоте будет ровно на середине трубы. Что, если попытаться установить демпфер именно в этом месте - на середине трубы?
Для этого сверлим отверстия и следим, как меняется излучение на выходе из порта.
С фиолетовым графиком вы уже знакомы, зеленый и синий - это одно и два отверстия диаметром 8мм на середине порта. Очевидно, что мы вмешиваемся в работу порта фазоинвертора: полезное излучение падает, но при этом график ползет вправо, вверх по частоте. Предполагаю, что эти отверстия подрабатывают выходом из порта фазоинвертора, и вторая половина порта работает менее эффективно. Это определенно не то, что нам нужно.
Но что, если закрыть эти отверстия демпфирующим материалом? Чтобы воспрепятствовать свободному выходу воздуха из порта через эти отверстия, и при этом поглотить паразитное среднечастотное излучение? Скажу сразу, это сработало! Но для начала я просверлил еще пару отверстий, чтобы увеличить площадь такого поглотителя в нужном для нас месте, получилось вот так:
Красный график - 4 отверстия в трубе. Тенденция сохраняется.
А вот что произойдёт, если задемпфировать сделанные отверстия:
На этом изображении оставлен изначальный график (фиолетовый), график с четырьмя открытыми отверстиями (красный) и синий график - 4ре отверстия закрыты слоем синтепона. И этот вариант мне нравится гораздо больше! Полезное излучение значительно восстановилось!
Наверняка, если вместо синтепона использовать более плотный материал, то его можно будет поднять еще выше, почти до уровня цельного порта фазоинвертора.
При этом проблемная частота первого органного резонанса перестала быть явной проблемой! Ее уровень снизился на 22дБ! Это очень много!
При этом вторая гармоника осталась совершенно не тронутой - это горбы на частотах 800Гц. Я так полагаю, что для борьбы с ними нужно сверлить дополнительные отверстия в четвертях от длины трубы:)
На практике со вторыми гармониками сильных проблем не возникает, напомню, что в этом эксперименте у нас утрированный вариант - в реальной акустической системе трубу такой длины и такого диаметра вы наверняка не встретите.
Как вам такой способ борьбы с трубными резонансами? Не смотря на то, что этот эксперимент показал выдающуюся эффективность, наверняка у него будут и недостатки. С огромной долей вероятности, струйных шумов у такого порта будет больше, чем у обычной гладкой трубы. Просто потому, что внутри есть неравномерности, нарушающие ламинарное течение воздуха в фазоинверторе. Ну и дополнительные конструктивные сложности тоже мало ценятся:) Но шутка то работает!