Komplisert sjarm - del 2

Historien til T+A begynte med kraftledninger, som fascinerte designere for mange år siden. Senere ble de marginalisert, så vi ser innhegninger av denne typen med noen års mellomrom, og dette lar oss igjen huske prinsippet om driften deres.

Ikke alle T+A (høyttaler) design var og er fortsatt ytelsesbasert. overføringslinjeImidlertid er navnet på Criterion-serien for alltid forbundet med denne løsningen, perfeksjonert av selskapet siden 1982. I hver generasjon var dette hele serier med kraftige flaggskipmodeller, mye større enn i dag, men hvordan de største dinosaurene døde ut. Så vi så design med to basshøyttalere 30 høyttalere, fireveis og til og med femveis (TMP220) kretser, skap med uvanlige akustiske kretser, også med lave frekvenser plassert inne (mellom et kammer med et hull eller et lukket kammer og en lang labyrint - for eksempel TV160).

Dette emnet - en labyrint av forskjellige versjoner av kraftledninger - T + A-designere har gått så langt som ingen annen produsent. Men på slutten av 90-tallet avtok utviklingen mot ytterligere komplikasjoner, minimalisme kom på mote, systemisk enkle design vant tilliten til audiofile, og den "gjennomsnittlige" kjøperen sluttet å beundre størrelsen på høyttalerne, mer og oftere leter de etter noe slankt og elegant. Derfor har det vært en viss tilbakegang i høyttalerdesign, dels sunn fornuft, dels avledet av nye markedskrav. Redusert og størrelsen, og "patency", og den interne utformingen av skrogene. T+A har imidlertid ikke gitt opp konseptet kraftlinjeforbedring, en forpliktelse som kommer fra tradisjonen til Criterion-serien.

Imidlertid er det overordnede konseptet med et høyttalerkabinett som fungerer som en overføringslinje ikke en T+A-utvikling. Den forblir selvfølgelig mye eldre.

Det idealiserte overføringslinjekonseptet lover en akustisk himmel på jorden, men skaper i praksis alvorlige uønskede bivirkninger som er vanskelige å håndtere. De løser ikke saker populære simuleringsprogrammer – vanskelig prøving og feiling må fortsatt brukes. Et slikt problem har ganske motet de fleste produsenter på jakt etter lønnsomme løsninger, selv om det fortsatt tiltrekker seg mange hobbyister.

T+A kaller sin siste overføringslinjetilnærming KTL (). Produsenten publiserer også saksdelen, som er enkel å forklare og forstå. Bortsett fra et lite mellomtonekammer, som selvfølgelig ikke har noe med overføringslinjen å gjøre, er halvparten av hele skapets volum okkupert av et kammer dannet rett bak begge basselementene. Den er "koblet" til tunnelen som fører til utløpet og danner også en kortere blindvei. Og alt er klart, selv om denne kombinasjonen vises for første gang. Dette er ikke en klassisk overføringslinje, men snarere en faseomformer - med et kammer med en viss samsvar (alltid avhengig av overflaten som er "hengt opp" på den, dvs. i forhold til overflaten av åpningen som fører til tunnelen) og en tunnel med en viss luftmasse.

Disse to elementene skaper en resonanskrets med en fast (ved masse og susceptibilitet) resonansfrekvens - akkurat som i en faseomformer. Men karakteristisk er tunnelen eksepsjonelt lang og med stort tverrsnittsareal for en faseomformer – noe som har både fordeler og ulemper, så denne løsningen brukes ikke i typiske faseomformere. Det store overflatearealet er en fordel da det reduserer luftstrømhastigheten og eliminerer turbulens. Men siden det reduserer ettergivenheten kraftig, krever det en økning i massen til tunnelen på grunn av dens forlengelse for å etablere en tilstrekkelig lav resonansfrekvens. Og en lang tunnel er en ulempe i en faseomformer, da det provoserer utseendet til parasittiske resonanser. Samtidig er ikke tunnelen i CTL 2100 så lang at den forårsaker ønsket faseforskyvning av de laveste frekvensene, som i en klassisk overføringslinje. Produsenten reiser selv dette problemet og sier at:

"Transmisjonslinjen gir seriøse fordeler fremfor et bassreflekssystem, men krever en ekstremt avansert design (...), lydbanen bak basselementene (i transmisjonslinjen) må være veldig lang - som et orgel - ellers vil ikke de lave frekvensene bli generert."

Det er virkelig interessant at når produsenten utarbeider en slik erklæring, ikke bare overholder den ikke, men også publiserer materiale (saksavsnitt) som bekrefter dette avviket. Heldigvis vil lave frekvenser kun genereres av virkningen av ikke en overføringslinje, men ganske enkelt et forsinket bassreflekssystem, som "på sin egen måte" introduserer fordelaktige faseskift uten å kreve en tunnel med en lengde som er korrelert med den forventede grensefrekvensen - dette avhenger av andre systemparametere, hovedsakelig fra Helmholtz-resonansfrekvensen diktert av samsvar og masse. Vi kjenner disse gjerdene (også gjengitt som kraftledninger, noe som gjør dem mer glamorøse), men faktum er at T + A la noe annet til det - den samme korte døde kanalen som ikke har vært her siden paraden.

Slike kanaler finnes også i tilfeller med overføringslinjer, men mer klassiske, uten kommunikasjonskamera. De får bølgen som reflekteres fra blindkanalen til å løpe tilbake i fase, og kompenserer for de ugunstige resonansene til hovedkanalen, noe som også kan gi mening i tilfellet med et faseomformersystem, siden det også dannes parasittiske resonanser i den. Denne ideen bekreftes av observasjonen at blindkanalen er halvparten så lang som hovedkanalen, og dette er betingelsen for en slik interaksjon.

Oppsummert er dette ikke en overføringslinje, på det meste en faseomformer med en bestemt løsning, kjent fra noen overføringslinjer (og vi snakker ikke om en lengre kanal, men om en kortere). Denne versjonen av faseomformeren er både original og har sine fordeler, spesielt når systemet krever en lang tunnel (ikke nødvendigvis en så stor seksjon).

En klar ulempe med denne løsningen, i proporsjoner foreslått av T+A (med en så stor tunnel i tverrsnitt), er at tunnelsystemet opptar omtrent halvparten av det totale volumet av foringsrøret, mens designere ofte er under press for å begrense størrelsen på strukturen til en verdi under det optimale for å oppnå de beste resultatene (ved bruk av faste høyttalere).

Så vi kan konkludere med at T + A også er lei av overføringslinjen og kommer opp med tilfeller som faktisk spiller rollen som faseomformere, men som fortsatt kan kreve edle linjer. Tunnelen gikk gjennom bunnveggen, så høye nok (5 cm) pigger måtte til for å forberede en fri fordeling av trykk. Men dette er også en løsning kjent ... faseomformere.

Overføringslinje med et blikk

Bak basshøyttalerne er det et stort kammer, og bare derfra går tunneler - den ene er kortere, lukket i enden, den andre er lengre, med utgang i bunnpanelet.

Utgangspunktet for overføringslinjeinnkapslingen var å skape ideelle akustiske forhold for å dempe bølgen fra baksiden av membranen. Denne typen innkapsling måtte være et ikke-resonant system, men bare for å isolere energien fra baksiden av membranen (som ikke "bare" kunne få lov til å stråle fritt fordi den var i fase med forsiden av membranen ). ).

Noen vil si at baksiden av membranen fritt stråler inn i åpne partisjoner ... Ja, men fasekorreksjon (i det minste delvis og avhengig av frekvens) er gitt der av en bred skillevegg som skiller avstanden fra begge sider av membranen til lytteren. Som et resultat av den fortsatt store faseforskyvningen mellom emisjonen fra begge sider av membranene, spesielt i det laveste frekvensområdet, er ulempen med en åpen ledeplate lav effektivitet. I faseinvertere stimulerer baksiden av membranen resonanskretsen til kroppen, hvis energi stråler utover, men dette systemet (den såkalte Helmholtz-resonatoren) forskyver også fasen, slik at resonansfrekvensen til kroppen er høyere over hele området, er strålingsfasen på forsiden av høyttalermembranen og hullet mer - mindre kompatibelt.

Til slutt er et lukket kabinett den enkleste måten å lukke og undertrykke energien fra baksiden av membranen, uten å bruke den, uten å kompromittere impulsresponsen (som følge av resonanskretsen til bassreflekskabinettet). Men selv en så teoretisk enkel oppgave krever flid - bølgene som sendes ut inne i kassen treffer veggene, får dem til å vibrere, reflektere og skape stående bølger, gå tilbake til mellomgulvet og introdusere forvrengninger.

Teoretisk sett ville det vært bedre om høyttaleren fritt kunne "overføre" energien fra baksiden av membranen til høyttalersystemet, noe som ville dempe det helt og uten problemer - uten "feedback" til høyttaleren og uten vibrasjon av kabinettveggen . Teoretisk sett vil et slikt system skape enten en uendelig stor kropp eller en uendelig lang tunnel, men ... dette er en praktisk løsning.

Det så ut til at en tilstrekkelig lang (men allerede ferdig), profilert (litt avsmalnende mot slutten) og dempet tunnel ville oppfylle disse kravene i det minste i tilfredsstillende grad, og fungere bedre enn det klassiske lukkede huset. Men det viste seg også vanskelig å få tak i. De laveste frekvensene er så lange at selv en få meter lang overføringslinje nesten aldri overdøver dem. Med mindre vi selvfølgelig "pakker om" den med dempende materiale, som vil forringe ytelsen på andre måter.

Derfor oppsto spørsmålet: skal overføringslinjen slutte ved enden eller la den være åpen og frigjøre energien som når den?

Nesten alle alternativer for kraftledninger - både klassisk og spesiell - ha en åpen labyrint. Det er imidlertid minst ett veldig viktig unntak - tilfellet med den originale B&W Nautilus med en labyrint lukket i enden (i form av et sneglehus). Dette er imidlertid på mange måter en spesifikk struktur. Sammen med en basshøyttaler med svært lav kvalitetsfaktor faller prosesseringsegenskapene jevnt, men veldig tidlig, og i en så rå form er den ikke egnet i det hele tatt - den må korrigeres, forsterkes og utjevnes til forventet frekvens, som gjøres av Nautilus active crossover.

I åpne overføringslinjer går mesteparten av energien som sendes ut fra baksiden av membranen ut. Arbeidet til linjen tjener dels til å dempe den, som imidlertid viser seg å være ineffektiv, og dels - og derfor fortsatt gir mening - til faseforskyvningen, på grunn av hvilken bølgen kan sendes ut, i det minste i visse frekvensområder , i en fase som tilnærmet svarer til fasestrålingen fra forsiden av membranen. Imidlertid er det områder der bølgene fra disse kildene kommer ut nesten i motfase, så svakheter vises i den resulterende karakteristikken. Å gjøre rede for dette fenomenet kompliserte designet ytterligere. Det var nødvendig å korrelere lengden på tunnelen, type og plassering av demping med rekkevidden til høyttaleren. Det viste seg også at halvbølge- og kvartbølgeresonanser kan forekomme i tunnelen. I tillegg må overføringsledninger som er plassert i skap med typiske høyttalerproporsjoner, selv om de er store og høye, «vridd». Det er derfor de ligner labyrinter – og hver del av labyrinten kan generere sine egne resonanser.

Løsningen av noen problemer ved å komplisere saken ytterligere gir opphav til andre problemer. Dette betyr imidlertid ikke at du ikke kan oppnå bedre resultater.

I en forenklet analyse som kun vurderer forholdet mellom labyrintlengde og bølgelengde, betyr en lengre labyrint lengre bølgelengde, og derved skifter det gunstige faseskiftet mot lavere frekvenser og forbedrer ytelsen. For eksempel krever den mest effektive 50 Hz-forsterkningen en 3,4 m labyrint, siden halvparten av 50 Hz-bølgen vil reise den avstanden, og til slutt vil tunnelutgangen stråle ut i fase med fronten av membranen. Ved dobbelt så høy frekvens (i dette tilfellet 100 Hz) vil imidlertid hele bølgen dannes i labyrinten, slik at utgangen vil stråle i en fase rett motsatt av membranens front.

Designeren av en så enkel overføringslinje prøver å matche lengden og dempningen på en slik måte at de drar nytte av forsterkningseffekten og reduserer effekten av demping - men det er vanskelig å finne en kombinasjon som vesentlig bedre demper dobbelt så høye frekvenser . Enda verre, kampen mot bølger som induserer "anti-resonanser", dvs. kollapser på den resulterende karakteristikken (i vårt eksempel, i området 100 Hz), med enda større undertrykkelse, ender ofte i en pyrrhisk seier. Denne dempningen reduseres, selv om den ikke elimineres, men ved de laveste frekvensene går ytelsen også betydelig tapt på grunn av undertrykkelsen av andre og i denne forbindelse nyttige resonanseffekter som oppstår i denne komplekse kretsen. Med tanke på dem i mer avanserte design, bør lengden på labyrinten være relatert til resonansfrekvensen til selve høyttaleren (fs) for å oppnå en relieffeffekt i dette området.

Det viser seg at, i motsetning til de opprinnelige antakelsene om fravær av påvirkning av overføringslinjen på høyttaleren, er dette et akustisk system som har tilbakemelding fra høyttaleren selv i større grad enn et lukket kabinett, og en lignende faseomformer - med mindre labyrinten selvfølgelig ikke sitter fast, men i praksis høres slike skap veldig tynne ut.

Tidligere brukte designere ulike «triks» for å undertrykke antiresonanser uten sterk demping – altså med effektiv lavfrekvent stråling. En måte er å lage en ekstra "blind" tunnel (med en lengde som er strengt relatert til lengden på hovedtunnelen), der en bølge med en viss frekvens vil bli reflektert og løpe til utgangen i en slik fase for å kompensere for ugunstig faseforskyvning av bølgen som fører til utgangen direkte fra høyttaleren.

En annen populær teknikk er å lage et "bonding"-kammer bak høyttaleren som vil fungere som et akustisk filter, slippe de laveste frekvensene inn i labyrinten og holde de høyere ute. Men på denne måten skapes et resonanssystem med utpregede faseomformeregenskaper. Et slikt tilfelle kan tolkes som en faseomformer med en veldig lang tunnel med veldig stort tverrsnitt. For kabinetter som fungerer som bassrefleks vil høyttalere med lav faktor (Qts) teoretisk være egnet, og for en ideell, klassisk overføringslinje som ikke påvirker høyttaleren, høye, enda høyere enn i lukkede kabinetter.

Imidlertid er det gjerder med en mellomliggende "struktur": i den første delen har labyrinten et klart større tverrsnitt enn i den neste, så det kan betraktes som et kammer, men ikke nødvendigvis ... Når labyrinten er dempet, den vil miste sine faseinverteregenskaper. Du kan bruke flere høyttalere og plassere dem i forskjellige avstander fra stikkontakten. Du kan lage mer enn ett uttak.

Tunnelen kan også utvides eller innsnevres mot avkjørselen...

Det er ingen åpenbare regler, ingen enkle oppskrifter, ingen garanti for suksess. Det er mer moro og utforskning i vente - derfor er kringkastingslinjen fortsatt et tema for entusiaster.

Se også: