Конструкции сабвуферов

В настоящее время существует пять основных видов оформления сабвуферной головки: free-air (бесконечный экран), закрытый ящик, корпус с фазоинвертором, с пассивным излучателем и band-pass. Каждый из вариантов оформления имеет свои достоинства и недостатки. Но, помимо всего прочего, сам динамик несет в себе данные по выбору типа корпуса, которые заложены в параметрах головки.

Самым простым в реализации является вариант бесконечного экрана. В этом варианте задняя часть поверхности диффузора головки так же, как и передняя, излучает непосредственно в открытое пространство. Достоинством такого типа оформления, как уже упоминалось, является простота конструкции, отсутствие корпуса и отсутствие повышения собственной резонансной частоты применяемого динамика. Такое оформление реализуемо в кузовах типа седан или купе, в которых багажное отделение отделено от салона жесткой конструкцией во избежание акустического замыкания. Как правило, динамическая головка устанавливается в предварительно усиленную и укрепленную заднюю полку. Но не следует забывать, что структура баса в таком оформлении становится размытой, с плохой артикуляцией.

Рис.1. Бесконечный экран.

Широкое распространение получили закрытые корпусные сабвуферы, используемые для высококачественного воспроизведения. Такое оформление наиболее предпочтительно при конструировании систем, предназначенных для воспроизведения классической или камерной музыки. Преимуществом подобного конструктивного решения является полное отсутствие акустического замыкания, а недостаток заключается в нагруженности диффузора головки дополнительной упругостью воздуха, заключенного в ящике. Наличие этой упругости приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы динамика и, как следствие, к возрастанию нижней граничной частоты воспроизводимого диапазона. Исследования показали, что значение добротности головок, предназначенных для применения в закрытом корпусе, не должно превышать 0,8:1.

Рис. 2. Закрытый корпус.

Закрытые системы требуют большого объема ящика для хорошего воспроизведения низших частот, поэтому получаются громоздкими и тяжелыми. Если же требуется закрытый корпус малых размеров, приходится мириться с тем, что <басов> у него будет существенно меньше. В значительной степени этого недостатка можно избежать в громкоговорителе с фазоинвертором. Фазоинвертор представляет собой трубу круглого или прямоугольного сечения. Корпус подобного типа являет собой сложную колебательную систему, вследствие чего и частотная характеристика модуля ее полного электрического также сложнее, чем у закрытой системы. Принцип действия системы с портом фазоинвертора заключается в том, что звуковое давление на выходе отверстия трубы ФИ уже не противоположно по фазе звуковому давлению от передней поверхности диффузора низкочастотной головки, а сдвинуто на угол, в любом случае меньший 180 град. Вследствие этого не происходит нейтрализации звукового давления от передней и задней поверхностей, как это происходит в открытых системах. При соответствующем подборе параметров головки, ящика и размеров трубы фазоинвертора можно получить значительное улучшение воспроизведения низших частот по сравнению с закрытым корпусом. Для громкоговорителя с ФИ подходят динамики только с добротностью менее 0,6.

Рис. 3. Фазоинверторная система.

Одной из разновидностей фазоинверторной системы является система с пассивным излучателем, отличающейся от закрытой наличием дополнительной подвижной системы, в простейшем случае - низкочастотной головки без катушки и магнитной системы. Диффузор пассивной головки колеблется в результате колебаний воздуха в закрытом ящике, возбуждаемых основной головкой, и излучает звуковые волны в области низших частот. Суммарное звуковое давление, развиваемое громкоговорителем с пассивным излучателем, может быть значительно большим, чем от закрытого, при том же объеме и с той же головкой. По принципу действия система с ПИ схожа с фазоинвертором, с той лишь разницей, что масса воздуха в трубе заменена массой подвижной системы ПИ.

Рис. 4. Система с пассивным излучателем.

Системы типа band-pass представляют собой полосовой фильтр. Корпус состоит из двух объемов, один из которых является закрытым ящиком, а второй - фазоинвертор. Такой корпус в основном применяется для воспроизведения достаточно узкой полосы частот нижнего регистра с повышенной отдачей, достигаемой за счет демпфирования диффузора динамической головки с обеих сторон. Подбором соотношения объемов можно расширить воспроизводимый диапазон при некоторой потере звукового давления, но музыкальностью такие корпуса не отличаются и , в таком случае, теряется весь смысл создания системы этого типа.

Рис. 5. Система типа band-pass.

Источник: http://dop.ru