W głośnikowym żywiole, część 23.pdf
(
884 KB
)
Pobierz
ep_09_075-078_glosniki_cz23.indd
K U R S
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
W głośnikowym żywiole, część 23
Linia transmisyjna, część 3. Obudowa na dobre zakończenie
Co z impulsem?
Uzyskane dolne częstotliwości
graniczne nie imponują. Tajemnica
brzmienia linii transmisyjnej (o ile
nie przyjdzie stwierdzić, że król jest
nagi...) musi leżeć zupełnie gdzie
indziej, na przykład w charakterysty-
kach impulsowych. Ale systematycz-
ne badania w tym zakresie nie zo-
stały dotąd przeprowadzone, tak że
ewentualna podstawowa zaleta, jaka
może jeszcze motywować do kon-
struowania linii transmisyjnych, po-
zostaje niezweryfikowana. Aprzecież
jest oczywiste, że zupełnie inne cha-
rakterystyki impulsowe będzie miała
linia z głośnikiem o niskim Q
ts
niż
z głośnikiem o wysokim Q
ts
, inne li-
nia zwężająca się, a inne linia z ko-
morą sprzęgającą. Jeżeli podstawo-
wym powodem naszego zaintereso-
wania linią transmisyjną jest właśnie
kwestia charakterystyk impulsowych,
to z góry powinniśmy odrzucić opcję
z komorą sprzęgającą, która w swojej
zasadzie działania wykorzystuje zja-
wisko rezonansu bas – refleks, który
impulsu jak wiadomo nie poprawia.
W dodatku dokładne zachowanie po-
zostają w tym przypadku nieznane,
podczas gdy projektując klasyczny
bas – refleks możemy je przewi-
dzieć. Na tym tle wielce optymi-
styczna wydaje się opinia przecież
autorytetu głośnikowego, Josepha
D’Appolito, który przedstawiając swój
projekt zespołu głośnikowego Thor,
bazujący na linii transmisyjnej, i po-
wołując się na prace Augspurgera,
pisze: „Zalety TL są dobrze znane.
To obudowy wolne od rezonansów,
dostarczające głęboki, dobrze kontro-
lowany bas. Z określonego głośnika,
przetwarzanie basu może często się-
gać znacznie niżej niż w przypadku
obudowy z otworem lub zamkniętej.”
Z kolei Martin Colloms, jeden z naj-
większych brytyjskich guru (a właśnie
z Wielkiej Brytanii pochodzi więk-
szość pierwszych prac na temat linii
transmisyjnej), twierdził jeszcze przed
ukazaniem się prac Augspurgera, że
możliwości linii transmisyjnej nie są
w niczym lepsze od poprawnie za-
Cała praca Augspurgera poświęcona linii transmisyjnej
(w każdym razie fragmenty opublikowane w Speaker
Builderze), zajmuje się analizą tylko jednej charakterystyki
– charakterystyki przetwarzania. Owszem, zlikwidowanie
nierównomierności w zakresie wyższych harmonicznych jest
ważnym celem w projektowaniu linii transmisyjnej, ale jest
przecież usunięciem problemu, który w innych obudowach nie
występuje. Jakie w zamian korzyści przynosi linia transmisyjna,
w porównaniu do innych obudów?
projektowanego bas – refleksu... (na
podstawie „The Loudspeaker Design
Cookbook” Vance’a Dickasona).
sić 6 g/dm
3
– a więc mniej niż w za-
leceniach Augspurgera, zmniejszać
się ku wylotowi, aby ostatnie 30 cm
pozostawić wolne.
Przytoczona jest też metoda Lar-
ry’ego Sharpa, która uzależnia gę-
stość materiału wytłumiającego Ds
od powierzchni przekroju tunelu St,
powierzchni membrany głośnika S
d
i jego dobroci Q
ts
według wzoru:
Inne recepty
W książce tej linii transmisyjnej
poświęcono cztery strony (wobec
trzydziestu dla różnych odmian bas
– refleksu), ale dobre ito.
Przedstawiona tam recepta na
linię transmisyjnej jest bardzo tra-
dycyjna, i jak teraz możemy porów-
nać, w wielu punktach istotnie róż-
na od ustaleń Augspurgera. Linia
powinna być obliczona dla ¼ fali
częstotliwości rezonansowej głośnika
(ale uwzględniając prędkość dźwięku
w materiale wytłumiającym), zmniej-
szać swój przekrój ku wylotowi, ale
nie stosunku 4:1, ale co najwyżej
2,5:1 (i faktycznie takie linie są spo-
tykane w praktyce), osiągając przy
wylocie powierzchnię membrany gło-
śnika. Jest też komentarz, że przy
stosunkach powierzchni w zakresie
od 1,25 (minimalny) do 1,5, dźwięk
jest „zwarty i szczupły”, a przy więk-
szych pojawia się „więcej niższego
basu i poprawia brzmienie średnie-
go” (tak jakby określenie „zwarty”
nie było komplementem dla średnie-
go basu... kłania się niejednoznaczny
audiofilski żargon). Ale dalej pojawia
się zastrzeżenie, że wszystko osta-
tecznie zależy od wytłumienia linii...
czyli wiemy, że nic nie wiemy.
Jako materiał wytłumiający poleca-
na jest oczywiście długowłosa wełna,
ale także nowocześniejsza włóknina
nylonowo – poliamidowa (Acousta
– Stuf) i wełna mineralna. Właściwa
gęstość wytłumienia powinna wyno-
√
Sd
Akapit „Strojenie Linii Transmi-
syjnej” brzmi po tych wszystkich za-
leceniach kuriozalnie: „Strojenie linii
transmisyjnej generalnie wykonuje się
na ucho. Ustalenie charakterystyki
impedancji też może być pożyteczne.
Dostrój linię do najniższego, możliwie
płaskiego szczytu impedancji, przy któ-
rym osiągnięte zostanie akceptowalne
brzmienie.” Dalej jednak warto z peł-
ną powagą zacytować ostatnie wnio-
ski: „Z pewnością wszyscy entuzjaści
linii transmisyjnej pragnęliby luksusu
i podobnych metod matematycznych,
jakie stosowane są dla innych ro-
dzajów obudów, i ten dzień może
nie jest już bardzo odległy”... Osobi-
ście wątpię. Nie tylko ze względu na
skomplikowanie tej materii (a kolejne
czynniki mające wpływ na działanie
linii transmisyjnej zaraz przedstawi-
my!). Zbyt mało producentów intere-
suje się obecnie tym rodzajem obudo-
wy, aby spowodować intensywniejsze
prace badawcze. Co zostało dawniej
ustalone, najczęściej żmudną metodą
„prób i błędów”, i opublikowane na
łamach hobbistycznych miesięczników
Elektronika Praktyczna 9/2005
75
Ds=
————
(St·Qts)
K U R S
Rys. 109. Najczęściej spotykane rozwiązania konstrukcyjne z załamanymi liniami transmisyjnymi
(często już nieistniejących), to pozo-
staje do naszej dyspozycji. Nowocze-
sny, pewny algorytm obliczania linii
transmisyjnej pojawi się dopiero wte-
dy, kiedy będzie takie zapotrzebowa-
nie – czyli kiedy konstruowanie ze-
społów głośnikowych ponownie stanie
się popularnym hobby.
tunelu tłumi w nim fale wyższych
częstotliwości, zwłaszcza w niektórych
zakresach. Umiejętne wykorzystanie
tego efektu może pomóc wygasić pra-
cę tunelu przy częstotliwości, która
promieniowana jest przez tunel w fa-
zie przeciwnej w stosunku do pracy
przedniej strony membrany (4·f
p
). Jak
pokazały pomiary F. Hausdorfa (Vi-
saton), opublikowane kilkanaście lat
temu w hobbistycznym magazynie
Elektor Plus, w tym celu należy tunel
załamać w połowie. Ale wykonana
w ten sposób obudowa Thora, roz-
szerzyła i przesunęła efekt wygasze-
nia na charakterystyce tunelu w stro-
nę wyższych częstotliwości, niż 4·f
p
.
W Thorze jednak zastosowano dwa,
przesunięte względem siebie głośniki
nisko – średniotonowe, znajdujące się
więc w różnych odległościach od wy-
lotu (drugi z nich wykorzystuje tylko
¾ całkowitej długości tunelu, znajdu-
jąc się w połowie długości pierwszej
jego części). Oto więc kolejny sposób
wyrównywania charakterystyki prze-
twarzania, o którym teoretyczne opra-
cowania nie wspominają, ograniczając
układ do jednego głośnika w jednym
tunelu – zastosowanie dwóch gło-
śników, umieszczonych w różnych
miejscach linii! Znając tylko pod-
stawowe zasady „rezonowania” linii
transmisyjnej, opisane w pierwszym
odcinku, łatwo będzie ustalić warian-
ty najbardziej korzystnego wzajemne-
go położenia głośników, przy których
ich charakterystyki będą się najlepiej
uzupełniać.
Praktyczne załamanie
Wróćmy do różnych wariantów
przebiegu linii transmisyjnej. Au-
gspurger przedstawił kilka podsta-
wowych propozycji, pominął jednak
ważną z praktycznych powodów sytu-
ację, kiedy tunel nie biegnie prosto,
ale tworzy labirynt, jest co najmniej
jeden raz „zawinięty” – tylko po to,
aby „upakować” go w obudowie o ty-
powych proporcjach. Ale sytuacja taka
wywołuje skutki akustyczne – jak po-
kazało wiele doświadczeń, załamanie
Miejsce dla drugiego głośnika
Jeżeli drugi głośnik znajdował-
by się w połowie długości tunelu, to
przy częstotliwości, przy której od
głośnika pierwszego do wylotu tune-
lu układa się cała fala, od głośnika
drugiego ułoży się pół fali. Zjawi-
sko niefazowej współpracy tunelu
z pierwszym głośnikiem przy często-
tliwości 4·f
p
zostanie „skontrowane”
przez bardzo efektywną współpracę
tunelu z drugim głośnikiem. Ale dla
częstotliwości 8·f
p
nałoży się na sie-
bie wygaszanie dla obydwu głośników
(pierwszy ułoży w tunelu dwie pełne
długości fali, drugi jedną całą falę).
Ustawienie jednego z głośników w po-
łowie długości nie pozwoli mu też
Rys. 110. Linia z dwoma rozsuniętymi głośnikami
76
Elektronika Praktyczna 9/2005
K U R S
efektywnie pracować w zakresie naj-
niższych częstotliwości. Wydaje się, że
pozycja drugiego głośnika w odległości
ok. ¼ od początku linii jest najbez-
pieczniejsza – kiedy pierwszy głośnik
wpadnie w pułapkę przeciwnej fazy
przy 4·f
p
, drugi głośnik będzie miał
rezonans ¾ fali tej samej częstotliwo-
ści; kiedy pierwszy głośnik wpadnie
w 8·f
p
– ułoży dwie pełne długości
fali – drugi ułoży półtorej fali, czyli
wywoła w wylocie fazę zgodną z pro-
mieniowaniem przedniej strony mem-
brany. Kiedy natomiast drugi głośnik
układa całą falę, pierwszy dodaje do
tego jeszcze przesunięcie 120
o
, czyli
praca jego i wylotu tunelu jest prze-
sunięta tylko o 60
o
. Wspólna często-
tliwość, przy której obydwa głośniki
ułożą w tunelu wielokrotność całej
fali, to dopiero 16·f
p
. Tak wysoko na
skali częstotliwości skuteczne będzie
już nawet mniej intensywne tłumienie
linii. Zabiegi z ustawianiem dwóch
głośników można uznać za dodatkowe
dla wyrównania pasma przetwarzania,
ale można też założyć, że pozwalają
zastosować mniej materiału wytłumia-
jącego, co z kolei pomoże, dzięki wy-
korzystaniu zjawiska rezonansu ćwierć-
falowego, uzyskać wyższą efektywność
układu w okolicach f
p
, a jednocześnie
zmniejszyć amplitudę samego głośnika
w tym zakresie.
Możliwości, jakie daje zastoso-
wanie dwóch głośników, nie zostały
nigdzie gruntownie omówione praw-
dopodobnie dlatego, że większość
elementarnych prac dotyczących linii
transmisyjnej powstała dawniej, kiedy
zespoły głośnikowe z większą liczbą
głośników niskotonowych nie były
często spotykane, a dominowały ukła-
dy z jednym, dużym przetwornikiem.
Obecnie stosowanie dwóch głośników
przetwarzających niskie tony jest bar-
dzo rozpowszechnione, chociaż nieko-
niecznie w układach trójdrożnych, ale
częściej w układach dwuipółdrożnych,
czyli z dwoma głośnikami o umiarko-
wanej średnicy, z których jeden prze-
twarza zakres nisko – średniotonowy,
a drugi tylko niskotonowy. W takiej
sytuacji możemy kombinować z ich
wzajemnym położeniem w tunelu,
natomiast w przypadku układów trój-
drożnych, przy odpowiednio niskiej
częstotliwości podziału, mamy jeszcze
inną sytuację – już pierwsza kolizja
fazowa między głośnikiem a wylotem
tunelu może pozostać poza zakresem
pracy sekcji niskotonowej; np. dla
częstotliwości f
p
=50 Hz, częstotliwość
ta wynosi 200 Hz, i jeżeli w tym za-
kresie pracę przejmie głośnik śred-
niotonowy, to unikniemy problemu,
który jest podstawowym powodem
wytłumiania tunelu, a więc również
będziemy mogli korzystać z zalet zja-
wiska rezonansu ćwierćfalowego.
Jedna linia zamieniona na
kilka
Na tym nie koniec... Odrobina
wyobraźni wystarczy, aby uświadomić
sobie, że skoro w jednej linii trans-
misyjnej, w układzie głośnik – wylot
tunelu, może występować więcej niż
jeden głośnik, to również może po-
jawić się więcej niż jeden wylot...
Co się stanie, jeżeli jeden głośnik
będzie promieniował w tunel, mający
otwór lub nawet kilka otworów „po
drodze” do końcowego wylotu? Albo
jeżeli bezpośrednio za głośnikiem tu-
nel rozdzieli się na dwa lub więcej,
o zróżnicowanych długościach? Lub
gdy przy zawiniętym tunelu zrobimy
„skrót”, wykonując otwór w przegro-
dzie? Można puścić wodze fantazji,
i to nie bez powodu, ponieważ zróż-
nicowanie odległości, jakimi biegnie
fala od tylnej strony membrany do
wylotu linii zwielokrotnia, ale i roz-
prasza zjawiska rezonansowe, co po-
winno pomóc w uzyskaniu równiejszej
charakterystyki przetwarzania.
Jak widać, nawet na podstawie
najnowszych opracowań nie można
przygotować jedynie słusznego, pro-
stego przepisu na linię transmisyjną.
Pozostaje wiele nieścisłości, a nawet
sprzeczności, ale tym bardziej jest
pole do własnych badań i odkryć,
i satysfakcji z osiągniętych rezultatów.
Jeżeli ktoś, po przeprowadzeniu samo-
dzielnie szeregu eksperymentów, już
wie, jak wydobyć z linii doskonałe
brzmienie, to jest w domu. Jeżeli ktoś
chce tego brzmienia szukać, proszę
bardzo. Jeżeli jednak ktoś liczy na
to, że skonstruowanie pierwszej w ży-
ciu linii transmisyjnej linii gwarantuje
sukces, może się rozczarować. We-
dług podstawowych porównań, linia
transmisyjna nie wykazuje oczywistej
przewagi nad innymi typami, bardziej
popularnych, łatwiejszych do zaprojek-
towania i wykonania obudów. Pytanie
więc, czy dookoła nas, wśród firmo-
wych zespołów głośnikowych, jest tak
mało linii transmisyjnych z powodu
ich skomplikowania, czy z powodu
mało satysfakcjonujących rezultatów,
pozostaje otwarte.
Andrzej Kisiel
Elektronika Praktyczna 9/2005
77
K U R S
78
Elektronika Praktyczna 9/2005
Plik z chomika:
Sax1701
Inne pliki z tego folderu:
W głośnikowym żywiole, część 1.pdf
(184 KB)
W głośnikowym żywiole, część 10.pdf
(261 KB)
W głośnikowym żywiole, część 11.pdf
(315 KB)
W głośnikowym żywiole, część 12.pdf
(184 KB)
W głośnikowym żywiole, część 13.pdf
(608 KB)
Inne foldery tego chomika:
ABC rencisty i emeryta
Aforyzmy i przysłowia
AGD - kody błędów pralek automatycznych
Akwaria
Akweny
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin