«Слово «ВОЛОКНО» в наши дни встречается во многих модных разговорах – вы знаете, в тех, которые происходят в художественных галереях, бистро и выставках. <…> Но для нас – немногих, гордых и могущественных Создателей Ящиков – волокно означает дакрон-полиэстерный заполнитель, этот волшебный и мощный компонент, который помогает обеспечить максимальный бас в крошечном пространстве.»
Лирика для журнала. Кто в теме, тот в курсе: природу не надуешь, из крошечного пространства можно добыть лишь максимальный пук.
«Ни для кого не секрет, что с помощью волокнистого заполнителя можно творить маленькие чудеса; умные разработчики используют его уже много лет. Возьмите две коробки одинакового размера и типа, вставьте в каждую такой же низкочастотный динамик и набейте одну волокнистым заполнителем: та, в которой есть заполнение, должна выдавать более низкий бас.»
Должна выдавать, но лишь при соблюдении целого ряда условий. Ниже Том проговорился о главном из них: нет возможности или желания сделать внутренний объём ящика сабвуфера побольше. То есть, вся статья посвящена изначально заниженному в объёме ЗЯ (ФИ). С завышенной полной добротностью, приличным горбом на АЧХ перед срезом, крутым срезом ниже по частоте и явным недостатком низкого баса. Экономия-с.
«Проще говоря, это работает следующим образом: волокнистый наполнитель обманывает низкочастотный динамик, заставляя его думать, что он находится в большем ящике (в котором больше воздуха или внутреннего объема) чем это есть на самом деле.»
Объяснение для автолюбителей-блондинок.
«А, в общем случае, чем больше ящик – тем ниже бас, который можно от него получить.»
Второе место, где Том говорит о более низком басе, но не о более внушительном или более мощном. Это важно, поскольку в переводе М. Лихницкого в этом месте уже «гораздо более убедительный низкий бас», то есть, желаемое выдано за действительное.
Посмотрим, на сколько бас будет ниже в ЗЯ разного объёма. Программа JBL SpeakerShop, тот же динамик в 20, 40 и 80 литров ЗЯ, без заполнения. Добротности соответственно 0,86; 0,7; 0,6 единицы. Да, добавка самого низкого баса существенна. Одновременно чуть присел уровень «панча» – 80…120 Гц. Интересно, что частота среза по уровню -3дБ не изменилась.
Но заполнение корпуса ЗПМ вовсе не эквивалентно увеличению объёма, как бы кому это ни хотелось! Вот живые АЧХ с разным количеством ваты в ЗЯ отсюда https://ldsound.club/threads/rft-kompaktbox-b-9251.813/post-176724:
Как видите, прибавки «низкого баса» вообще не наступило! Зато присел панч и сильно уменьшились внутренние отражения в корпусе. Резонансная частота и Qts – снизились, но оценить разницу на слух не было возможности: вторая АС не собрана, да и параметры НЧ динамиков несколько отличаются. Однозначно почистились средние частоты: войлока не хватало для гашения стоячих волн внутри корпуса.
«Заполнение волокном – популярная альтернатива для людей, которые не могут или не хотят выделять много места для ящика сабвуфера.»
Перевожу. Делаем ощутимо меньший внутренний объём, чем надо по расчёту, пихаем динамик с завышенной добротностью, а потом пакуем внутрь ЗПМ, следя за полной добротностью и частотой резонанса, пытаясь хоть как-то спасти ситуацию. Помнится, в статье Эллиотта Шорта “Апериодически демпфированные акустические системы” он прицепился к мидбасу, имевшему добротность в ЗЯ 1,7 единицы, и таки доказал, что фирменный «Вариовент» ему хоть как-то помогает… Эти менеджеры просто задалбывают. https://ldsound.club/threads/panel-akusticheskogo-soprotivlenija-pas.655/post-100963
«Составная конфигурация или Isobarik, в которой два низкочастотных динамика соединяются в одном корпусе, является еще одним популярным вариантом, хотя у него есть некоторые существенные недостатки: во-первых, вам придется купить два низкочастотных динамика. Также существует теоретическая потеря чувствительности (порядка 6 дБ), потому что в итоге вы получаете удвоенную массу диффузора, хотя вы можете сократить свои потери – потеряв всего несколько дБ SPL – подключив пару динамиков параллельно.»
Не по теме, но подтверждает упор на минимальный внутренний объём любым способом.
«Особенности заполнения волокном довольно интересны. Воздух внутри вашего корпуса фактически нагревается при движении низкочастотного динамика, что делает воздух более жестким. (Я абсолютно серьезен.)»
Автор демонстрирует своеобразное понимание процессов, происходящих в объёме ящика. Разговор идёт, конечно, о мгновенных изменениях температуры, вызванных движением диффузора динамика. Почему-то рассматривается только повышение температуры при движении диффузора внутрь (давление и жесткость повышаются), но при движении диффузора наружу возникает противоположный эффект: давление, жесткость и температура воздуха в ящике уменьшаются! Среднее же давление неизменно, при условии, что динамик не имеет значительного постоянного смещения при подаче сигнала. Ещё воздух нагревается от выделения тепла работающим динамиком, (плюс от трения воздуха о ЗПМ и от трения между волокнами ЗПМ) но – достаточно медленно, и повышенное давление внутри успевает ускользнуть через малейшие щели ЗЯ или через порт ФИ. Этот процесс нас сейчас не интересует.
«Когда корпус набит волокном, волокна шевелятся, рассеивая часть тепла и заставляя систему работать так, как если бы коробка была больше.»
Клава, я болею. Когда волокна шевелятся и, следовательно, трутся друг о друга, от сухого трения выделяется тепловая энергия, отобранная у звуковой волны и необратимо потерянная. Механические потери системы связаны с механической добротностью Qms, но никак не с термодинамикой и гибкостью воздуха внутри ЗЯ. Непонимание физики процесса автором глубже, чем показалось вначале.
«Теоретически, ваша низкочастотная акустическая система может работать как система, имеющая максимум на 40 процентов больший объём, если вы выберете правильную стратегию заполнения – другими словами, если у вас есть корпус с внутренним объемом 1 кубический фут (1 фут³), в идеальном мире хорошее заполнение позволит ему работать подобно корпусу с внутренним объемом 1,4 кубических фута.»
Это как раз теоретические выкладки относительно https://ldsound.club/threads/primenenie-zvukopogloschajuschix-materialov-v-izgotovlenii-samodelnyx-as.2210/post-241930. Ключевые слова – в идеальном мире. За счёт частичного изменения адиабатического процесса на изотермический можно выдавить максимум 25% (Алдошина и Войшвилло) прироста гибкости внутреннего объёма ЗЯ. Но, поскольку гибкость подвеса динамика НЕ безконечна, то эти «максимум 25%» НЕ приведут даже к соответствующим им 11,8% изменения резонансной частоты, результат от частичного изменения процессов всегда будет ещё меньше – тем меньше, чем меньше будет отношение Vэ/VЗЯ.
«Для этой цели обычно используют три типа заполнителя: утеплитель из стекловолокна, длинноволокнистую вату и наполнитель из полиэфирного волокна. Наполнитель из волокна — лучший выбор, потому что он не рвется, не летает и не раздражает кожу или легкие, как стекловолокно, он работает так же хорошо, как и любой другой, он намного дешевле, чем шерсть, и его не любит моль. <…>»
Выбор сделан честно и откровенно – из практических соображений, ОК.
«Чтобы оценить эффективность заполнения ящиков, я использовал анализатор MLSSA для измерения импеданса трех корпусов — ЗЯ емкостью 5,1 кубических футов, ЗЯ объемом 1,4 кубических фута и ФИ объемом 1,4 кубических фута (размер порта составлял 3 дюйма в диаметре и 6 дюймов в длину) – с различными плотностями заполнения. Для ЗЯ мне удалось определить эффективный размер ящика, увеличенный за счет заполнения, используя значения резонансной частоты системы и Qes.»
В 1996-м аббревиатура MLSSA повергала читателя в священный трепет. Однако, для вычисления эффективного размера ящика Qes не нужна вовсе, её и нет в таблицах. Хуже всего то, что изменение резонансной частоты автор приписал исключительно увеличению гибкости внутреннего объёма, проигнорировав присоединённую к массе подвижной системы массу со-движущегося от давления воздуха синтепона. Но эти процессы – нераздельны и всегда идут вместе, ЗПМ не идеален! Что же мы имеем в таблицах? Да полный бардак. Чтобы хоть что-то понять, мне пришлось просто пересчитать две последние колонки всех таблиц заново. 26 из 34 рассчитанных значений – неверны.
«Что касается ФИ, я сравнил частоту настройки пустого корпуса с частотой настройки заполненного корпуса, используя компьютерную программу Speak for Windows; это позволило мне найти эффективный размер коробки, соответствующий реальной резонансной частоте, которую я измерил.»
Не знаю, почему автора подводил калькулятор и почему его не напугала полученная величина «увеличения объёма» больше теоретически возможной. Наверное, он жил в супер-идеальном мире.
«В каждом случае новости были хорошими – даже очень хорошими. Со всеми тремя корпусами я получил примерно от 25 до 35 процентов «выигрыша пространства», используя набивку из расчета от 1 до 1,75 фунтов на кубический фут внутреннего объема.»
Переведём единицы в систему СИ. 1 фунт на кубический фут будет равно16 г/л, что неплохо коррелирует с плотностью, при которой получен минимум резонансной частоты в статье https://baseacoustica.ru/istorija/47-zakrytyj-jaschik-polveka-istorii-i-bolshoe-buduschee, где также не разделяются вклады увеличения гибкости внутреннего объёма и присоединённой массы в снижение резонансной частоты динамика в ЗЯ:
Здесь получено максимальное снижение частоты резонанса на 9%, что соответствовало бы увеличению суммарной гибкости системы (динамик+воздух в ЗЯ) на 19%, если бы не было влияния присоединённой массы.
У Тома получены максимальные значения увеличения гибкости 26% и 18% для ЗЯ и 51% – для ФИ, с той же оговоркой. Очевидно, что в случае ФИ присоединённая масса ЗПМ сильно повлияла на массу воздуха в тоннеле ФИ: «сквозняк» внутри оформления ФИ гораздо мощнее, чем в ЗЯ, и синтепон вокруг внутреннего края порта ФИ и на всём пути к задней стороне диффузора шевелило не по-детски.
«Прогнозируя КПД системы, имейте в виду, что показатель Qes – и, следовательно, показатель Qts – у ЗЯ упал.»
Qes – естественно, очепятка, имелось в виду Qms. Qts падает в любом случае быстрее, чем резонансная частота, смотрите ту же https://baseacoustica.ru/istorija/47-zakrytyj-jaschik-polveka-istorii-i-bolshoe-buduschee .
«А в случае с ФИ пик кривой импеданса на нижней стороне частоты настройки сильно затухал ниже точки резонанса корпуса.»
Это интересное наблюдение. К сожалению, есть сомнения в квалификации автора, что нивелирует даже это наблюдение. В случае, если оно действительно имело место, необходимо сделать вывод, что по пути от ФИ к динамику было СТОЛЬКО синтепона, что на частоте нижнего резонансного горба, где амплитуда динамика просто бешеная, синтепон работал весьма мощной ПАС! В общем случае влияние ЗПМ на импеданс системы с ФИ очень сложное и зависит от распределения, плотности, закрепления ЗПМ внутри корпуса относительно порта ФИ и динамика. Однозначно лишь то, что все экстремумы кривой импеданса сглаживаются.
«Я также обнаружил, что слишком хорошо – тоже плохо: системный резонанс (Fsb) снова возрастает, начиная с плотности заполнения около 1,5 фунтов на кубический фут объема ящика.»
Даже не представляю, насколько упала эффективность ФИ при столь сильном влиянии ЗПМ на частоту его настройки. Думаю, его эффективность примерно сравнялась з ЗЯ. Автора это не интересует?
«Это происходит потому, что волокна настолько плотно прижаты друг к другу, что перестают шевелиться и, следовательно, перестают рассеивать тепло.»
No words & comments.
«Я также обнаружил, что с увеличением размера ящика заполнение становится менее эффективным. Мораль басни: чем больше Ваш корпус, тем труднее обмануть Ваш низкочастотный динамик.»
Мораль басни: Том получил заказ от CAR STEREO REVIEW написать статью. Задание выполнил, гонорар получил. После публикации статьи появилась целая армия обманутых любителей «низкого баса», но его это не интересует. Капитализмус, идрить.
«Несколько практических правил: заполните небольшие корпуса (с внутренним объемом до 3 кубических футов или меньше) 1,5 фунтами волокнистого заполнителя на каждый кубический фут внутреннего объема, и вы должны получить увеличение объема ящика примерно на 30% без серьезного влияния на другие показатели качества. Для бОльших корпусов добавьте заполнитель из расчета примерно 1 фунт на кубический фут, и вы должны получить прирост виртуального объёма около 25%.»
Несмотря на провальную лабораторную, выводы для «небольших корпусов» частично правильные (1,5 раза расхождение с https://baseacoustica.ru/istorija/47-zakrytyj-jaschik-polveka-istorii-i-bolshoe-buduschee ). Для них любое снижение резонансной частоты и Qts – во благо. Расхождение может быть вызвано как особенностями синтепона, так и отличием в параметрах динамика и объёме ЗЯ. Правильность рекомендации для бОльших корпусов – под вопросом.
«Одно можно сказать наверняка: вы произведете впечатление на своих друзей в художественной галерее и бистро.»
100%. 😊
Make a small box act like a larger one with polyester fiberfill
