Фазоинвертор или закрытый ящик: сравнение и что лучше
Качество акустического звучания напрямую зависит от передачи низкочастотной составляющей звука. В сабвуферах закрытого типа сложно получить низкую граничную рабочую частоту. Повышение общей упругости системы уменьшает показатели звукового давления на низких частотах. В целях усовершенствования работы музыкальных динамиков, специалисты заручились поддержкой дополнительных устройств таких, как фазоинвертор и закрытый ящик.
Особенности фазоинвертора
Фазоинвертор – музыкальное устройство, представляющее собой щель или трубу. Вспомогательный элемент располагается во внутренней части корпуса звуковой системы. Задача фазоинвертора – преобразить один входной сигнал в два. Акустический резонатор инверсирует, то есть постепенно переворачивает звуковые волны, зарожденные на тыльной части диффузора. Перевернутая звонкая волна соединяется со звуками фронтальной поверхности диффузорной конструкции. Таким образом, повышается степень звукового давления. На свет появляется низкочастотный звук.
Размер и вид порта изделия определяет частоту резонанса и объем воздуха. Специалисты выпускают кольцевые и щелевые по форме устройства. Кольцевой вид – классический вариант туннеля фазоинвертора. Щелевые каналы мастерят с целью увеличения внутренней площади фазоинверторного порта. В продаже отсутствуют цилиндрические по форме туннели. Цилиндрический порт снижает уровень шума и значительно уменьшает его длину. В таком случае представленное устройство не сможет качественно справиться с поставленной задачей.
Выбор профессионалов и музыкальных любителей в пользу фазоинвертора объясняют следующие преимущества доступного оборудования:
В то же время в арсенале музыкального агрегата имеются свои слабые стороны. Среди них выделяют низкий уровень качества звука, а также невысокие переходные характеристики. Длительность нарастания и затухания сигнала полностью зависит от состояния здоровья фазоинвертора. Могут возникать определенные трудности в процессе согласования взаимодействия усилителя с акустической системой.
Минусы фазоинвертора побуждают новичков и опытных меломанов пользоваться закрытыми ящиками.
Все о закрытом ящике
Закрытый ящик – один из популярных видов акустического оформления. Простой сабвуфер имеет вид герметичного короба. Устройство с относительно ровными амплитудно-частотными характеристиками отлично взаимодействует с разными музыкальными направлениями. ЗЯ предназначен для инструментальной, джазовой, клубной и классической музыки. Отличная находка для поклонников ровного баса.
И все же закрытый ящик подходит не для всех видов музыкального динамика. Определить совместимость помогут параметры Тиля-Смола указанные в специальной документации, прилагаемой к звуковому устройству. В случае отсутствия рекомендаций от производителя, проверить совместимость можно самостоятельно, с помощью некоторых подсчетов. Значение резонансной частоты динамической головки необходимо поделить на значение плотной добротности, то есть Fs/Qts. Если полученная цифра в результате математический действий окажется ниже 80 ГЦ, значит приобретенный закрытый ящик подходит для выбранного динамика. В противном случае, следует подыскать другое акустическое оформление.
Основными достоинствами закрытого ящика называют небольшие габариты конструкции, а также качественное звучание. По объему корпус такого сабвуфера идеально подходит для разных видов низкочастотных динамиков. Простое в использовании музыкальное устройство обладает ровным АЧХ. Закрытый ящик придется по душе почитателям разных музыкальных жанров.
Сравнение музыкальных устройств и особенности применения
Фазоинвертор и закрытый ящик – схожие и одновременно такие разные музыкальные помощники. У представленных видов акустического оформления единая цель существования – повышение уровня звукового давления и улучшение качества низкочастотного звука. Оба вида сабвуфера привлекают меломанов своими небольшими габаритами. И закрытый ящик, и фазоинвертор можно собрать самостоятельно или приобрести в специальных магазинах (даже через интернет).
И все же представленные варианты акустического оформления во многом отличаются друг от друга. Покупка фазоинвертора обойдется дешевле, нежели приобретение герметичного короба. При этом изготовить закрытый ящик своими руками намного проще, чем создать ФИ. Первый вид сабвуфера славится высоким уровнем КПД, тогда как вторая акустическая система лучше взаимодействует с разными музыкальными направлениями. Обсуждаемые конструкции отличает уровень качества звука. У закрытого ящика звук качественнее, чем у его оппонента.
Выбор и использование сабвуфера зависит от финансовых возможностей и личных предпочтений меломана. Для подчеркивания и установки определенной частоты лучше приобретать фазоинвертор, так как подобные возможности имеются в его настройках. В погоне за качественным звучанием рекомендуют остановиться на ЗЯ. Желающим самостоятельно изготовить акустическую систему приглянется закрытый ящик. С помощью этого сабвуфера меломаны наслаждаются мелодиями разных музыкальных направлений.
Выбор акустики: фазоинвертор против закрытого ящика?
Здравствуйте уважаемые форумчане. Давно тут не был.
На какое-то время остановился в бесконечных поисках своего звука. Система не особо мудреная — Denon PMA-1520AE, полочники Heco Celan GT 302 на укороченных стойках Paradigm, саб Castle, и ЦАП Arcam irDAC.
Что сказать. Определенно намучился, пока не заставил эту связку петь. Были проблемы с басом. От Хеко с трудом получил более менее внятные НЧ. Виной всему конструкция ФИ в этих колонках. Без гула они играют только на полу. Баса много. Но он проявляется не так и не там, где я хочу его слышать. Если коротко — это какая-то каша. Масло-масляное. Саб, по сути, не нужен. Колонки не для рока. Возможно для определенных жанров — они (Целаны) идеальны. Но в классическом роке что-то не то.
Пробовал в разных комнатах. Результат везде один. Ну не моя это акустика. Не несет она мне радости от прослушивания музыки. Утомляет. И вот, задумал я ее сменить. Попробую, конечно, их продать. Хоть и не думаю, что это будет легко. А менять надо однозначно. И вот вопрос. На что?
Смотрю в сторону трехполосных ЗЯ. А поскольку сейчас практически не делают таких, то скорее всего это должно быть что-то из прошлого. Но достойного прошлого)). Потому и создал эту тему. Возможно, кому-то приходилось копать в этом направлении с похожей сборкой. Может кто что подскажет. Бюджет в пределах уровня составляющих этой самой сборки. Ездить со всем этим добром на прослушивания, у меня нет возможности. Пока собираю информацию. Спасибо.
Ответы
Винтаж был актуален когда стоил оптимальных денег, примерно в 2010 г., когда аппаратура из Японии стала массово продаваться с аукционов к примеру за культовые модели АС от диатонов, ямах и др. просили 30-50 тр, про усилки вообще молчу, сейчас просят в том же состоянии и намного хуже 80-120 тр. типо для настоящих ценителей, коллекционеров и тех кто не успел, а сильно нужно. Для рядового слушателя hi-fi нет не какого смысла тратить эту сумму за кота в мешке. Надо понимать, что в то время были другие требования к системам, слушали и проектировались АС под другую музыку, средства измерения и проектирования были другими. Многие же баловались в настройках звуковой карты или ещё где, режимами настроек эквалайзера типа рок, поп, в ванной, так вот когда слушаешь эти АС, особенно несколько моделей в один раз в сравнении создаётся ощущение, что в этих АС «всегда включен» какой то режим эквалайзера, не говорю, что это плохо, да же очень музыкально в ряде случаев, но за эти деньги целесообразно купить АС уровня топ hi-fi современный. Там много подводных камней!
Если б/у, то поищите Quad 25l signature (именно «подпись»), верх попроще чем у модели S, но в остальном все тоже.
Это уже что-то. Спасибо, сейчас поищу инфу об этой акустике. Да, имел ввиду бюджет в стоимость Heco Celan. Вобщем, все компоненты моей системы находятся приблизительно в одной ценовой категории. Усилитель достаточно мощный. Думаю, с ним проблем не должно возникнуть. Комната 20 м.кв.
В интернете про них информации не много. На счет усилителя, не обольщайтесь. ) В 20 кв.м с меньшим индексом «за глаза».
По Вашему, Denon 1520 слабоват? На счет усилителя, я как раз был спокоен, и ничего менять не собирался)
Хороший усилитель, но не уровень колонок, если купите АС будет видно устроит или нет. Я пробовал разные, тот что нравился по деньгам не тянул, данные АС отзывчивы к качеству усиления, потому и заморочился.
Присмотритесь из » Танной «, там есть акустика закрытого типа.
Arslab Old School Superb 90
Смотрел. Для меня очень дорого. Долго копить)
Можно из любой советской акустики сделать хорошо звучащую. И без особых переделок и возьни с фильтрами. Есть комплект динамиков, специально разработанных для этой цели. И недорого.
С Эстонией не знаком.
А так переходить на более серьёзный бюджет.
а JBL4344,JBL 4365,JBL S4700,JBL S9900 потянете?закрытые по моему неплохо басы выдают-лучше чем с фазоинвертором.
Преимущество закрытых сабов еще и в том, что его можно вплотную к стене ставить, нет влияний от ФИ.
а с другим усилком крутить не довелось?
Крутил. И с младшим Деноном, и с лампой. Акустика, похоже, не для моих жилищных условий.
У меня,уже четвертый год АС Opera Seconda(ЗЯ), 2.5 полосы очень радует,правда в 15кв.м и слушаю я в основном джаз! Хотя и Slayer,какой нибудь вполне способна отыграть😂 На вторичке,где то за 70-80 т.р. была,с год назад примерно.
Из пенопласта вырежи затычку и заткни фазоинвертор, получишь ас с зя.
Неужели ты допускаешь, что за два года пользования этой акустикой, я не затыкал им ФИ?
Без фазиков они вообще НЧ не воспроизводят.
Вопрос в следующем.
На мой взгляд, такую технику можно покупать только при личном осмотре, после проверки работоспособности, косметического состояния и конечно же подачи музыкального материала. Заказывать и покупать в слепую, это все равно что в рулетку сыграть.
имхо винтаж дешевле новодела равного по звуку.да и качество изготовления высокое-микро сейки на инджапане стоят неслабо и спрос на них есть.то же самое можно сказать и про усилители винтажные например накамичи сансуй и т.п. а JBL4344,JBL 4365,JBL S4700,JBL S9900 маленьких комнат не боятся.это не ширпотреб.
подводные камни зависят от уровня разработчика.если разработчик хороший специалист то их нет.а это стоит неслабо.
Может кто-то знает такие места в Киеве, где можно было бы послушать, пощупать и купить древние АС?
Только авторизованные пользователи могут отвечать на вопросы, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
Акустические системы: стены, сферы, ящики, каналы (часть 5)
В общих чертах, мы уже узнали, какие бывают источники звука, преобразующие электрический сигнал в акустический, и более подробно ознакомились с тем, как устроен самый распространенный в настоящее время источник звука — динамик. Но чтобы воспроизвести звук правильно, или, как принято говорить, с высокой верностью (hi-fidelity), соответствующей аппаратуре Hi-Fi, одного только динамика явно недостаточно.
Динамик в одиночестве почему-то не звучит
Давайте проделаем эксперимент. Возьмем любой простенький широкополосный или среднечастотный динамик небольшого размера и поставим его на стол диффузором вверх. Подключив к усилителю, послушаем через динамик музыку. Странно: динамик, вроде, в порядке, но как-то не звучит. Получается искаженно, не полно, а низких частот почему-то вообще нет.
Теперь продолжим эксперимент. Окружим ладонями динамик с двух сторон, выстроив ими продолжение плоскости диффузора за краями. Результат: появились низкие частоты и все зазвучало гораздо лучше.
То, что создавало проблемы в начале, называется акустическим коротким замыканием. Звуковые волны, воспроизводимые передней поверхностью диффузора, за краями динамика взаимодействуют со звуковыми волнами, воспроизводимыми задней поверхностью, и вычитаются между собой, что приводит к ослаблению слышимого звука, особенно на низких частотах. Для того, чтобы преодолеть этот негатив, и существует такое понятие как акустическое оформление. Простейший вариант нам удалось создать вручную. А теперь изучим основные типы акустического оформления.
Плоская стена
Акустическое оформление призвано заставить правильно работать поверхность подвижной системы динамика. Простейший вариант акустического оформления называется «плоская стена». В нашем эксперименте мы, собственно говоря, ее и создали. И если взять листовой материал достаточной площади, проделать в нем отверстие диаметром с диффузор и зафиксировать в нем наш динамик, то он зазвучит очень пристойно.
Акустическое оформление плоская стена (слева) и открытое (справа)
Физически оптимальным акустическим оформлением может быть плоская стенка бесконечной площади, за которой находится бесконечный объем — на него работает тыльная поверхность диффузора. В реальности такой объект невозможен. Плоская стенка преодолевает короткое замыкание не полностью, а ее размеры должны выбираться по принципу «чем больше — тем лучше». Еще одним недостатком плоской стенки является то, что на ее базе можно создать только дипольный излучатель — звук будет воспроизводиться с обеих сторон, что не всегда является позитивным фактором.
Закрытый ящик
Этих недостатков лишен другой тип акустического оформления, широко распространенный по сей день. Он называется «закрытый ящик» (З.Я.) Смысл его работы следует из названия. Динамик монтируется в стенку герметично закрытого ящика, объем воздуха в котором, кстати, имеет собственный резонанс и, будучи правильно рассчитанным, способен позитивно повлиять на амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) акустической системы — именно так называется созданный нами объект. Для демпфирования внутреннего объема ящика в него часто помещают пористый материал, распределяя его по стенкам или локально. Это может быть хлопковая вата, стекловата, поролон и т. д.
Акустическое оформление — закрытый ящик
Технологичнее и проще всего сделать нашу акустическую систему, то есть, колонку, в виде прямоугольного параллелепипеда. Но у такого варианта есть немало недостатков. Прежде всего, это внутренние резонансы — когда звук «мечется», отражаемый параллельными стенками, от стенки к стенке, резонируя на определенных частотах. Математические расчеты показывают, что одним из лучших вариантов закрытого ящика является шар, но уж никак не параллелепипед, от которого часто пытаются отойти. Разработчики стремятся сделать стенки не параллельными, закруглить углы и так далее, что позитивно влияет на звучание и негативно — на стоимость системы.
Фазоинвертор, лабиринт, ПАС
Акустическое оформление «закрытый ящик» при неплохом звучании имеет и негативные моменты. Мало того, что сам по себе коэффициент полезного действия нашего динамика не так уж высок. В закрытом ящике к тому же «работает» только передняя поверхность диффузора, излучение задней поверхности до нашего слуха не доходит, понижая КПД системы приблизительно вдвое.
Применить с пользой излучение с задней стороны диффузора позволяет акустическое оформление «фазоинвертор». В ящик вставляется труба, и ее геометрия в сочетании с объемом ящика рассчитывается таким образом, чтобы резонанс получившейся системы приходился в нужную область частотного диапазона, а излучение в этой частотной области для слушателя было синфазным (синхронным) с передней поверхностью диффузора.
Таким образом, излучение, «забранное» от задней поверхности диффузора, дополняет излучение передней. КПД системы на низких частотах резко повышается. Именно поэтому практически в большинстве современных колонок используется фазоинвертор. С другой стороны, такое оформление может привести к определенному падению качества звучания, причем именно в басовом диапазоне.
Акустическое оформление — трасмиссионная линия
Отдельным классом акустического оформления считается лабиринтное, в котором к тыльной стороне динамика примыкает достаточно длинный фазоинвертор, сделанный в виде некоего криволинейного канала. Кроме того, и сам порт фазоинвертора может иметь переменное сечение и специальную аэродинамическую геометрию поверхностей, которая предотвращает дополнительные призвуки от движения столба воздуха внутри фазоинвертора.
Иногда это действительно похоже на лабиринт
Отчасти аналогичный принцип реализован в акустическом оформлении с применением панели акустического сопротивления, когда, к примеру, задняя стенка закрытого ящика делается перфорированной, то есть, с множеством отверстий, закрытых тканью, создающей определенное сопротивление потоку воздуха.
Пассивный излучатель
И, наконец, акустическое оформление, получившее распространение в автономных аккумуляторных спикерах, особенно популярных последнее время. Это пассивный излучатель (ПИ). Фактически, ПИ — это тот же динамик, но только без магнитной системы и голосовой катушки. Его диффузор имеет определенный вес и параметры подвижной системы. Резонансная частота такого пассивного излучателя может быть рассчитана на заданный диапазон при том, что его размеры гораздо меньше, чем размеры аналогичного столба воздуха — впечатляющие «низы» можно получить от устройства сравнительно небольших размеров.
Акустическое оформление — пассивный излучатель
Потому пассивные излучатели и получили особое распространение в компактных спикерах. Существует система с более изощренным применением ПИ, когда низкочастотный динамик с малым диаметром, но длинным ходом, работает на пассивный излучатель гораздо большей площади, способный сформировать пониженный низкочастотный предел получившейся колонки.
Рупор
Все вышеперечисленные варианты акустических оформлений применяются, по большей части, в области низких частот. Что же касается остальных частот слышимого диапазона, то здесь применимы рупорные варианты акустического оформления. На самом деле, для низких частот рупоры тоже делают, но они получаются очень уж большими.
Так работает рупор
Рупор позволяет сделать изучение динамика узконаправленным, резко подняв звуковое давление, то есть громкость, в зоне прослушивания. Сейчас рупорные системы применяются нечасто. С одной стороны, их звучание можно назвать аудиофильским. С другой стороны, рупорным системам присуща серьезная неравномерность амплитудно-частотной характеристики — такие колонки бывают очень хороши для одних жанров музыки и не годятся для других.
Как устроен кабинет?
Простейший корпус колонки — его еще называют кабинет — это обычный ящик. Но не стоит думать, что здесь все так просто. На стенки корпуса действует серьезное давление, вызванное движением диффузора, поэтому корпус должен быть достаточно «жестким, но не звонким», то есть иметь хорошее сопротивление к возникновению собственных резонансов. Для этого внутри корпуса устанавливают дополнительные элементы жесткости — ребра, распорки. Внутренний объем корпуса в идеале не должен иметь параллельных стенок: зачастую они просто закруглены, но и полностью сферические корпуса — не такая уж редкость.
Типичный корпус из MDF
Казалось бы, логично сделать стенки корпуса из обычной древесины, но в этом случае возникают проблемы, связанные с неоднородностью (анизотропностью) и плохой повторяемостью параметров этого материала. Потому наиболее распространенным материалом кабинетов стал МДФ — древесно-волоконная плита. Часто применяется и березовая фанера, используют слои деревянного шпона, последовательно накладываемого на клей, композитные материалы, такие как стеклопластик, металлы — экструдированный алюминий, сталь и даже свинец.
Колонки из бетона
На нескольких выставках последнее время появились достаточно удачные колонки, отформованные из бетона. Технологии кабинетов акустики зависят от того, в каких условиях акустика будет работать. Естественно, что для ландшафтных, морских, автомобильных систем применяются материалы, устойчивые к погодным условиям, солнечному излучению, воде, пыли и т.д.
Для каждой полосы — свой динамик и вариант акустического оформления
Не стоит забывать, что в случае с широкополосным динамиком, ему понадобится один собственный кабинет с тщательно просчитанными характеристиками. Но если мы имеем дело с двух- или более полосной системой, то излучатель каждой полосы частот должен получить свое отдельное акустическое оформление.
Существовали различные воззрения на максимальное необходимое количество частотных полос в акустике. В некоторых образцах колонок семидесятых годов прошлого столетия, например, таких полос могло быть до 5–7. Сейчас пришли вроде бы к оптимальному количеству полос для полноразмерных акустических систем — от двух до четырех. В полочных и бюджетных напольных системах чаще делают две полосы, а более серьезные модели могут вдобавок к трем полосам иметь излучатель самых верхних частот, который называют супертвитером.
Некоторые разработчики очень много внимания уделяют форме камер драйверов
Чаще всего полноразмерная напольная колонка имеет три полосы, и тогда практически весь объем кабинета отдается под акустическое оформление низкочастотного динамика/ов. Среднечастотник имеет свой собственный бокс внутри корпуса колонки, который полностью изолирует заднюю сторону диффузора динамика от влияния низкочастотника. Что касается твитера, то тыльная сторона мембраны работает на небольшой объем, образованный конструкцией самого динамика, либо на специально сформированные дополнительные полости, например, в виде трубки.
Спереди пищалка чаще всего имеет вариант рупорного оформления, который в последнее время часто называют волноводом. Это рупор широкого раскрытия, рассчитанный таким образом, чтобы диаграмма направленности пищалки соответствовала всем остальным излучателям, формируя правильную область прослушивания, то есть область, в которой звучание нашей колонки будет наиболее качественным.
Каждому динамику — своя полоса сигнала
Понятно, что звуковой электрический сигнал, поступающий в нашу колонку от усилителя, должен быть разделен согласно возможностям каждого динамика, то есть, на каждый динамик должна попадать часть сигнала, соответствующая его рабочему диапазону частот. Чаще всего это разделение сигнала на полосы осуществляет установленная в колонке схема пассивного кроссовера.
Расчет работы системы кроссовер-динамики-кабинет является одной из важнейших задач создания качественной акустики. В зависимости от характеристик каждого из динамиков подбираются и рассчитываются свойства кроссовера — в частности, крутизна затухания сигнала за границами отведенного динамику частотного диапазона, которая определяет так называемый порядок кроссовера.
Слева направо: двухполосный кроссовер 1-го порядка, 3-го порядка, трехполосный кроссовер 2-го порядка
К альтернативным вариантам разделения частот между динамиками относится раздельное усиление, называемое еще бивайринг (Bi-wiring) и биампинг (Bi-amping). В этом случае к каждому динамику подключается отдельный усилитель. Распределение частот осуществляется на входе таких усилителей электронным кроссовером. Такой вариант может быть точнее настроен и чаще всего обеспечивает более качественное звучание. В случае, когда усилители интегрируются в кабинет, такая колонка называется активной.
Какие бы разные схемы и подходы мы не рассматривали, становится очевидно, что создание акустической системы — это инженерная задача, граничащая с высоким искусством и требующая от разработчика знаний акустики, хорошего уровня материаловедения, подготовки в области электроники и схемотехники. К тому же, всему этому хорошо бы еще сочетаться с хорошим слухом, музыкальным вкусом и большим опытом прослушивания музыки.
Другие материалы цикла «Акустические системы»:
