Designing Lautsprecher - Teil 15 Öffnen Leitbleche und Bass

Teil 15 - Offene Leitbleche und Bass

Wenn Sie einen Sprecher denken, denken Sie an einem Lautsprecher in einer Box. Peter Comeau erforscht die Alternativen.

F oder so lange, wie viele von uns erinnern kann, Lautsprecher sind in Boxen kommen, aber das war nicht immer der Fall. Mit Ausnahme der Panel-Lautsprecher wie Elektrostatik, ein Gehäuse und eine Antriebseinheit scheinen untrennbar miteinander verbunden. Wenn wir in der frühen Geschichte der Lautsprecher aussehen, jedoch ist es übersät mit, was wir jetzt nennen, offene Prall Lautsprecher.

zuerst ein altes Radio mit einer perforierten Rückplatte entdeckt zu haben, in der hallo-Fi-Tradition von Sprechern in Kisten gebracht worden erinnere ich mich an seine entsetzt, als ich. Wie könnte ein ‚offener Kasten‘ möglicherweise jeden Bass produzieren? Sicherlich die vorderen und hinteren Wellen würden sich gegenseitig aufheben?

Tischradios der 1930 - 1950-Ära, wie dieser EKCO 75, verwendet, um die tiefen,

Bakelite Schrankgehäuse als verlängertes Leitblech zu wirken, in der Regel mit einer Einbau

perforierte Rückwand für die Belüftung.

Doch Bass aus diesem Radio kam, vielleicht nicht sehr tiefe Bässe, aber Bass war dennoch vorhanden! Die Antwort, wie ich kam, um herauszufinden, wenn ich Lautsprecher eher aufmerksam studiert ist, dass Frequenzen werden nur gelöscht, wenn ihre Halbwellenlänge den Abstand zwischen der Vorder- und Rückseite der Antriebseinheit überschreitet.

Für den Anfang nur ein Idiot würde eine kreisförmige Leitblech machen. Wer will die totale Absage an der Prallgrenzfrequenz? Ändern, um die Ablenkplatte an einem rechteckigen und man kann sehen, dass es drei Dimensionen sind, dass die Halbwellenlängen Annullierung bestimmen, und zwar in Höhe, Breite und Ecke Ecke. Offensichtlich werden Sie beginnen Stornierung bei der kleinsten Dimension zu bekommen, sagen die Breite, aber dies wird durch die Verstärkung der Strahlung bei den größeren Dimensionen auftretenden verwischt werden.

Als Folge der unterschiedlichen Dimensionen, wird eine vollständige Auslöschung erst bei einer viel niedrigeren Frequenz auftreten. Dies könnte so viel wie die Hälfte sein, berechnet als bei Frequenzen unter 100 Hz, Raumgewinn wird beträchtlich.

Zum Beispiel, wenn wir Raumgewinn bei 40Hz nehmen zu 6 dB über dem bei 80Hz - nicht unvertretbarer Prämisse für Lautsprecher auf dem Boden gelegt und in der Nähe einer Seitenwand - dann ist unser 215cm runde Leitblech erhebliche Ausgabe bis zu 40 Hz erzeugen kann (wo würde es normalerweise werden -6dB unter reflexionsfreien Bedingungen gemessen).

Diese Tabelle zeigt die Beziehung zwischen Leitblech Durchmesser (in Metern) und das

bis der Fahrer Resonanz ist, wenn die Steigung 18 dB pro Änderungen erreicht

Strahlung zusammenfallen, hier als Fp gezeigt. Es wird auch weiter sein

Spitzen bei Vielfachen von F p, weshalb im allgemeinen kreisförmigen Leitblechen

Jetzt bekommen wir irgendwo, und es beginnt zu allem sinnvoll, wenn wir an Panel-Lautsprecher wie die Quad elektrostatische schauen, wo die Prall Breite eindeutig nicht mehr als 2 Meter ist! Durch die Erhöhung nur eine Dimension, sagt die Höhe und damit die Lautsprecher Paar auf den Boden und möglicherweise kann die Seitenwand, starke Basswiedergabe auch die Orgel-Enthusiasten zu erfüllen erreicht werden!

Ich werde behaupten nicht, dass Sie die gleiche Bassleistung im Raum von einem offenen Stau Lautsprecher erreichen werde, wie Sie können von, sagen wir, eine Übertragungsleitung Lautsprecher von ähnlichen Gesamtabmessungen. Als meine Frau darauf hingewiesen, wenn die Wiedergabe eines Werk Bach-Orgel zu hören im Radio „Orgelmusik klingt besser in einer Kirche, wo Sie die Kraft der tiefen Töne fühlen können“.

Ich weiß, was sie meint. Diese Fähigkeit, wirklich die Luft zu bewegen, so dass es viszerale sowie hörbare Auswirkung hat, ist etwas fehlt in den meisten hallo-Fi-Anlagen, Box-Lautsprecher oder nicht. Aber Sie große Lautsprecher brauchen, um wirklich machen es möglich.

So bedenkt, dass die meisten Menschen wie kleine Lautsprecher in ihren Wohnzimmern, was der Punkt ist die offene Leitblech zu verfolgen? Ich werde Ihnen sagen - es ist, dass die Box fehlt!

Trotz der besten Absichten des Lautsprechers Designer in Verspannung Bereitstellung, Dämpfung, interne Absorption, das Hinzufügen eines Ports, ein Horn oder eine Viertelwellenrohr, gibt es kein Entkommen aus der Tatsache, dass eine Box hinter einem Lautsprecher setzen Resonanz gerade fördert.

die meisten von uns jetzt aufwachsen Hören dieser Box Resonanzen aus jedem Lautsprecher, den wir hören. So sind wir daran gewöhnt. In der Tat formulierte ich eine Theorie vor vielen Jahren, dass wir zu hören Box Resonanzen so verwendet werden, dass der Ton scheint ‚falsch‘, wenn man sie wegnehmen.

Das könnte zum Teil erklären, warum Panel-Lautsprecher oft als ‚dünn‘ beschrieben werden oder ‚leichten‘ von einigen Hörern beim ersten Hören eines elektro. Aber wenn Sie Panel Lautsprecher Anhänger sprechen werden sie die ersten sein Box-Lautsprecher zu beschreiben, wie klingt plummy und gefärbt.

Theoretische Auftragung der Fahrerantwort auf einer kreisförmigen Leitblech. Beachten Sie, dass Spitzen bei fP und seine Vielfachen auftreten.

Gibt es irgendwo dazwischen? Wäre es möglich, einen der Kuchen zu haben und es zu essen? An einem Punkt in meiner Jugend war ich auf den Klang von Gilbert Briggs Wharfedale SFB3 ausgesetzt. Dieser Sand gefüllt Baffle Lautsprecher mit seinen drei Antriebseinheiten gaben den gleichen Eindruck von Bass-Power als seine Konkurrenten portieren, aber ohne ihren klumpig, schlecht definiert Bass und farbige Mitten. Klar, dass das offene Blendensystem kann zur Arbeit gemacht werden.

Unser erstes Problem bei der Suche, wie ein offenen Stau Lautsprecher zu entwerfen, ist, dass die Antriebseinheiten. Fast jede einzelne Antriebseinheit im Handel heute hergestellt bestimmt in einer Schachtel einer oder andere Art, um am Ende, so ist es kaum verwunderlich, dass Antriebseinheiten von allen wichtigen Herstellern entwickelt, um das Beste aus einem Gehäuse zu machen, in der Regel eines portieren ein.

In Briggs Tag war dies nicht so. Mit wenig Vorstellung von der exakten Wissenschaft hinter der Beziehung zwischen Compliance, Masse, Dämpfung und Helmholtz-Resonanz-Antriebseinheit Designer der 40er bis 50er Jahre sorgte dafür, dass ihre Geräte eine gute Leistung bei niedrigen Frequenzen erzeugen würde, ohne fallen zu Bits auf einer offenen Leitblech . Kein Wunder also, dass sie unverhältnismäßig große Gehäuse geeignet waren, ob portiert oder geschlossene Box-Typen, wenn Sie wollten ihre Basseigenschaften erhalten.

Plot von 100 mm Treiber auf eine 300-mm-kreisförmigen Ablenkplatte, die die Beziehung zwischen dem FC zeigt,

Fp und die Mitteltöner Leistungspegel. Circular Schikanen sind zu vermeiden!

Wirkung der Fahrer auf Qts LF-Antwort. Wie Qts erhöht wird, so ist Bassausgang Richtung

die Fahrer freie Luftresonanz. A Qts von etwa 1 ist für eine offene Prallbasseinheit akzeptabel.

Aber es ist ein Bereich, der Industrie, in der Bass-Antriebseinheiten noch im offenen Stall sein müssen, oder halboffenen, Schränke ebenso wie die Tischradios der alten - die Gitarre Industrie! Wenn es um die Combo Kabinen Gitarre kommt, kann man noch zehn oder zwölf Zoll Monster Antriebseinheiten in praktisch offen zurück Schrank sieht von rivetingly harten Transienten in der Nähe von Zerstörung auf der Bühne schlug.

WAHL DES BASS DRIVER

Also, was genau suchen wir von einem Fahrer, die es geeignet für unsere offene Schallwand macht? Die erste unserer Interessen ist Exkursion, insbesondere Ausflug durch einen linearen Betriebsbereich. Der Grund, warum dies so wichtig ist, ist, dass es keine Rückstellkraft auf die Membran ist, wie es in einem Gehäuse sein würde. Wenn Sie erwägen, das Hinzufügen Bassentzerrung die Reaktion des Fahrers zu verlängern, dann werden seine Exkursionsgrenzen kritische, wie Sie die Fahrer bitten, mehr zu tun als die Frequenz verringert wird.

Good Axiom 150 aus dem Ende der 1950er Jahre ist typisch für große Tieftönern

seines Tages (Staubkappe und whizzer Konus in diesem Beispiel entfernt). Diese waren ideal

Vergleichen Sie zu einem modernen Eminence ProAudio Fahrer - nicht zu viel Unterschied?

die Elastizität der Aufhängung und die elektrische Bedämpfung von seinem Magnetsystem Als nächstes müssen wir bei der Qts des Fahrers sehen, die durch seine bewegliche Masse definiert ist. Auch für einen Lautsprecher in einem Gehäuse, würden wir normalerweise einen Q wählen> 0,3 für eine geschlossene Box Lautsprecher und einem Q < 0.5 for a reflex design.

Für eine offene Baffle Lautsprecher eine passive Frequenzweiche mit benötigen wir tatsächlich einen Fahrer mit einem hohen Qts. Ein Qts> 0,77 bedeutet, dass der Verstärker es einfacher, die Lautsprecher zu treiben, wenn die Frequenz an das System Resonanz annähert finden. Durch die sorgfältige Auswahl der Resonanzfrequenz können wir diese verwenden, um die Antwort zu erweitern unterhalb der Prallfrequenz abgeschnitten.

Schließlich wird die Suche nach niedrigen Fs, die Frequenz der Grundresonanz des Fahrers, geht aus dem Fenster. Der einzige Grund, warum wir in einem Treiber für einen niedrigen Fs suchen für den Einsatz in einem Gehäuse bestimmt ist, weil wir ganz genau wissen, dass die Resonanzfrequenz beträchtlich erhöht werden, in vielen Fälle verdoppelt, durch die Reaktanz der Luft im Gehäuse. Somit ist für einen Bassreflex oder geschlossenen Box Lautsprecher normalerweise wir für ein Fs von 30Hz aussehen oder niedriger, um eine Systemresonanz zu erreichen, sobald der Fahrer in der Box ist, von unter 60 Hz.

Plots der Fahrer montierten niedrig auf Leitblech, in der Nähe zu Boden, was zeigt,

Stornierung und Verstärkungseffekte zwischen direkten und reflektierten Schall.

Unsere Offene Baffle jedoch wird nicht der Fahrer Resonanz auf diese Weise zu beeinflussen. So können wir einen Fahrer Fs wohl wissend wählen, dass diese enge Fs zu unserem endgültigen System sein wird. Die Zahlen in der 40-60Hz Region tut einfach gut.

Also, was haben wir skizziert ist eine Antriebseinheit, die normalerweise nicht vorhanden ist - ein gute Linearität mit kontrolliertem Ausflug, hohem Qts, und eine relativ hohen Fs, oh, und ein zu hohen Empfindlichkeit!

Deshalb für Pro-Audio entwickelt Treiber verwenden beginnen plötzlich attraktiv aussehen. Wir können beginnen, die 12in (30cm) und 15 Zoll (38 cm) Treiber untersuchen, die normalerweise ein sattes großen Gehege, um jede Basserweiterung zu erreichen benötigen würden. Zunächst sehen diese Treiber so falsch, hallo-fi - leichtes Papier Kegel, gefaltet ‚Akkordeon‘ umgibt, begrenzt Xmax - aber denken Sie daran, wir müssen diese Treiber nicht die gleiche Arbeit zu tun, als ob sie in einem Gehege waren.

Roll umgibt ermöglicht große Exkursionen, notwendig, in einem Reflexlautsprecher die erhebliche cone Bewegung zu handhaben. Ebenso sind die großen Membranauslenkungen, definiert als Xmax, die für kleinere Membranlautsprecher sind einfach nicht mit einem 30 cm Konus oder höher erforderlich. Für die kleinen Bewegungen des Kegels der gefaltete Einfassung, die eine gute Rückstellkraft liefert, beginnt wie eine gute Idee zu suchen.

Natürlich sind diese Treiberfunktionen genau das, was Sie in Lautsprecher sehen werden den 1940er und 50er Jahren zurückgeht. Wir neu zu erfinden das Rad nicht hier! Das macht sie nicht minder relevant in einem modernen Lautsprechersystem. Wir haben nur sorgfältig das Engineering des Restes des Lautsprechers zu wählen.

WAS IST VOLL RANGE

Zu diesem Zeitpunkt taucht die üblichen Interessenten aus der ‚Breitbänder‘ Brüderlichkeit. Ja, viele der Funktionen, die ich beschrieben habe auch mit den kleineren Breitbänder tun übereinstimmen. Aber, wie viele DIY Lautsprecher Experimentatoren herausgefunden haben, der kleine Durchmesser Fostex nur produzieren nicht ‚echten‘ Bass, wenn die Musik fragt sie. Ja, können Sie sie in Viertelwellenresonatoren stopfen zu ‚verbessern‘, was wenig Bass-Ausgang haben sie, aber auf einem Open Baffle sie können einfach nicht genug Luft auf eigene Faust bewegen.

Wharfedale SFB3 Rückansicht. Hinweis Ausschnitte in den Seitenflügeln 'Resonanz zu reduzieren

und Verspannung Stabilität zu verbessern. Da die Basseinheit erwartet ist näher

auf den Boden Grenze und der Mitteltöner höher. Ein Kegel höhe Einheit auf ihrem

eigenes Leitblech, nach oben zeigt auf der Rückseite!

Zurück zum Anfang dieses Stückes, und Sie werden sehen, dass ich erwähnte, wie der Boden und möglicherweise Seitenwand, unser Prall Design kommt, wenn wir die Lautsprecher in einem realen Raum setzen. Es macht keinen Atomwissenschaftler treffen, um zu sehen, wenn wir den Tieftöner nah an den Boden gelegt wird das Leitblech natürlich durch den Bodenkontakt hat. Dies läßt eine dreiseitige Leitblech und durch den Fahrer nahe an den Boden setzen, die vertikale Abmessung des Leitblechs erhöht wird.

Nun das bedeutet nicht, dass Sie den Treiber Knall gegen die Unterkante setzen. Sie haben den Boden Reflexion zu prüfen, die, wenn sie in der Frequenz zu hoch auftritt, wird die obere Basswiedergabe des Fahrers Kerbe aus. Als Kompromiss jedoch hat diese Position für unsere Antriebseinheit erhebliche Gewinne und wenige Beeinträchtigungen. Außer einem.

Wenn Sie die Fahrer wollen voller Bereich liegt, der letzte Ort, den Sie berücksichtigen sollen, ist in der Nähe auf den Boden. Verschiedene Gründe auftauchen, wie wir die Vor- und Nachteile zu prüfen beginnen, das offensichtlichste davon ist, dass der Fahrer nicht auf Ohrhöhe ist. Umfassendes Angebot Fahrer haben eine relativ schlechte Dispersion bei hohen Frequenzen und wirklich Nachfrage tun, dass sie irgendwo um Ohrhöhe für einen sitzenden Zuhörer positioniert sind.

Als nächstes denken Sie daran, dass der Boden Reflexion irgendwo im mittleren Bereich auftreten wird - es gibt keine es zu vermeiden ist - so die weiter vom Boden entfernt, desto besser. Wenn Sie Teppich auf dem Boden unter dem Lautsprecher haben, und die in diesen Tagen nicht, dann wird dies einen erheblichen Dämpfungseffekt auf dem mittleren und hohen Frequenzausgang jeder Antriebseinheit in der Nähe.

Alles das deutet auf ein Zwei-Wege-oder Drei-Wege-Lautsprecher. Wir können die Bass-Einheit positionieren, wo sie am meisten profitieren von der Schallwand und Boden Verlängerung gewinnen, so dass die Mitte / Höhen aufgenommen werden, wo er / sie sein sollte.

SL6000 Subwoofers Celestion, hier unter einem SL600 gesehen, hatte keine

Kabinett und erreichte niedrig, aber benötigte ein elektrisches Ausgleichsnetz.

Die Gefahren der mit Flügeln

Es gibt nur noch ein paar Aspekte, die wir bevor sie sich auf die endgültige Gestaltung der offenen Tür Baffle berücksichtigen müssen. Eine davon ist sollten wir von den Seiten der Prall ‚Flügel‘ haben Falten zurück? Die einfache Antwort auf diese ein ‚Ja‘ lautet, mit der Maßgabe.

Umfalten der Seiten der Ablenkplatte erstreckt sich offensichtlich die Ablenkplatte und trägt dazu bei, die Grenzfrequenz. Es ist besonders nützlich für den lateralen Weglänge zu erhöhen und es erheblich unterschiedlich zu der vertikalen Dimension Leitblech machen, von denen alle zu ‚blur‘ hilft und den Leitblech Schritt in der Frequenzantwort glätten.

Zusätzlich erhöhen diese Seite ‚Flügel‘ die Stabilität des Leitblech. Wie sonst wollen Sie es halten Aufstehen? Vorsicht, jedoch für die reflektierenden stehenden Wellen, die durch diese gefalteten Seiten eingerichtet sind. Denken Sie daran, in Bezug auf eine Box mit der Rückseite fehlt. Was Sie hören, mit tiefem ‚Flügel‘ ist eine hohle, resonant Honky Natur an die Mitteltöner, die wirklich sehr unangenehm, vor allem am Gesang und Klavier ist. Sie wäre besser dran, die Treiber in einem Kasten setzen, anstatt tief Seitenflügel haben - zumindest dann könnte man eine gewisse innere saugfähig sind die Auswirkungen der Resonanz zu reduzieren.

Ein modernes Nehmen auf der offenen Prall Lautsprecher - Jamo Flaggschiff R909.

So halten die Seitenfalten flach und verjüngen sie so, dass alle stehenden Wellen treten nicht auf nur ein oder zwei akustisch offensichtlich Frequenzen. Die Anziehungskraft der Verjüngung der ‚Flügel‘ in einem Zwei-Wege-System ist, dass die Basseinheit den maximalen Nutzen aus dem erweiterten Leitblech empfängt, während die Mitteltöner, der den schmaleren Abschnitt der Verjüngung ‚sieht‘, noch ‚offen‘ ist und so leidet weniger Reflexion.