Волновод WG104-XX/34 для твитера BlieSMa T34B-4 (T34D-4)

  Зачем?

В этой статье я познакомлю вас с результатами моих экспериментов по разработке компактного корректирующего волновода для одного из моих самых любимых твитеров с бериллиевой диафрагмой BlieSMa T34B-4 (подробный обзор твитера здесь). На текущий момент точка ещё не поставлена, но уже достигнуты, на мой взгляд, неплохие результаты.

Твитер T34B-4 и так хорош сам по себе, как есть. Он рисует очень широкую и отвязанную от колонок звуковою картину, располагающуюся, как правило, за ними. И это очень круто, но иногда бывает, что хочется немного другой звуковой подачи, более крупных, более близких и выразительных звуковых образов. Кроме того, акустические свойства помещений, которые всегда и везде разные, требуют уважительного отношения к себе. Так как характеристики формируемой звуковой картины напрямую связаны с соотношением прямого и диффузного звука, то я решил подкорректировать их небольшим волноводом.

  Постановка задачи

Разрабатываемый волновод должен удовлетворять двум основным требованиям:

1. Снижать дисбаланс пространственной звуковой дисперсии между частотными диапазонами 3-7 кГц и 10-20 кГц

Это позволит ощутимо изменить характер звуковой картины, повысить выразительность звуковых образов и снизить неприятное подчёркивание сибилянтных звуков.

2. Быть максимально компактным

Повышение отдачи, снижение искажений в нижнем диапазоне высоких частот и улучшение временнОго согласования с конусными среднечастотниками за счёт сближения акустических центров по глубине не являются приоритетной задачей этого дизайна, но будут приятным бонусом.

  Конструкция

Разработка волновода WG104-XX/34 (индекс "34" в конце наименования означает отношение к диафрагме диаметром 34 мм) производилась итеративным методом, основываясь на измерениях опытных бразцов, анализа их поведения и внесения корректив в последующие версии. Опытные образцы изготавливались очень точно из МДФ методом ЧПУ фрезерования.

Размер волновода выбран максимально компактным, меньше уже некуда - 104 мм в диаметре, что совпадает с диаметром фланца самого твитера.

Волновод имеет абсолютно простую конструкцию, так как его тыльная сторона полностью гладкая. Он используется накладка на фланец твитера, у которого предварительно снята защитная решётка. Также возможен вариант с крепёжными отверстиями.

Волновод может быть изготовлен из любого твёрдого материала (стекловолокно, гетинакс, акрил, капролон, дерево, металл) методом ЧПУ фрезерования или токарной обработки. Также возможно изготовление методом 3D печати.

Волноводы подходят как для бериллиевого T34B-4, так и для алмазного T34D-4 твитера благодаря идентичности геометрии их диафрагм.

Измерения производились в щите 1650х850 мм на расстоянии 315мм до микрофона. Измерительный сигнал - логарифмический свип-тон наряжением 2.83 Вольта.

  Измерения твитера T34B-4 без волновода

Ниже приведены диаграммы внеосевых АЧХ - обычная и нормализованная, на которой осевая АЧХ принята за опорную, а внеосевые отражают только разницу с ней. Измерения производились со снятой защитной решёткой. Для снижения влияния паразитной дифракции от любых неоднородностей фланца твитера (карманы крепёжных отверстий, монтажная канавка защитной решётки) пространство вокруг диафрагмы было покрыто листами бумаги.  

Очень ровная и гладкая АЧХ, неравномерность в диапазоне 1.5 - 26 кГц не превышает +/-0.5 дБ.

Очень широкая пространственная дисперсия вплоть до точки загиба на 6 кГц.

Ниже приведены результаты моделирования поведения твитера с фильтром ВЧ в программе VituixCAD. Целевая кривая излучаемой мощности принята в виде прямой линии с наклоном минус 1 дБ/октава в сторону высоких частот. Такой наклон не догма, но, из моего личного опыта, в большинстве случаев даёт хороший результат в жилых помещениях.

Первая диаграмма. Цель моделирования - получение ровной осевой АЧХ звукового давления и анализ частотной характеристики излучаемой мощности и индекса направленности DI: 

Видим, что если за критерий проектирования принять горизонтальность осевой АЧХ, то присутствует избыточная излучаемая мощность в полосе до 10 кГц по отношению с диапазоном выше 10 кГц. DI очень медленно растёт до 6 кГц, после чего наступает перегиб и равномерный рост происходит с заметно большей скоростью.

Вторая диаграмма. Цель моделирования - получение характеристики излучаемой мощности с наклоном, соответствующим наклону целевой кривой минус 1дБ/октава:

Так как любые манипуляции в электрической области не влияют на пространственную дисперсию твитера, то кривая DI осталась неизменной. А вот выравнивание энергетического баланса привело к сильному задиру осевой АЧХ выше 7 кГц.

Третья диаграмма - то же самое, что и вторая, только уровень подаваемого на твитер сигнала уменьшен таким образом, чтобы фактическая кривая мощности совпадала с целевой кривой и по наклону, и по уровню. Это сделано для удобства сравнения с последующими диаграммами работы твитера с волноводом:

  Волновод для T34B-4

Ниже приведены диаграммы внеосевых характеристик и результаты моделирования для версий волновода, которые по каким-либо причинам показались мне интересными. Каждая версия обладает своими особенностями, определяющими их поведение и применение в АС. Моделирование производилось по критерию совпадения характеристики излучаемой мощности с целевой кривой. Фильтр высоких частот - полностью пассивный. Уровень входного сигнала неизменный для всех версий волновода - 2.83 Вольта:

Отличительной особенностью эффекта влияния всех волноводов является:

• повышение осевой отдачи в области ниже 7.5 - 11 кГц минимум на 1 дБ, максимум до 3 - 4 дБ в области 4 - 4.5 кГц
• снижение отдачи выше 7.5 - 11 кГц в среднем на 2 дБ
• характеристика излучаемой мощностью совпадает с целевой кривой, при этом осевая АЧХ сохраняет ровный горизонтальный характер
• точка начала сужения дисперсии (роста DI) снизилась с 6 кГц в среднем до 3.5 кГц
• версии волновода WG104-7/34, WG104-8/34, WG104-9/34 обладают равномерным ростом индекса направленности DI
• версии волновода WG104-3/34, WG104-4/34 характеризуются индексом направленности, выходящим на более-менее плоский участок, начиная с 6 и 7 кГц соответственно

  All-inclusive

А вот самая главная и наиболее иллюстративная диаграмма, обобщающая результаты всех экспериментов. Я расчитываю на определённый уровень компетенции моих читателей, поэтому, оставлю её без комментариев. Надеюсь, многие найдут её очень полезной.

  Цена и как приобрести

В данный момент предлагается комплект документации, необходимой для самостоятельного изготовления волновода любой из рассмотренных версий.

Состав комплекта:

1. Файл графического чертежа в формате PDF (для одной версии волновода)
2. Файл в формате STL для печати на 3D принтере (для одной версии волновода)
3. Файл в формате STEP для печати на 3D принтере (для одной версии волновода)
4. Файл в формате IGES
5. Файлы профиля волновода в векторных форматах DXF и DWG

Стоимость документации для изготовления одной версии волновода - 50 EURO. Оплата принимается только через платёжную систему PayPal. Документация отправляется покупателю по электронной почте в течение 24 часов с момента оплаты.

Запросы на приобретение отправляйте на hificompass@gmail.com