​Noções básicas de acústica para manequins: tipos de design acústico de alto-falantes. Qual sistema de alto-falantes comprar Tipo de sistema de alto-falantes passivo

A qualidade do som dos alto-falantes depende em grande parte do seu design e design. Portanto, primeiro consideraremos os principais tipos de alto-falantes amplamente utilizados em dispositivos eletroacústicos modernos. Em primeiro lugar, notamos que as colunas estão divididas em vários tipos de acordo com o tipo de caixa:

  • comum, em caixa retangular (em forma de paralelepípedo);
  • em caixa com seção transversal em forma de trapézio ou triângulo (em geral, com paredes não paralelas);
  • em um corpo esférico ou elipsoidal.

Uma caixa comum na forma de um paralelogramo com ângulos retos é o tipo mais comum e barato de design acústico para alto-falantes. Sua principal desvantagem é a manifestação perceptível de seus próprios fenômenos ressonantes, o que cria irregularidades na resposta de frequência e na resposta de fase do alto-falante na região de baixas frequências e deteriora a qualidade da reprodução do som nesta banda. Para combater as ressonâncias, são utilizadas paredes grossas e tipos especiais de madeira, o que aumenta drasticamente o custo dos alto-falantes. Algumas empresas fabricam caixas com lascas de mármore prensadas, compensado espesso com revestimento betuminoso, etc. Para o mesmo fim, as paredes internas da coluna são revestidas com materiais absorventes de som - borracha porosa, espuma de borracha, lã de vidro, etc. das pranchas são revestidas com materiais especiais - até a plasticina infantil dá bons resultados.

Um fenômeno muito desagradável é o aparecimento de ondas estacionárias em uma caixa, na qual os máximos e mínimos da amplitude de oscilação parecem congelar no espaço. Qualquer objeto na caixa (até o condutor que vai até o alto-falante), caindo no antinodo das ondas, pode sofrer fortes vibrações e levar ao aparecimento de sons altos e desnecessários. Mas, antes de tudo, o próprio corpo do alto-falante e suas partes - os painéis frontal e traseiro, tampas laterais - vibram. Para suprimir ondas estacionárias, também é útil usar revestimentos absorventes de som e escolher um formato de caixa racional. Os casos retangulares convencionais não são de forma alguma os melhores neste sentido.

Ondas estacionárias podem se formar não apenas no volume da caixa, mas também no difusor do alto-falante. Para suprimi-los, é necessário selecionar cuidadosamente os materiais para o difusor. Por exemplo, a empresa B&W (Grã-Bretanha) utiliza para isso um material fibroso especial - o Kevlar, que possui fibras transversais e longitudinais tecidas como os canudos de uma cesta. Os difusores de Kevlar não produzem ondas estacionárias porque a fricção nas fibras as amortece efetivamente.

Alguns desenvolvedores produzem unidades de som de banda larga nas quais um ou dois alto-falantes de alta frequência são colocados dentro de um enorme difusor de woofer (arranjo coaxial). Isso elimina a interação acústica de cones de radiação não coaxiais e, ao alinhar as fases iniciais de oscilações dos emissores, aumenta significativamente a pureza espacial do som. Mas tal projeto pode aumentar a influência da modulação e da distorção de intermodulação. Esses alto-falantes são frequentemente usados ​​​​para som em interiores de automóveis, onde Hi-Fi e até mesmo High-End prestam grande atenção à qualidade da reprodução do som.

Atualmente, as caixas de plástico são usadas apenas em alto-falantes baratos que não afirmam ser da classe Hi-Fi. Embora não haja nenhuma razão científica para acreditar que tipos especiais de plástico serão piores que a madeira, os amantes da música argumentam que somente com alto-falantes de madeira é possível obter uma reprodução “ao vivo” dos sons de um violino Stradivarius, do baixo suave e suculento de um duplo graves e nítidos, mas sem quaisquer impurezas de sons de instrumentos de percussão. Isto pode ser verdade - a madeira tem sido usada há séculos nos corpos de muitos instrumentos musicais. A elasticidade da massa de ar em um corpo de pequeno porte leva a um aumento notável na frequência de ressonância dos woofers, que é difícil de obter sem isso. Encher uma caixa com materiais absorventes de som (e pontas) equivale a aumentar seu volume em até 30%. O fundo da caixa ou um suporte especial para ela é importante. A caixa de um sistema de alto-falantes de alta potência vibra visivelmente, e a transferência dessas vibrações para o chão pode alterar drasticamente o som das baixas frequências. É ainda pior se criar um som de chocalho audível - o que não é incomum. Portanto, a parte inferior da caixa do alto-falante deve ser maciça e ter suportes especiais para absorção de som. Existem muitos suportes especiais para sistemas de alto-falantes - incluindo aqueles que os elevam à altura da altura humana - é desejável colocar os alto-falantes na altura dos ouvidos.

Tendo tratado do formato da caixa, notamos que as colunas estão divididas em mais dois tipos:

  • com corpo bem fechado;
  • com uma caixa com orifícios para reflexo de graves.

A caixa fechada absorve completamente os curto-circuitos acústicos. Mas, infelizmente, revela outro fator que limita a reprodução das baixas frequências - a elasticidade e ressonância do volume interno de ar. Devido à elasticidade do volume de ar interno, a frequência de ressonância do alto-falante em tal caixa geralmente aumenta visivelmente. O aquecimento do ar durante a compressão e as alterações nos seus parâmetros acústicos também são importantes, o que cria distorções não lineares adicionais. A caixa deve ser durável e ter paredes bastante grossas.

Como resultado, não importa como você olhe, para reproduzir frequências abaixo de 50-60 Hz você ainda precisa de um case grande e alto-falantes com baixa frequência de ressonância (até 25-40 Hz). Para suprimir a ressonância do volume interno da caixa e os reflexos não menos prejudiciais das ondas das paredes da caixa, a caixa é preenchida com material absorvente de som - muitas vezes dentro dessas caixas você pode encontrar “almofadas” com lã de vidro ou espuma borracha.

A forma ideal da caixa é uma bola ou um elipsóide. No entanto, fazer caixas de madeira com este formato é muito difícil e caro. Prensar essas caixas a partir de materiais de fibra também é caro. De tempos em tempos, muitas empresas produzem alto-falantes em formato esférico, mas com caixas plásticas moldadas. Em vez disso, isso é uma homenagem à sua aparência incomum do que à melhoria da qualidade do som - até agora, além de madeira, painéis à base de madeira ou compensado prensado sob alta pressão, não existem materiais decentes e acessíveis para uma caixa de alto-falante.

Alto-falantes com bass reflex acústico para melhorar a reprodução de graves (BassReflect) se espalharam. É criado por um furo no corpo e um tubo de determinada seção e comprimento. O inversor de fase emite vibrações sonoras de baixa frequência emitidas pela parte traseira do cone do alto-falante para fora, mudando sua fase para o oposto. Como resultado, as vibrações sonoras das partes frontal e traseira do difusor são adicionadas e a saída do alto-falante na região de baixa frequência aumenta visivelmente. Resultados particularmente bons são obtidos quando o pico de saída cai em frequências ligeiramente inferiores à frequência de ressonância do alto-falante - isso leva a um nivelamento perceptível da resposta de frequência na região de baixa frequência. O ajuste preciso da resposta de frequência nesta área é obtido alterando o comprimento do tubo bass reflex - duas vezes o comprimento do tubo bass reflex é igual ao comprimento de onda da frequência ressonante.

Na maioria das vezes há um reflexo de graves; menos frequentemente, dois reflexos de graves são usados. Os orifícios de reflexo de graves podem ser colocados nas partes frontal e traseira do alto-falante. Em um tubo bass reflex cilíndrico ou quadrado, ocorrem frequentemente reflexos e ondas estacionárias, o que prejudica a reprodução dos sons percussivos. Bons resultados são obtidos fazendo um tubo com uma mudança suave (por exemplo, hiperbólica) na seção transversal com seu formato oval. Isto melhora a aparência estética dos alto-falantes e permite obter uma frequência de corte mais baixa do que com um bass reflex convencional. No entanto, a qualidade do som em baixas frequências não depende muito do tipo de orifício do reflexo de graves em si - portanto, em muitos alto-falantes, mesmo de alta qualidade, o orifício do reflexo de graves simplesmente se parece com um orifício redondo. Para suprimir reflexões e ressonâncias do tubo, você pode cobrir o buraco com um pano. Mas isso raramente é feito - o fluxo de ar na saída do reflexo de graves é tão forte que o tecido pode balançar como uma vela ao vento, o que pode criar tons desnecessários. Por esse motivo, muitas empresas fabricam tubos bass reflex com contornos suaves.

Um exemplo de alto-falantes com gabinete aberto são os alto-falantes de áudio SB-M20 da empresa japonesa Technics, mostrados. Seu orifício de reflexo baixo está localizado na parte de trás do corpo. Um diferencial desses alto-falantes é a utilização de um tweeter com difusor de mica, que amplia a faixa de frequências reproduzidas para 45 kHz. A potência nominal e máxima desses alto-falantes é de 50 e 100 W, a frequência de cruzamento do filtro é de 2,5 kHz, a sensibilidade é de 87 dB/W/m, a resistência é de 6 Ohm, as dimensões são 202x324x234 mm e o peso é de 6 kg. Os alto-falantes utilizam um woofer com diâmetro de 14 cm e um alto-falante de alta frequência com diâmetro difusor de 2,5 cm. O formato especial do núcleo do sistema magnético garante uniformidade do campo magnético em todo o espaço de movimento da bobina, que reduz distorções não lineares em baixas frequências, onde a amplitude das oscilações As bobinas são grandes.

Uma maneira de reduzir o tamanho dos alto-falantes é introduzir neles um labirinto sonoro. Ele é criado usando inúmeras divisórias dentro da caixa. Embora o labirinto possa melhorar significativamente o nível de reprodução de baixas frequências, ele complica significativamente a montagem e configuração dos alto-falantes. E, portanto, raramente é usado. O papel de um labirinto às vezes é desempenhado por pontas que preenchem o espaço dentro dos alto-falantes - no entanto, eles são mais frequentemente usados ​​​​como materiais de absorção de som em alto-falantes fechados. De modo geral, o debate sobre quais alto-falantes (fechados ou abertos com bass reflex) são melhores não diminuiu por muitos anos. Alto-falantes fechados com materiais de absorção de som de alta qualidade fornecem uma resposta de frequência mais uniforme na região de baixa frequência. Mas, ao mesmo tempo, sua saída cai significativamente e para acionar esses alto-falantes é necessário usar amplificadores mais potentes. Alto-falantes com reflexo de graves facilitam a obtenção de alta saída em baixas frequências, mas geralmente são caracterizados por alguns estrondos nessas frequências. Em última análise, a qualidade do som depende principalmente do tamanho da caixa do alto-falante e do rigor do seu design acústico.

Dedicados à acústica de uma sala, descobrimos que qualquer sala é uma espécie de ressonador que afeta dramaticamente o caráter sonoro do sistema. Agora é hora de falar diretamente sobre as fontes desse som, ou seja, sobre os sistemas de alto-falantes.

Para compreender corretamente os processos que ocorrem em uma caixa na parede na qual um ou mais alto-falantes estão montados, você precisa ler atentamente alguns livros, cada um contendo mais fórmulas do que todo o curso escolar de física. Não vou me aprofundar tanto, então este material não vale a pena como uma análise abrangente ou um guia para a construção de alto-falantes audiófilos. No entanto, eu realmente espero que ajude os amantes da música iniciantes (e alguns crônicos também) a navegar adequadamente pela variedade de soluções acústicas, cada uma das quais seus desenvolvedores, é claro, consideram a única correta.

Por algum tempo após a invenção do emissor eletrodinâmico com difusor cônico (ok, apenas dinâmica) em 1924, sua moldura de madeira serviu principalmente para funções decorativas e protetoras. Isso é compreensível - depois de muitos anos ouvindo discos através de membranas de mica e sinos de gramofone, o som do novo aparelho, mesmo sem nenhuma modificação acústica, parecia simplesmente a apoteose da eufonia.

As membranas de gramofone eram geralmente feitas de alumínio ou mica

No entanto, as tecnologias de gravação melhoraram rapidamente e ficou claro que era extremamente problemático reproduzir de forma mais ou menos plausível a faixa audível com um alto-falante simplesmente montado em algum tipo de suporte. O fato é que a cabeça dinâmica, deixada por conta própria, está em estado de curto-circuito acústico. Ou seja, as ondas das superfícies frontal e traseira do difusor, emitidas, é claro, em antifase, se sobrepõem perfeitamente, o que afeta mais tristemente a eficiência da operação e, principalmente, a transmissão dos graves.

Aliás, no decorrer desta história falarei com mais frequência sobre baixas frequências, já que sua reprodução é um ponto chave no funcionamento de qualquer caixa acústica. Devido ao curto comprimento das ondas emitidas, os drivers HF não precisam interagir com o volume interno do alto-falante e, na maioria das vezes, ficam completamente isolados dele.

Alma bem aberta

A maneira mais fácil de separar a radiação frontal de um alto-falante da parte traseira é montá-lo em uma blindagem tão grande quanto possível. Dessa ideia simples nasceram os primeiros sistemas acústicos, que eram uma caixa com parede posterior aberta, pois para compactação as bordas da blindagem eram simplesmente retiradas e dobradas em ângulo reto. No entanto, em termos de reprodução de graves, o sucesso de tais designs não foi muito impressionante. Além da imperfeição da carroceria, o problema também estava no curso da suspensão dos difusores, que era muito pequeno para os padrões modernos. Para sair de alguma forma da situação, foram utilizados alto-falantes de maior tamanho possível, capazes de desenvolver pressão sonora aceitável com pequena amplitude de vibração.


PureAudioProject Trio 15 TB com drivers LF de 15" em painéis de bambu de três camadas

Apesar da aparente primitividade de tais designs, eles também tinham algumas vantagens e eram tão específicos e interessantes que os adeptos dos alto-falantes abertos não morreram até hoje.

Para começar, a ausência de obstáculos no caminho das ondas sonoras é a melhor forma de aumentar a sensibilidade. Este ponto é especialmente valioso para amplificadores valvulados audiófilos, especialmente aqueles de terminação única ou sem feedback. Difusores de papel de grande diâmetro, mesmo com potência de cerca de quatro a cinco watts, são capazes de criar um som bastante impressionante e ao mesmo tempo surpreendentemente aberto e livre.


Com 1,2 m de altura no mundo da acústica aberta, os Jamo R907 são considerados quase compactos

Quanto à radiação traseira, para não introduzir distorção no som direto, ela deve chegar ao ouvinte com um atraso perceptível (mais de 12-15 ms) - neste caso, sua influência é sentida como uma leve reverberação, apenas acrescentando ar ao som e ampliando o espaço musical. A sutileza é que para criar esse “atraso perceptível”, os alto-falantes, é claro, devem estar localizados a uma distância razoável das paredes. Além disso, a grande área do painel frontal e o tamanho impressionante dos drivers de baixa frequência têm um impacto correspondente nas dimensões gerais dos alto-falantes. Em suma, proprietários de salas de pequeno e até médio porte, por favor, não se preocupem.

A propósito, um caso especial de sistemas abertos é a acústica construída em emissores eletrostáticos. Somente devido ao diafragma quase leve de uma grande área, além de todas as vantagens descritas acima, os eletrostatos adicionam a capacidade de transmitir delicadamente até mesmo os contrastes dinâmicos mais nítidos, e devido à falta de separação de sinal nas zonas médias e agudas, eles também têm uma precisão tímbrica invejável.

Projeto aberto

Prós: Alto-falantes traseiros abertos de última geração são uma ótima maneira de se divertir ouvindo alto-falantes puristas de tubo único.

Desvantagens:É melhor esquecer imediatamente os graves de compressão gordos. Todo o percurso sonoro deverá estar subordinado à ideia de acústica aberta, e os próprios alto-falantes deverão ser escolhidos entre um número extremamente limitado de propostas.

Trancado em uma caixa

Com o aumento da potência e a melhoria dos parâmetros do amplificador, a sensibilidade ultra-alta da acústica deixou de ser o principal obstáculo, mas os problemas de resposta desigual de frequência e, principalmente, da reprodução correta dos graves, tornaram-se ainda mais prementes.

Um passo gigantesco em direção ao progresso nessa direção foi dado em 1954 pelo engenheiro americano Edgar Vilchur. Ele patenteou um sistema de alto-falantes de tipo fechado, e isso não foi de forma alguma um artifício no estilo dos atuais trolls de patentes.


O pedido de patente de alto-falantes de Edgar Vilchur foi encerrado

Naquela época, o bass reflex já havia sido inventado e, claro, um alto-falante também foi testado mais de uma vez em uma caixa com fundo, mas nada de bom resultou disso. Devido à elasticidade do volume de ar encerrado, foi necessário perder uma parte significativa da energia do difusor, ou tornar o corpo proibitivamente grande para reduzir o gradiente de pressão. Vilchur decidiu transformar o mal em bem. Ele reduziu bastante a elasticidade da suspensão, transferindo assim o controle do movimento do difusor para o volume de ar - uma mola que é muito mais linear e estável do que uma corrugação ou anel de borracha.


Numa caixa fechada, os movimentos do difusor são controlados pelo ar - ao contrário do papel ou da borracha, não envelhece nem se desgasta.

Desta forma, foi possível não só eliminar completamente o curto-circuito acústico e aumentar a saída em baixas frequências, mas também suavizar significativamente a resposta de frequência em toda a sua extensão. No entanto, um ponto menor também surgiu. Descobriu-se que o amortecimento com um volume de ar fechado leva a um aumento na frequência de ressonância do sistema móvel e a uma acentuada deterioração na reprodução de frequências abaixo desse limite. Para combater este problema foi necessário aumentar a massa do difusor, o que logicamente levou a uma diminuição da sensibilidade. Além disso, a absorção de quase metade da energia acústica dentro da “caixa preta” não poderia deixar de contribuir para a redução da pressão sonora. Em uma palavra, o novo tipo de alto-falantes exigia amplificadores de potência bastante elevada. Felizmente, naquela época eles já existiam.


Subwoofer SVS SB13-Ultra com design acústico fechado

Hoje, o design fechado é usado principalmente em subwoofers, especialmente naqueles que exigem desempenho musical sério. O fato é que, para home theaters, o desenvolvimento energético dos graves mais graves costuma ser mais importante do que a precisão dinâmica e de fase em toda a faixa de baixas frequências. Mas combinando um sub fechado relativamente compacto com satélites decentes, você pode obter um som muito mais correto - embora não cheio de graves superprofundos, mas extremamente rápido, coletado e claro. Todos os itens acima também podem ser atribuídos a alto-falantes full-range, cujos modelos “fechados” aparecem ocasionalmente no mercado.

Caixa fechada

Prós: Velocidade de ataque exemplar e resolução de baixa frequência. Design relativamente compacto.

Desvantagens:É necessário um amplificador bastante potente. Graves ultraprofundos à beira do infra-som são muito difíceis de alcançar.

O caso é um cano

Outra forma de conter a radiação traseira antifásica era o inversor de fase, em russo literalmente “reversão de fase”. Na maioria das vezes é um tubo oco montado na superfície frontal ou traseira da caixa. O princípio de funcionamento fica claro pelo nome e é simples: como é difícil e irracional eliminar a radiação da parte traseira do difusor, significa que ela precisa ser sincronizada em fase com as ondas frontais e utilizada para o benefício dos ouvintes.


A amplitude e a fase do movimento do ar no inversor de fase mudam dependendo da frequência de oscilação do difusor

Na verdade, um tubo com ar é um sistema oscilatório independente que recebe impulso do movimento do ar dentro da caixa. Possuindo uma frequência de ressonância muito específica, o bass reflex funciona de forma mais eficiente quanto mais próximas as oscilações do difusor estiverem da sua frequência de sintonia. Ondas sonoras de frequências mais altas simplesmente não têm tempo para mover o ar no tubo e, embora as frequências mais baixas o façam, quanto mais baixas forem, mais a fase da radiação do reflexo de graves muda e, consequentemente, sua eficiência. Quando a rotação de fase atinge 180 graus, o túnel começa a abafar de forma franca e eficaz o som do driver de graves. Isto é o que explica a queda muito acentuada na pressão sonora do alto-falante abaixo da frequência de sintonia do bass reflex - 24 dB/oct.


Na luta contra os tons turbulentos, os designers de bass reflex estão constantemente experimentando

A propósito, em uma caixa fechada, em frequências abaixo da resposta de frequência ressonante, o decaimento é muito mais suave - 12 dB/oitava. No entanto, ao contrário de uma caixa vazia, uma caixa com um tubo na parede lateral não força os projetistas a fazerem qualquer esforço para minimizar a frequência de ressonância do próprio alto-falante, o que é bastante problemático e caro. Configurar um túnel bass reflex é muito mais fácil - basta selecionar seu volume interno. Isto é, no entanto, em teoria. Na prática, como sempre, surgem dificuldades imprevistas, por exemplo, em níveis de volume elevados, o ar que sai do buraco pode fazer um barulho quase como o do vento na chaminé de um fogão. Além disso, a inércia do sistema muitas vezes causa queda na velocidade de ataque e deterioração da articulação dos graves. Em uma palavra, o espaço para experimentação e otimização diante dos projetistas de sistemas bass reflex é simplesmente incrível.

Reflexo baixo

Prós: Resposta energética a baixas frequências, capacidade de reproduzir os graves mais profundos, relativa simplicidade e baixo custo de produção (com considerável complexidade de cálculo).

Desvantagens: Na maioria das implementações é inferior a uma caixa fechada em termos de velocidade de ataque e clareza de articulação.

Vamos ficar sem carretel

As tentativas de se livrar dos problemas genéticos do bass reflex e ao mesmo tempo economizar no volume do gabinete sem comprometer a profundidade dos graves deram aos desenvolvedores a ideia de substituir o tubo oco por uma membrana impulsionado por vibrações do mesmo volume de trabalho de ar. Simplificando, outro driver de baixa frequência foi instalado em uma caixa fechada, só que sem ímã e bobina de voz.


Um radiador passivo pode dobrar a superfície efetiva do difusor, ou até triplicá-la se forem instalados aos pares em uma coluna

O design foi chamado de “radiador passivo”, que muitas vezes não é traduzido corretamente do inglês como “radiador passivo”. Ao contrário de um tubo de subwoofer, um difusor passivo ocupa muito menos espaço no gabinete, não é tão crítico para a localização e, além disso, como o ar dentro de uma caixa fechada, amortece o driver principal, suavizando sua resposta de frequência.


Subwoofer de radiador passivo REL S/5. O driver principal é direcionado para o chão

Outra vantagem é que com o aumento da área da superfície radiante, para atingir a pressão sonora desejada, é necessária uma menor amplitude de vibrações, o que significa que as consequências do funcionamento não linear da suspensão são reduzidas. Ambos os difusores vibram em fase, e a frequência ressonante da membrana livre é ajustada pelo ajuste preciso da massa - um peso é simplesmente colado nela.

Radiador passivo

Prós: Design compacto com impressionante profundidade de graves. Falta de tons de reflexo de graves.

Desvantagens: Um aumento na massa dos elementos emissores leva a um aumento nas distorções transitórias e a uma resposta ao impulso mais lenta.

Saia do labirinto

A acústica, armada com reflexos de graves e radiadores passivos, reproduz graves profundos graças aos ressonadores que operam através da mediação do ar no interior dos alto-falantes. Porém, quem disse que o volume do alto-falante não pode desempenhar o papel de emissor de baixa frequência por si só? Claro que pode, e o design correspondente é chamado de labirinto acústico. Em essência, é um guia de ondas com comprimento de metade ou um quarto do comprimento de onda no qual se planeja obter a ressonância do sistema. Em outras palavras, o design é ajustado ao limite inferior da faixa de frequência do alto-falante. É claro que usar um guia de onda de comprimento de onda completo seria ainda mais eficiente, mas então, para uma frequência de, digamos, 30 Hz, ele teria que ter 11 metros de comprimento.


O labirinto acústico é um design favorito entre os acústicos DIY. Mas se desejar, a caixa do formato mais complexo pode ser encomendada pronta

Para encaixar até mesmo uma estrutura duas vezes mais compacta em uma coluna de dimensões razoáveis, divisórias são instaladas na carcaça para formar o guia de ondas curvo mais compacto, com seção transversal aproximadamente igual à área do difusor.

O labirinto difere do bass reflex principalmente por seu som menos “ressonante” (ou seja, não acentuado em uma determinada frequência). A velocidade relativamente baixa e a laminaridade do movimento do ar em um guia de ondas largo evitam a ocorrência de turbulência, que, como lembramos, gera conotações indesejadas. Além disso, neste caso o driver fica livre de compressão, o que aumenta a frequência de ressonância, pois sua radiação traseira praticamente não encontra obstáculos.


Esquema para cálculo do corpo em dbdynamixaudio.com

Existe uma opinião de que os labirintos acústicos criam menos problemas com ondas estacionárias na sala. No entanto, com os menores erros de cálculo no desenvolvimento ou fabricação, ondas estacionárias podem surgir no próprio guia de ondas, que, ao contrário de um reflexo de graves, possui uma estrutura de ressonâncias muito mais complexa.

Em geral, deve-se dizer que o cálculo competente e o ajuste fino de um labirinto acústico são processos muito difíceis e trabalhosos. É por esta razão que este tipo de caixa raramente é encontrado, e apenas em alto-falantes com um nível de preço muito sério.

Labirinto acústico

Prós: Não apenas uma boa resposta, mas também alta precisão tonal dos graves.

Desvantagens: Dimensões sérias, complexidade (leitura - custo) muito alta para criar uma estrutura que funcione corretamente.

Ei, na balsa!

A buzina é o tipo de design acústico mais antigo e, talvez, o mais provocativo. Parece legal, se não chocante, parece brilhante, e às vezes... Em filmes antigos, os personagens às vezes gritam algo nos bocais uns dos outros, e a coloração característica de tal som há muito se tornou um meme tanto na música quanto no filme os mundos.


Avantgarde Acoustics Trio com conjunto de buzinas Basshorn XD de 2,25 m

É claro que a acústica de hoje se afastou muito do funil de estanho com alça, mas o princípio de operação ainda é o mesmo - a buzina aumenta a resistência do ar para melhor coordenação com a resistência mecânica relativamente alta do sistema de alto-falantes em movimento. Assim, sua eficiência aumenta e, ao mesmo tempo, forma-se uma clara direcionalidade da radiação. Ao contrário de todos os designs descritos anteriormente, a buzina é usada com mais frequência em seções de alto-falantes de alta frequência. A razão é simples - sua seção transversal aumenta exponencialmente, e quanto menor a frequência reproduzida, maior deve ser o tamanho do orifício de saída - já em 60 Hz será necessária uma campainha com diâmetro de 1,8 m. esses designs monstruosos são mais adequados para concertos em estádios, onde podem ser encontrados periodicamente.

O principal trunfo dos adeptos da reprodução de trompas é que a amplificação acústica permite, para uma determinada saída sonora, reduzir o curso da membrana e, portanto, aumentar a sensibilidade e melhorar a resolução musical. Sim, sim, mais uma vez um aceno aos proprietários de circuitos valvulados de terminação única. Além disso, com o cálculo adequado, os sinos podem desempenhar o papel de filtros acústicos, cortando abruptamente o som fora de sua banda e permitindo limitar-se ao mais simples e, portanto, introduzir distorção mínima, crossovers elétricos e, às vezes, até ficar sem eles.


Sistemas Realhorns - acústica especial para ocasiões especiais

Os céticos nunca se cansam de nos lembrar da coloração característica da trompa, que é especialmente perceptível nos vocais e lhe confere uma qualidade nasal característica. Realmente não é fácil superar esse problema, embora, a julgar pela forma como tocam os melhores exemplos de trompas High-End, seja bem possível.

Buzina

Prós: Alta eficiência acústica, o que significa excelente sensibilidade e boa resolução musical do sistema.

Desvantagens: Coloração sonora característica e difícil de remover, tamanhos não infantis de estruturas de média e especialmente baixa frequência.

Círculos na água

É com esta analogia que é mais fácil descrever a natureza da radiação dos sistemas acústicos de contra-abertura, desenvolvidos pela primeira vez na União Soviética na década de 80 do século passado. O princípio de operação não é trivial: um par de alto-falantes idênticos é montado de forma que seus difusores fiquem opostos um ao outro em um plano horizontal e se movam simetricamente, comprimindo ou descomprimindo a camada de ar. Como resultado, são criadas ondas de ar anulares que divergem uniformemente em todas as direções. Além disso, as características dessas ondas durante sua propagação são minimamente distorcidas e sua energia decai lentamente - em proporção à distância, e não ao seu quadrado, como no caso dos alto-falantes convencionais.


Duevel Sirius combina elementos de designs de buzina e contra-abertura

Além do longo alcance e omnidirecionalidade, os sistemas de contra-abertura são interessantes devido à sua dispersão vertical surpreendentemente ampla (cerca de 30 graus contra o padrão 4-8 graus), bem como à ausência do efeito Doppler. Para os alto-falantes, ela se manifesta em batidas de sinal causadas por uma mudança constante na distância da fonte sonora ao ouvinte devido às vibrações do difusor. É verdade que a real audibilidade dessas distorções ainda causa muita controvérsia.

A penetração mútua dos campos sonoros concêntricos dos alto-falantes direito e esquerdo cria uma zona de percepção surround muito ampla e uniforme, ou seja, em essência, a questão do posicionamento preciso dos alto-falantes em relação ao ouvinte torna-se irrelevante.


Acústica de contra-abertura ítalo-russa Bolzano Villetri

Uma característica da contra-abertura é que o som que chega ao ouvinte de praticamente todas as direções, embora crie um efeito de presença impressionante, não pode transmitir totalmente informações sobre o palco sonoro. Daí as histórias dos ouvintes sobre a sensação de um piano voando pela sala e outras maravilhas dos espaços virtuais.

Contra-abertura

Prós: Uma ampla zona de percepção volumétrica espetacular, timbres naturalistas graças ao uso não trivial de efeitos acústicos ondulatórios.

Desvantagens: O espaço acústico é visivelmente diferente do palco sonoro concebido na gravação do fonograma.

E outros...

Se você acha que este é o fim da lista de opções de design de alto-falantes, então você subestima muito o entusiasmo pelo design dos alto-falantes eletroacústicos. Descrevi apenas as soluções mais populares, deixando nos bastidores um parente próximo do labirinto - a linha de transmissão, o ressonador passa-faixa, a caixa com o painel de resistência acústica, os tubos de carga...


O Nautilus da Bowers & Wilkins é um dos sistemas de alto-falantes mais incomuns, caros e confiáveis. Tipo de projeto - carregamento de tubos

Este tipo de exotismo é bastante raro, mas por vezes materializa-se num design com uma sonoridade verdadeiramente única. E às vezes não. O principal é não esquecer que obras-primas, assim como a mediocridade, estão em todos os designs, não importa o que digam os ideólogos de uma determinada marca.

Elaborado com base em matérias da revista "Stereo & Video", junho de 2016.

Podem ser divididos em domésticos, estúdio, concerto, instrumentais e outros de acordo com seu escopo de aplicação. Com base na sua localização, os sistemas acústicos são divididos em piso, parede e teto. Além disso, os sistemas de alto-falantes diferem em potência, resistência, formato do corpo e muitas outras características.

Por faixa de frequência operacional Sistemas acústicos pode ser dividido em subwoofers e sistemas de alto-falantes de gama completa. Estes últimos são usados ​​​​para reproduzir frequências de 40-60 Hz a 20 kHz, e os subwoofers são usados ​​​​para reproduzir apenas a faixa de baixa frequência (LF) - de 30 a 70..500 Hz.).

Sistemas de alto-falantes de banda larga

A reprodução de altas e baixas frequências possui características próprias, por isso, para uma reprodução eficaz e de alta qualidade de um sinal de banda larga, são utilizados sistemas de alto-falantes de 2 ou 3 vias.

Sistema de alto-falantes bidirecionais consiste em um alto-falante para reproduzir frequências médias e baixas (12 ou 15 polegadas) e um para altas frequências (1-2 polegadas). Os alto-falantes em sistemas acústicos têm nomes especiais: motorista- um alto-falante que reproduz frequências médias, tweeter ou estridente- altas frequências e alto-falante- baixo. também em sistemas de alto-falantes dispositivos especiais são usados ​​- cruzamentos, que passam a banda de frequência necessária para cada alto-falante e atenuam todos os outros. Num sistema bidirecional, o woofer é alimentado com um sinal de baixa frequência e o tweeter é alimentado com um sinal de alta frequência. A frequência de crossover para o driver é algo em torno de 1,5 kHz, e para o tweeter é um pouco mais alta - cerca de 7 kHz. Ou seja, tudo acima da frequência de crossover é reproduzido pelo tweeter, e tudo abaixo é reproduzido pelo tweeter.

Sistema de alto-falantes passivos bidirecionais

Muitas vezes em dois sentidos Sistemas acústicos pode ter dois alto-falantes de 12 ou 15 polegadas. Neste caso, o sinal de baixa frequência pode ser dividido em duas partes pelo crossover embutido para que o woofer (alto-falante superior) funcione com a parte superior da faixa de baixa frequência, e a inferior apenas com a parte inferior da faixa de baixa frequência. Esse sistema de alto-falantes é chamado de "quase três vias". Torna possível não utilizar um subwoofer separado, o que simplifica muito o processo de instalação de equipamentos de áudio.

Sistema de alto-falantes de três vias usa 3 alto-falantes que reproduzem agudos, médios e graves respectivamente. Basicamente, os sistemas de alto-falantes de 3 vias têm uma resposta de amplitude-frequência (AFC), que é um indicador teórico da reprodução correta do som; é melhor que a resposta de frequência de um sistema de alto-falantes de 2 vias.

A escolha de um sistema de alto-falantes de 3 vias justifica-se quando é necessária uma boa inteligibilidade sonora, por exemplo, em salas com boa acústica. Mas esse sistema de alto-falantes é mais caro e, em muitos casos, um sistema bidirecional é suficiente.

Escolhendo sistema de auto-falantes,É necessário levar em conta que o som de um sistema de banda larga com driver (LF + MF/HF) terá um meio bastante denso, e um sistema com tweeter (LF/MF + HF), pelo contrário, terá tem pouco meio. Ter um médio sólido é melhor do ponto de vista prático do que não ter nenhum, pois pode compensar até certo ponto a falta de volume de baixa frequência e produzir um bom nível de volume geral. Freqüentemente, essas situações ocorrem em discotecas amadoras, quando não há potência suficiente na faixa de baixa frequência, então o meio está totalmente aumentado. Nesses casos, vale a pena escolher um sistema de alto-falantes de 2 vias com um driver que permitirá que os médios soem brilhantes e produzam vocais poderosos e sons de guitarra rítmica firmes.

Subwoofer

Subwoofer chamado sistema acústico, constituído por um ou mais alto-falantes de baixa frequência, tamanhos 15, 18 ou mais polegadas, que são utilizados onde é necessário obter um potente sinal de baixa frequência, por exemplo, em discotecas. Como cerca de 80% da potência está concentrada na faixa de baixa frequência até 300-500 Hz, é melhor usar ativo ou subwoofer passivo, para frequências médias e altas (de 300-500 Hz a 20 kHz), é utilizado um sistema de alto-falantes de banda larga, que possui 2 a 3 vezes menos potência em comparação com a potência de um subwoofer. A presença de um subwoofer em um sistema de som complica sua configuração, mas graças a ele, a reprodução de um sinal de banda larga neste caso dá um efeito muito maior.

Subwoofer

No topo subwoofer muitas vezes há um recesso especial para instalar um tripé no qual ele está instalado satélite— Sistema acústico MF/HF. Porém, com mais frequência, os satélites são instalados em tripés, o que elimina consequências de sua interação, como ligação de localização e vibração.

Sistemas acústicos também dividido em ativo E passiva. A principal diferença entre eles é que um sistema de alto-falantes ativos contém um amplificador, enquanto um sistema de alto-falantes passivos não possui um. Um amplificador de potência externo é usado com um sistema de alto-falantes passivo. A vantagem de um sistema de alto-falantes ativos é sua compacidade, mobilidade e o fato de não exigir trocas desnecessárias. Mas quando falha, dois dispositivos são perdidos ao mesmo tempo - tanto o amplificador de potência quanto o sistema de alto-falantes. Também surgem dificuldades ao aumentar a potência em instalações com acústica ativa.

Sistema de alto-falantes ativos

Na maioria dos casos, um sistema de áudio ativo consiste em dois alto-falantes ativos, enquanto um sistema de áudio passivo consiste em um amplificador e dois alto-falantes passivos.

Na hora de escolher, antes de mais nada, vale considerar onde e para que será utilizado, pois isso dependerá não só de suas características, mas também do formato da caixa, seu design, etc.

Sistemas acústicos pode ser usado em ambientes externos e, em seguida, a caixa do sistema de alto-falantes deve proteger os dispositivos internos contra gotas de chuva, poeira, vento, etc., e em ambientes internos onde essa proteção não é necessária.

Dependendo do propósito Sistemas acústicos são divididos em portais E monitores. Os portais são os principais sistemas acústicos projetados para emitir som para a sala - para os ouvintes, e a finalidade dos monitores é controlar o som no palco, ou seja, para os alto-falantes. Os sistemas acústicos adquiriram o nome de “portal” devido à sua localização ao longo das bordas do palco próximo ao arco do portal. Em grandes salas, para aumentar a qualidade do som, são instalados matrizes lineares, o nome “portal” refere-se ao caso em que uma sala utiliza dois sistemas de alto-falantes montados ou suspensos nas bordas do palco.

Se os centros de música são divididos em midi, micro e mini, o caso é diferente com os sistemas de alto-falantes. Outros parâmetros descritos no artigo são colocados em destaque. Lembramos que a divisão dos centros de música em mini, micro e midi é arbitrária e nem sempre se aplica à potência dos alto-falantes, embora para o micro o limite seja óbvio. A capacidade e a qualidade da mão de obra são levadas em consideração. Nem é fato que os aparelhos se distinguem pelo preço. Qual sistema de alto-falantes comprar se houver confusão com os centros de música - nós resolveremos isso.

Finalidade dos alto-falantes do sistema acústico

Nem todo mundo entende por que um sistema de alto-falantes é necessário. A questão é simples - os fabricantes de centros de música e home theaters, em princípio, não conseguem satisfazer nenhuma situação. A razão são as dimensões das instalações, a forma e os gostos do público. Um sistema de alto-falantes avançado custa muito mais do que o melhor home theater e o melhor sistema de música combinados. O preço impõe restrições à política de marketing.

Acontece que o fabricante quer vender o home theater por um preço mais alto, mas se ele estiver equipado com um sistema acústico melhor, não haverá compradores para o produto. Portanto, os fabricantes de equipamentos confiam em uma pessoa para criar um centro de entretenimento doméstico por conta própria. A escolha é feita com base num compromisso entre capacidades e necessidades. Além disso, os melhores fabricantes muitas vezes não coincidem em três segmentos:

  1. Cinemas caseiros.
  2. Centros musicais.
  3. Sistemas acústicos.

O último grupo está mais relacionado à música profissional, não são eletrodomésticos padrão. Os equipamentos para estrelas são fabricados pelas marcas: Apertura, Bowers & Wilkins, Heco. Provavelmente será difícil encontrar home theaters ou centros de música desses fabricantes. Enquanto isso, os editores estão amplamente representados entre os sistemas acústicos, embora seja difícil encontrar produtos com valor superior a um milhão.

Escondidas entre os sistemas de alto-falantes estão raridades que vão além das capacidades do consumidor médio. É difícil encontrar nas prateleiras uma curiosidade como o Bowers & Wilkins 800 Diamond, mais de dois milhões para um único alto-falante de aparência estranha.

Sistema de alto-falantes caro: pelo que pagar

Começamos nossa pesquisa sobre o Bowers & Wilkins 800 Diamond examinando a ficha do produto. Parecia lógico. Mencionemos que Diamond é um sistema quadrafônico esquecido: os alto-falantes ficam em forma de diamante na frente, atrás e de cada lado do ouvinte. O layout contrasta fortemente com o que é comum nos home theaters hoje.

Por parâmetros:

  • O conjunto inclui dois alto-falantes. Dado o custo proibitivo, este é um indicador importante.
  • Assim como os sistemas acústicos profissionais de classe HiFi, o Bowers & Wilkins 800 Diamond é feito usando um circuito bass reflex.

Inversores de fase

Há muitas frases vagas escritas na literatura, fica-se com a impressão de que os autores não entendem o significado do que escreveram. Os sistemas acústicos bass-reflex são conhecidos desde a década de 30 do século XX, mas começaram a entrar na vida das pessoas comuns com o advento de Elvis.

Resumindo: alto-falantes com woofer desenvolvem ressonância em um determinado tom (claro, baixo). Acontece que o alto-falante está tremendo, os outros alto-falantes simplesmente não funcionam. É claro que este é um fenômeno negativo que precisa ser eliminado. O site já escreveu sobre exaustores de cozinha com supressão ativa de ruído e uma abordagem semelhante é usada aqui.

Havia um microfone no capô que recebia o som do motor, que depois era invertido e emitido por um pequeno alto-falante. Como resultado, o nível de ruído diminuiu 15 dB. Um indicador sério, o capô a 56 dB zumbe como um trator e a 41 dB é quase inaudível.

Um conjunto de passagens é colocado dentro da caixa do sistema de alto-falantes, as dimensões são escolhidas de forma que as vibrações do alto-falante sejam amortecidas na frequência de ressonância. Devido à opção, o volume é reduzido e não ocorre um aumento acentuado nas vibrações. Temos um alto-falante bass reflex de classe HiFi. É difícil calcular os parâmetros e a geometria, algo que os fabricantes silenciam, mantendo em segredo. Está escrito na literatura que ao utilizar o método, duas ressonâncias secundárias de menor amplitude aparecem no sistema.

Cada fabricante decide de forma independente como lidar com eles. Esse sistema de alto-falantes de três vias agradaria com uma descrição extensa. Conclusão do exposto: os alto-falantes para sistemas acústicos em cada uma das três faixas não distorcerão o som geral.

Características avançadas


  • O peso de 102 kg significa que se espera que a qualidade do som seja boa. Os alto-falantes pesados ​​contêm guias de som em seu interior, a madeira de qualidade forma um ressonador complexo e os alto-falantes têm um suporte sólido atrás deles para não distorcer nem um pouco o som.

Usando um sistema acústico como exemplo, ilustramos as capacidades desta classe de equipamento.


Os sistemas acústicos são divididos em tipos dependendo do escopo de aplicação.

  • doméstico (para uso doméstico);
  • estúdio (para uso profissional);
  • show;
  • instrumentais e outros.

Os sistemas de alto-falantes são divididos dependendo de sua localização.

  • chão;
  • parede;
  • teto

Os tipos de sistemas de alto-falantes são divididos de acordo com critérios como potência, resistência, design do gabinete e muitos outros.

Os sistemas de alto-falantes também são divididos por faixa de frequência.

  • subwoofers;
  • sistemas de alto-falantes de banda larga.

Os subwoofers são usados ​​para reproduzir baixas frequências na faixa de áudio percebida pelo ouvido humano. Os sistemas de alto-falantes de banda larga são usados ​​para reproduzir frequências de 40-60 Hz e até 20 kHz.

A reprodução de frequências de diferentes faixas de frequência requer dispositivos diferentes, pois esta função possui características próprias e individuais. Para garantir uma reprodução de som de alta qualidade e atender às necessidades do consumidor, existem tipos de sistemas de alto-falantes no mercado: sistemas de alto-falantes de 2 e 3 vias. Sua finalidade é reproduzir um sinal de banda larga.

O que é um sistema de alto-falantes bidirecional e triplo?

Um sistema de alto-falantes bidirecionais consiste em um alto-falante (serve para reproduzir frequências médias e baixas da faixa de áudio e tem dimensões de 12 ou 15 polegadas) e outro alto-falante para reprodução de altas frequências (tem tamanho de 1-2 polegadas ).

Em sistemas acústicos, os especialistas deram nomes especiais aos alto-falantes:

  • driver - para frequências médias;
  • tweeter (“tweeter”) - para altas frequências;
  • woofer - para baixas frequências da faixa de áudio.

Os sistemas de alto-falantes também são equipados com dispositivos especiais - crossovers. O crossover serve para passar para cada um dos alto-falantes a faixa de frequência necessária para isso. O crossover funciona de forma a atenuar todas as outras frequências desnecessárias. Assim, o alto-falante projetado para reproduzir baixas frequências é fornecido com baixas frequências, e o alto-falante destinado a reproduzir altas frequências é fornecido com altas frequências.

Acontece que os fabricantes equipam um sistema de alto-falantes bidirecionais com dois alto-falantes: 12 e 15 polegadas. Tal sistema é chamado de “quase três vias”. O princípio de funcionamento de tal sistema acústico é o seguinte: o crossover divide o sinal de baixa frequência em duas partes. Ao mesmo tempo, o woofer (ou seja, o alto-falante superior) reproduz as baixas frequências da faixa de áudio, e o inferior funciona apenas com as baixas frequências da faixa de áudio. O que isso dá ao consumidor? Você não precisa comprar o subwoofer separadamente.

Os tipos de sistemas de alto-falantes incluem um sistema de alto-falantes de três vias, que já usa três alto-falantes. Quando você deve escolher esse sistema de alto-falantes? Quando o consumidor deseja obter altíssima clareza e inteligibilidade de qualquer tonalidade de som. Sistemas acústicos deste tipo são bons para uso em salas onde há excelente acústica. Portanto, uma escolha deste tipo terá muito sucesso. Mas os sistemas de alto-falantes de três vias são mais caros que os de duas vias.

Atualmente, sistemas de alto-falantes incomuns estão amplamente representados no mercado. Os designers tentam surpreender os clientes e conseguem. Os consumidores que amam a criatividade sempre podem encontrar algo incomum na linha de produtos.

Qual é o propósito de comparar sistemas acústicos?

O consumidor está interessado principalmente na qualidade do produto. Além disso, o custo é um critério importante. A comparação de sistemas de alto-falantes tem como objetivo testar um produto com base em suas principais características em comparação com os concorrentes.



 

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