Перейти к публикации

Добро пожаловать на форумы АудиоПортала

Eugen Komissarov

Все о фронтальных рупорах

Рекомендованные сообщения

Вопрос об основах (очень желателен, среди прочих, ответ уважаемого КАА)

 

В большинстве трудов, которые мне были доступны, указывается, что традиционно известные принципы работы и математическое моделирование большинства акустических оформлений, приводится с большим количеством грубых упрощений, и могут быть справедливы только для частного случая.

 

В этой связи прошу обоснованной критики следующей точки зрения:

 

Исходники - имеется рупор (например экспонента), постоянная расширения оптимизирована для 100 Гц. Устье выполнено "по учебнику" (окружность равна длинне волны, делённой на пи) и имеет 90^ угол раскрыва.

 

Работа

 

- ниже граничной частоты, рупор почти не излучает - он был-бы продуваем, то-есть хоть что-то излучал бы, просто менее эффективно, если б не относительно маленькое устье. Одна из причин этому - слишком быстрое расширение канала. То-есть мы имеем то, что имели бы в щите, но с поправочкой на меньший угол излучения - очень быстро для данного возмущения среды возрастает площадь этого возмущения. Энергия передаётся частицам среды как-то не оптимально, большие потери.

С другой стороны, для этих волн устье оказывается слишком мало, и происходит частичное отражение волн обратно в рупор, тем болшее, чем больше несоответствие.

 

- по мере приближения к критической частоте (увеличение частоты), закон изменения профиля становится всё более оптимальным для последовательной передачи энергии зв. волны, и в какой то момент наступает оптимальность - площадь возмущения на каждом из участков сечения возрастает ровно на столько, чтобы скорость колебания частиц среды снизилась для оптимальной передачи энергии следующему сечению. И так происходит до устья.

Устье, в этот момент, представляет собой оптимальную площадь излучения для данной скорости колебаний и длинны волны.

 

- частота растёт дальше и все больше и больше начинает сказываться столб воздуха в канале рупора. Он начинает играть роль воздушной пробки, мешающей излучению. Настаёт момент, когда излучение устьем становится меньше, чем было бы прямое излучение головки. То-есть для каких-то частот рупор становится непродуваем.

 

PS В случае отсутствия грубых заблуждений задам ещё вопросы.

PS PS Модераторы, не ругайтесь - следующие вопросы будут иметь прямое отношение к теме!!!

 

С уважением.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
традиционно известные принципы работы и математическое моделирование большинства акустических оформлений, приводится с большим количеством грубых упрощений, и могут быть справедливы только для частного случая.

 

ниже граничной частоты, рупор почти не излучает - он был-бы продуваем, то-есть хоть что-то излучал бы, просто менее эффективно, если б не относительно маленькое устье. по мере приближения к критической частоте в какой то момент наступает оптимальность - площадь возмущения на каждом из участков сечения возрастает ровно на столько, чтобы скорость колебания частиц среды снизилась для оптимальной передачи энергии следующему сечению. И так происходит до устья. Устье, в этот момент, представляет собой оптимальную площадь излучения для данной скорости колебаний и длинны волны.

Да. Применительно к рупору это происходит потому, что трёхмерное дифференциальное волновое уравнение, которым, строго говоря, описываются происходящие в рупоре процессы, заменяется при анализе одномерным (в предположении, что волна остаётся на всём протяжении рупора плоской, хотя это не так) - так называемым уравнением Вебстера, которое уже после дальнейших упрощений (а именно предположения о синусоидальной волне) поддаётся интегрированию для рупоров Бесселя (степенных) и гиперболических.

 

Коллега, не читайте, пожалуйста, за обедом советских газет, как было верно подмечено профессором Преображенским :). Рупор практически не излучает ниже граничной частоты просто потому, что в нём перестаёт существовать волновой процесс: ниже граничной частоты волновое число звуковой волны в рупоре перестаёт быть вещественным и становится мнимой величиной. Всё просто, как три копейки. Полезно, кстати, помнить, что в области критической частоты (малых значений волнового числа) фазовая скорость волны в рупоре существенно превышает скорость звука в открытом пространстве. Оптимальной площади выходного отверстия не существует: она равна бесконечности - поскольку оптимальным является бесконечно длинный рупор, обеспечивающий отсутствие отражений и достижение теоретической величины нагрузочного сопротивления излучения для диафрагмы излучателя. Однако практически квазиоптимальной площадью выходного сечения будет такая, при которой сопротивление излучения в открытое пространство будет близким к таковому для плоской волны.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Здравствуйте!

Мне надо уточнить свои представления о рупорах в плане практического применения, и прошу меня поправить где ошибусь.

Рупор как акустический трансформатор звукового давления, имеет наивысшую эффективность из всех видов а/о. Но у рупора присутствуют свои неустранимые искажения исходного звучания связанные с переотражениями внутри самого рупора. Рупор как акустический преобразователь работает (вернее достигает) с наивысшим КПД вблизи частоты настройки волнового резонанса, соответственно то, что оптимально для одной частоты(группы частот), порождает спад и искажения на всех других? И исходя из этого выходит,что если не ставится задача озвучки больших помещений, то применение рупора для получения наибольшего качества нецелесообразно?

Заранее благодарен за ценные мысли.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

KAA

 

Оптимальной площади выходного отверстия не существует: она равна бесконечности - поскольку оптимальным является бесконечно длинный рупор, обеспечивающий отсутствие отражений и достижение теоретической величины нагрузочного сопротивления излучения для диафрагмы излучателя. Однако практически квазиоптимальной площадью выходного сечения будет такая, при которой сопротивление излучения в открытое пространство будет близким к таковому для плоской волны.

 

Ах вот оно что!!! Ну тогда извиняюсь за беспокойство.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
то, что оптимально для одной частоты(группы частот), порождает спад и искажения на всех других?

 

применение рупора для получения наибольшего качества нецелесообразно?

Разумеется. График изменения вещественной и мнимой компонент входного сопротивления для рупора конечной длины всегда представляет собой немонотонную ("волнообразную") кривую, вид которой определяется сложными тригонометрическими и гиперболическими функциями. При этом для рупоров с одной и той же критической частотой, но разной длиной эти зависимости очень сильно меняются уже при незначительном изменении длины. Поэтому рупор весьма критичен в расчёте и изготовлении.

 

На этот вопрос в такой постановке ответить нельзя. КПД излучателя в конкретном оформлении - чисто количественный показатель - невозможно однозначно соотнести с понятием "наибольшее качество", которое в универсальных показателях невыразимо и уж никак не является точным понятийным коррелятом для термина "эффективность". Более-менее корректно этот набор понятий можно рассматривать только в разрезе системы звукоусиления как единого целого. Когда мы говорим об акустическом оформлении, призванном обеспечить "наибольшее качество" при совместной работе с маломощным усилителем с крайне низким коэффициентом демпфирования без общей ООС, или, допустим, об озвучивании больших гулких помещений либо открытых пространств - это одна песня. Если вопрос ставить иначе - то и мотивчик песни окажется, весьма вероятно, совсем непохожим, да и текст будет сильно отличаться.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Ах вот оно что!!!
Одно допущение вытекает из другого, увы. Поскольку мы предполагаем, что уравнение одномерное и волна плоская, то приходится сохранять в силе и следствие - плоская волна практически не затухает в направлении распространения, а значит, будь рупор хоть длиной в стадион, но конечный - отражения всё равно будут. На практике же, повторюсь, всё куда сложнее, поэтому в конструировании рупоров так велика доля искусства и так труден достаточно точный расчёт :).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Даже такая, в общем-то, узкоспециальная тема очень интересна. Тем не менее, а не стоит ли ее развить в нечто вроде FAQ по фронтальным рупорам и закрепить в топе раздела "Акустика"?

Возможно, с обсуждением звучания экспоненты, катеноида, трактрисы, выбора ШП для данного оформления, целесообразности нагрузки задней стороны диффузора на ЗЯ, ФИ, ПАС и т.п.

Это оформление хорошо тем, что потрясающе звучит, более того, оно способно сделать звук ГД "быстрее" и детальнее, чем в каком-либо ином оформлении.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Это оформление хорошо тем, что потрясающе звучит, более того, оно способно сделать звук ГД "быстрее" и детальнее, чем в каком-либо ином оформлении.

__________________

Здравствуйте. Спасибо КАА за пояснения. Вопрос, а надо ли в условиях "малогабаритки" городить рупор? И переиграет ли он по естественности звучания динамик в щите?

Ведь в обычной среде все звуки имеют свой период затухания, зависимый от направления, угла, влажности воздуха, времени суток и т.д. Всё естественно "записано" в нашу глубокую память с детства в виде образов, ассоциаций, ощущений. И тут вдруг такая неожиданная "рупорная" прыть с супер детальностью и тембр своеобразный. А не покажется ли это неуместным и несстественным, как удар баскетбольного мяча во время скрипичного концерта? Ещё в детстве помню лазали по стройкам и аукали в большие трубы, сложенные штабелями, и слушали отзвук. Ассоциация конечно, но кто знает...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

andrejro на п.29: Я уже не раз высказывался на эту тему, повторюсь: половина инструментов симфонического оркестра - рупорные, голос вокалистов - рупор. Рупорное звучание наиболее естественно, привычно и лучше осуществляется теми же рупорными акустическими устройствами. Прямо излучающие динамики очень далеки по звуку от реальности - нет той динамики, атаки , живости. Щит достигает эффективности рупора только к 8 кгц, там , где это уже не нужно. Так что выбирайте - реалистичное звучание или красивенькое.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
половина инструментов симфонического оркестра - рупорные, голос вокалистов - рупор.

 

Рупорное звучание наиболее естественно

 

лучше осуществляется теми же рупорными акустическими устройствами.

Медные духовые - рупорные. Деревянные духовые - тоже (саксофон - отчасти). Продольная флейта - когда как. Поперечная - когда как. Блок-флейта - нет. Духовые язычковые - резонатор. Струнные смычковые - резонатор. Струнные щипковые - резонатор. Струнные ударные - резонатор/ОЯ/свободный излучатель. Деревянные ударные - резонатор/свободный излучатель. Литавры - ЗЯ/свободный излучатель. Малый (ведущий) барабан - свободный излучатель/резонатор. Вокал - в первом приближении система связанных резонаторов Гельмгольца с язычковым модулятором, рупором там и не пахнет.

 

Как можно заметить из перечисления выше, для такого утверждения, полагаю, недостаточно фактических оснований.

 

Вот это совсем неоднозначное утверждение, учитывая разницу в конструктивных особенностях и подводимой акустической мощности.

 

надо ли в условиях "малогабаритки" городить рупор?

 

И переиграет ли он по естественности звучания динамик в щите?

Понятия не имею. Всё зависит от постановки задачи. Если имеется усилитель мощностью полватта - весьма желательно. Если пять-десять - совершенно не обязательно.

 

Понятия не имею. Важно, что конкретно Вы понимаете под "естественностью звучания". Для меня самым естественным по звучанию оформлением является закрытая мониторная АС с таким расположением излучателей, которое обеспечивает максимально возможную фазокогерентность на частоте/частотах раздела, желательно без электрической фильтрации НЧ звена, раскачиваемая мощным усилителем с низким коэффициентом динамических искажений, высоким коэффициентом демпфирования (хотя бы 400 без учёта сопротивления проводов) и скоростью нарастания порядка хотя бы 50-60 вольт на микросекунду. А наряду с этим я очень люблю ОЯ и сложные оформления на базе ОЯ с использованием ПАС по СЧ и комбинированных рупорно-линзовых устройств в верхней части диапазона. Рупорные оформления по НЧ в малых помещениях я не люблю. Люблю ультралинейные усилители. Это мой личный бред. Откуда мне знать, каков Ваш :)?..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.




×
×
  • Создать...