Ingewikkelde charme - deel 2

De geschiedenis van T+A begon met hoogspanningslijnen, die ontwerpers vele jaren geleden fascineerden. Later werden ze gemarginaliseerd, dus we zien omheiningen van dit type om de paar jaar, en dit stelt ons op zijn beurt in staat het principe van hun werking te onthouden.

Niet alle T+A (luidspreker)ontwerpen waren en zijn prestatiegericht. transmissielijnDe naam van de Criterion-serie is echter voor altijd verbonden met deze oplossing, die het bedrijf sinds 1982 heeft geperfectioneerd. In elke generatie waren dit hele series met krachtige vlaggenschipmodellen, veel groter dan tegenwoordig, maar hoe de grootste dinosaurussen uitstierven. Zo zagen we ontwerpen met twee woofers 30 speakers, vierweg en zelfs vijfweg (TMP220) circuits, kasten met ongewone akoestische circuits, ook met lage frequenties erin geplaatst (tussen een kamer met een gat of een gesloten kamer en een lang labyrint - bijvoorbeeld TV160).

Dit onderwerp - een labyrint van verschillende versies van hoogspanningskabels - T + A-ontwerpers zijn zo ver gegaan als geen andere fabrikant. Eind jaren negentig vertraagde de ontwikkeling naar verdere complicaties echter, werd het minimalisme in de mode, wonnen systematisch eenvoudige ontwerpen het vertrouwen van audiofielen, en de ‘gemiddelde’ koper bewonderde niet langer de grootte van de luidsprekers, maar was steeds vaker op zoek naar iets. slank en elegant. Daarom heeft er een zekere achteruitgang plaatsgevonden in het luidsprekerontwerp, deels op basis van gezond verstand, deels als gevolg van nieuwe eisen uit de markt. De afmetingen, de mogelijkheid om door het hele land te reizen en de interne indeling van de gebouwen zijn verminderd. T+A heeft het concept van het verbeteren van de elektriciteitslijn echter niet opgegeven; het is een soort engagement dat voortkomt uit de traditie van de Criterion-serie.

Het algemene concept van een luidsprekerkast die als transmissielijn fungeert, is echter geen T+A-ontwerp. Blijft uiteraard veel ouder.

Het geïdealiseerde transmissielijnconcept belooft een akoestische hemel op aarde, maar levert in de praktijk ernstige ongewenste bijwerkingen op die moeilijk te beheersen zijn. Ze lossen de dingen niet op populaire modelleringsprogramma's – moeilijke vallen en opstaan ​​moet nog worden gebruikt. Een dergelijk probleem heeft de meeste fabrikanten ontmoedigd die op zoek zijn naar winstgevende oplossingen, hoewel het nog steeds veel hobbyisten aantrekt.

T+A noemt zijn nieuwste benadering van hoogspanningslijnen KTL (). De fabrikant publiceert ook het casusgedeelte, dat gemakkelijk uit te leggen en te begrijpen is. Afgezien van een kleine midrange-kamer, die natuurlijk niets met de transmissielijn te maken heeft, wordt de helft van het totale volume van de kast ingenomen door een kamer die direct achter beide woofers is gevormd. Het is "verbonden" met de tunnel die naar de uitlaat leidt en vormt ook een kortere doodlopende weg. En alles is duidelijk, hoewel deze combinatie voor het eerst verschijnt. Dit is geen klassieke transmissielijn, maar eerder een fase-omvormer - met een kamer met een zekere compliantie (altijd afhankelijk van het oppervlak dat eraan "hangt", d.w.z. in verhouding tot het oppervlak van de opening die naar de tunnel leidt) en een tunnel met een bepaalde luchtmassa.

Deze twee elementen creëren een resonantiekring met een vaste (door massa en gevoeligheid) resonantiefrequentie - net als in een fase-inverter. Kenmerkend is echter dat de tunnel uitzonderlijk lang is en een grote dwarsdoorsnede heeft voor een faseomvormer - wat zowel voor- als nadelen heeft, dus deze oplossing wordt niet gebruikt in typische faseomvormers. Het grote oppervlak is een voordeel omdat het de luchtstroomsnelheid vermindert en turbulentie elimineert. Omdat het echter de compliantie sterk vermindert, is een toename van de massa van de tunnel nodig vanwege de verlenging ervan om een ​​voldoende lage resonantiefrequentie tot stand te brengen. En een lange tunnel is een nadeel van een fase-omvormer, omdat het de schijn van parasitaire resonanties veroorzaakt. Tegelijkertijd is de tunnel in CTL 2100 niet zo lang dat deze de gewenste faseverschuiving van de laagste frequenties veroorzaakt, zoals bij een klassieke transmissielijn. De fabrikant brengt deze kwestie zelf aan de orde en stelt dat:

"De transmissielijn biedt grote voordelen ten opzichte van een basreflexsysteem, maar vereist een uiterst geavanceerd ontwerp (...), het geluidspad achter de woofers (in de transmissielijn) moet erg lang zijn - net als bij een orgel - anders zullen lage frequenties niet worden gegenereerd."

Het is echt interessant dat de fabrikant bij het opstellen van een dergelijke verklaring er niet alleen niet aan voldoet, maar ook materiaal publiceert (casusgedeelte) dat deze discrepantie bevestigt. Gelukkig zullen lage frequenties alleen worden gegenereerd door de werking van niet een transmissielijn, maar gewoon een vertraagd basreflexsysteem, dat "op zijn eigen manier" gunstige faseverschuivingen introduceert zonder dat een tunnel nodig is met een lengte die overeenkomt met de verwachte afsnijfrequentie - dit hangt af van andere systeemparameters, voornamelijk van de Helmholtz-resonantiefrequentie die wordt bepaald door compliantie en massa. We kennen deze hekken (ook weergegeven als hoogspanningslijnen, waardoor ze glamoureuzer worden), maar het feit is dat T + A er iets anders aan heeft toegevoegd - hetzelfde korte dode kanaal dat hier niet meer is geweest sinds de parade.

Dergelijke kanalen zijn ook te vinden in behuizingen met transmissielijnen, maar ze zijn klassieker, zonder communicatiecamera. Ze zorgen ervoor dat de door het blinde kanaal gereflecteerde golf terug in fase loopt, waardoor de ongunstige resonanties van het hoofdkanaal worden gecompenseerd, wat ook zinvol kan zijn in het geval van een basreflexsysteem, omdat daarin ook parasitaire resonanties worden gevormd. Dit idee wordt bevestigd door de waarneming dat het blinde kanaal half zo lang is als het hoofdkanaal, en dit is een voorwaarde voor een dergelijke interactie.

Samenvattend is dit geen transmissielijn, hooguit een faseomvormer met een bepaalde oplossing, bekend van sommige transmissielijnen (en dan hebben we het niet over een langer kanaal, maar over een korter kanaal). Deze versie van de fase-inverter is zowel origineel als heeft zijn voordelen, vooral wanneer het systeem een ​​lange tunnel vereist (niet noodzakelijkerwijs zo'n groot gedeelte).

Een zeker nadeel van deze oplossing, in de door T+A voorgestelde verhoudingen (voor een tunnel met zo'n grote doorsnede), is dat het tunnelsysteem ongeveer de helft van het totale volume van de behuizing in beslag neemt, waarbij ontwerpers vaak onder druk staan ​​om beperk de grootte van de structuur tot een waarde onder de optimale waarde voor de beste resultaten (met behulp van vaste luidsprekers).

We kunnen dus concluderen dat T+A ook genoeg heeft van de transmissielijn en met behuizingen komt die eigenlijk als basreflex fungeren, maar toch aanspraak kunnen maken op edele lijnen. De tunnel ging door de bodemwand, dus er waren vrij hoge (5 cm) pieken nodig om een ​​vrije drukverdeling te bewerkstelligen. Maar dit is ook een bekende oplossing... voor basreflexen.

Transmissielijn in één oogopslag

Achter de woofers bevindt zich een grote kamer en alleen van daaruit zijn er tunnels - de ene korter, aan het uiteinde gesloten, de andere langer, met een uitgang in het bodempaneel.

Het uitgangspunt voor de transmissielijnbehuizing was het creëren van ideale akoestische omstandigheden om de golf vanaf de achterkant van het diafragma te dempen. Dit type behuizing moest een niet-resonant systeem zijn, maar alleen om energie te isoleren van de achterkant van het diafragma (die niet "eenvoudigweg" vrij kon uitstralen omdat deze in fase was met de voorkant van het diafragma) . ).

Iemand zal zeggen dat de achterkant van het diafragma vrijelijk in de open scheidingswanden straalt... Ja, maar fasecorrectie (althans gedeeltelijk en afhankelijk van de frequentie) wordt daar verzorgd door een brede scheidingswand die de afstand aan beide zijden van de scheidingswand differentieert. diafragma voor de luisteraar. Als gevolg van de resterende grote faseverschuiving tussen de straling van beide zijden van de membranen, vooral in het laagste frequentiebereik, is het nadeel van een open schot een laag rendement. Bij fase-omzetters stimuleert de achterkant van het membraan het resonantiecircuit van de behuizing, waarvan de energie naar buiten wordt uitgestraald, maar dit systeem (de zogenaamde Helmholtz-resonator) verschuift ook de fase, zodat over het gehele bereik de resonante frequentie van de behuizing is hoger, de stralingsfase van de voorzijde van het luidsprekermembraan en de openingen is hoger -minder compatibel.

Ten slotte is een gesloten kast de gemakkelijkste manier om de energie van de achterkant van het diafragma te sluiten en te onderdrukken, zonder deze te gebruiken, zonder de impulsrespons (die het resultaat is van het resonantiecircuit van de basreflexkast) in gevaar te brengen. Maar zelfs zo'n theoretisch eenvoudige taak vereist ijver - de golven die in de behuizing worden uitgezonden, raken de muren, laten ze trillen, reflecteren en creëren staande golven, keren terug naar het middenrif en introduceren vervormingen.

Theoretisch zou het beter zijn als de luidspreker vrijelijk de energie van de achterkant van het membraan naar het luidsprekersysteem zou kunnen "doorsturen", waardoor deze volledig en zonder problemen zou worden gedempt - zonder "feedback" naar de luidspreker en zonder trillingen van de kastwand . Theoretisch zal zo'n systeem ofwel een oneindig groot lichaam of een oneindig lange tunnel creëren, maar ... dit is een praktische oplossing.

Het leek erop dat een voldoende lange (maar kant-en-klare), geprofileerde (enigszins taps toelopend naar het einde) en gedempte tunnel in ieder geval in bevredigende mate aan deze eisen zou voldoen en beter zou werken dan een klassieke gesloten behuizing. Maar ook dit bleek lastig te verkrijgen. De laagste frequenties zijn zo lang dat zelfs een transmissielijn van enkele meters lang ze bijna nooit overstemt. Natuurlijk, tenzij we het "overpakken" met dempingsmateriaal, wat de prestaties in andere opzichten zal verslechteren.

Dus rees de vraag: moet de transmissielijn aan het einde eindigen of open laten en de energie vrijgeven die erop terechtkomt?

Bijna alle opties voor stroomlijnen - zowel klassiek als bijzonder - hebben een open labyrint. Er is echter minstens één zeer belangrijke uitzondering - de behuizing van de originele B&W Nautilus met een aan het einde gesloten labyrint (in de vorm van een slakkenhuis). Dit is echter in veel opzichten een specifieke structuur. Gekoppeld aan een woofer met een zeer lage kwaliteitsfactor, vallen de verwerkingskarakteristieken soepel weg, maar heel vroeg, en in zo'n ruwe vorm is het helemaal niet geschikt - het moet worden gecorrigeerd, versterkt en geëgaliseerd naar de verwachte frequentie, die wordt gedaan door de Nautilus actieve crossover.

Bij open transmissielijnen gaat het grootste deel van de energie die door de achterkant van het diafragma wordt uitgezonden, uit. De werking van de lijn dient deels om deze te dempen, wat echter ineffectief blijkt te zijn, en deels – en dus nog steeds zinvol – tot een faseverschuiving, waardoor de golf, althans in bepaalde frequentiegebieden, kan worden uitgezonden. , in een fase die ongeveer overeenkomt met de fasestraling vanaf de voorzijde van het diafragma. Er zijn echter gebieden waarin de golven van deze bronnen bijna uit fase lijken, zodat er zwakke punten verschijnen in de resulterende karakteristiek. Door rekening te houden met dit fenomeen werd het ontwerp nog ingewikkelder. Het was noodzakelijk om de tunnellengte, het type en de locatie van de demping te correleren met het bereik van de luidspreker. Ook bleek dat er in de tunnel halvegolf- en kwartgolfresonanties kunnen optreden. Bovendien moeten transmissielijnen die zich in behuizingen met typische luidsprekerverhoudingen bevinden, zelfs als ze groot en hoog zijn, "gedraaid" zijn. Daarom lijken ze op labyrinten - en elk deel van het labyrint kan zijn eigen resonanties genereren.

Het oplossen van sommige problemen door de zaak nog ingewikkelder te maken, leidt tot andere problemen. Dit betekent echter niet dat u geen betere resultaten kunt behalen.

In een vereenvoudigde analyse waarbij alleen de verhouding tussen doolhoflengte en golflengte wordt bekeken, betekent een langer doolhof een langere golflengte, waardoor de gunstige faseverschuiving naar lagere frequenties wordt verschoven en de kenmerken ervan worden verbeterd. De meest efficiënte 50 Hz-versterking vereist bijvoorbeeld een labyrint van 3,4 m lang, aangezien de helft van de 50 Hz-golf die afstand zal afleggen en uiteindelijk de tunnel zal verlaten, in fase zal worden uitgezonden met de voorkant van het diafragma. Bij tweemaal de frequentie (in dit geval 100 Hz) zal de gehele golf echter in het labyrint worden gevormd, zodat de uitvoer in fase direct tegenover de voorzijde van het diafragma zal uitstralen.

De ontwerper van zo'n eenvoudige transmissielijn probeert de lengte en verzwakking op elkaar af te stemmen om te profiteren van het versterkingseffect en het verzwakkingseffect te verminderen - maar het is moeilijk om een ​​combinatie te vinden die tweemaal de hogere frequenties significant beter verzwakt. . Erger nog, de strijd tegen golven die "anti-resonanties" veroorzaken, d.w.z. die instort op de resulterende eigenschap (in ons voorbeeld in het gebied van 100 Hz), met een nog grotere onderdrukking, eindigt vaak in een Pyrrusoverwinning. Deze demping wordt verminderd, hoewel niet geëlimineerd, maar bij de laagste frequenties gaat de prestatie ook aanzienlijk verloren door de onderdrukking van andere en in dit opzicht nuttige resonantie-effecten die in deze complexe schakeling optreden. Gezien ze in meer geavanceerde ontwerpen, moet de lengte van het labyrint worden gerelateerd aan de resonantiefrequentie van de luidspreker zelf (fs) om een ​​reliëfeffect in dit bereik te verkrijgen.

Het blijkt dat, in tegenstelling tot de aanvankelijke aannames over de afwezigheid van invloed van de transmissielijn op de luidspreker, dit een akoestisch systeem is dat zelfs in grotere mate feedback krijgt van de luidspreker dan een gesloten kast, en een vergelijkbare basreflex heeft - tenzij Natuurlijk blokkeer je het labyrint, maar in de praktijk klinken zulke kasten erg dun.

Eerder gebruikten ontwerpers verschillende "trucs" om antiresonanties te onderdrukken zonder sterke demping - dat wil zeggen met effectieve laagfrequente straling. Een manier is om een ​​extra "blinde" tunnel te creëren (met een lengte die strikt gerelateerd is aan de lengte van de hoofdtunnel), waarin een golf van een bepaalde frequentie zal worden gereflecteerd en in een dergelijke fase naar de uitgang zal lopen om te compenseren voor de ongunstige faseverschuiving van de golf die rechtstreeks uit de luidspreker leidt.

Een andere populaire methode is het creëren van een "koppelkamer" achter de luidspreker, die als een akoestisch filter zal fungeren, waardoor de laagste frequenties in het doolhof terechtkomen en de hogere buiten worden gehouden. Op deze manier ontstaat echter een resonantiesysteem met uitgesproken basreflexkenmerken. Een dergelijke behuizing kan worden geïnterpreteerd als een basreflex met een zeer lange tunnel met een zeer grote doorsnede. Voor kasten die de functie van een basreflex vervullen, zullen luidsprekers met een lage coëfficiënt (Qts) theoretisch geschikt zijn, en voor een ideale, klassieke transmissielijn die de luidspreker niet beïnvloedt - hoge, zelfs hoger dan in gesloten kasten.

Er zijn echter hekken met een tussenliggende “structuur”: in het eerste deel heeft het labyrint een duidelijk grotere doorsnede dan in het volgende, dus het kan als een kamer worden beschouwd, maar niet noodzakelijkerwijs... Als het labyrint gedempt is, het verliest zijn basreflexeigenschappen. U kunt meer luidsprekers gebruiken en deze op verschillende afstanden van het stopcontact plaatsen. Je kunt meer dan één stopcontact maken.

De tunnel kan ook richting de uitgang verbreed of versmald worden...

Er zijn geen duidelijke regels, geen eenvoudige recepten, geen garantie op succes. Er komt nog meer plezier en ontdekkingen - en daarom blijft de uitzendlijn een onderwerp voor liefhebbers.

Zie ook: