для чего нужен рупор
Что такое рупор?!
Доброго дня, господа!
Все чаще и чаще на просторах интернета начал натыкаться на рупорные короба. Информации по ним не так уж много, тем более программ и методик расчета. В основном многие берут уже готовый чертеж, ставят туда дин, а вот тут начинается: одни убеждают, что это полная чушь и данный тип оформления подходит больше к «домашке», другие — саб «валит». Мое мнение, что люди просто не особо хотели вникать, а взяли готовый чертеж и все. Но здесь расчет идет под конкретный динамик! Вот поэтому у одних он играе, у других, в таком же коробе нет!
Итак, автозвук, это колосальное поле для экспериментов! Любые утверждения любых людей основаннны собственно на личном опыте, ну и естественно на законах физики. ЗЯ, ФИ, ЧВ уже делали, разжеванно все до каши, а тут новое слово, новое оформление — РУПОР!.
Подпитавшись информацией из всемирной сети, скачал програмку Hornresp, начал юзать. Времени, что бы с ней разобраться ушло довольно таки не мало, но к результату пришел. В итоге получил предрупорную камеру — 60 л., длину рупора — 150 см, площади S1, S2 — 350 см2 и 1000 см2., пик получился (судя по графику) 33 Гц. Смоделировал макет короба:
Скажу сразу, почему то мне надоели уже однообразные прямоугольные формы коробов, и я решил пусть будет так!:)))
Собственно, к чему я это все пишу:
— ну, хочется услышать мнение опытных людей по моему макету. Хочется уже изведать и протестировать что то новенькое.
— быть может рупорное оформление все же имеет перспективу и мы все совместно поможем этому развитию!
Ребята, жду Ваших отзывов и предложений! Любых как положительных, так и отрицательных!
Про дудки и свистульки. Или как работает рупор на примере ВЧ-излучателя Edge EDPRO45T со съемной «дудкой»
Недавно в одном из разговоров был задан вопрос о том, как работает высокочастотник с рупорным оформлением. Появилась идея найти какой-нибудь излучатель со съемной «дудкой» и посмотреть, что он умеет с ней и без неё.
Как работает рупорный компрессионный излучатель
Название серьезное, но, по сути, мы имеем дело с обычным динамиком. Посмотрите на обратную сторону – обычная магнитная система.
Только в отличие от обычного динамика звуковая катушка толкает не дифузор, а металлическую мембрану. Мембрана находится внутри корпуса, и звуковые колебания излучаются не сразу в открытое пространство, а «проталкиваются» через небольшое отверстие (собственно, поэтому излучатель и называется компрессионным). На выходе этого отверстия как раз и ставится рупор.
Чтобы понять, для чего нужен рупор, вот вам наглядный пример. Выйдите на балкон и что-нибудь крикните. Пока соседи офигевают, продолжите эксперимент – возьмите какой-нибудь журнал из плотной бумаги, сверните его конусом, и крикните уже через него. Теперь срочно уходите с балкона, пока вам не вызвали «дурку», и делайте выводы.
Их, как минимум, два. Во-первых, с рупором стало громче. Значит, при той же подаваемой мощности можно получить более высокое звуковое давление. Во-вторых, с рупором изменился тембр голоса. Значит, формой «дудки» можно корректировать АЧХ. Для начала этого достаточно. Теперь смотрим то же самое на конкретном примере.
Строго говоря, когда мы снимаем пластиковую «дудку» с Edge EDPRO45T, то не полностью лишаемся рупора. Сама излучающая мемебрана находится глубоко внутри корпуса, так что правильней говорить – с коротким рупором и с большим рупором.
Итак, первым делом смотрим, влияет ли рупор на импеданс динамика. Синяя кривая – без накрученной «дудки», зеленая – всё в сборе.
Как видите, разница хоть и небольшая, но всё же есть. Причина в том, что рупор акустически нагружает излучающую мембрану. Воздушная масса в коротком рупоре и в длинном рупоре будет «сопротивляться» движению мембраны по-разному. Кстати, один из моментов – плавно ли закруглен выход рупора или же у него острые края. Это тоже вносит свои коррективы в поведение воздушной массы внутри рупора.
Теперь смотрим АЧХ по оси и под углом. Красная кривая – без накрученной «дудки», зеленая – всё в сборе:
Как видите, с рупором действительно получается громче, а заодно и АЧХ становится не такой корявой. Вот вам и подтверждение сказанного ранее — повышение эффективности и коррекция АЧХ.
Как превратить недостатки в достоинства
Раз уж динамики всё равно были у меня в руках, решил ещё немного поэкспериментировать. Ну не нравился мне этот горб в районе 2 кГц. Ничего хорошего для звука он не обещал. Включаю излучатель через простой фильтр первого порядка. Кто не понял – через обычный конденсатор. Смотрите, как это отразилось на АЧХ. На нижнем краю диапазона она немного опустилась, оставив все как есть наверху. Стало очень даже неплохо:
Зелёная кривая – собственная АЧХ излучателя
Синяя кривая – с включенным последовательно конденсатором 3,3 мкФ,
Фиолетовая кривая – с включенным последовательно конденсатором 4,7 мкФ:
Драйвер эффективно излучает, начиная уже с 1,5-2 кГц. Кстати, можно иметь этот вариант ввиду, если СЧ-динамики «глухие» и неохотно работают выше 1-2 кГц.
Комментарии 16
Строго говоря, громче рупор только в одном направлении. За счет сужения диаграммы направленности, все давление идет в одну зону. Плюсы — динамик акустически нагружен и работает в оптимальном режиме. Обратная сторона медали — трубные и жестяные призвуки (если не делать огромный рупор для устранения краевых эффектов), а потом горбатый рупорный звук приходится жестко корректировать фильтрами со всем вытекающими. Слушать тоже в нужно одной зоне, отраженка не работает, звук утомляющий.
В авто совсем не подходит, там важна максимально широкая дисперсия.
На практике пришел к выводу, что рупоры имеет смысл применять только в дальней зоне (дома, в больших помещениях). Там как раз минусы рупоров уходят, плюсы остаются.
А запись хорошая, мне понравилась. И оформлено здорово.
Чем меряете?
К слову, пищалки #F1 Status рупорные
Вообще-то там кольцевой излучатель. Как раз в отличие от классических купольных твитеров, где по центру купола наибольшие потери и искажения (изгибные деформации), здесь его нет, работает только зона, присоединенная к звуковой катушке, что и обеспечивает лучший контроль и отдачу.
Может, фазовыравнивающий колпачок за рупор приняли? Так в технических описаниях как раз и обозначено, что колпачок-игла предназначен для снижения турбулентности и работает как волновод. В даташите даже специально указано, что приняты конструктивные меры для борьбы с акустической компрессией на высокой мощности, то есть технически это полная противоположность рупорам.
По той же причине и от ферромагнитной жидкости в зазоре отказались. Эта конструкция именно максимально далека от рупоров. За счет чего и получили такой звук.
да, скан, да, кольцевой. Но и короткий рупор присутствует, иначе был бы плоский фланец позади диафрагмы. Чтобы получился «классический» кольцевой рупор, форму центрального тела поменять на пулевидную, и всё.
Очень яркий пример из мира «типа якобы SQ» — пищалки Audison Prima Ap1, вот там рупор ясно виден, как и фазовыравнивающее тело
Назначение скругленного фланца то же, что и у основания иглы — симметрирование нагрузки по краям излучателя и снижение краевых эффектов (все та же борьба с турбулентностью, что и у иглы), на подробных схемах это хорошо видно.
Там даже мотора называется симметричный )), хотя и немножко в другую тему, Patented Symmetrical Drive (SD-2) motor.
Нет, это не рупор, с компрессией здесь борьба во всех аспектах.
С плоским фланцем появилось бы взаимодействие с местом установки, а здесь условную скорость потока снижают непосредственно в твитере (с более предсказуемыми результатами). Делают правильно, ранние отражения наиболее значимы.
По аналогии вход-выход трубы ФИ делают максимально скругленным наружу (а классический ФИ имеет трубу с концами одинаковой длины и снаружи, и внутри ящика), и никаких препятствий у выхода трубы, поверхности максимально монотонные. А самые правильные рупоры тоже имеют снаружи максимально закругленный лопух, никаких резких изломов.
Эту образующую можно рассматривать и так и этак, присутствуют все эффекты. По поводу турбулентности, при такой амплитуде мембраны это сродни влиянию подставок для проводов
Про турбулентность — вообще термин применяется к воздушному потоку, амплитуда да, невелика, но скорость звука, т.е. продольная волна сжатия-разрежения и для НЧ и для ВЧ одна и та же, а вот влияние поверхностей для этих частот значительно выше, роль интерференции тоже возрастает с уменьшением периода.
Если я скажу диссипация, будет еще менее понятен физический смысл. Не нравится термин — хорошо, скажем, гладкая образующая (суть всё та же, любой излом прилегающей поверхности — зло, поэтому колпачок на конце — игла), основное назначение — фазовыравнивающее. Излучение приводится к максимально когерентному, то есть эффективному, виду.
Если имеете в виду, что потоком воздуха там не сдувает — да, в этом смысле турбулентности нет 🙂 Удельная эффективность твитеров выше, чем у НЧ динамиков. Вообще потоки делят на ламинарные (упорядоченные) и турбулентные (хаотичные), в данном случае термин оттуда. А турбулентность как причина потерь известна даже в оптике, если привязываете её к амплитуде и частотам.
Строго говоря, громче рупор только в одном направлении. За счет сужения диаграммы направленности, все давление идет в одну зону. Плюсы — динамик акустически нагружен и работает в оптимальном режиме. Обратная сторона медали — трубные и жестяные призвуки (если не делать огромный рупор для устранения краевых эффектов), а потом горбатый рупорный звук приходится жестко корректировать фильтрами со всем вытекающими. Слушать тоже в нужно одной зоне, отраженка не работает, звук утомляющий.
В авто совсем не подходит, там важна максимально широкая дисперсия.
На практике пришел к выводу, что рупоры имеет смысл применять только в дальней зоне (дома, в больших помещениях). Там как раз минусы рупоров уходят, плюсы остаются.
А запись хорошая, мне понравилась. И оформлено здорово.
Чем меряете?
Точно так и есть — «концентрация» звуковой энергии в узком «луче» и коррекция АЧХ )))
Комплекс Audiomatica Clio
Полезная штука в хозяйстве, себе бы такую )))
Кстати, про коррекцию АЧХ — у Bruel & Kjaer микрофонов сами вырезы на корпусе вокруг капсюля — индивидуальный корректор АЧХ.
слово «драйвер» было вставлено специально для поисковика Гугла.
динамики с акустической линзой считаются рупорными, или купольными?
купольными с линзой 🙂
Ачх +-5 дб получается? Кривовата
У рупоров внеосевая АЧХ резко заваливается наверху, а эти замеры явно на оси.
Что значит внеосевая? Диаграмму направленности рупора могу понять.
При замерах не на оси рупора (в направлениях 15, 30, 45 градусов от оси).
В данном случае правый горб на АЧХ при смещении микрофона в сторону будет быстро опускаться (у обычной акустики медленно).
Поэтому у рупоров часто вот такая картина и бывает. На оси слушать невозможно — мозг выгрызает звоном, а чуть в стороне АЧХ выравнивается и вроде ничего. Этим компенсируют узкую направленность. Для твитеров это особенно заметно.
Исторически так сложилось, что рупоры в силу высокой чувствительности брали к слабеньким по мощности ламповым однотактникам, то есть товар в элитном разделе (и высоком ценовом), отсюда и легенды о чудесном звуке. А по сути рупор — мегафон.
Для чего нужны рупора в автозвуке?
Как и где установить
Согласно рекомендациям производителей лучше установить твитеры максимально близко к голове слушателя. Это обеспечивает качественное звучание. Однако не всегда удается смонтировать данный прибор на нужный уровень. Чаще, проводя монтаж прибора в авто своими руками, приходится выбирать место исходя из имеющихся особенностей машины и уже установленного оборудования.
Крайне важно, чтобы динамик в дальнейшем не оказывал влияния на удобство использования автомобиля. Кроме того, необходимо подбирать место так, чтобы рупор оставался недалеко от магнитолы. Это облегчит его подключение.
Часто выполняется установка твитера в области уголков зеркал. В этом случае динамики хорошо вписываются в имеющийся интерьер автомобильного салона и при этом не доставляют дискомфорта во время вождения. Кроме того, возможна локализация на передней панели и на лобовом стекле.
Помимо всего прочего, существуют специальные подставки, которые облегчают монтаж. Подиумы под твитеры лучше приобретать вместе с этим акустическим прибором, чтобы не ошибиться с размером. При необходимости их можно сделать самостоятельно.
Видео
Нужно ли подключать рупора к ГУ?
Очень часто люди, которые ко мне обращаются за советом или помощью, описывая схему подключения своего громкого фронта, пишут, что планируют подключать рупорные пищалки от головного устройства. Не хватает пары каналов для того чтобы сделать полноценное поканальное усиление, поэтому пищалки будут играть от головы, а все остальное от усилителя. Резон простой — пищалки на самом деле имеют не большую мощность, поэтому им и магнитолы хватит.Делать так не стоит. Громкость и мощность — это не одно и то же. Громкость звучания любой динамической головки пропорциональна амплитуде сигнала, который на нее подается.
Очевидно, что у усилителя, даже самого слабого, этот этот показатель больше чем у магнитолы и клиповать он будет на гораздо большей громкости. Если включить пищалки на голову, а миды на усилитель, то пищалки будут срать, тогда как серединам еще наваливать и наваливать. Что касается мощности — конденсатор, включенный последовательно с рупором, не пропустит на него более 10% полной мощности магнитолы. Реальная мощность магнитолы не 50 Вт, как указано на коробке, а примерно 17-20 Вт в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц, В высокочастотном диапазоне — от 6-7 до 20 КГц — она будет развивать не более 2 Вт(!). Дальше срачь. В общем нормальную сбалансированную систему так не сделать.
Единственный выход — включить пищалку параллельно серединами (или мидбасам). При этом общее сопротивление не будет 2 Ома. Если подключить параллельно к 4-омному среднечастотнику (или мидбасу) 4-омную пищалку, то общее сопротивление системы будет 4 Ома(!). Это потому, что последовательно с пищалкой включен конденсатор. Если бы его не было, тогда да, общее сопротивление было бы 2 Ома, но пищалка бы долго не прожила. Подробнее по этому вопросу можно почитать здесь. Нагрузка на усилитель при параллельном подключении рупора к миду возрастает не значительно, так как чаще всего в бюджетных системах нет процессора и полоса звучания мида сверху не ограничена. Мид нагружен высокими частотами, хоть на самом деле их отыгрывает очень плохо. При параллельном включении нагрузка перераспределиться между рупором и серединой и усилитель разницы «не почувствует». Наоборот, нагрузка будет более равномерной по сопротивлению и усилитель будет звучать с меньшими искажениями. Короче одни плюсы..Но есть минусы. Чаще всего рупорные пищалки имеют большую чувствительность по сравнению с серединами и мидбасами. Иногда на порядок большую чувствительность. При параллельном подключении рупор перекрикивает середину. Верхов избыточно много. Сбалансировать систему не получится как при поканальном усилении. Чтобы согласовать систему неплохо было бы сделать полноценный разделительный фильтр — кроссовер. Но это задача не простая. Можно попробовать подобрать комплект пищалка+мид максимально подходящие друг к другу по громкости и по характеру звука. В этом случае сложный фильтр не потребуется.
Один из таких комплектов, не однократно нами опробованный — Мид Oris GR-654 + Рупор Teac TE-T100. Головки прекрасно подходят друг у другу и в результате дают отличный звук, по характеру похожий на хорошие компонентные колонки, а по громкости соответствующий эстраде. Практически ничего не надо переделывать. Рупор подключается к миду через конденсатор 3.3 мкФ, который идет в комплекте. Громкость рупора немного выше чем надо, но это легко гасится последовательно включенным резистором 1.5 Ома 5 Вт. Звук получается ровным, без визга, без свиста и металлического призвука, очень часто сопровождающего все эстрадные системы. Минимум усилий — максимум удовольствия. По крайней мере могу гарантировать что так будет намного лучше, чем подключать пищалки к головному устройству. Если у вас другой набор, номиналы резистора и конденсатора будут другими, если вообще их можно согласовать простым способом.
История
Примечание. Именно тогда инженер основывает компанию по производству рупорной акустики, которая и по сей день является мировым лидером. Компанию назвали Клипш, а динамики такого типа «клипшами».
Рупорная акустика Клипш
Как подключить
Пищалка воспроизводит звук от 3000 до 20 000 герц частотой и один из главных элементов стереосистемы. Магнитола имеет больший спектр частот от 5 до 25 000 герц. Пищалка при подаче низкочастотного сигнала, на которое она не рассчитана, может перестать функционировать корректно или сломаться окончательно.
Для повышения долговечности и надежности работы пищалки убирают низкочастотные звуки и модифицируют таким образом, чтобы на нее доставлялся только нужный диапазон звуковых частот.
Самый простой вариант реализации идеи — установка через конденсатор. Он пропускает низкочастотные сигналы менее 2000 Гц и является своеобразным фильтром, но с ограниченными возможностями. Конденсатор в акустической системе чаще уже имеется и приобретать его не нужно.
Исключения составляют те случаи, когда автовладелец купил бывшую в использовании магнитолу без конденсатора. Выглядит конденсатор как небольшая коробочка, на которую идет подача сигнала, либо он смонтирован на проводе или встроен в сам твитер. Диапазон частот зависит от вида конденсатора и при покупке необходимо удостовериться, что приобретаете нужный.
Главное — правильно подключить твитер прямо к динамику, расположенному в двери. Сторону положительного заряда твитера подсоединить к плюсу динамика через конденсатор, а минус — к минусу. Подключение рупоров производится аналогичным образом. Другой вариант — использовать кроссоверы для твитеров.
Установка и подключение твитеров
Прежде чем приступить к выбору модели твитеров, будет нелишне определиться с местом их установки. Установка твитеров имеет несколько особенностей, о которых нельзя забывать, чтобы не разочароваться в их приобретении:
Исходя из перечисленных требований, наиболее удачными местами установки твитеров являются двери, уголки зеркал, приборная панель, боковые стойки.
Подключение твитера также имеет свои особенности – твитеры не любят, когда на них подается низкочастотный сигнал, особенно – НЧ сигнал с большой амплитудой. Если вы подключаете твитеры не к срезающему низкие частоты кроссоверу усилителя, а к широкополосному выходу магнитолы, то «пищалка» может быстро выйти из строя.
Поэтому большинство твитеров снабжается простейшим кроссовером – обычным конденсатором, достаточно эффективно фильтрующим низкочастотные колебания. Как правило, такой конденсатор входит в комплектацию самого твитера и либо уже припаян к клемме, либо к монтажным проводам, с помощью которых следует производить подсоединение твитеров к усилителю (магнитоле). Перед подключением твитеров убедитесь, что конденсатор присутствует в цепи каждого твитера, иначе первое же включение акустики может оказаться для твитеров последним. Если конденсаторов нет, не беда – их можно подобрать, воспользовавшись формулой
и припаять их к плюсовым клеммам твитера.
Установка
Как установить и подключить рупора без усилителя напрямую к магнитоле? Первым действием требуется изготовить или приобрести подиум для динамиков.
В большинстве случаев, подиум поставляется вместе с колонкой, но в отдельных случаях требуется изготовить его самостоятельно. Специальных знаний это не требует, и достаточно просто вымерять размеры динамика и выпилить под эти размеры подиум. Когда не хватает знаний или инструментов – рекомендуется обратиться к специалисту.
Устанавливаются рупоры двумя способами:
Варианты равноценны друг другу и при выборе требуется опираться только на схему салона и аудиосистемы автомобиля. Рекомендуется попробовать две вариации, и только после этого делать выбор окончательный выбор.
Диагональное расположение рупора
Место установки зависит от расположения аудиосистемы, и в большинстве случаев, подбирается индивидуально для каждого динамика.
Магическое звучание рупорных систем
Примечание. Именно по этой причине рупорная акустика используется в большинстве своем для воспроизведения СЧ и ВЧ, но если подобрать себе колонки побольше, то и НЧ будут воспроизводится на самом высоком уровне.
Примечание. Интересно, что в последнее время довольно часто встречаются динамики, где только излучатели ВЧ выполнены в виде рупора. К примеру, те же АС серии Клипш Референц выполнены по данному образцу.
Самодельная рупорная акустика
В последнее время среди производителей рупорной акустики хотелось бы выделить отдельно итальянскую компанию Зингали. Инженеры этой фирмы создали оригинальный рупорный излучатель, который одновременно воспроизводит СЧ и ВЧ, а при этом еще и красиво выглядит.
Рупорная акустика в авто
Не стоит говорить, что все автомобильные традиционные АС не позволяют добиться высокого качества звучания. Дело не в чем-нибудь, а в тесном салоне. Вот рупорные акустические системы дадут шанс значительно возвеличить звук, создать эффект присутствия (как будто сидишь в студии или на концерте). Объяснить все можно просто: рупор увеличивает расстояние, на которое распространяются звуковые волны, одновременно увеличивая плотность звука и придавая характерную мелодичность. Технические решения размещения такой акустики в автомобиль могут быть разными: