для чего нужна акустическая линза

Крутить звук во все стороны: британская акустическая линза — незаметный старт революции

В начале этого года на выставке CES-2018 учеными из университетов в Сассексе и Бристоле было представлено революционное изобретение, которое, к моему удивлению, осталось почти незамеченным. Проект по созданию принципиально нового звукового преобразователя называется Metasonics и является настоящим технологическим прорывом в управлении звуковыми волнами.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Судя по данным экспериментальных исследований британцев, их технология станет настоящей революцией как для специализированной акустической аппаратуры, так и для бытовых звуковоспроизводящих систем. Речь идет о новом типе т.н. акустической линзы, созданной на основе метаматериалов, которая способна фокусировать звук подобно объективу в оптике и гибко изменять интенсивность в звуковом поле.

Необычные, с точки зрения классических представлений, возможности метаматериалов позволили изобретателям создать 16 различных типов т.н. метакирпичей, на основании которых был разработан уникальный преобразователь звуковых волн.

Устройство позволяет свободно манипулировать акустическим полем. Фактически, это означает создание локальных зон звуковоспроизведения в едином пространстве (например, в авто или выставочном зале) с узконаправленным звуковым излучением.

Метаматериалы и применение в экспериментальной акустике

Если говорить о метаматериалах в целом, то в Вики их определяют как:

“Метаматериал — композиционный материал, свойства которого обусловлены не столько свойствами составляющих его элементов, сколько искусственно созданной периодической структурой”

Иными словами, основные интересующие нас свойства сформированы благодаря особому структурированию сред, и в естественной среде такие свойства встречаться не могут. В свою очередь акустические метаматериалы изменяют свойства звука благодаря особой структуре.

Если очень грубо и не совсем точно, то метаматериалы получаются благодаря внедрению в структуру исходного природного материала огромных атомов. В процессе разработки у создателя метаматериала есть возможность изменения параметров внедряемых структур. Так может меняться форма, размер или период.

Одним из наиболее демонстративных примеров свойств таких материалов является метаматериал с «левосторонним» коэффициентом преломления. На приведенном ниже видео схематично представлено, как через такой материал проходит свет и что с ним происходит.

Аналогичных и более сложных эффектов при помощи метаматериалов можно добиться не только со светом, но и со звуковыми волнами. Таким образом появилась идея применять метаматериалы в качестве специальных акустических отражателей, линз и своеобразных “объективов”.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Эксперименты показали, что использование акустических метаматериалов дают возможность управлять акустическим излучением эффективнее, чем с применением прочих известных способов.

Metasonics — успешный старт будущей революции

Несмотря на то, что акустические метаматериалы изучаются сравнительно давно (с начала нулевых), ощутимых успехов удалось добиться только в прошлом году. Рабочий прототип акустической линзы из метаматериалов, способный создавать и изменять узконаправленное акустическое поле в реальном времени, появился благодаря ученым из университетов Сассекса и Бристоля.

Следует отметить, что подобные устройства, обеспечивающие фокусировку акустических волн, существовали и раньше, но не использовали метаматериалы и в связи с этим были статичными и громоздкими. Некоторое время назад я сталкивался с информацией о разработке т.н. “звуковых пятен”, однако ввиду сложности изготовления и низкой технологичности она не получила распространения.

Группа британских исследователей во главе с профессором информатики из Университета Сассекса Sriram Subramanian разработала мобильный вариант пространственного звукового модулятора, который был назван Metasonics.

В основе конструкции преобразователя лежит использование не одного типа метаматериала, а 16 различных структур, которые выполнены в форме кирпичей. Их так и назвали acoustic metamaterial brick.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

В начале приведенного ниже видео продемонстрирован принцип работы преобразователя и акустические поля, которые он создает, а также типы “кирпичей”, которые использованы для создания модулятора.

Акустическая левитация хорошо демонстрирует интенсивность звуковых волн на локализованном участке пространства которую позволяет сздать новый преобразователь. При этом он значительно более компактен по сравнению с существовавшими ранее стационарными аналогами.

Варианты применения

По замыслу изобретателей, линза может применяться практически везде, где есть необходимость в разделении и направлении потоков звука. Так наиболее перспективным разработчики считают использование Metasonics в авто, где водитель будет получать информацию от навигатора, пассажир переднего сиденья слушать радио, а на задних сиденьях будет комфортно реализован просмотр фильма без стенок и звукоизоляции.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Аналогично с использованием преобразователя можно озвучить локальную зону в музее или на выставке (без носимых неудобных аудиогидов). Также перспективными представляются возможности модулятора для рекламы, когда нескольким людям, находящимся на небольшом расстоянии друг от друга, можно транслировать различные аудиопотоки или осуществлять трансляцию рекламного сообщения со слежением сфокусированного звукового луча за объектом.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Ещё одна возможность, которую предлагают разработчики проекта, — применение акустических линз в фитнес браслетах, которые будут помогать в коммуникации с владельцем гаджета и обеспечивать обратную связь при беге и активных упражнениях.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Сами создатели “кирпичного” мета-чуда искренне убеждены, что технология Metasonics в один прекрасный день станет такой же распространенной как ЖК-экран.

Текущий этап

В данный момент команда из 2-х университетов занята тем, что решает вопрос динамической перестройки слоев материала. Как только ученые реализуют эту задачу, появится ещё несколько областей применения. В числе прочих — компактные диагностические ультразвуковые сканеры, а также возможности акустического обнаружения повреждений и акустические терапевтические приборы.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Фактически, ученые разработчики вплотную подошли к созданию принципиально новых акустических устройств, позволяющих реализовать с минимальными затратами управление такими явлениями, как рассеивание, дифракция и преломление звука. По замыслу экспериментаторов, это будут полностью цифровые звуковые модуляторы, контролируемые в реальном времени.

Источник

Правильное дыхание или новый взгляд на акустическую линзу.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Доброго времени суток, уважаемые заседатели!

Эпилог. Немножко про линзы и не линзы.
В начале немножко «флуда». Вынужден заранее обмолвиться о теме, которая неизбежно всплывёт в комментариях, и в которой мне хочется заранее определить для читателей свою точку зрения на вопрос акустических линз. Напрямую к нижеизложенной теме это не относится, но накипело и хочется поделиться своими соображениями)
Итак, что первое приходит в голову при словосочетании «акустическая линза»?

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Правильно, «пупыри», пирамидки и тому подобное) Давайте разбираться вместе. Если на секунду предположить, что об акустических линзах многие из нас узнали с этого и подобного форумов, то стоит вспомнить и то, чему нас учили в школе. Про акустические линзы там ничего не говорили (надо будет внести в программу среднего образования), но про оптические большинство должны помнить) Мы помним, что линзы бывают собирающие и рассеивающие, разные то есть, но у всех у них есть главная оптическая ось (есть ещё побочные, но давайте пока не будем усложнять).
С главной оптической осью связано размещение или источника света или изображения, короче хоть что-то, но связано.

Ставшие модными пирамидки, при всей их полезности (я и сам их себе нарезал и давно признал их пользу), никоим образом линзой не являются, потому, как не обладают той самой главной оптической осью и почти инвариантны к расположению источника, в нашем случае источника звука.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Вот одна большая пирамида или ещё лучше конус, ось которого совпадает с осью динамика, ещё может назваться акустической рассеивающей линзой и есть такие примеры тут на драйве (к сожалению, не смог отыскать пример)
Но набор отдельных пирамидок являются просто рассеивателем, хоть и выполняют схожую функцию. Если вернуться к оптике, то есть рассеивающая линза, а есть матовая поверхность, и то и другое рассеивает, но одно линза, а другое – нет.

И последнее, что хочется сказать о пирамидках, так это материал.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Если пирамидки из жёсткого материала, от которого хорошо отражается звук (можно проверить экспериментально), то это в чистом виде рассеиватель, он подобен такой же конструкции из зеркальных пирамидок и света. Свет рассеится во все стороны при минимальном поглощении.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Если пирамидки мягкие, то в оптике это бы соответствовало какому-нибудь мутному прозрачному материалу вроде толстого мятого полиэтилена. Свет также рассеится во все стороны, но часть его ещё и поглотится. Нельзя сказать, что это обязательно хуже, может так и нужно, это уже отдельная дискуссия.

Итак, мы выяснили, что по праву считаться рассеивающей акустической линзой может только сплошной конусообразный предмет из плотного материала, ось которого совпадает с осью динамика. А что же с собирающими? Если вспомнить оптику, то мы все помним, что собирающая линза от рассеивающей отличается шиворот-навыворотностью (вот так словечко я завернул) ) Выпуклая/вогнутая. Ну а в акустике сплошной конусообразный предмет наизнанку будет полый конусообразный предмет. Ничего не напоминает? Правильно! Рупор.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Рупорные будь то пищалки или сабвуферы и есть самые что ни на есть собирающие акустические линзы, они именно собирают, то есть концентрируют звук, которой мог бы расходиться во все стороны с относительно умеренной интенсивностью в значительно большую интенсивность но в одном выбранном направлении, которое как раз и будет считаться главной оптической осью этой линзы. Этот эффект с пищалками знаком всем, ну а с сабвуферами не так очевидно ввиду длины волны и малого пространства салона автомобиля. Кстати, как и в оптике, линзы действуют в обе стороны и могут быть как для излучателя так и для приёмника.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Всё, эпилог заканчиваю, я наконец-то сказал, всё что думаю о линзах и, если будет где дискуссия, мне будет на что сослаться) Перехожу теперь к теме, которой, собственно, и хотел поделиться.

Размышления об аэродинамике и постановка задачи.

Недавно я установил фронтальные низкочастотники в двери, изготовил для этого неплохие, на мой взгляд, подиумы, благодаря жёсткости которых получил наконец-то долгожданную микродинамику. Не то, чтобы я чем-то недоволен, но душа требует творчества и совершенствования и вот что пришло в мою волосатую) голову.

Прежде чем читать дальше, хочу заранее «оправдаться», я понимаю, что все мои рисунки очень приближённые, я понимаю, что не нарисовал всех нюансов, так что прошу относиться к ним скорее как к эскизам чем как к до мелочей просчитанным диаграммам, но суть я постараюсь передать.

Посмотрим на мой динамик, будь он закреплён на низком подиуме в плоском акустическом экране, который я обозначил красной жирной полосой.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

А теперь прошу мысленно представить то, что сделал я, а именно поместил динамик в тоннель. Да, тоннель у меня по всем правилам, расширяющийся, да сечение между стенкой тоннеля и магнитом больше площади диффузора чуть ли не вдвое, но используется ли эта площадь? Давайте разбираться.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Тут уже придётся разбить процесс дыхания динамика на два отдельных процесса, а именно вдох и выдох.

Вдох: диффузор движется назад, вглубь двери, засасывая воздух из салона и накачивая дверь давлением через тоннель. А не мешает ли ему что-то? Мешает! Каждая неровность, каждая ступенька мешает. Да, сечение расширяется, но на углах возникают завихрения. Многие наблюдательные люди замечали небольшие снежные вихри у углов дома в метель, вот то же самое происходит и на всех других углах. На внезапном для воздушного потока расширении, там где «кончается» магнит, появляется завихрение. Ну и хрен бы с ним! Ну пусть себе завихряется, казалось бы, проблема! Но этот вихрь крадёт драгоценный объём и сечение тоннеля, и оставшегося свободного для ламинарного течения воздуха места остаётся не так много, как хотелось бы. Посмотрите на пунктиром выделенные сечения. Они практически не растут, несмотря на то, что есть место.

Выдох. Динамик толкает воздух в салон, создавая разряжение в двери и всасывая на себя воздух через тоннель. Тут всё ещё хуже. Не нужно быть мудрецом, чтобы понять, что запрыгнуть на ступеньку куда жёстче, чем спрыгнуть с неё. Так происходит и тут, завихрения на краях магнита при движении воздуха «вверх» становятся ощутимо большие, ещё больше сужая свободное для ламинарного потока сечение и может так оказаться, что это сечение даже окажется меньшим, чем площадь диффузора и тогда прощай вся наука; диффузору просто слишком тяжело будет двигаться вперёд, ему как горло перекрывают.

На обоих картинках (и «вдох» и «выдох») я, кроме основного воздушного потока, добавил ещё маленький через отверстие вентиляции катушки. Этому маленькому потоку тоже мешает резкая ступенька, именно поэтому в мощных и качественных динамиках, где охлаждение катушки жизненно необходимо, это отверстие дополнено внушительной воронкой для оптимального воздухообмена и теплообмена вместе с ним. Как на этом среднечастотнике от аудио-монстра динаудио

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Итак, что же я предлагаю. Предлагаю помочь воздушному потоку путём сглаживания ступенек на его пути

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Наклеив на магнит «обтекатель», посмотрим, что будет происходить с потоками. Внешняя коническая часть обтекателя поможет сгладить ступеньку магнита, улучшив ламинарность течения, сведя к минимуму завихрения. На каракулях выше видно, что площадь сечения потока увеличивается по ходу удаления от динамика. Таким образом, мы если и не создали условия как на первом эскизе (свободный акустический экран), то хотя бы приблизились к нему. Внутренняя коническая часть обтекателя помогает оптимальному воздухообмену с камерой расположенной внутри катушки.

Я понимаю, что рисунок может идеализировать ситуацию, что завихрения всё равно будут, но то, что аэродинамика конуса лучше, чем цилиндра должно быть интуитивно понятно и ежу)

Сказал, значит надо делать. Я снова взял дюймовую резину из коврика из качалки (из которой уже делал рассеиватели за низкочастотником) и начал её резать.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Вырезал бублик, образованный двумя коническими поверхностями. На фото один ещё недорезан.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Внешнюю сторону было проще обработать, поэтому и получилась она качественнее (более гладкой). В оправдание своей рукожопости могу сказать, что степень ответственности внешнего конуса куда больше, на его совести правильная работа всей системы «динамик-подиум». А внутренняя воронка всего лишь улучшает вентиляцию катушки, которой и так вроде как хватало, но улучшить никогда не лишнее)

Снимаем динамики с машинки, несём домой. Обезжириваем тыльные стороны магнитов и бублики и клеим на KRASS mirror bond

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Вентиляционное отверстие в процессе, разумеется, защищаем от попадания герметика (а то вентилировать будет нечего).

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Выждав нужное время устанавливаем динамики на место.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

На этот раз я таки раздобыл фэн-шуйные винтики под шестигранник, пришлось аж в Нижний Новгород за ними съездить.

Результат превзошёл все ожидания! Если сравнить с другими этапами совершенствования оформления вуферов то общая картина будет такая:

— с макродинамикой уже был полный порядок ещё со старыми подиумами и нормальной виброподготовкой двери
— желаемой микродинамики я добился, когда включил в оформление по-настоящему жёсткие подиумы с соответствующим закреплением
— установка за динамиком рассеивателя дала положительный эффект, уменьшилась гудёжка, но факт, что сегодняшние «бублики» дали похожий эффект, но ощутимо больший. Появилась прозрачность баса (никогда раньше не упоминал этого понятия). Судя по тому, что даже огромный капризный контрабас у меня наконец-то сфокусировался в нужном месте, ощутимо поправилась ФЧХ, чему я несказанно рад)

Выходит, что и эти бублики тоже являются акустической линзой, при чём как помогающей рассеивать так и собирать, хотя, возможно, я уже заморочил вас своими терминологическими соображениями, не в этом суть, а в том, что бублики при всей своей простоте ощутимо улучшили звук. Пожалуй, мне ещё не приходилось так просто и почти бесплатно настолько улучшить звук) Рад! Рад! Рад)

На сегодня всё, спасибо за внимание. В следующий раз я, надеюсь, уже что-то придумаю с внешним оформлением низкочастотников и с грилями в частности)

Источник

Акустическая линза «CrystalSound»

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Выбирал шумку на передние двери Приоры и впарили мне сие чудо: Акустическая линза «CrystalSound»

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза


На сайте производителя пишут следующее:

«Всем хорошо известно, что акустические системы излучают звуковые волны как в прямом, так и в обратном направлении. Отраженная обратная волна возвращается к динамику и, при наложении на фронт прямой волны, негативно влияет на чистоту и достоверность звучания динамика. Наша акустическая линза рассеивает и поглощает звуковую волну, излучаемую динамиком в обратном направлении, а также поглощает резонансы двери автомобиля.

Акустическая линза CrystalSound представляет собой многослойную конструкцию в форме шестиугольника. Ее применение не требует специальных навыков и дополнительного оборудования, поэтому любой человек, умеющий держать в руках отвертку, может самостоятельно ее установить. Монтаж осуществляется позади динамика акустической системы на внутренней стороне внешней стенки двери. Край изделия прикладывают к обработанной поверхности для монтажа и равномерно прижимают по всей площади контакта без приложения дополнительных усилий, избегая образования воздушных пузырей. Вот и все!

Акустическая линза CrystalSound обладает тремя основными полезными эффектами:
1. Вибродемпфирование двери – устранение паразитных резонансов металлической конструкции, вызываемых работой динамиков
2. Звукопоглощение – обеспечивает выравнивание звукового поля по частоте
3. Усреднение звукового давления (обеспечивается за счет специального тиснения фольги).

Хотелось бы услышать ваши мнения по данному изделию… Стоит ее лепить? или клеить по старинке?

ps А что вообще клеят за динамиком?

Источник

Правильное дыхание или новый взгляд на акустическую линзу.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Доброго времени суток, уважаемые заседатели!

Эпилог. Немножко про линзы и не линзы.
В начале немножко «флуда». Вынужден заранее обмолвиться о теме, которая неизбежно всплывёт в комментариях, и в которой мне хочется заранее определить для читателей свою точку зрения на вопрос акустических линз. Напрямую к нижеизложенной теме это не относится, но накипело и хочется поделиться своими соображениями)
Итак, что первое приходит в голову при словосочетании «акустическая линза»?

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Правильно, «пупыри», пирамидки и тому подобное) Давайте разбираться вместе. Если на секунду предположить, что об акустических линзах многие из нас узнали с этого и подобного форумов, то стоит вспомнить и то, чему нас учили в школе. Про акустические линзы там ничего не говорили (надо будет внести в программу среднего образования), но про оптические большинство должны помнить) Мы помним, что линзы бывают собирающие и рассеивающие, разные то есть, но у всех у них есть главная оптическая ось (есть ещё побочные, но давайте пока не будем усложнять).
С главной оптической осью связано размещение или источника света или изображения, короче хоть что-то, но связано.

Ставшие модными пирамидки, при всей их полезности (я и сам их себе нарезал и давно признал их пользу), никоим образом линзой не являются, потому, как не обладают той самой главной оптической осью и почти инвариантны к расположению источника, в нашем случае источника звука.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Вот одна большая пирамида или ещё лучше конус, ось которого совпадает с осью динамика, ещё может назваться акустической рассеивающей линзой и есть такие примеры тут на драйве (к сожалению, не смог отыскать пример)
Но набор отдельных пирамидок являются просто рассеивателем, хоть и выполняют схожую функцию. Если вернуться к оптике, то есть рассеивающая линза, а есть матовая поверхность, и то и другое рассеивает, но одно линза, а другое – нет.

И последнее, что хочется сказать о пирамидках, так это материал.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Если пирамидки из жёсткого материала, от которого хорошо отражается звук (можно проверить экспериментально), то это в чистом виде рассеиватель, он подобен такой же конструкции из зеркальных пирамидок и света. Свет рассеится во все стороны при минимальном поглощении.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Если пирамидки мягкие, то в оптике это бы соответствовало какому-нибудь мутному прозрачному материалу вроде толстого мятого полиэтилена. Свет также рассеится во все стороны, но часть его ещё и поглотится. Нельзя сказать, что это обязательно хуже, может так и нужно, это уже отдельная дискуссия.

Итак, мы выяснили, что по праву считаться рассеивающей акустической линзой может только сплошной конусообразный предмет из плотного материала, ось которого совпадает с осью динамика. А что же с собирающими? Если вспомнить оптику, то мы все помним, что собирающая линза от рассеивающей отличается шиворот-навыворотностью (вот так словечко я завернул) ) Выпуклая/вогнутая. Ну а в акустике сплошной конусообразный предмет наизнанку будет полый конусообразный предмет. Ничего не напоминает? Правильно! Рупор.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Рупорные будь то пищалки или сабвуферы и есть самые что ни на есть собирающие акустические линзы, они именно собирают, то есть концентрируют звук, которой мог бы расходиться во все стороны с относительно умеренной интенсивностью в значительно большую интенсивность но в одном выбранном направлении, которое как раз и будет считаться главной оптической осью этой линзы. Этот эффект с пищалками знаком всем, ну а с сабвуферами не так очевидно ввиду длины волны и малого пространства салона автомобиля. Кстати, как и в оптике, линзы действуют в обе стороны и могут быть как для излучателя так и для приёмника.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Всё, эпилог заканчиваю, я наконец-то сказал, всё что думаю о линзах и, если будет где дискуссия, мне будет на что сослаться) Перехожу теперь к теме, которой, собственно, и хотел поделиться.

Размышления об аэродинамике и постановка задачи.

Недавно я установил фронтальные низкочастотники в двери, изготовил для этого неплохие, на мой взгляд, подиумы, благодаря жёсткости которых получил наконец-то долгожданную микродинамику. Не то, чтобы я чем-то недоволен, но душа требует творчества и совершенствования и вот что пришло в мою волосатую) голову.

Прежде чем читать дальше, хочу заранее «оправдаться», я понимаю, что все мои рисунки очень приближённые, я понимаю, что не нарисовал всех нюансов, так что прошу относиться к ним скорее как к эскизам чем как к до мелочей просчитанным диаграммам, но суть я постараюсь передать.

Посмотрим на мой динамик, будь он закреплён на низком подиуме в плоском акустическом экране, который я обозначил красной жирной полосой.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

А теперь прошу мысленно представить то, что сделал я, а именно поместил динамик в тоннель. Да, тоннель у меня по всем правилам, расширяющийся, да сечение между стенкой тоннеля и магнитом больше площади диффузора чуть ли не вдвое, но используется ли эта площадь? Давайте разбираться.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Тут уже придётся разбить процесс дыхания динамика на два отдельных процесса, а именно вдох и выдох.

Вдох: диффузор движется назад, вглубь двери, засасывая воздух из салона и накачивая дверь давлением через тоннель. А не мешает ли ему что-то? Мешает! Каждая неровность, каждая ступенька мешает. Да, сечение расширяется, но на углах возникают завихрения. Многие наблюдательные люди замечали небольшие снежные вихри у углов дома в метель, вот то же самое происходит и на всех других углах. На внезапном для воздушного потока расширении, там где «кончается» магнит, появляется завихрение. Ну и хрен бы с ним! Ну пусть себе завихряется, казалось бы, проблема! Но этот вихрь крадёт драгоценный объём и сечение тоннеля, и оставшегося свободного для ламинарного течения воздуха места остаётся не так много, как хотелось бы. Посмотрите на пунктиром выделенные сечения. Они практически не растут, несмотря на то, что есть место.

Выдох. Динамик толкает воздух в салон, создавая разряжение в двери и всасывая на себя воздух через тоннель. Тут всё ещё хуже. Не нужно быть мудрецом, чтобы понять, что запрыгнуть на ступеньку куда жёстче, чем спрыгнуть с неё. Так происходит и тут, завихрения на краях магнита при движении воздуха «вверх» становятся ощутимо большие, ещё больше сужая свободное для ламинарного потока сечение и может так оказаться, что это сечение даже окажется меньшим, чем площадь диффузора и тогда прощай вся наука; диффузору просто слишком тяжело будет двигаться вперёд, ему как горло перекрывают.

На обоих картинках (и «вдох» и «выдох») я, кроме основного воздушного потока, добавил ещё маленький через отверстие вентиляции катушки. Этому маленькому потоку тоже мешает резкая ступенька, именно поэтому в мощных и качественных динамиках, где охлаждение катушки жизненно необходимо, это отверстие дополнено внушительной воронкой для оптимального воздухообмена и теплообмена вместе с ним, как на этом среднечастотнике от аудио-монстра динаудио

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Итак, что же я предлагаю. Предлагаю помочь воздушному потоку путём сглаживания ступенек на его пути

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Наклеив на магнит «обтекатель», посмотрим, что будет происходить с потоками. Внешняя коническая часть обтекателя поможет сгладить ступеньку магнита, улучшив ламинарность течения, сведя к минимуму завихрения. На каракулях выше видно, что площадь сечения потока увеличивается по ходу удаления от динамика. Таким образом, мы если и не создали условия как на первом эскизе (свободный акустический экран), то хотя бы приблизились к нему. Внутренняя коническая часть обтекателя помогает оптимальному воздухообмену с камерой расположенной внутри катушки.

Я понимаю, что рисунок может идеализировать ситуацию, что завихрения всё равно будут, но то, что аэродинамика конуса лучше, чем цилиндра должно быть интуитивно понятно и ежу)

Сказал, значит надо делать. Я снова взял дюймовую резину из коврика из качалки (из которой уже делал рассеиватели за низкочастотником) и начал её резать.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Вырезал бублик, образованный двумя коническими поверхностями. На фото один ещё недорезан.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Внешнюю сторону было проще обработать, поэтому и получилась она качественнее (более гладкой). В оправдание своей рукожопости могу сказать, что степень ответственности внешнего конуса куда больше, на его совести правильная работа всей системы «динамик-подиум». А внутренняя воронка всего лишь улучшает вентиляцию катушки, которой и так вроде как хватало, но улучшить никогда не лишнее)

Снимаем динамики с машинки, несём домой. Обезжириваем тыльные стороны магнитов и бублики и клеим на KRASS mirror bond

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Вентиляционное отверстие в процессе, разумеется, защищаем от попадания герметика (а то вентилировать будет нечего).

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

Выждав нужное время устанавливаем динамики на место.

для чего нужна акустическая линза. Смотреть фото для чего нужна акустическая линза. Смотреть картинку для чего нужна акустическая линза. Картинка про для чего нужна акустическая линза. Фото для чего нужна акустическая линза

На этот раз я таки раздобыл фэн-шуйные винтики под шестигранник, пришлось аж в Нижний Новгород за ними съездить.

Результат превзошёл все ожидания! Если сравнить с другими этапами совершенствования оформления вуферов то общая картина будет такая:

— с макродинамикой уже был полный порядок ещё со старыми подиумами и нормальной виброподготовкой двери
— желаемой микродинамики я добился, когда включил в оформление по-настоящему жёсткие подиумы с соответствующим закреплением
— установка за динамиком рассеивателя дала положительный эффект, уменьшилась гудёжка, но факт, что сегодняшние «бублики» дали похожий эффект, но ощутимо больший. Появилась прозрачность баса (никогда раньше не упоминал этого понятия). Судя по тому, что даже огромный капризный контрабас у меня наконец-то сфокусировался в нужном месте, ощутимо поправилась ФЧХ, чему я несказанно рад)

Выходит, что и эти бублики тоже являются акустической линзой, при чём как помогающей рассеивать так и собирать, хотя, возможно, я уже заморочил вас своими терминологическими соображениями, не в этом суть, а в том, что бублики при всей своей простоте ощутимо улучшили звук. Пожалуй, мне ещё не приходилось так просто и почти бесплатно настолько улучшить звук) Рад! Рад! Рад)

На сегодня всё, спасибо за внимание. В следующий раз я, надеюсь, уже что-то придумаю с внешним оформлением низкочастотников и с грилями в частности)

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *