Każdy głośnik dynamiczny promieniuje falę dźwiękową tylną stroną membrany,
tak naprawdę dźwięk to nic innego jak zmiana ciśnienia z określoną częstotliwością.
Przy okazji pracujący głośnik pobudza do drgań obudowę, która również
gra!. Niestety nie jest to pożądane, "grająca obudowa" wprowadza
zniekształcenia.
Aby zmniejszyć to zjawisko stosujemy wytłumienie oraz wzmocnienia wewnętrzne.
O ile w przypadku obudowy z otworem część energii promieniowanej przez
tylną stronę membrany jest wykorzystywana, o tyle w obudowie zamkniętej
jest całkowicie niepotrzebna. Idealna obudowa to taka, w której głośnik
pracuje w nieskończenie dużej odgrodzie akustycznej. Gdybyśmy zamontowali
głośnik w ścianie domu tak, aby magnes znajdował się na zewnątrz budynku
powstała by taka idealna obudowa. Rozwiązanie kosztowne, trudne i również
ma swoje wady. W przypadku standartowych obudów fala która pochodzi
z tylnej strony membrany odbija się od ścian obudowy tworząc fale stojące
i rezonanse. Żeby zapobiec temu zjawisku falę akustyczną należy wytracić
(zamienić na ciepło). Fala która wpada do materiału tłumiącego odbija
się od jego wewnętrznych komórek, od siebie tworząc tarcie które zamieniane
jest na ciepło - tym samym wytraca się.
Niestety nie ma materiału który wytłumił by cały zakres częstotliwości
(od 20 do 20000Hz). Każdy materiał tłumi dobrze pewien zakres częstotliwości,
to zależy od jego masy, gęstości ułożenia, grubości, ilości wewnętrznych
komórek i wielu innych czynników. Bardzo dobrym sposobem na zmniejszenie
powstawania fal stojących w obudowie jest umieszczenie tylnej ściany
pod kątem np 70 stopni, to spowoduje że fala nie odbije się prostopadle
do przedniej ścianki.
Niskich częstotliwości nie da się wytłumić żadnymi materiałami.
Obudowa głośnikowa jest do tego celu za mała. Weźmy np. komorę bezechową.
Dla tych którzy nie wiedzą co to, jest to sporych wielkości pokój w
którym wykonuje się pomiary głośników, kolumn głośnikowych itp. Największa
w Polsce komora bezechowa należy do Państwowej Agencji Radiokomunikacji,
wymiary komory to: długość 22,1m, szerokość 14,1m, wysokość 8,6m. Na
wszystkich ścianach komory są zamontowane kliny z wełny szklanej, lub
materiałów o podobnych właściwościach, ich długość wynosi nawet 200cm,
na podłodze znajduje się siatka, a pod nią takie same kliny. Dopiero
w takim pomieszczeniu całkowicie pozbyto się rezonansów i fal stojących.
Nigdy nie byłem w takiej komorze, ale z tego co słyszałem i czytałem
trudno jest tam wytrzymać 30 min ze względu na "panującą tam straszą
ciszę która doprowadza wręcz do bólu głowy". W przypadku niskich
częstotliwości liczy się tylko sztywność obudowy. Obudowa powinna być
zrobiona z możliwie grubych płyt, oprócz tego należy zastosować wzmocnienia
wewnętrzne. Między przeciwległymi ściankami należy wstawiać belki, płyty
np o szerokości 5cm, tworząc bryłę o jak największej sztywności. Czym
obudowa jest większa tym usztywnień powinno być więcej, ponieważ zwiększają
się odległości między ściankami. Przy
głośnikach o dużej powierzchni membrany oraz dużej amplitudzie stosujemy
przeważnie duże obudowy, wystarczy przyłożyć rękę do takiej obudowy
i sprawdzić w którym miejscu pulsuje, tam wstawiamy belki i wzmocnienia.
Pamiętajmy jednak, że to zmniejsza objętość. W kolumny B&W z serii
MATRIX stosowany jest wewnętrzny szkielet wzmocnień (zdjęcie obok),
rozwiązanie trudne w wykonaniu na własną rękę, ale bardzo skuteczne.
W zakresie wyższego basu należy stosować elementy absorbujące drgania
ścian, oprócz wzmocnień można stosować materiały bitumiczne, należy
je przyklejać bezpośrednio do ścian obudowy, kawałki płyt pilśniowych
i wiórowych (np kwadraty 10x10 cm o grubości 22mm co 10cm). Dobrym rozwiązaniem
w przypadku kolumn wolnostojących jest stosowanie płyt o grubości 22mm
nad i pod otworem dla głośnika. Dla przykładu, mamy kolumnę o wymiarach
wewnętrznych 18x26cm (patrząc z góry), kolumna zawiera dwa głośniki
niskośredniotonowe i jeden wysokotonowy. Wycinamy 3 prostokąty 18x26cm,
a w nich prostokąt 10x18cm (aby powietrze mogło swobodnie przepływać).
Takie prostokąty umieszczamy między otworami na głośniki. W przypadku
monitorów można umieścić jeden taki prostokąt tuż nad głośnikiem niskośredniotonowym.
Po pierwsze wzmocni to obudowę, a po drugie zmniejszy drgania przedniej
ścianki przenoszone z kosza głośnika, to bardzo ważne. Przednia ścianka
powinna być bardzo sztywna, dobrym sposobem jest złożenie jej z dwóch
różnych płyt, np. 18mm MDF i 12mm zwykła płyta wiórowa, oczywiście sklejonych
ze sobą. W przypadku obudów zamkniętych należy szczególnie zadbać o
sztywność, ponieważ w obudowach tego typu powstaje duże ciśnienie wewnętrzne.
Średnie częstotliwości
można tłumić materiałami gąbczastymi, różnego rodzaju piankami, wełną
mineralną itp. W
najlepszych kolumnach jest stosowana wełna owcza. Ja radzę stosować
kilka rodzajów materiałów, ponieważ każdy tłumi lepiej pewien zakres
częstotliwości, a drugi gorzej. Różnego rodzaju gąbki należy umieszczać
przy ścianach obudowy. Między ścianą, a materiałem tłumiącym powinna
zostać zachowana odległość kilku cm (tłumienie może być np. w połowie odległości między ściankami), spowoduje to dużo większą skuteczność tłumienia. Wszelkiego
rodzaju waty, wełny i rzadkie materiały należy umieszczać w całej objętości
obudowy, luźno ułożone. W przypadku obudów bass-reflex nie należy wytłumiać
w pobliżu końca otworu znajdującego się wewnątrz obudowy. Na koniec
podam jakie obudowy jak wytłumiać:
bass-reflex - na wszystkie ścianki gąbka 1...2cm z zachowaniem
odległości 1cm od płyty. Nie należy wytłumiać w pobliżu wlotu otworu,
objętość można wyłożyć wełną lub watą, jednak bardzo rzadką. Ogólnie
obudowy bass-reflex wytłumiamy słabo.
obudowa zamknięta - na ścianki gąbka 2...4cm, tu również wykładamy
1cm od płyty. Całą objętość należy mocno wytłumić wełną lub watą. Silne
wytłumienie powoduje zmniejszenie się Qts głośnika oraz zwiększenie
objętości od 15 do nawet 30% (różne dane i teorie). W przypadku obudów
z Qtc większym niż 1 należy tłumić bardzo mocno.
band-pass wentylowany z jednej strony - należy tłumić tylko
komorę zamkniętą (tak samo jak w przypadku obudowy zamkniętej), komorę
z otworem należy pozostawić nie wytłumioną.
band-pass wentylowany z dwóch stron - tego rodzaju obudowy nie
trzeba wytłumiać, stosuje się ją tylko w przypadku subwooferów, nie
mamy tu komory zamkniętej więc wytłumienie nic nie daje.
W przypadku zbyt mocnego wytłumienia obudowy bas może się zmniejszyć,
dlatego najlepszym sposobem jest eksperymentowanie, w każdej
chwili można wyjąć materiał tłumiący z obudowy, nie ma żadnego ryzyka
uszkodzenia głośnika w przypadku kiedy "źle" wytłumimy obudowę.
Dobre wytłumienie powoduje, że charakterystyka przetwarzania głośnika
jest mniej poszarpana, czyli bardziej liniowa.
Jarosław Sobólski
js(at)data(dot)pl
|