TQWP на Visaton BG20

Главная

Акустика

Аудио

Статьи и заметки

Фотогалерея

Гостевая

Ссылки

Обо мне

Напишите мне

Акустика → Акустические системы → TQWP на Visaton BG20

Долгое время моя статья "Акустическая система на BG20" обнадеживала читателей в том, что Visaton BG20 будет работать в оформлении TQWP и при этом обеспечивать достаточное давление на низких частотах. Теперь такая акустическая система сделана и кое-как настроена, поэтому я могу немного рассказать о ней.

• Концепция акустической системы

Акустическое оформление TQWP (Tapered Quarter-Wave Pipe – Расширяющаяся Четвертьволновая Труба) впервые было описано Полом Войтом (Paul Voight) в 1930 году и является по сути рупором, настроенным на частоту резонанса динамической головки. В описываемом случае для TQWP использована немецкая широкополосная динамическая головка Visaton BG20 [1], имеющая резонансную частоту 36 Гц. Поскольку для этой частоты корпус TQWP показался мне слишком высоким (акустическая ось динамика находилась значительно выше головы слушателя), я решил сделать его настройку на 42 Гц. К тому же нет смысла гнаться за воспроизведением частот ниже 40 Гц 8-ми дюймовым динамиком.
Преимущества TQWP перед закрытым оформлением очевидны - диффузор практически свободно ходит в обе стороны обеспечивая отличную микродинамику (способность воспроизводить самые тихие звуки) и разборчивость звука при великолепной подаче НЧ (быстрый, с отличным откликом бас).
Преимущества TQWP перед фазоинверторным оформлением заключается в том, что рупор имеет низкую добротность, а значит подъем низких частот не так выражен как в варианте с ФИ (в нем ниже частоты настройки звука нет, при этом на этой частоте ГВЗ зашкаливает). Кроме этого, благодаря большому сечению (ФИ чаще имеет меньшее сечение, чем Sd) в рупоре практически нет турбулентных завихрений воздуха и, соответственно, "трубных" призвуков. Также рупор сам по себе лучше чем фазоинвертор отфильтровывает высокочастотные составляющие.
Но! При своих преимуществах TQWP имеет недостатки, сводящиеся к большим габаритам и сложной настройке (заполнение нужным количеством звукопоглощающего материала) рупора для обеспечения оптимальной АЧХ на низких частотах.

• Корпус акустической системы

Корпус для этой акустической системы стал для меня первым опытом, получившим так много внимания. Хотя TQWP было рассчитано [2] в Exel-файле (многим известном), в котором представляется полная раскройка корпуса будущей АС, НО как такую конструкцию собирать?... особенно в первый раз - это серьезный вопрос! Не долго думая, из закромов достал пиломатериал (ламинированное ДСП 18 мм, лакерованная с одной стороны и оклееная пленкой с другой бакелитовая фанера 16 мм, отрезки березовой фанеры 20 мм), сотню саморезов и стал соображать далее.
Первым делом решил, что у корпусов будет основание, в которое будут вкручены шипы. Основание выполнил из ДСП 18 мм, шипы по моим чертежам изготовил мне родственник на заводе. Они всовываются в заранее подготовленные отверстия (диаметр 6 мм) основания АС и благодаря обычным гайкам М6, утопленным в основание, вворачиваются до упора:

Чертеж шипа для АС.

Основание АС с шипами.

Далее с учетом того, что корпуса будут отделываться виниловой пленкой, решил боковые панели сделать сплошными без каких-либо отверстий. Сделал их из ламинированного ДСП 18 мм. Для крепления остальных панелей к боковым с внутренней стороны на клею и саморезах (17 шт.) прикрепил бруски, выполненные из 20 мм, 16 мм фанеры и березовых брусков (то что было под рукой). Наклонную панель TQWP сделал из 16 мм фанеры - она на деревянных шкантах и клею скрепляется с боковыми панелями. Верхняя (сделана из 16 мм фанеры) и нижняя панели прикрепляются к боковым с помощью брусков, клея и саморезов (по 2 шт.):

Боковые панели с несущими брусками.

Крепление верхней и нижней панели к боковой.

Крепление наклонной панели к боковой.

После данной процедуры торцы верхней, нижней и наклонной панелей промазываем клеем, сверху накладываем вторую боковую панель, фиксируем ее саморезами и на сутки прижимаем чем-либо тяжелым:

Собранный скелет корпуса.

Перед окончательной сборкой корпуса стоит обратить внимание на подгон всех панелей друг к другу, так чтобы все стыки были минимальными, углы АС были прямыми и не было необходимости делать грубую финишную подготовку для оклейки виниловой пленкой. В моем случае вначале корпуса будущей акустики были полностью собраны - прикреплены на саморезы все бруски и панели, в том числе передняя и задняя. Лишь после этого все было разобрано и собрано на клей!

Поскольку пленка не прощает каких-либо неровностей и стыков (через нее сразу же все видно) после сборки корпусов на клей некоторые стыки и углы я залил эпоксидным клеем (ненужную часть срезал канцелярским ножом и выровнял шлифмашинкой) чтобы кабинеты приняли монументальный вид. Со всех поверхностей была удалена пыль (помог пылесос и влажная протирка безворсовой тканью) и они были обезжирены ацетоном. После предстоял длительный процесс оклейки корпусов немецкой виниловой пленкой, так чтобы нигде не было ни пузырей, ни замятин:

Корпус оклеен виниловой пленкой (вид спереди на основание).	Корпус оклеен виниловой пленкой (вид сзади на основание).
На основание установлено второе дно (рупор TQWP приобрел необходимое сечение).	Корпус оклеен виниловой пленкой (вид сверху).

После внешней отделки началась внутренняя подготовка корпуса - все стенки были на 2 раза промазаны полимерно-каучуковой мастикой (ПКА-1). На еще не засохший второй слой мастики: 1) был приклеен автомобильный карпет, облагораживающий внешний вид порта TQWP; 2) Вибро-звукопоглощающий материал под названием "роквул" на все стенки корпуса кроме части передней панели и передней стенки наклонной панели - именно тут кроется секрет TQWP! Стоит сказать, что роквул был приобретен матами толщиной 50 мм, был нарезан на соответствующие корпусу части, а затем разрезан по толщине на двое (по 25 мм). Материал был не только приклеен к корпусу мастикой, но и закреплен скобами.

На внутренние стенки корпуса нанесена мастика.	Раскрыв рупора TQWP оклеен карпетом.	Раскрыв рупора TQWP (вид изнутри).
Корпус оклеен роквулом.	Вид на корпус со стороны основания.	Готовый корпус.

На этапе настройки передняя и задняя панель корпуса сделаны съемными (крепятся по периметру на саморезы). В перспективе передняя должна быть глухой и усилена фальшпанелью, которая придаст окончательный вид конструкции акустических систем. Задняя панель может остаться съемной, поскольку надобности в ее "замуровывании" нет.
В качестве герметизатора для задней панели использован обычный уплотнитель с Е-профилем. Терминал АС разместился на задней панели в ее нижней части. Представляет собой недорогую, но удачную поделку наших китайских братьев (пластмассовый корпус с латунными клеммами), которая прикручена на саморезы и с внутренней стороны залита эпоксидным клеем.

• Электрическая часть акустической системы

Три варианта фильтра для широкополосного динамика АС.

Все три варианта фильтров были собраны и отслушаны. Кроме этого, были измерены характеристики АС (АЧХ, ФЧХ, ИЧХ, импульсный отклик). Несмотря на мое стремление к минимализму, наиболее оптимальным (как по характеристикам, так и по звучанию акустических систем) мне показался фильтр с цепью Цобеля, выполненный по схеме №3. Результаты измерения АЧХ и ИЧХ приведены ниже. ФЧХ является минимально-фазовой, а разницы в импульсных откликах не замечено, поэтому графики этих характеристик не приводятся.

Сравнение АЧХ АС с тремя вариантами фильтров.

Сравнение ИЧХ АС с тремя вариантами фильтров.

Стоит обратить внимание, что катушки L1 должны иметь минимальное сопротивление по постоянному току (не более 0.1 Ом), иначе произойдет электрическое раздемпфирование динамиков АС и низкие частоты будут не такие, как ожидается от оформления TQWP.

• Полученные результаты

Реальная АЧХ одной из акустических систем.

Как видно из графика, соблюдается баланс частот практически во всем слуховом диапазоне. Однако, из-за не совершенства конструкции ВЧ рупора BG20, в диапазоне высоких частот наблюдается большая неравномерность. На слух это воспринимается как искажение сигнала - отсутствует разборчивость в верхнем диапазоне, нет микродинамики. Кроме того, диаграмма направленности на ВЧ узка, правда к этому я уже привык... Трактовать график на низких частотах не решаюсь, поскольку не до конца понимаю от чего такие результаты при измерениях ГД в ближнем поле. Что касается раскрыва рупора TQWP - здесь все довольно просто - необходимо экспериментировать с заполнением устья, а также созданием "ловушек" для частот выше 200 Гц. Для правильного суммирования излучения от передней стороны диффузора и от рупора АС необходимо разобраться с зависимостью этих уровней друг от друга.

В дальнейших планах: 1) Попробовать другие варианты заполнения корпуса акустической системы - добиться "полочки" из раскрыва рупора АС или же попробовать задемпфировать динамик так чтобы АЧХ в ближнем поле получилась более равномерной. 2) Сделать переднюю фальшпанель акустической системы так чтобы она приняла законченный вид. 3) Добавить ВЧ динамик под широкополосный для расширения частотного диапазона, увеличения диаграммы направленности и качества звука акустики в верхнем диапазоне частот.

Эксперименты по настройке оформления TQWP - TQWP на Visaton BG20 - заполнение

• Ссылки по теме

1. Динамик BG20 - мои измерения данной динамической головки;
2. Exel-файл "TQWP на BG20" - полный расчет акустической системы в оформлении TQWP;
3. TQWP - Tapered Quarter Wave Pipes - сайт с подборкой материалов по TQWP;
4. TQWP Теория - страница Виктора Голикова aka Gajdar;
5. Anwendungsmoglichkeiten zum BG20 von Visaton - вариации на тему оформления для BG20;
6. Широкополосные динамики Visaton BG-20 в акустике домашнего кинотеатра - на сайте datagor.ru;
7. Акустика на visaton BG20? - тема на форуме Vegalab.

Последнее обновление 14.12.2011

Акустика → Акустические системы → TQWP на Visaton BG20