音訊頁腳設計調查

音訊頁腳設計調查

揚聲器的雜散振動可以通過與地板接觸直接傳遞到房間的表面。 這導致房間的表面同情地輻射這些振動作為可聽雜訊,這可能會影響音樂聆聽體驗。 房間的大表面積進一步加劇了這個問題,它以高效率輻射聲音。 低頻振動是最嚴重的罪犯,因為它們能夠以很小的阻抗在整個房間結構中傳播。

 

即使使用基本的隔振,也可以減輕結構振動的這些退化效應。 將隔振音頻頁腳放在揚聲器下方可減少混響時間、振動衰減偽影和某些頻率下的失真[1]。 通過將音訊電子設備與振動隔離開來,也會產生類似的積極影響。 這些優勢的程度可能因音訊頁腳設計而異。

測量隔振

我們試圖測量幾種流行的音訊頁腳設計的隔振性能。 然後,我們在相同的比較標準下測量了我們的 Carbide Base 腳。 在水平和垂直方向上測量每個音訊頁腳的隔振性。 利用三種不同的振動源來產生振動:電磁振動台,低音炮和雙向揚聲器。 在每個實驗中,將四個音訊頁腳放置在振動源的頂部,然後將鋁板放置在音頻頁腳的頂部。 用螺栓將砝碼固定在鋁板上,以模擬揚聲器或音訊設備的品質,其總品質約為32千克(70磅)。 測量專業ACH-01壓電加速度計感測器然後用雙面膠帶連接到板上,以測量水準和垂直方向的加速度。 加速度計感測器依次饋入為各自感測器校準的放大器。

電磁振動表

使用電磁振動表來獲得第一組測量值。 工作台採用數位控制,可精確調節工作檯面的振動幅度和頻率。 為了確定工作台的振動幅度,將加速度計感測器連接到工作臺上,然後使用萬用表測量感測器放大器的輸出。 同樣,第二個加速度計感測器連接到鋁板上。 從板感測器以5 Hz間隔從10 Hz到200 Hz進行測量。 振動台在每個間隔進行調整,以確保振動台以2.5 m/ s 2的加速度振動。 測量首先使用連接到工作檯面和板的正向邊緣的感測器進行,以測量水準振動。 然後使用連接到工作台和板頂部的感測器重複測量,以測量垂直振動。 這些測量集中在低音頻率區域,以確定每個音訊頁腳的共振頻率周圍的隔振性能。

 

該實驗的優點是,該表在整個測量過程中提供了一致的振動。 這使得音頻頁腳中的共振清晰可辨。 該實驗的缺點是由於間隔測量而解析度有限。 該實驗也沒有提供任何關於振動衰減行為的見解。

 

低音炮

使用低音炮作為振動源,以獲得低音頻率區域的掃描測量值。 使用PC來生成從15 Hz到200 Hz的對數掃描正弦信號,然後通過低音炮播放。 加速度計感測器安裝在板的前緣和頂部,以同時測量水準和垂直振動。 PC用於記錄板式安裝感測器的輸出。 然後將測量結果轉換為顯示振動衰減的瀑布圖。 瀑布圖的Y軸設置為忽略噪底偽像,其中0 dBFS對應於削波前的極限。 掃描期間的最大聲壓級為93 dBA,這是我們混響工廠地板上1 m的距離測量的。 清掃期間的最大水平機櫃加速度為2.4 m/s2

 

2 路揚聲器

使用2分頻揚聲器作為振動源,以獲得中音和高音頻率區域的掃描測量值。 該實驗使用與低音炮實驗相同的過程進行,只是掃描從200 Hz到1 kHz(中音)和1 kHz到10 kHz(高音)完成。 另一個區別是,加速度計感測器放大器設置為相對於低音炮測量提供+20 dB增益。 由於較高頻率固有的較低振動幅度,因此施加了額外的增益。 較高的增益也提高了噪底,這需要限制中頻和高頻瀑布圖的可見部分,以避免噪底偽像。 在掃描期間,揚聲器的最大聲壓級也為93 dBA,驅動電壓在所有測量中均保持恆定。 在清掃過程中,機櫃的最大加速度為1.9 m/s2

 

低音炮和揚聲器實驗的優點是,它們提供了每個音頻頁腳的振動衰減行為的高解析度視圖。 缺點是機櫃的振動不像振動檯實驗那樣與頻率一致。 然而,機櫃的振動行為在測量之間是一致的,允許在音訊頁腳之間進行有用的相對比較。 每次測量連續進行兩次,然後取平均值以平滑機櫃振動行為的不規則性。

測試中的音訊頁腳

音訊頁腳設計

測試了七種不同的音訊頁腳設計。 還測試了峰值以進行相對比較。 每個音訊頁腳中有四個放置在鋁板下方。 具有適當供應的設備用螺栓固定在板上。

 

在實現隔振方面,測試的音頻頁腳大致分為兩類: 滾珠軸承粘彈性

 

滾珠軸承

音訊頁腳 1、3 和 6 基於一個常用的概念[2] ,利用滾珠軸承在彎曲軸承座圈中滾動。 這些軸承設計轉移了振動的傳輸,從而減少了通過設備的振動。 音訊頁腳 5 通過利用獲得專利的堆疊配置的軸承來轉移振動的傳輸。 Carbide Base 頁腳利用平面軸承座圈之間的軸承,並在振動期間使用粘彈性緩衝器將設備居中。

 

粘彈性

音訊頁腳 2 採用具有粘彈性的模製玻璃纖維。 音訊頁腳 4 利用上部和下部粘彈性元件,這些元件與專利配置的橢圓形圓柱體連接。 Carbide Base 在正在申請專利的配置中使用稱為 ViscoRing™ 的管狀粘彈性元件。

按兩下每組測量值上方的「測量值」文本以切換其可見性。

水平和垂直測量顯示在單獨的選項卡上。

尖峰

尺寸:

Ø 14 毫米 (0.55“)

高度 35 mm (1.4“)

建設:

鋼釘

尖峰測量(按兩下以切換)

水準振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
臥式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
臥式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
臥式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音
立式振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
立式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
立式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
立式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音

音訊頁腳 1

尺寸:

Ø 45毫米(1.78英寸)(頂部),Ø 70毫米(2.76英寸)(底部)

51 毫米 (2.0“) – 61 毫米 (2.4”) 高度

4 人的最大重量:

不適用

高度可調:

是的

螺栓規定:

是的

建設:

不鏽鋼主體,帶 3 個陶瓷滾珠軸承,安裝在球面軸承座圈中。

音訊頁腳 1 測量(按兩下以切換)

水準振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
臥式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
臥式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
臥式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音
立式振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
立式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
立式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
立式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音

音訊頁腳 2

尺寸:

50 mm (2“) 寬度 x 50 mm (2”) 深度

高度 25 mm (1“)

4 人的最大重量:

34.4 千克(76 磅)

其他版本可用於不同的重量。

高度可調:

螺栓規定:

建設:

夾在鋼板之間的熱壓縮高密度模製玻璃纖維層。 紋理橡膠頂部和底部。

音訊頁腳 2 測量(按兩下以切換)

水準振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
臥式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
臥式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
臥式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音
立式振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
立式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
立式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
立式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音

音訊頁腳 3

尺寸:

Ø 45 毫米 (1.75“)

24 mm (0.94“) 高

4 人的最大重量:

不適用

高度可調:

(選擇升級)

螺栓規定:

建設:

陽極氧化鋁主體,帶 6 個滾珠軸承,位於 3 層之間的球面軸承座圈中。

音訊頁腳 3 測量(按兩下以切換)

水準振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
臥式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
臥式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
臥式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音
立式振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
立式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
立式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
立式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音

音訊頁腳 4

尺寸:

Ø 51 毫米 (2“)

高度 43 mm (1.7“)

4 人的最大重量:

55 千克(121 磅)

其他版本可用於不同重量

高度可調:

僅當用螺栓連接時

螺栓規定:

是的

建設:

上部和下部粘彈性隔離器採用外殼,與專利配置的橢圓形氣缸連接在一起。 定向設計。 所有測量均以製造商建議的標誌朝前進行。

音訊頁腳 4 測量(按兩下以切換)

水準振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
臥式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
臥式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
臥式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音
立式振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
立式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
立式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
立式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音

音訊頁腳 5

尺寸:

Ø 76 毫米 (3“)

57 mm (2.25“) 高

4 人的最大重量:

不適用

高度可調:

僅當用螺栓連接時

螺栓規定:

是的

建設:

不鏽鋼閥體採用非截然相反的專利配置,由 5 個獨立的陶瓷軸承堆疊而成。

音訊頁腳 5 測量(按兩下以切換)

水準振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
臥式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
臥式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
臥式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音
立式振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
立式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
立式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
立式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音

音訊頁腳 6

尺寸:

Ø 45 毫米 (1.75“)

72 毫米 (2.8“) – 89 毫米 (3.5”) 高度

4 人的最大重量:

不適用

高度可調:

是的

螺栓規定:

是(需要螺栓連接)

建設:

鋁製主體,帶 3 個陶瓷滾珠軸承,安裝在球面軸承座圈中。

音訊頁腳 6 測量(按兩下以切換)

水準振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
臥式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
臥式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
臥式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音
立式振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
立式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
立式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
立式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音

Carbide Base 頁腳

尺寸:

Ø 125 毫米 (4.9“)

56 毫米 (2.2“) – 74 毫米 (2.9”) 高度

4 人的最大重量:

32 千克(70 磅)

ViscoRing™ ,重量更高

高度可調:

是的

螺栓規定:

是的

建設:

鋁製上部裝有 ViscoRing™ 粘彈性部件。 不鏽鋼下部軸承座陶瓷軸承和粘彈性緩衝器,採用正在申請專利的配置。 在安裝輕型 ViscoRings™ 的情況下進行測量。

Carbide Base 頁腳測量(按兩下以切換 )

水準振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
臥式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
臥式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
臥式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音
立式振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
立式低音炮
15 赫茲 – 200 赫茲低音
立式揚聲器
200 赫茲 – 1 千赫中音
立式揚聲器
1 千赫 – 10 千赫高音

免責聲明

這些實驗類比了在中到高音量下演奏的揚聲器或低音炮機櫃上直接經歷的振動幅度。 在隔離較低振幅振動時,某些音頻頁腳的測量方法可能會有所不同。 此外,所支援的品質會影響某些音訊頁腳的性能,因此更改品質可能會更改測量值。 最後,這些測量都是用近似穩態的正弦振動刺激進行的,這與音樂的動態狀態不同。

結論

測試的音訊頁腳的隔振性能差異很大。 在大多數情況下,不需要的雜散振動通過低音頁腳和較低的中頻頻率增加。 在其他情況下,阻尼不足,導致共振在初始刺激后持續很長時間,如一些瀑布圖中的長衰減時間所示。

 

Carbide Base頁腳的獨特之處在於它們能夠隔離和抑制低音和中低音,從而最大限度地提高這些頻率的清晰度。

引用

[1] 卡茨, B. (2020). 關於揚聲器機櫃的聲輻射AES:音訊工程學會雜誌公約論文10405

 

[2] Kemeny, Zoltan A. “機械信號濾波器”。 美國6520283 B2,美國專利商標局,2003年2月18日。 谷歌專利, https://patents.google.com/patent/US6520283B2