Рассеивание вибраций с помощью опор Carbide Base

Известно, что корпус громкоговорителя вносит значительный вклад в общий объем излучаемого звука на нижних резонансных частотах[1]. Несмотря на то, что поверхностная скорость панелей громкоговорителя мала, панели излучают с эффективностью, во много раз превышающей эффективность динамиков. Это связано с большой площадью излучения панелей по сравнению с площадью излучения динамиков. Звук, излучаемый панелями корпуса, может вносить слышимые искажения и должен быть ослаблен. Демпфирование панелей корпуса является одним из эффективных способов снижения амплитуды резонансов[2].

Цель этого эксперимента заключалась в том, чтобы определить, может ли размещение Carbide Base подставки под громкоговоритель может уменьшить низкочастотные резонансы внутри панелей корпуса громкоговорителя. Снижение резонанса панелей поможет количественно оценить улучшение рассеивания вибрации, обеспечиваемое подножками. Это улучшение можно сравнить с базовым вариантом, когда корпус громкоговорителя стоит на стальных шипах на бетонном полу.

Испытательный громкоговоритель

Чтобы провести испытания на вибрацию, мы сначала изготовили корпус для тестового громкоговорителя. Корпус был изготовлен из листов полиэтилена высокой плотности (HDPE): панели толщиной 25 мм (1 дюйм) использовались для наружной отделки, а панели толщиной 50 мм (2 дюйма) – для внутренней фиксации. Два НЧ-динамика Accuton AS250-6-552 диаметром 250 мм (10 дюймов) были установлены на противоположных сторонах корпуса. Корпус был герметичным, его внутренний объем составлял 129 литров, что давало Qtc приблизительно 0,64. Внутри корпуса не было никакой начинки. Общая масса корпуса с установленными НЧ-динамиками составила 83 кг (183 фунта).

Измерения рассеивания вибрации

В нашем эксперименте по рассеиванию вибрации измерения проводились на внешних панелях корпуса громкоговорителя. Первый набор измерений проводился в нижней центральной части корпуса. Второй набор измерений проводился на верхней части левой боковой панели на высоте 76 см (30 дюймов) над дном корпуса. Сначала измерения проводились, когда шкаф стоял на стальных шипах, непосредственно соприкасаясь с бетонным полом. Затем те же измерения были повторены, когда шкаф стоял на подставках Carbide Base.

Для измерения вибраций мы использовали пьезоэлектрический датчик-акселерометр Measurement Specialties ACH-01. Датчик был прикреплен к корпусу с помощью двухстороннего скотча. Синусоидальный сигнал с логарифмической разверткой от 35 Гц до 200 Гц подавался через НЧ-динамики, и измерялись вибрации панели. Были построены графики водопада, показывающие уменьшение амплитуды вибрации с течением времени.

Синие водопады представляют собой измерения с корпусом на подставках Carbide Base, а красные водопады – с корпусом на стальных шипах, непосредственно соприкасающихся с бетонным полом.

Нижняя панель

Шипы на полу

На Carbide Base Футеры

Верхняя боковая панель

Шипы на полу

На Carbide Base Футеры

Заключение

Измерения подтвердили, что низкочастотные резонансы в панелях корпуса нашей тестовой акустической системы были ослаблены, когда акустическая система была установлена на подставки Carbide Base вместо напольных шипов. Этот эффект демпфирования проявлялся не только локально вблизи контакта с подножками, но и в месте, расположенном в противоположном конце корпуса. Амплитуда и время затухания большинства резонансов, присутствующих в обеих панелях, уменьшились, когда громкоговоритель стоял на подножках Carbide Base. Заметным исключением был резонанс в районе 150 Гц, в котором наблюдалось снижение амплитуды и первоначально более быстрое затухание, а затем небольшое увеличение времени затухания ниже -40 dBFS. В области самых низких частот, где резонансы корпуса наиболее слышны, амплитуда колебаний в некоторых случаях была снижена более чем на 80%.

Ссылки

[1] Bastyr, K. J., & Capone, D. E. (2003). Об акустическом излучении из корпуса громкоговорителя. AES: Журнал общества аудиоинженеров, 51(4), 234-243.

[2] Юха Бакман, Влияние демпфирования панели на вибрацию корпуса громкоговорителя, 1996, Nokia Mobile Phones, Финляндия.