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 сконструировали корпус для тестовой акустической системы. Корпус был изготовлен из листов полиэтилена высокой плотности (HDPE), причем панели толщиной 25 мм (1 дюйм) использовались для наружной отделки, а панели толщиной 50 мм (2 дюйма) — для внутреннего крепления. Два НЧ-динамика Accuton AS250-6-552 диаметром 250 мм (10 дюймов) были установлены на противоположных сторонах корпуса. Корпус был запечатан с внутренним объемом 129 литров, что дает 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 был проведен в нижней центральной части корпуса. Вторая серия измерений проводилась на верхней части левой боковой панели на высоте 76 см (30 дюймов) над дном шкафа. Сначала измерения проводились с корпусом, установленным на стальных шипах, непосредственно соприкасающихся с бетонным полом. Затем те же измерения были проведены еще раз, когда шкаф стоял на подставках Carbide Base.

Для измерения вибраций мы использовали пьезоэлектрический акселерометрический датчик Measurement Specialties ACH-01. Датчик был прикреплен к корпусу с помощью двухстороннего скотча. Синусоидальный сигнал с логарифмической разверткой от 35 до 200 Гц подавался через НЧ-динамики, и измерялась вибрация панели. Были построены графики водопада, показывающие затухание 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 подавлены, когда акустическая система была установлена на подставки Carbide Base вместо напольных шипов. Этот эффект демпфирования проявился не только вблизи контакта с подножками, но и на противоположном конце корпуса. Амплитуда и время затухания большинства резонансов, присутствующих в обеих панелях, уменьшились, когда акустическая система находилась на подставках Carbide Base. Заметным исключением был резонанс около 150 Гц, в котором наблюдалось снижение амплитуды и первоначально более быстрый спад, за которым последовало небольшое увеличение времени спада ниже -40 dBFS. В области самых низких частот, где резонанс корпуса наиболее слышен, амплитуда вибрации была снижена в некоторых случаях 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.