Както вече споменах в предишните публикации по темата, когато един говорител
с линейна АЧХ по оста излъчва на 360 градуса посредством отражател, резултата
е че където и да мерим АЧХ, тя винаги ще отразява разпределението на енергията
между отделните честоти. Следователно АЧХ на акустична система (озвучително тяло)
излъчваща на 360 градуса ще е със завал към високите честоти.
Разликата с конвенционално озвучително тяло се състои в това, че конвенционалните ОТ
с говорители монтирани на лицев панел (преден панел) излъчват най-много на 180 градуса,
тоест в предната полусфера. Освен това конвенционалните колони имат акустичен
център и централна ос по която АЧХ обикновенно е сравнително равна и не отразява
действителното съотношение между енергията на отделните излъчвани честоти.
Като контраст на това излъчващите на всички посоки колони
(omni directional speakers/360 degrees radiation pattern speakers), имат АЧХ, която винаги
представлява изражение на съотношението между енергията с която са излъчени отделните
честоти и нищо друго. При тях всяка точка по хоризонтала +/- съответните отклонения
е по оста и изглежда еднакво с всички останали.
И понеже аз не съм научен институт, лаборатория или професионалист, подсилвам
оригиналните си идеи с разследващо инженерство (обратно инженерство/reverse engineering)
и взаимстване.
Когато разбрах, че АЧХ ще има завал към високите, разбрах и че ми е необходим
високочестотен говорител с подем в АЧХ към високите. - справка предишното мнение
в частта му за широколентовите говорители Лоутър (Lowther).
Като потърсих аналози попаднах на проекта за излъчващи на 360 градуса колони
"Фонтана" на германската фирма Визатон (Visaton), сайт на вносителя за България:
http://www.steadygroup.com/articledetails.php?id=331
Тези колони са двулентови и използват високочестотния говорител DT 94, сайт на
вносителя за България: http://www.steadygroup.com/articledetails.php?id=82
Технически характеристики:
Номинална мощност: 70 W
Максимална мощност: 100 W
Импеданс: 4 Ohm / 8 Ohm
Честотна лента: 1200 - 22000 Hz (-10 dB)
Чувствителност: 90 dB (1 W/ 1m)
Резонансна честота: 1900 Hz
ДТ 94 (DT-94) - 8 ома има следната Амплитудно Честотна Характеристика (АЧХ):
Аз купих модела с 4 ома импеданс, който има още малко по-изразено покачване
на АЧХ към високите честоти.
Вижте и диаграмата на излъчване на DT94, германския сайт на производителя Визатон:
http://www.visaton.de/de/chassis_zubehoer/ht_kalotten/dt94_8.html
Диаграма на излъчване:
Както се вижда от диаграмата, при 16 килохерца извън +/- прибл. 15 градуса от оста на говорителя,
нивото на излъчване е по-ниско с 15 децибела от това по оста. За сравнение при
4 килохерца (червената линия), нивото никога не пада под -4 дб спрямо това по оста.
Следователно няма да се объркаме много ако заключим, че общата енергия излъчена
от говорителя във високите честоти (16 кхз.) е приблизително 10 пъти* по-малко
спрямо тази в средните честоти (4 кхз.).
При достатъчно добра диаграма на излъчване, можем да правим преценка за
разликите в нивото по приблизителната площ заемана от контура на излъчване на
съответната честота. Така бихме стигали до същия извод, че площа при 4 килохерца е
приблизително 3 пъти по-голяма от площа заключена в конкура на диаграмата на
излъчване при 16 килохерца. Приблизително 3 пъти означава приблизително 3 пъти
по 3 дб или отново 9-10 децибела разлика в общата излъчена енергия.
Ако обаче направим много грубо сравнение между диаграмата на излъчване на 8 килохерца
и диаграмата на 16 килохерца ще видим, че разликата в площите е приблизително двойна,
което говори за 3-4 дб разлика в общата енергия излъчена на тези честоти. Ако ги съпоставим
по другия начин пък ще стигнем до извода, че докато 8 кхз. са средно на -5 децибела, то 16 са
средно на -10 и ще установим разлика от около 5 децибела. 5 децибела разлика в нивата на
звуковите налягания са 3.33 пъти разлика в общата излъчена енергия.
Сега да се върнем на АЧХ и да видим каква е разликата между нивата на честотите 8 килохерца
и 16 килохерца по оста, да около 3 децибела разлика в полза на 16 кхз. Не забравяйте,
че версията с 4 ома има още малко по-изразен пик на 16-17 кхз. или точно 5 дб разлика.
В зависимост от метода, който използваме за определяне на разликата в излъчената енергия,
за равна АЧХ на нашата система излъчваща на 360 градуса, ще ни устройва подем от между 3 и 5
децибела, а той е налице.
Сега да видим филтъра на Визатон Фонтана:
Във филтъра на високочестотния няма нищо интересно, верига в паралел, която се справя с
резонансния пик на говорителя (налага се, защото разделителната честота е на по-малко от 2
октави от резонанса на говорителя) и резистор, който сваля нивото, тоест всичко е
конвенционално.
Обаче вижте филтъра на нискочестотния и по-точно индуктивността от 1 милихенри прескочена
от кондензатора с капацитет 22 микро фарада. - Резултата е че равната АЧХ на нискочестотния
е превърната в покачваща се такава. Или иначе казано, както вече разбрахме, енергията на
честотите в горната част от работната му лента, където диаграмата на излъчване вече се стеснява,
са изравнени по енергия с по-ниските, където диаграмата му на излъчване е по-широка.
Аналогичен е и принципа на действие на коригиращата верига за широколентови високоговорители
или цели озвучителни системи (от/озвучителни тела), за която в Пенкилер вече имаме статия:
Компенсиращи филтри за широколентови високоговорители
Забележете също и че чувствителността на колоните Фонтана е посочена като 80 дб/ват/метър!
Любопитен факт: Макар и колоните излъчващи на 360 градуса да постигат по-ниско звуково
налягане мерено в една точка с насочен микрофон, субективното усещане за звуково налягане
в помещението е същото като това, което бихме получили от същите говорители монтирани на
конвенционален лицев панел. Това е така, защото общата излъчена в помещението енергия е
една и съща.
Друг Любопитен факт: един акустичен музикален инструмент и особено перкусионен такъв
ще излъчва еднакво в абсоюлтно всички посоки по хоризонтала. Точно в това се състои и
преимуществото по отношение на реализма на пресъздаване на колоните излъчващи на 360
градуса.
Смятам да използвам първи ред филтър (филтър състоящ се само от един кондензатор) за
високочестотния с точка на разделяне -3 децибела между 8 и 12 килохерца. Така ще повдигна
и нивото в честотите в които работи 12 инчония широколентов, той е доста линеен и не насочен
точно до към 8-10 килохерца. Факта, че свири относително не насочено до толкова високи
честоти, означава че нямаме проблем с равната му АЧХ, защото баланса в съотношението на
енергията между отделните честоти не е нарушен.
Избрах версията с импеданс 4 ома (Rdc ~3.2 ома) на Визатон DT94, защото говорителя има
чувствителност от 91 децибела по оста при 1 ват, което означава, че при 2.88 волта**,
говорителя ще получава 2 вата мощност, което е двойно повече, което означава +3 децибела.
Така ще получа чувствителност от 94 децибела, колкото е и чувствителността на
широколентовия ВК12350 (8 ома)**.
*Защо 10 децибела разлика е десетократна разлика в мощността?
- макар да изглежда подвеждащо, не е защото 1 дб е "еднократна" разлика. Причината е че 3
децибела разлика в нивото означават двойна мощност или удвояване на звуковото налягане.
И така +3 е двойно, + още 3 стана четворно спрямо изходната точка, + още 3дб станаха
осем пъти повече мощност, а + само още 1 децибел за да станат +10 и нивото вече е
приблизително десет пъти повече мощност.
**Закона на ОМ. Според закона на Ом,
Мощността (ватове/W) е равна на тока (ампери/І) умножен по напрежението (волтове/V)
или на напрежението на квадрат върху съпротивлението/товара (ома/R),
т.е. W=IxV или W=VxV/R или даже W=IxIxR
Тока (ампери/І) е равен на мощността разделена на напрежението или на напрежението
върху съпротивлението (товара) т.е. І=W/V или І=V/R или даже I=корен от (W/R)
Който го мързи да смята, нека използва този калкулатор: http://www.bcae1.com/ohmslaw.htm
От закона на ом ще разберете, че докато 1 ват за 8 ома говорител е 2.88 волта,
то за 4 ома говорител 1 ват е само 2 волта.
Също ще разберете и защо 4 ома говорител с чувствителност 91 дб/ват/метър при 2.88 волта
ще е с равна чувствителност на 8 ома говорител с чувствителност 94 децибела.
Поздрави!
Гост