АС на основе панели из одинаковых широкополосников

[VVS_]

Здравствуйте.
Вот допустим есть такая ситуация, понравились по звуку и АЧХ мелкие головы (диаметр 60 мм).
Выдают от 500 Гц и до 20К практически ровную АЧХ. Это китайчина с вогнутым полусферическим диффузором, дешевая, и купить их можно много, соответственно отбраковку провести не напряжно.

Хочу на них собрать нечто, путем объединения 7-9 штук вместе на панели, как можно ближе друг к другу. Возможно это будет ЗЯ. Получится малогабаритная переносная АС СЧ-ВЧ диапазона.

Вопрос, будет ли единый фронт отдачи на ВЧ, не наделаю ли интерференции и лепестков по диаграмме направленности? В общем, чего ожидать? И как это решается в кластерах с большим количеством одинаковых АС?

[olvicgor]

Информация для Вас, rogozhin, и всех, кто хочет сам пощупать АЧХ массивов, а также для тех, кто до сих пор сомневается в том, что дважды два равно четыре.
Поскольку не всех убеждают результаты симуляции, выкладываемые здесь ViktKors, предлагаю всем желающим самостоятельно убедиться в его правоте, что называется, из независимых источников
Есть замечательная бесплатная программка, которая называется Edge (http://www.tolvan.com/). Ее многие знают и используют для симуляции дифракции оформлений на скорую руку. Помимо того, что она считает дифракцию на корпусе, в ней можно задать и массив до 50 головок, чтобы оценить вид АЧХ на любом расстоянии (естественно с учетом дифракции на корпусе) под любым углом.
В качестве примера ее применения вот результаты расчета АЧХ для двух массивов:
Массив 1: размер панели 5м х 0,2м, 49 идеальных ШП головок размером 1*, расположенных эквидистантно через 10см.
АЧХ и ФЧХ на оси АС на расстоянии 3м (красная) и 6м (зеленая).

Массив 2: размер панели 1,2м х 0,2 м, 23 идеальных ШП головок размером 1*, расположенных эквидистантно через 5см.
Первый набор АЧХ - осевые на расстоянии 3м, 4м, 5м, 6м. Чем меньше расстояние, тем раньше начинается завал АЧХ на ВЧ.
Второй набор АЧХ - внеосевые. Расстояние 4м, смещение от оси вверх на 0см, 10см, 20см и 30см. Чем больше смещение, тем раньше начинается завал АЧХ на ВЧ.

Воспользуйтесь этим симулятором, и возможно, это позволит сэкономить деньги, время и пиломатериалы.

[Flaesh]

diy cbt (анонс ) http://www.parts-express.com/cbt36/

[artmaster]

olvicgor, я тоже против размножения источников звука, но в вашей симуляции есть слабое звено - "идеальность" источников -головок. так что половина бага фиктивна, зато еще на половину наберется походу

[ViktKors]

в симуляции есть слабое звено - "идеальность" источников -головок. так что половина бага фиктивна, зато еще на половину наберется походу

С этой точкой зрения можно согласится, а можно и спорить, в зависимости от того, что именно понимать под "половиной бага".
Если подразумевается, что отсимулированная таким образом АЧХ лишь "на половину кривая", а реальная будет выглядеть похлеще, то кто угодно согласится с Вашей точкой зрения.

В симуляции от "идеальности" головок требуется, по большому счету, только их однотипность и хоть какая-то повторяемость параметров:
+/- одинаковость фазы при подведении внешнего сигнала (что вообще говоря с достаточной точностью выполняется, просто в силу закона Ньютона диффузор не станет ускоряться против вынуждающей силы тока);
и +/- похожесть амплитуды.

По поводу реального вклада "неидеальности" вполне можно делать выводы, например просто исключив из симуляции линейного массива хоть и целый динамик - совсем уж глобально в АЧХ ничего не изменится .

Просто, в отличие от стандартной системы, в массиве параметры излучателей "усредняются". И влияние разброса параметров от экземпляра к экземпляру логарифмически падает с увеличением количества динамиков.

Есть замечательная бесплатная программка, которая называется Edge

Попробовал, похоже, что работает. Насколько корректны результаты - пока непонятно.


-------------------------------------------------
Я тут на выходных на скорую руку оформил упрощенный рассчет массива как экселевский (эксель, вероятно есть почти у всех) файлик (см. вложение).


Исходные:
1. Массив из максимум 27-ми динамиков. Для каждого задается его высота, смещение от прямой линии (для загнутых массивов) и относительный уровень подводимого сигнала.
2. Расчет производится для наблюдателя расположенного в плоскости массива. Координаты наблюдателя - удаление и высота - задаются отдельно.
3. При расчете простейшим образом учитывается направленность динамиков - просто забивается диаметр излучающей части мембраны и считается, что амплитуда падает в зависимости от угла отклонения от нормали tet:
расчет по P(tet)/P0 = 2*J1(ka*sin(tet))/(ka*sin(tet)).
4. Итоговое звуковое давление обсчитывается как сумма комплексных векторов (амплитуда звкового давления и фаза) от каждого источника в точке прослушивания.

Внешний вид и работа с таблицей:
1. Забиваем величины помеченные синим цветом. Схематичное положение динамиков в пространстве отобразится на квадратном графике.
2. Для неиспользуемых динамиков выставляем амплитуду в ноль и (по желанию) "задвигаем" их за график.
3. Смотрим на АЧХ в большом окне.
4. Зависимость давления прямого излучения от расстояния, по идее, отображается "как и должно быть". Потому можно попытаться проследить как давление падает с расстоянием.
5. Если хочется сравнить несколько АЧХ, проше всего просто продублировать (столько раз сколько нужно) сам лист программы, а результирующие графики или тупо листать или просто вывести все данные на первый график.

Ограничения и требования.
1. Программа использует комплексные числа и функцию Бесселя, потому нужно не забыть включить в Экселе в "Add-in" функции анализа.
2. Чтоб избежать деления на ноль (меня заломало подправить) нельзя задавать одинаковую высоту слушателя и какого-либо динамика (ну и еще в паре случаев там вместо АЧХ получается прямая линия). Для корректной работы достаточно забить небольшую разницу в высоте, например в миллиметр.
3. Естественно, в тесте файла запросто могут быть ошибки (этого никогда нельзя исключать), совсем уж тщательно проверить файл, "погонять" его и сравнить с другими симуляциями я уже не успел, но вроде все выглядит довольно правдоподобно.


Massiv1a.zip

Да, а вот эта штуковина на симуляциях так и не появилась... Хотя видно ее и на Макинтошах и у меня она очень бодро так ползет по графику с расстоянием. Роли она особой конечно не играет, но идентифицируется очень однозначно.

Появилась. "Эта штуковина" появляется на симуляции если учесть отражения (как собственно интуитивно и казалось). В частности, если Вы "собрете свой массив из 9-ти динамиков с осью на высоте около метра, и если дополните такой массив двумя "мнимыми"/отражеными - например с осями на выстах 400 см и -100 см, то при коэффициентах отражения (амплитудах) в 0.6-1 Вы легко заметите эту самую "штуковину" на удалениях порядка метра.

[SanSound]

Offтопик:

diy cbt (анонс ) http://www.parts-express.com/cbt36/

Звуковая гирлянда к Новому году!!! Туда еще бы светодиоды!

[olvicgor]

Попробовал, похоже, что работает. Насколько корректны результаты - пока непонятно.

В рамках своих допущений ИМХО достаточно корректно. Во всяком случае, в части основной функции - расчета дифракции,- достаточно хорошо совпадает с экспериментом. Использует, судя по интерфейсу, суммирование излучений точечных источников, как и ваша экселовская считалка.
У Вас получилась очень полезная программка. Хотя в отличие от Толвановской она и не учитывает дифракцию на корпусе и предполагает головку точечным источником (последнее для массивов, понятное дело, не существенно), зато умеет много чего другого: можно учесть направленность головок и их АЧХ, а также очевидно ее можно использовать для расчета АЧХ с учетом отражений первого порядка от пола и потолка.
Я ее скачал, т.к. уверен что пригодится.
А уж если бы удалось ее скрестить с экселовской считалкой комнатных отражений:
http://www.pvconsultants.com/audio/reflection/rrc.htm
то это было бы просто супер

[ViktKors]

...в отличие от Толвановской она и не учитывает дифракцию на корпусе и предполагает головку точечным источником (последнее для массивов, понятное дело, не существенно),

Дифракцию на корпусе не учитывает, а вот насчет точечного источника - не совсем так. То самое выражение 2*J1(ka*sin(tet))/(ka*sin(tet)) как раз и учитывает неточечность динамика в первом приближении точно так как в Edge плотность источников динамика стремящаяся к бесконечности.
Ну и если массив высокий, динамики относительно немаленькие, а удаление невелико, то учет неточечности оправдан.

[olvicgor]

То самое выражение 2*J1(ka*sin(tet))/(ka*sin(tet)) как раз и учитывает неточечность динамика в первом приближении точно так как в Edge плотность источников динамика стремящаяся к бесконечности.
Ну и если массив высокий, динамики относительно немаленькие, а удаление невелико, то учет неточечности оправдан.

Да, виноват. Не посмотрел внимательно. К сожалению, функции Бесселя давно и прочно забыты, а потому нельзя ли уточнить для чайника два вопроса, относительно того, что учтено в столбцах с
бесселями:
- головка считается круглым плоским поршнем, лежащим в плоскости образующей панели?
- бесселя учитывают только поправку к амплитуде, возникающую у круглого плоского излучателя при отклонении от нормали, а фаза, вроде как, считается как для точечного источника, совпадающего с центром головки?

[ViktKors]

А уж если бы удалось ее скрестить с экселовской считалкой комнатных отражений:

Учет отражений от комнаты - штука полезная, посмотрю, может к следующей недели и вставлю ее в файл. Надо прикинуть как это посчитать.

..нельзя ли уточнить два вопроса, относительно того, что учтено в столбцах с бесселями:
- головка считается круглым плоским поршнем, лежащим в плоскости образующей панели?
- бесселя учитывают только поправку к амплитуде, возникающую у круглого плоского излучателя при отклонении от нормали, а фаза, вроде как, считается как для точечного источника, совпадающего с центром головки?

Именно так.
Если принять, что сигнал от той части диффузора, которая расположена дальше от приемника примерно равен по уровню и противоположен по фазе тому, что приходит от ближней части динамика, то выражение с "бесселем" как раз и будет равно тому, что (по идее) считает Edge - сумме излучений от разных участков плоского круглого поршня.
Фаза остается той-же, что и от точечного источника совпадающего с центром дина.

Закономерность нарушается, если слушатель так близко и под таким углом к диффузору, что дальняя его половина оказывается заметно тише чем ближняя - имхо случай совсем уж гипотетический.

Если я тут где-то не прав, надеюсь, мне на это укажут.


Табличка - просто базис, например для "загнутых" массивов можно добавить угол отклонения динамиков от оси (просто приплюсовать его к значениям колонки "угол" в "коэффициентах"), но рассказать как этот угол забивать/отсчитывать несколько заморочно, и я подумал, что кому надо - тот сможет и сам вставить такой столбец.
Количество динамиков можно увеличивать, например используя потом дополнительные динамики как как мнимые источники отраженного звука. Нужно только учесть, что эксель тупо считает сумму максимум 29-ти комплексных чисел (векторов) и для расширенного варианта сумму комплексных амплитуд нуно считать в несколько действий, мне просто лень было это все набивать.

Еще можно конечно-же просто умножить комплексную амплитуду каждого дина на некую передаточную функцию (например фильтра перед динамиком, или механического подвеса дина - достаточно будет ФНЧ/ФВЧ второго порядка) - это то, что мне интересно, вероятно сделаю на выходные (может на выходных сподоблюсь), но размер файла конечно-же увеличится.

[olvicgor]

Табличка - просто базис, например для "загнутых" массивов можно добавить угол отклонения динамиков от оси (просто приплюсовать его к значениям колонки "угол" в "коэффициентах"), но рассказать как этот угол забивать/отсчитывать несколько заморочно, и я подумал, что кому надо - тот сможет и сам вставить такой столбец.

Иными словами, в текущей версии программы все головки предполагаются все-таки лежащими не в плоскости образующей панели, а в вертикальной плоскости, хоть со смещением?
Наверное, это правильно. Криволинейные панели все же экзотика.

Учет отражений от комнаты - штука полезная, посмотрю, может к следующей недели и вставлю ее в файл. Надо прикинуть как это посчитать.

При ограничении на количество суммируемых векторов это, наверное, будет непросто сделать, но если говорить о прикладном значении программы, добавление расчета отражений даже за счет сокращения количества первичных источников ИМХО представляется оправданным. Хотя сторонники массивов со мной могут и не согласиться.

Закономерность нарушается, если слушатель так близко и под таким углом к диффузору, что дальняя его половина оказывается заметно тише чем ближняя - имхо случай совсем уж гипотетический.

ИМХО более чем гипотетический случай.

Программа и в текущей версии очень полезна, а если в ней удастся реализовать хотя бы часть Ваших задумок, то ее полезность трудно будет переоценить. И очень хорошо, что расчет выполнен именно в экселовском формате, чтобы каждый пользователь мог, при необходимости, приспособить ее под себя.

[gross]

Прикинул допплеровские искажения для мидбасовой части массива. Головки выбрал 7", полосу для них 50...1600 Гц. Для 8 головок общая площадь составит 1200 см.кв. Если мы хотим для такой полосы удержать допплеровские искажения не выше 1%, то амплитуда колебаний на 50 Гц не должна превышать 0,7 мм. А это будет соответствовать звуковому давлению 96 дб. Не густо. Даже для такого, казалось бы большого к-ва головок, расширение полосы даром не дается. Грустно. Увеличивать к-во головок - это через чур. Сужать полосу - тогда нужна, как минимум линейка мидов, это если сверху, а если снизу, то размещенные физически отдельно НЧ головки могут дать смещение КИЗов.
Все в порядке размышлений.

[Charcoal]

http://www.luxury-insider.com/Curren...ence-5-LS.aspx

зачем чередуют вч - сч в одной линии? В чем глубинный смысл?

[gross]

Да, глубинного смысла особо не просматривается. Хотя, эксперименты показали, что такие перерывы в линии твиттеров особо на звук не влияют. Зато чередование позволяет получить очень узкий баффл. Вуферы они разместили на задней панели - оригинально, хотя далеко будет волне "обходить".

[ViktKors]

http://www.luxury-insider.com/Curren...ence-5-LS.aspx

зачем чередуют вч - сч в одной линии? В чем глубинный смысл?

Смысл не глубинный, а скорее поверхностный . Посмотрите на поверхность "гордости конструкции" - этого полуцилиндрического "пьезотвиттера". Понятно, что такое ставится для широкой горизонтальной диаграммы направленности.
А горизонтальное смещение между линиями СЧ и ВЧ просто убъет саму идею. Если у ДН есть лепестки, то какая уж тут всенаправленность..

А "глубинный" смысл можно конечно и поискать - типа при задеклирированых дополнительных "двух октавах вниз" у такого твиттера, вполне можно пробовать СЧ/ВЧ сшивку с нулевой суммарной фазой (хоть и первым порядком). Для этого как раз и требуется идеальное совмещение в пространстве источников звука из разных полос. Только вот заниматься подобными спекуляциями нет никакого смысла.

Собственно, если нужна широкая горизонтальная ДН на разделе (нужна-ли широкая ДН на самом деле - еще вопрос, но если и выше и ниже раздела она широкая, то тут уж имхо деваться некуда), то вариантов не так уж много: или очень низкий раздел, или СЧ и ВЧ на одной линии, или "горизонтальное" ДАпполито. Причем если СЧ небольшие, то "классическое" ДАпполито реализовать намного проще чем в обычном (вертикальном) случае. Сделав расположение СЧ и ВЧ "шахматным" - ряд ВЧ сдвинут по высоте между двумя рядами СЧ, вполне можно корректно организовать довольно высокочастотный (килогерца в 3) раздел.

[olvicgor]

амплитуда колебаний на 50 Гц не должна превышать 0,7 мм. А это будет соответствовать звуковому давлению 96 дб. Не густо.

Похоже, Вы при оценке связи давления со смещением считали, что излучение происходит в два пи (переднюю полусферу). Т.е. учли отражение от задней стены, работающее на 50Гц синфазно с прямым. Чтобы быть до конца последовательным надо было бы тогда плюсовать и еще 5-6 дБ от пола, т.к. отражение от пола при типичных расстояниях АС - слушатель так же синфазно складывается на частоте 50Гц с прямым излучением, как и отражение от задней стены.

[Charcoal]

Роман, что то новенькое есть на массивном фронте?

[Roman Erlikh]

Роман, что то новенькое есть на массивном фронте?

Да ничего пока. К празникам вся клиентура с работами гнала и вааще ничего с акустикой не творил. В начале января опять займусь. Заедет знакомый с Clio на лаптопе. Интересно взглянуть на искажения и СПЛ. Как намерием так я постну.

[Roman Erlikh]

Приехал ко мне этот крендель. Я думал он тут мне намериет кучу ценных результатов а в результате я два часа сидел и обьяснял как Клио пользоватся и зачем вообще гэйтинг выставлять. Вобщем потеренное время.
Так что сегодня я наконец с силами и микрофоном собрался и померил.
Сначала промер был сделан с метра от АС. Микрофон опущен по вертикальной оси, дистанция до пола в названиях файлов.
Пищалка отключенна. Микрофон калиброванный Байродинамик ММ1

[Roman Erlikh]

почему картинки встали не попорядку незнаю ну разобратся помоему можно
следующий промер опять вертикальное смещение микрофона по оси на расстоянии 2 метра
гайтинг 5 млск

[Roman Erlikh]

Водопады сделанны с полутора метров около полутора вольт. Грязи хватает. Жаль нет безэховой камеры. Может построить?