Фантазии на тему "пирамидок"

С интересом прочел на форуме Иголкина ветку про пирамидки. Полностью повторять не решился, попробовал пойти другим путем. Хотелось преодолеть некоторые, на мой взгляд, недостатки пирамидок - ограниченная снизу полоса частот, большое потребное количество динамиков ("разлапистость" конструкции в пространстве), сильное влияние окружающей обстановки на звучание, недостаточная равномерность диаграммы направленности на ВЧ в горизонтальной плоскости (провал по центру акустической оси). Конечно, же говоря о недостатках и достоинствах, не надо забывать о "местных" условиях. Итак, под что же я приспосабливался? В наличии было НЧ-звено с максимальной верхней полосой 180-200 Гц (сабвуфер с ЭМОС), на работе, где все это предполагалось слушать, мое рабочее место расположено в углу комнаты, поэтому колонки на слушателя обращены лицом, а не под углом, как обычно бывает, при расположении колонок в линию, на одной стене. Поэтому провал ВЧ по оси колонок весьма ухудшал (в моем случае) восприятие музыки (нарушение тонального баланса) при перемещениях относительно АС. А при желании, можно было даже добиться интересных эффектов - вплоть до эффекта наушников, когда колонки и голова находились на одной линии. Но поскольку по роду деятельности на месте сидеть не приходится - такое "плавание" тонального баланса начинает несколько действовать на нервы. Но это так, к слову.

Нижняя граничная частота этого варианта пирамидок выбрана в районе 180Гц для сопряжения с сабвуфером. Кроме того, поскольку хотелось сохранить преимущества широкополосников и обеспечить неразрывность голосового диапазона для "пирамидок" без дополнительных пищалок, было применено питание динамиков АС от ИТУН (усилителя с высоким выходным сопротивлением), который достаточно хорошо поднимает верхнюю граничную частоту АС. Дополнительные преимущества от использования ИТУНа - уменьшение нелинейных и интермодуляционных искажений собственно динамиков АС.

Взяв за базис верхнее звено динамиков классической пирамидки В. Мягкого (красный прямоугольник - 1),

я добавил к ним акустическое оформление с ПАС, позволившее опустить нижнюю граничную частоту до 180 Гц.

Динамические головки расположены под определенным углом друг к другу - их акустические оси должны быть касательны к внешним краям противолежащих головок. Это общее правило для построения такого типа акустики. Для этой модификации расстояние между головками по продольной оси равно диаметру диффузора. Трубка по центру (на следующем рисунке лучше видно ее расположение) выполняет роль акустического рассеивающего тела, выравнивающее горизонтальную диаграмму направленности по ВЧ выше 8-10КГц. К сожалению, недостаточно.

Внутренний объем АО задемпфирован распушенной х/б ватой, задняя стенка - гибкая (линолеум), практически на всю площадь торца. Зачем это сделано? Если рассмотреть импеданс динамической головки в полосе частот, то мы увидим без АО, что собственный резонанс подвижной системы ДГ находится на частоте 80Гц (голубой график). Пронаблюдаем поведение импеданса головки по мере помещения в данный вид акустического оформления -

На графиках с сиреневого по красный видно, как уменьшается добротность механического резонанса и снижается его частота, но при этом наблюдается появление второго горба в районе 250Гц. На желтом графике (головка полностью установлена в АО) видно, что механический резонанс оказался полностью подавленным. Это вызвано тем, что присоединенная к диффузору масса воздуха совместно с массой гибкой задней стенки, обладающей высокими потерями на изгиб, вместе с диффузором ДГ образовали единую систему с очень маленькой добротностью. На желтом же графике видно, что второй пик увеличился по амплитуде, обозначив частоту акустического резонанса, которая и будет ограничивать нам частотный диапазон данного вида АО снизу. Акустический резонанс, из-за отсутствия электрического демпфирования диффузора (токовое управление), получается аномально высоким, так как возросший импеданс вызывает увеличение подводимой мощности к ДГ ИТУНом. Заполнение ватой приводит, естественно, к падению добротности этого резонанса, с некоторым уменьшением частоты пика. На демпфирование механического резонанса ДГ практически никакого влияния не оказывает. Отверстия в линолеуме также приводят к уменьшению добротности акустического резонанса, но при этом частота его возрастает. За счет этого можно производить настройку АЧХ АС в этой области частот. Доработка собственно динамиков заключалась только в обработке гофра диффузора раствором герлена.

Учитывая симметричность конструкции классической пирамидки, второй вариант предполагает замену второй пары динамиков (синий прямоугольник - 2 на первом фото) отражающей поверхностью.

Для выравнивания диаграммы направленности на ВЧ применены добавочные отражающие элементы по осям динамиков и отражающие поверхности позади, перпиндикулярные к плоскостям соответствующих динамиков. С направленностью стало все О'К. Да и габариты АС стали приемлимыми. Некоторые подробности можно рассмотреть на следующем фото.

А это - вариант внешнего оформления конструкции из подсобных материалов -

С изготовлением АО особых проблем не было - склеивается восьмигранный цилиндр (или труба) из 4-мм ДВП требуемой длины с фланцами для приклейки линолеума,, потом он режется по диагонали под определенным углом пополам. После вклейки фланцев под крепление динамика получаем сразу два корпуса для одной колонки. Для прочности все швы проклеены с бумажной лентой. Использовался универсальный клей "Titan-SM".

Логически напрашивается третий вариант компоновки динамиков, как гибрид первого и второго варианта - отражающая плоскость несколько сдвинута вбок и установлена с небольшим наклоном, чтобы обеспечить общие требования к пирамидкам по по угловому расположению динамиков.

В пределе, можно обойтись и одним динамиком с отражающей поверхностью на АС (урезанный вариант 2), но звучание такого акустического звена получается несколько бедновато...

Пока все это хозяйство (вариант 2) работает как компьютерная акустика 2+1, на работе. Их звучание мне нравится. И не только мне :-) Особенно шокирует окружающих их внешний вид

Советуют их использовать в том числе и как сателлиты для домашнего кинотеатра. Объемность звука и локализация КИЗ выше всяких похвал.

Для сторонников традиционного подхода к построению АС, как вариант, можно предложить следующую компоновку корпуса полочников:

Широкополосники расположены по варианту 2 - вверху АС, НЧ-звено (желательно с ЭМОС) - в отдельном объеме в нижней части АС. При необходимости, ПАС можно расположить на боковой или задней стенке. НЧ-секцию можно сделать модульной. При крайней необходимости ВЧ можно подпереть твитером

. В общем, как говорится, возможны и другие варианты.

P.S. После консультаций с автором пирамидок, была предпринята попытка получить расширение частотного диапазона такого рода пирамидок вниз по частоте за счет объемного резонатора позади "голых" динамиков (без АО). К сожалению, ничего путного у меня не вышло. Получился небольшой

подъем АЧХ в диапазоне частот 200-300Гц на 6 Дб, провал АЧХ (-10Дб) в диапазоне частот 300-1000Гц так и остался... Альтернативно, комбинацией отражающих поверхностей позади пары динамиков, с соблюдением принципов построения данного вида акустики, удалось спустить нижнюю граничную частоту с 1000 Гц до 500Гц, и похоже это предел для данного типа динамиков (3ГД38). Природу не обманешь, ИМХО... Для конфигурации акустики типа "трифоник" получается неприемлимо высокая частота раздела, препятствующая правильной локализации КИЗ. Если использовать отдельные НЧ-звенья для каждого канала, то, в принципе, такая акустика имеет право на существование.

P.P.S. Прошел уже год, первый вариант пирамидок прижился у меня на работе, претерпев совсем небольшие изменения -

Изменилась форма рассеивающего тела, добавились отражающие поверхности за ним. Их плоскости перпиндикулярны соответствующим плоскостям диффузоров динамиков. Как все это расположено на моем рабочем месте можно увидеть на следующем фото (саб скромно спрятался за монитор

) -

Второй же вариант колонок в комплекте с ЭМОС-сабвуфером был выпрошен у меня хорошим моим знакомым (не за так

, конечно) и с той поры доставляет огромное удовольствие своему новому владельцу

Ну, а дальше - новая идея - посмотреть, что можно сотворить в подобном ключе на разнотипных головках. Под рукой как раз оказался комплект из 3ГД-38 и 4ГД-35. Для того, чтобы выполнить рекомендации В.Мягкого по их расположению, с учетом того, что они смонтированы на одной плоскости передней панели, оказалось достаточным выровнять их в глубину по одному (внутреннему) краю. И корпус для них получился следующим -

В первоначальных замыслах было задумано сделать отражающую плоскость напротив динамиков сплошной, но при прослушивании и последующих измерениях выяснилось, что при этом получаются неприятные на слух искажения АЧХ в виде "рупорного" звучания - низкодобротный горб в районе килогерца.

Поэтому, после ряда экспериментов, в этой отражающей плоскости появились вырезы, а напротив акустических центров динамиков были добавлены дополнительные отражатели, чтобы выровнять диаграмму направленности на ВЧ. Нижняя частота граничная полоса получилась в районе 120Гц. Внутренний объем АС заполнен распушенной х/б ватой, и закрыт сплошной задней крышкой.

Колонки были обклеены декоративной пленкой под дерево, отверстия затянуты пластиковой сеткой. Ну, и окончательно, приклеена декоративная окантовка на сетку.

В результате получился весьма стильный дизайн этого долгостроя

В полном составе, вместе с активным сабвуфером с ЭБОС, все это выглядит так -