Anatomi Sistem Akustik Rumah: Bahan dan Desain Akustik

Ini adalah serangkaian posting baru yang didedikasikan untuk sistem speaker. Karena topiknya sangat luas, kami memutuskan untuk membuat serangkaian artikel yang mencerminkan kriteria pemilihan saat membeli speaker. Posting ini didedikasikan untuk sifat akustik bahan tubuh dan desain akustik. Posting ini akan sangat berguna bagi mereka yang dihadapkan dengan pilihan pembicara, serta memberikan informasi bagi orang-orang yang ingin membuat speaker mereka sendiri dalam proses percobaan DIY mereka.



Dipercayai bahwa salah satu faktor penentu yang mempengaruhi bunyi speaker adalah bahan kasing. Pakar PULT percaya bahwa nilai dari faktor ini sering kali dilebih-lebihkan, akan tetapi sangat penting dan tidak dapat dihapuskan. Faktor yang sama pentingnya (di antara banyak lainnya) yang menentukan suara speaker adalah desain akustik.

Saya memperingatkan Anda, dalam materi ada kaitannya dengan barang bukan sebagai jeans jujur, tetapi sebagai contoh (saya harap tidak ada yang terluka), semuanya ketat dalam lingkup topik.

Bahan: dari plastik hingga granit dan kaca


Plastik - murah, ceria, tetapi beresonansi


Plastik sering digunakan dalam produksi speaker anggaran. Kasing plastik ringan, secara signifikan memperluas kemampuan desainer, berkat casting, hampir semua bentuk dapat direalisasikan. Berbagai jenis plastik sangat berbeda dalam sifat akustiknya. Dalam produksi akustik rumah berkualitas tinggi, plastik tidak terlalu populer, sementara itu dibutuhkan sampel profesional di mana bobot rendah dan mobilitas perangkat penting.

(untuk sebagian besar plastik, koefisien penyerapan suara adalah dari 0,02 - 0,03 pada 125 Hz menjadi 0,05 - 0,06 pada 4 kHz)


Dengan peluang 90%, jika Anda dihadapkan dengan akustik rumah yang terbuat dari plastik, ini merupakan pilihan anggaran untuk pengguna yang tidak terlalu canggih, atau sampel yang sebanding dalam biaya dengan analog dari MDF dan papan partikel. Kasing plastik perangkat dengan ketebalan dan kerapatan yang tidak memadai akan mulai beresonansi dan berderak ketika volumenya meningkat menjadi 60 - 90%. Pada speaker berkualitas tinggi, dengan ketebalan yang dihitung dan sifat akustik material yang sesuai, resonansi frekuensi menengah "parasit" diminimalkan, namun, biaya speaker tersebut hampir sama dengan analog dari bahan lain. Untuk menekan bagian bawah yang dalam dan memadai dari speaker plastik murah, bahkan pemerataan yang menakjubkan tidak akan membantu.


Perwakilan khas dari "persaudaraan plastik" dalam akustik rumah dengan fitur yang layak dan harga yang menarik: Speaker rak JBL Jembe hitam

Wood - Dari Felling hingga Golden Ears


Karena sifat menyerap yang baik, kayu dianggap sebagai salah satu bahan terbaik untuk membuat kolom.
(koefisien penyerapan suara kayu tergantung pada spesies adalah dari 0,15 - 0,17 pada 125 Hz menjadi 0,09 pada 4 kHz)

Array dan veneer untuk produksi penutur digunakan relatif jarang dan, sebagai aturan, diminati di segmen HI-End. Secara bertahap, speaker kayu menghilang dari pasar karena rendahnya kemampuan manufaktur, ketidakstabilan material, dan biaya yang tinggi.


Menariknya, untuk menciptakan speaker berkualitas tinggi dari jenis ini yang memenuhi persyaratan pendengar yang paling canggih, teknolog harus memilih bahan pada tahap pemotongan, seperti dalam produksi alat musik akustik. Yang terakhir dikaitkan dengan sifat-sifat kayu, di mana semuanya penting, dari area di mana pohon tumbuh, berakhir dengan tingkat kelembaban ruangan tempat penyimpanannya, suhu dan lamanya pengeringan dan lain-lain. Keadaan terakhir menyulitkan pengembangan DIY, tanpa adanya pengetahuan khusus, amatir menciptakan pembicara kayu ditakdirkan untuk bertindak dengan coba-coba.


Sebagai soal fakta, dan apakah kondisi yang dijelaskan tersebut dipenuhi, produsen akustik semacam itu tidak melaporkan, dan karenanya, sistem kayu apa pun memerlukan perhatian yang cermat sebelum membeli. Dengan tingkat probabilitas yang tinggi, dua speaker dengan model yang sama dari jenis yang sama akan sedikit berbeda bunyinya, yang sangat penting bagi beberapa pendengar yang menuntut dengan telinga emas dengan uang besar.


Kolom dari berbagai spesies berharga tersedia untuk unit, biayanya sangat besar. Segala sesuatu yang telah didengar hamba Anda yang sederhana terdengar hebat. Namun, dalam pandangan saya yang pragmatis, itu tidak sebanding dengan nilai. Kadang-kadang, case yang dirancang dengan baik terbuat dari kayu lapis dan MDF memiliki musikalitas yang tidak kalah, tetapi bagi banyak audiophiles "not a tree" = "not true hi-end", dan untuk beberapa "not a tree" status tidak memungkinkan atau desain interiornya rusak.


Saya percaya bahwa salah satu sistem kayu terbaik dalam katalog kami adalah ini:
Speaker lantai Sonus Faber Stradivari Homage graphite (harga sesuai)

Kayu lapis - hampir sebatang pohon, jika tidak terbang di atas Beijing


Kayu lapis yang digunakan untuk produksi selungkup akustik memiliki 10 hingga 14 lapisan dan hampir sebagus kayu dalam sifat akustik, khususnya dalam penyerapan suara, sementara itu agak lebih murah daripada kayu, lebih banyak teknologi dalam pemrosesan, lebih mudah daripada chipboard dan MDF. Kayu lapis multilayer meredam getaran yang tidak diinginkan dengan baik karena struktur material.

(koefisien penyerapan suara kayu lapis 12 lapis adalah mulai 0,1-0,2 pada 125 Hz hingga 0,07 pada 4 kHz)

Seperti kayu, kayu lapis digunakan dengan harga yang cukup mahal, dan kadang-kadang pada produk-produk berkualitas tinggi. Biaya speaker kayu lapis tidak jauh lebih rendah daripada yang dibuat dari array, dan kualitasnya cukup sebanding.


Dalam beberapa kasus, kasus yang dinyatakan oleh pabrikan sebagai "kayu lapis" terbuat dari chipboard dan MDF. Oleh karena itu, harga rendah untuk pengeras suara dengan kayu lapis atau kotak kayu harus waspada. Sejumlah pabrikan kecil Asia, yang secara teratur mengubah nama mereka dan menjualnya terutama di jaringan, membuat kasing gabungan, termasuk beberapa elemen kayu lapis (kayu) yang kecil tetapi terlihat, dan bagian utamanya terbuat dari chipboard.


Di antara speaker yang dibuat dari kayu lapis, saya terutama dapat menyoroti ini: speaker rak Yamaha NS-5000

Papan partikel - ketebalan, kepadatan, kelembaban


Chipboard sebanding harganya dengan plastik, tetapi tidak memiliki sejumlah kekurangan yang melekat pada kasing plastik. Masalah yang paling signifikan dari papan partikel adalah kekuatan rendah, dengan massa material yang cukup tinggi.


Penyerapan suara dalam papan partikel heterogen dan dalam beberapa kasus resonansi frekuensi rendah dan menengah dapat terjadi, meskipun kemungkinan terjadinya lebih rendah daripada plastik. Secara efektif menekan resonansi dapat menebalkan lebih dari 16 mm, yang mencapai kepadatan yang dibutuhkan. Perlu dicatat bahwa, seperti dalam kasus plastik, sifat-sifat papan chip tertentu sangat penting. Penting untuk mempertimbangkan kepadatan dan kelembaban material, karena pelat chipboard yang berbeda berbeda dalam parameter ini. Tidak jarang pelat chipboard tebal dan tebal digunakan untuk membuat monitor studio, yang menunjukkan permintaan material dalam produksi peralatan profesional.

Patut dicatat bahwa kawan-kawan dari persaudaraan DIY dapat menggunakan chipboard dengan kepadatan setidaknya 650-820 kg / m³ (dengan ketebalan pelat 16-18 mm) dan kelembaban tidak melebihi 6-7% untuk membuat speaker. Kegagalan untuk mematuhi kondisi ini akan secara signifikan mempengaruhi kualitas suara dan keandalan speaker.


Di antara opsi chip yang layak untuk speaker rumahan, para ahli kami membedakan: Cerwin-Vega SL-5M

MDF: dari furnitur hingga akustik


Saat ini, MDF (Papan Serat Kepadatan Menengah, papan serat kepadatan sedang) digunakan di mana-mana, antara lain, MDF adalah salah satu bahan modern paling umum untuk produksi akustik.


Alasan popularitas MDF adalah sifat fisik material tersebut, yaitu:

  • Kepadatan 700 - 800 kg / m³
  • Koefisien penyerapan suara 0,15 pada 125 Hz - 0,09 pada 4 kHz
  • Kelembaban 1-3%
  • Kekuatan mekanik dan ketahanan aus

Bahannya murah untuk diproduksi, memiliki sifat akustik yang sebanding dengan karakteristik kayu, sedangkan ketahanan pelat terhadap kerusakan mekanis sedikit lebih tinggi. MDF memiliki kekakuan akustik yang memadai dari rumah speaker, dan penyerapan suara sesuai dengan parameter yang diperlukan untuk membuat akustik HI-FI.


Perbedaan visual antara MDF dan papan partikel


Di antara akustik MDF, banyak sistem yang bagus, menurut saya, berikut ini yang optimal dalam hal harga / kualitas:

Yamaha NS-BP182 piano black - rak buku
Focal Chorus 726 - lantai

Paduan Aluminium - Desain dan Desain Presisi


Logam yang paling umum dalam produksi AS adalah aluminium, serta paduan berdasarkan itu. Beberapa penulis dan ahli percaya bahwa case aluminium dapat mengurangi resonansi, serta meningkatkan transmisi frekuensi tinggi. Koefisien penyerapan suara dari paduan aluminium tidak tinggi, dan sekitar 0,05, yang, bagaimanapun, jauh lebih baik daripada baja. Untuk mengurangi getaran kasing, meningkatkan penyerapan suara dan mencegah resonansi berbahaya, pabrikan menggunakan panel sandwich, di mana lapisan resin polietilen dengan berat molekul tinggi atau bahan berkepadatan rendah lainnya, seperti viskoelastik, ditempatkan di antara 2 lembar aluminium.


Dalam kasus speaker aluminium murah, pabrikan, tidak jarang, bergantung pada desain, sehingga merugikan suara: akibatnya, karakteristik akustik meninggalkan banyak yang diinginkan. Terkadang pengguna akustik semacam itu mengeluh suara keras dan terdistorsi yang disebabkan oleh penyerapan suara yang tidak memadai pada kasing. Karena kenyataan bahwa gelombang tercermin dengan baik dan tidak terserap dengan baik, perhitungan yang akurat dari desain perumahan, pemilihan penghasil emisi, filter yang digunakan, dan juga kualitas koneksi bagian-bagian individu sangat penting dalam akustik logam.


Di antara speaker aluminium yang terdengar bagus, saya sangat terkesan dengan suaranya:

Canton CD 310 white high gloss (harganya mengesankan, tapi tidak mahal)

Batu - lempengan granit dengan harga emas batangan


Batu adalah salah satu bahan paling mahal untuk produksi selungkup akustik. Refleksi sempurna dan ketidakmungkinan praktis dari penampilan resonansi getaran membuat materi ini populer di kalangan pendengar yang sangat menuntut.



Kebanyakan batuan memiliki koefisien penyerapan suara yang stabil, yang, misalnya, untuk granit, adalah 0,130 untuk seluruh spektrum frekuensi suara, dan untuk batu gamping 0,264. Produsen terutama menghargai batuan berpori, di mana penyerapan suara lebih tinggi.

Penggunaan lempengan batu untuk pembuatan akustik DIY hampir tidak mungkin, karena ini membutuhkan tidak hanya pengetahuan yang luar biasa dalam akustik dan pemrosesan batu, tetapi juga peralatan yang sangat mahal (belum ada yang merilis mesin penggilingan batu 3-D di rumah).


Untuk produksi speaker serial, batu-batu seperti granit, marmer, batu tulis, batu kapur, basal digunakan. Batuan ini memiliki sifat akustik yang serupa, dan dengan pemrosesan yang tepat menjadi karya seni nyata. Tidak jarang, case batu digunakan untuk membuat akustik lansekap, dalam kasus seperti itu rongga dibuat di batu mentah untuk mengakomodasi emitor, di mana elemen pengikat dipasang (biasanya dibuat sesuai pesanan).

Batu memiliki 2 masalah utama: biaya dan berat. Harga penutur batu bisa lebih tinggi daripada yang lain yang memiliki karakteristik serupa. Berat beberapa sampel sistem lantai bisa mencapai 40 kg atau lebih.

Transparansi kaca dan kualitas suara


Solusi orisinal adalah membuat speaker yang terbuat dari kaca. Hanya dua perusahaan Waterfall dan SONY yang benar-benar berhasil dalam masalah ini. Bahannya menarik dari sudut pandang desain, kaca akustik menciptakan masalah tertentu, terutama dalam bentuk resonansi yang telah dipecahkan oleh perusahaan di atas, bahkan ada opsi referensi.


Harga untuk keajaiban transparan juga sulit disebut terjangkau, yang terakhir dikaitkan dengan efektivitas teknologi yang rendah dan biaya produksi yang tinggi.

Dari sampel kaca yang mengesankan, saya dapat merekomendasikan: Waterfall Victoria Evo

Desain akustik - kotak, tabung dan tanduk


Yang tidak kalah penting untuk transmisi suara yang akurat pada speaker adalah desain akustik. Saya akan berbicara tentang jenis yang paling umum (itu wajar bahwa jenis-jenis tertentu dapat dikombinasikan tergantung pada model tertentu, misalnya, bagian fase inverter kolom bertanggung jawab untuk rentang frekuensi rendah dan menengah, dan klakson dibuat untuk yang tinggi).

Fase inverter - yang utama adalah panjang pipa


Inverter fase adalah salah satu jenis desain akustik yang paling umum. Metode ini memungkinkan, dengan perhitungan panjang pipa, bagian lubang dan volume bak yang benar, untuk mendapatkan efisiensi tinggi, rasio frekuensi optimal, dan memperkuat yang rendah. Inti dari prinsip fase-pembalik adalah bahwa lubang dengan pipa ditempatkan di bagian belakang kasing, yang memungkinkan Anda untuk membuat osilasi frekuensi rendah dalam fase dengan gelombang yang dibuat oleh sisi depan diffuser. Paling sering, tipe inverter fase digunakan saat membuat sistem 2.0 dan 4.0.


Untuk memudahkan perhitungan saat membuat speaker Anda sendiri, nyaman untuk menggunakan kalkulator khusus, salah satunya adalah saya kutip dari tautan .

Dalam filosofi HI-END, ada penilaian tanpa kompromi yang sangat radikal tentang sistem fase-inverter, saya mengutip salah satu dari mereka tanpa komentar:

“Musuh No. 1, tentu saja, elemen penguat non-linier dalam jalur suara (lebih lanjut, semua orang, sampai tingkat pendidikan, memahami elemen mana yang lebih linier dan mana yang lebih sedikit). Musuh nomor 2 adalah refleks bass. refleks bass dirancang untuk berbelanja secara Royal, harus memungkinkan seorang pembicara kecil yang murah untuk menulis 50 ... 40 ... 30 ke paspor, dan bahkan 20 Hz dianggap remeh pada level -3dB! Tetapi rentang frekuensi yang lebih rendah dari refleks bass tidak lagi relevan dengan musik, atau lebih tepatnya, refleks bass adalah pipa yang menyanyikan melodinya sendiri. "

Laci tertutup - peti mati untuk ekstra rendah


Pilihan klasik untuk banyak produsen adalah kotak tertutup biasa dengan kerucut speaker yang dibawa ke permukaan. Jenis akustik ini cukup sederhana untuk perhitungan, sementara efisiensi perangkat semacam itu tidak bersinar. Juga, kotak tidak merekomendasikan pecinta yang rendah diucapkan secara khusus, karena dalam sistem tertutup tanpa elemen tambahan yang mampu memperkuat bagian bawah (inverter fase, resonator), spektrum frekuensi dari 20 hingga 350 Hz diekspresikan dengan lemah.


Banyak pecinta musik lebih suka tipe tertutup, karena dicirikan oleh respons frekuensi yang relatif datar dan transmisi materi musik yang direproduksi secara “jujur” realistis. Kebanyakan monitor studio dibuat dalam desain akustik ini.

Band-Pass (kotak resonator tertutup) - yang utama bukanlah buzz


Band-Pass memperoleh distribusi saat membuat subwoofer. Dalam jenis desain akustik ini, emitor disembunyikan di dalam case, sementara bagian dalam box terhubung ke lingkungan eksternal dengan pipa inverter fase. Tugas emitor adalah untuk membangkitkan osilasi frekuensi rendah, amplitudo yang meningkat berkali-kali berkat pipa inverter fase.


Dengan desain tipe ini yang dirancang dengan benar, gema parasit seperti dengung rendah, dengungan, dll. Tidak boleh terjadi, yang tidak biasa untuk sistem anggaran jenis ini.

Perumahan terbuka - tanpa dinding tambahan


Jenis desain akustik yang relatif langka saat ini, di mana dinding belakang casing berulang kali dilubangi, atau sama sekali tidak ada. Jenis desain ini digunakan untuk mengurangi jumlah elemen perumahan yang mempengaruhi respons frekuensi pembicara.


Dalam laci terbuka, dinding depan memiliki efek paling signifikan pada suara, yang mengurangi kemungkinan distorsi yang disebabkan oleh bagian tubuh lainnya. Kontribusi dinding samping (jika ada dalam struktur), jika tidak lebar, minimal dan jumlahnya tidak lebih dari 1-2 dB.

Desain klakson - juara bermasalah dalam volume


Desain akustik tanduk sering digunakan dalam kombinasi dengan jenis lain (khususnya untuk desain pemancar frekuensi tinggi), namun, ada juga desain tanduk 100% asli.


Keuntungan utama dari speaker klakson adalah volume tinggi, bila dikombinasikan dengan speaker sensitif.


Kebanyakan ahli tidak skeptis tentang akustik tanduk, karena beberapa alasan:

  • Kompleksitas konstruktif dan teknologi, dan karenanya, persyaratan perakitan tinggi
  • Hampir tidak mungkin membuat speaker klakson dengan respons frekuensi yang seragam (kecuali perangkat dengan biaya 10 kilobax atau lebih)
  • Karena fakta bahwa klakson bukan sistem beresonansi, tidak mungkin untuk mengoreksi respons frekuensi (minus untuk pembuat DIY yang bermaksud menyalin klakson Hi-end)
  • Karena kekhasan bentuk akustik tanduk, volume suara cukup rendah
  • Sebagian besar rentang dinamis yang relatif rendah
  • Memberikan sejumlah besar karakteristik nada (beberapa audiophile dianggap sebagai kebajikan).


Sistem klakson menjadi yang paling dituntut justru di tengah-tengah audiophiles yang sedang mencari suara "ilahi". Pendekatan tendensius memungkinkan desain tanduk kuno untuk mendapatkan kehidupan kedua, dan produsen modern dapat menemukan solusi asli (efektif, tetapi sangat mahal) untuk masalah tanduk umum.

Itu saja untuk saat ini. Kelanjutan, seperti biasa, mengikuti, tetapi "showdown" pasti akan menunjukkan ... Untuk masa depan saya akan mengumumkan: emitor, kekuatan / sensitivitas / volume ruangan.

Source: https://habr.com/ru/post/id401825/


All Articles