Anatomia de sistemas acústicos: alto-falantes de contrapertura - os benefícios dos exóticos versus racionalismo serial

Nosso blog ainda não levantou o tópico de um tipo de sistema de caixas de som raro e exótico - conhecido como contra-perturbação. Francamente, imaginei vagamente o que era, por que era necessário e com o que era "comido". Portanto, eu tive que pesquisar no google. Entre as fontes estavam dois fóruns, dois artigos científicos e uma patente. Enquanto isso, desejo cobrir todos os tipos de oradores existentes neste ciclo e, portanto, decidi não ignorar esse tópico indiscutivelmente interessante.



Na Wikipedia e em outras fontes, os oradores de contra-perturbações são apresentados como um exemplo de soluções economicamente e serialmente infundadas para o notório High End. Os defensores dos alto-falantes de contra-abertura os consideram um ramo evolutivo injustamente esquecido de dispositivos de reprodução de som que permite obter radiação omnidirecional e uma série de outros efeitos maravilhosos que são impossíveis ao usar uma arquitetura diferente. Sob katom em detalhes sobre acústica contra-estrutural.

Como isso funciona?


O termo "contra-operação" é usado com mais frequência em óptica, onde se refere a orifícios emissores de luz localizados coaxialmente. Na acústica, o significado muda um pouco e, em vez de buracos, os alto-falantes devem ser entendidos.

O design acústico desses alto-falantes envolve a colocação de dois alto-falantes idênticos (e aqui os valores que podem ser negligenciados tornam-se muito pequenos) estritamente opostos um ao outro e sua inclusão em fase. É importante que os emissores não apresentem atrasos de fase e diferenças de frequência (isso aumenta significativamente o custo do componente). Sob essas condições, as ondas das cabeças dinâmicas opostas da contra-perturbação AS emitem a onda resultante com uma frente esférica (isto é, de fato, são um emissor omnidirecional).



Estes princípios de contra-radiação foram descritos no trabalho de L.V. Golovkina “Alto-falantes de criação em todos os lados, direção acústica”. Observou-se lá que é possível determinar a distância ideal entre alto-falantes dispostos coaxialmente para o aparecimento de um efeito de radiação omnidirecional.

“Essa distância é determinada pelo ângulo de abertura do padrão de radiação da cabeça e pela pressão sonora total criada a uma certa distância da cabeça quando uma certa potência é aplicada.” (Golovkina)



Alto-falantes contraperturais e semi-abertura
1, 2 - carcaça para cabeçotes de banda larga (3), placa refletora - 4.

Também conhecido como alto-falantes de semi-abertura, onde uma placa especial é usada em vez do segundo emissor. O princípio permanece próximo, com a única diferença de que o efeito é alcançado usando ondas refletidas.

Os especialistas observam pequenas diferenças nas ondas resultantes ao usar radiação de contra-abertura e semi-abertura.


Resposta de frequência de um radiador de contra-pressão completo
(linha sólida - 1) e semi-abertura (linha tracejada - 2)


A dependência do nível médio de pressão sonora dos emissores na distância
1 - dois emissores de contrapressão; 2 - dois sistemas convencionais (par estéreo); 3 -
um sistema de alto-falante convencional; 4 - um emissor de semi-abertura; 5 -
dois radiadores de semi-abertura; 6 - um emissor de contra-abertura.

A semelhança foi confirmada no trabalho de Golovkina L.V., Umyarov R.Ya. “Um estudo sobre emissores de contra-abertura em acústica”, realizado na Universidade Nacional de Rádio Eletrônica de Kharkov.

Por que e como é usado?


Ao contrário de muitas decisões irracionais, sem sentido e especulativas comercialmente em High End, o uso de radiação de contra-abertura tem justificativa física e psicoacústica. Descreve os efeitos que afetam a reprodução de fidelidade.

Padrão de radiação
Quando as ondas localizadas coaxialmente nas ondas interagem, a pressão sonora é criada na "coluna" do ar entre elas. O chamado “Monopolo de pressão” ou ponto de radiação omnidirecional. Assim, os padrões de radiação vertical e horizontal se expandem.


É lógico que, ao usar radiação omnidirecional, a zona de escuta de conforto aumente. Consequentemente, não é necessário procurar o "topo do triângulo" para criar o panorama estéreo correto e a localização correta do KIZ (fontes sonoras aparentes). Do mesmo modo, o problema da “zona distante” é resolvido, no qual a escuta se torna mais confortável.

Os fóruns encontraram argumentos da série:
“Assim, o número de reflexões aumentará, o som se tornará uma bagunça e o padrão de radiação não será necessário!”

Quero observar que, sem dúvida, as reflexões serão, como no uso de alto-falantes com arquitetura clássica. Por conseguinte, será impossível prescindir do processamento acústico da sala. Ao mesmo tempo, os alto-falantes clássicos não têm menos reflexos, são simplesmente irregulares e exigem soluções adequadas para decoração de paredes, etc.


Um pouco sobre a intermodulação Doppler


Quase todo mundo que escreve sobre acústica contrapertural menciona a intermodulação Doppler. A seguinte definição é dada a este termo no site da Acoustic Fundamentals : “Deslocamentos ou vibrações de fase e frequência de uma onda sonora devido ao movimento de uma fonte sonora”.

Se simplificado, a causa dessas distorções é uma alteração na distância da membrana do alto-falante ao ouvinte. Qualquer driver com o princípio eletromecânico de radiação (alto-falante, alto-falante iso (orto), eletrostato etc.) não é poupado dessa desvantagem na arquitetura clássica do sistema.

Acredita-se que a alta sensibilidade da audição à intermodulação com Doppler seja determinada neuropsicologicamente. É baseado no mecanismo para determinar a distância de certos objetos usando a audição. Essa capacidade auditiva evoluiu evolutivamente como um indicador de provável perigo (de um objeto em movimento). Por esse motivo, até pequenas alterações na distância da membrana do alto-falante ao ouvido podem ser percebidas pelo ouvido, criando o efeito de um flanger natural (trem que se aproxima / recua).

No caso de emissores de contra-pressão, a fonte de radiação (“monopolo de pressão”) é estática e não se move, respectivamente, e o efeito flanger da intermodulação Doppler não ocorre.

A hipótese do conforto psicoacústico
Vários autores observam “alta naturalidade” e “conforto psicológico subjetivo” da música reproduzida através da acústica de contra-abertura. Argumenta-se que a causa desses efeitos é a falta de variação de distância descrita acima.

Em outras palavras, o objeto que se move constantemente para frente e para trás é percebido pelo cérebro como mais perigoso (no nível das reações reflexas básicas) e imóvel - como menos perigoso. Tais julgamentos permanecem hipotéticos e ainda não encontraram confirmação experimental, mas são populares entre os amantes da música e entre os pesquisadores de psicoacústica.

Resíduo seco: vantagens e desvantagens


Então, as vantagens:

  1. Onidirecionalidade da radiação.
  2. Padrões circulares de radiação horizontal e vertical ampla.
  3. Falta de intermodulação com Doppler.
  4. Conforto reflexo hipotético (não confirmado).

As desvantagens específicas dos alto-falantes de contra-abertura são:

  1. Dificuldades com a colocação coaxial precisa dos alto-falantes.
  2. Falta de dados experimentais sobre as características básicas dos alto-falantes de contra-abertura multibanda.
  3. A complexidade do design dos alto-falantes, especialmente no caso de usar um circuito de banda múltipla e, consequentemente, uma diminuição na capacidade de fabricação.
  4. Seleção de pares de alto-falantes com características de frequência estritamente idênticas.
  5. Diminuição do erro tecnológico admissível na instalação de emissores e refletores.
  6. O aumento no custo (a necessidade de usar alto-falantes e refletores adicionais).

E, como conseqüência de todas as opções acima - um preço astronômico.


Essas deficiências tornaram a acústica de contorno talvez o tipo mais impopular de sistema de alto-falante para um fabricante em massa. Além disso, como em qualquer outro sistema de alto-falantes, os modelos de contra-abertura são caracterizados por problemas comuns como ressonâncias do caso, curva de resposta em frequência, THD, IMD, filtros problemáticos que “rotacionam a fase” etc.

Sumário


O efeito mais notável e valioso dos alto-falantes de contra-perturbação é a expansão da “zona de conforto” ao ouvir, devido ao padrão circular. A intermodulação Doppler e o conforto psicoacústico hipotético são muito bonitos, mas são poucos argumentos convincentes a favor de tais falantes.

Parece-me que esses são alguns dos problemas menos visíveis que podem existir nos sistemas de caixas acústicas. Na minha experiência, o efeito flanger se torna realmente significativo a distâncias de vários metros (trem que se aproxima), o que dificilmente é comparável às vibrações da membrana de um alto-falante dinâmico. E o perigo hipotético de mover objetos, eu acho, é um argumento teórico controverso.

Para ser sincero, quero observar que muitas pessoas não compartilham do meu ponto de vista e argumentam que a intermodulação Doppler estraga seriamente o som. Testes cegos, tendo em vista a raridade de tais acústicas, não eram necessários para realizar e observar. Se os leitores tiverem informações sobre a notabilidade desses efeitos e o "conforto único" ao ouvir os contra-falantes, ficaria grato pelos Comentários.

Apesar da atratividade inicial da ideia, o custo final do produto estraga tudo, o que também aumenta devido ao fato de o produto em si ser uma raridade exótica. No mercado atual de áudio, conheço dois fabricantes de série.

Calça jeans
Nosso catálogo é apresentado Uma ampla gama de sistemas de alto-falante de alta fidelidade .

Referências
Conteúdo da foto usado:
onliner.by
baseacoustica.ru
www.bolzano-villetri.com
RadioRadar.net
www.sworld.com.ua

Source: https://habr.com/ru/post/pt409437/


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