• Форум  
 • Автозвук 
    Автомагнитолы 
    MP3 ресиверы 
    Усилители 
    Антенны 
    Коаксиальная акустика 
    Компонентная акустика 
    Сабвуферы 
    CD-чейнджеры 
    MD ресиверы 
 • Защита от угона 
    Автосигнализации 
    Датчики 
    Пейджеры 
    Иммобилайзеры 
    Замки 
    Сирены 
    Модули и блоки 
    Брелки 
 • GPS навигация 
    Навигационные системы 
 • Телефония и авто 
    Громкая связь 
 • Автоэлектрика 
    Диагностика 
    Ксенон 
    Парктроники 
    Дополнительная оптика 
    Преобразователи напряжения 
    Автомобильные люки 
    Аксессуары 
 • Юмор 
 • Видео 
    LCD мониторы и ТВ 
    Ресиверы с монитором 
    DVD-ресиверы 
    Видеомагнитофоны 
    AV-мастеры 
    DVD-чейнджеры 
    ТВ-тюнеры 
 • Инсталляции 
 • Интересные ссылки 
 • Интересные статьи 


Статьи

Статьи » Инсталляции »

Понятия. Новые опыты с ALT

16.06.09, Журнал "Автозвук"

Не все читали «А3» со дня основания. Многие, но не все. Поэтому не все знают, что до «новых опытов» были ещё какие-то. Были, сейчас напомним.

Prior art

Так в американской патентной традиции называется раздел патента, который иначе можно было озаглавить «как это делали раньше». В данном случае это будет «что мы делали ранее». Ещё до нас, однако, 12 лет назад, один американец, перелопатив кучу prior art, выдал своё изобретение. Американца звали Эммануэль Ла Каррубба (а как ещё, если у них теперь президент Барак Хусейн?), а изобретение он назвал ALT (Acoustic Lens Technology). С маркетинговой точки зрения название удачное, с инженерной — никуда не годное, поскольку чего-чего, а линзы там как раз нет. Но когда в одном помещении находятся инженер и маркетолог, сами знаете, кому предлагается помалкивать и не мешать старшим. Пусть будет ALT, раз такое дело.

Рис.1. Автор этого "прошлого искусства" про автомобили и не думал. А мы - будем думать...


Цель изобретения была самой благородной. Оптимизировать характеристики направленности динамиков, главным образом — в области верхних частот, где это важно. Что он, да и те, кто до него творили prior art, считали оптимизацией. Один из факторов наглядно изображён на позаимствованной в одном из prior art картинке, это у нас будет рис. 1. У обычных излучателей диаграмма направленности зависит от частоты (или АЧХ — от направления, что то же самое, только как бы в профиль). Это означает, что даже если вы нацелите излучатели (как правило, ВЧ) идеальным образом на слушателя, на ближайшие звукоотражающие препятствия, хоть бы стены, головки будут излучать совсем не то, что на вас. Складываясь в пространстве, эти разнопегие по спектральному составу волны исказят в итоге частотную характеристику того, что вы слышите, причём по-разному в зависимости от положения точки прослушивания. Это одна из причин так называемого «гребенчатого фильтра», возникающего при работе акустики в реальном помещении, а не в безэховой камере.

Рис.2. Так с помощью аккуратного вращения эллипса образуется ставшая уже знаменитой ALT. Большинству остается до конца неясным, как она все-таки образуется


Мысленно замените на картинке боковые стены закалёнными стёклами, а фронтальную — триплексом, и вы увидите: проблемы, ради решения которых напрягали мозг изобретатели, в нашей отрасли ещё важнее. В той же пропорции примерно, в какой закалённый Pilkington лучше отражает звук, чем окрашенный Knauf. Отсюда и повышенное внимание к этой теме именно с нашей стороны, надо же двигаться вперёд, сколько можно наугад крутить пищалки в надежде наткнуться на угловое чудо.
В автомобильную отрасль технологию ALT, надо заметить, внедрили и до нас. Первым (и, насколько удалось выяснить, единственным) лицензиатом ALT стала претенциозная Bang &Olufsen. Там на базе ALT сделали серию домашних систем, а потом — автомобильные для Audi (только A8/S8, и то за очень отдельные суммы) и для Aston Martin (тут уж можно и в базе).

Рис.5. А это уже товарная продукция: для дома и для Aston Martin DBS (внизу)

«Да будет известно...»

Так тоже пишут в заокеанских патентах, излюбленном чтении одного из авторов. «Да будет известно, что я, такой-то, сделал новое и полезное усовершенствование...» и далее, к предмету новации. Вот предмет, о котором возвестил Ла Карруба (вновь в порядке напоминания). Он предложил поставить пищалку вертикально (как до него возвещали десятки предшественников), а над ней поставить акустический рефлектор (как и все предыдущие новаторы). Новизна же в обводах отражателя (а никакой не линзы, неужели не видно?). Он образован вращением эллипса вокруг оси таким образом, что получается поверхность, внизу вогнутая, а наверху — выпуклая, но породивший их эллипс — общий, в одном из его фокусов помещается ВЧ-излучатель, при этом второй становится виртуальным источником излучения. А он, в отличие от первого, висит в воздухе на некотором расстоянии от купола пищалки, и в пределах довольно большого угла ему ничто не мешает излучать во всех направлениях равномерно. Схема, по которой образуется такая поверхность, показана на рис. 2, премудрости расположения излучателя — на рис. 3, авторская версия практической реализации ALT — на рис. 4.

Авторские соображения по поводу фокусов


На практике для домашних и автомобильных систем B&O оформляла рефлекторы архитектурно чуть иначе, но сути далее это не меняло. На рис. 5 первые три фото относятся к дому, последняя — к Aston Martin DBS.
Рис. 4. Так себе представлял ALT автор изобретения. Уже понятнее?После первой нашей публикации на тему ALT, всего через несколько месяцев, мы получили посылку из Казани, где один наш читатель, Вячеслав Шарафутдинов, по одной лишь обзорной статье изготовил в домашних условиях комплект ALT. Прислан комплект был для испытаний. Сильно мы подивились таланту Вячеслава, помнится, тогда было написано, мол, это всё равно что на дому сделать ППШ по фильму про партизан. Казанские ALT оказались работоспособными, и мы их испытали тогда же, в конце 2006 года («А3» №10/2006).
Комплект позже был выдан для испытаний в автомобиле Александру Лысенко, да видно, ему было не до того, руки не дошли, хорошо хоть не потерял. И тут вдруг другой наш читатель, на этот раз — москвич Михаил Дюрягин, доложил о постройке целой серии ALT по придуманной им технологии и подогнал в редакцию как образцы построенного, так и свои соображения по практике использования. Соображения Михаила приводятся ниже.

Рис. 6. А это уже схемы, на которых основываются ALT "Дюрягин Limited Edition"

Как нам реорганизовать эллипс

Расчёты нужного соотношения осей эллипса и его угла наклона потребовали некоторых геометрических построений. Основные требования к ALT, устанавливаемым в машине — минимизация габаритов и возможность работы с разными пищалками.
Для начала были построены несколько картинок с разными углами наклона большой оси эллипса. При разных углах наклона расстояния от точки фокуса эллипса до его образующей, а также высота и глубина предполагаемого ALT получаются различными.
Рис. 7. Отбор пищалок для опытов по характеристикам прямого излученияСтала очевидна закономерность роста габаритов при сжатии эллипса и изменении угла наклона. Соотношение размеров осей более 1:1,4 неприемлемо для легковых автомобилей из-за габаритов ALT и малого угла наклона лобового стекла. ALT попросту не встанут на торпедо, разве что на КамАЗе. Теперь — требования к установке: диаметр внешнего кольца пищалки.
По рис. 6 ясно, что для того, чтобы ALT можно было жёстко установить на торпедо, необходимо выполнение условия 2(L1)>габаритного диаметра твитера, а Н + Н1<расстояния от торпедо до лобового стекла. Пока без экспериментов непонятно, каким образом устанавливать ALT на торпедо и ориентировать его на слушателя прямым излучением от виртуального источника звука. Т.е. если торпедо наклонено в салон, то придётся делать проставку под твитер для ориентирования оси излучения. Для понимания картины изменения излучения сделаны два пробных ALT с разными размерами, под твитеры 25 и 35 мм, для экспериментов.
Без них непонятно, что будет с диаграммой направленности, если вывести купол из фокуса эллипса вверх или вниз по оси;что произойдёт, если, оставив в фокусе центр излучения мембраны твитера, отклонить ALT назад (и где всё-таки у твитера центр излучения?) и каким образом можно настроить ALT в автомобиле. Вообще-то вопросов больше, чем ответов. Теоретически понятно, что при выводе из фокуса возможно появление на высоких частотах интерференционной картины (не из-за этого ли изрезанность АЧХ при измерении ALT, изготовленного в Татарстане?). При подъёме твитера вверх картина будет меняться и приближаться к параболическому отражателю, виртуальный источник исчезнет, а направленность звука увеличится. Но как это скажется на АЧХ?

Рис. 9. На домашние пищалки ALT ставится в одно касание. Для автомобильных на практике придется рядить опорную площадку

Рис. 10. В дополнение к "товарному" образцу у нас был и технологический, он к концу опытов оказался заметно укорочен



Вопросы заданы. Будем искать ответы

Эту серию опытов мы начали по-борцовски, из прерванной позиции, опираясь на то, что уже знали про повадки ALT, познакомившись с татарской реализацией. В нашем распоряжении были как «товарные» образцы, готовые, в принципе, к установке в машину, так и технологический, он нам был нужен для подгонки геометрии. Банальным методом последовательного упиливания заготовки до следующего размера и дальнейших измерений. Забегая вперёд, скажем, что приводим лишь наиболее иллюстративную часть результатов, по которым становятся ясны основные закономерности.
Пищалок для опыта мы взяли две, они будут фигурировать под №1 и №2. Почему две? Прошлые опыты показали: обычная хорошая пищалка с ровной АЧХ при установке в ALT приобретает склонность к уменьшению звукового давления с ростом частоты. Поэтому одну пищалку мы подобрали с заведомым подъёмом на верхних частотах. А вторую — без такового, чтобы понять: а как работать с обычной, а не особенной головкой.
Обе пищалки — обычные, 4-омные, эта информация потом понадобится. Вначале были сняты АЧХ обоих излучателей в стандартных условиях: подведенная мощность 1 Вт, расстояние 1 м, АЧХ снимается по оси и под углами 30 и 60 градусов. По графикам 1 и 2 легко видеть, что пищалка №1, в принципе, хорошая, но только под углом к оси. А №2 — не очень, зато — горластая. Обе пищалки включались без фильтров, поэтому у №2, в которой отсутствует феррожидкость, АЧХ в диапазоне 1 — 2 кГц явно демонстрирует недемпфированный резонанс.
Теперь устанавливаем (по очереди) пищалки в ALT. Начиная с первой (график 3). Что мы видим? Если говорить о тенденции в поведении АЧХ, она очевидна: некогда вздымавшаяся кверху линия стала, если очень грубо, горизонтальной. Грубо, однако, очень: АЧХ изрезана горбами и провалами безбожно, одно радует — ход АЧХ мало меняется с углом, за что, собственно, и боролись. Такая картина сохраняется до угла около 75 градусов к оси, поэтому позже мы ограничимся этим диапазоном.
Пищалка №2 (график 4). Здесь «задела» на АЧХ не было, и кривая пошла вниз с частотой, как и прогнозировалось. А прогнозировалось не только по прошлому опыту, но и по теории: когда отдача не меняется по частоте при прямом излучении, это означает, что с ростом частоты пищалка излучает всё меньше энергии, просто она оказывается сконцентрирована во всё более узком телесном угле. В ALT диаграмма почти полукруговая и одинаковая (плюс-минус) на всех частотах выше некоторой, уменьшающаяся энергия излучения по-прежнему «размазывается» по всему углу, значит, на каждом конкретном направлении звуковое давление падает.


Это — тенденция, а ей одной сыт не будешь. Автор образцов ALT предвидел, что в фокус надо ещё попасть (или наоборот — не попасть). В этой серии измерений мы не попали. После нескольких подгонок — попали. Кстати, центром излучения пищалки, во всяком случае в рамках такого применения, надо считать именно вершину купола. Когда новообретённый центр совместился с нижним фокусом ALT, картина на графиках АЧХ стала куда благостнее. Кривые под разным углом к оси симметрии ALT сблизились, неравномерность пусть не ушла, но снизилась до пределов приличия, у пищалки №1 выше 4 кГц АЧХ не покидает коридор ±3 дБ, это уже что-то. Намного спокойнее стала вести себя частотная характеристика и у пищалки №2, хотя здесь об общей неравномерности говорить не приходится из-за «трендового» спада АЧХ. Но самое интересное — в другом: посмотрите на наложенную на семейство АЧХ второй пищалки прямую с наклоном 6 дБ/окт., таким, который обеспечивается фильтром ВЧ первого порядка. Видно, во-первых, что именно такова тенденция АЧХ к спаду, а во-вторых, что большая часть нерегулярностей на кривой «унаследована» от пищалки как таковой: тот же провал на 9 кГц, тот же горб на 14. Вторую новость отметим про себя, с первой начнём работать.
Мы погоняли «вторую» пищалку с серией пассивных фильтров первого порядка, представляющих собой, как понятно, конденсатор последовательно со звуковой катушкой. На графике 7 приведены лишь две из полученных характеристик такого фильтра по напряжению. Горб на резонансе пищалки — это понятно, а частота среза такого фильтра с учётом реального импеданса головки получится 7 кГц для значения ёмкости 3,3 мкФ и где-то 5,5 — для 4,4 мкФ. Эти два значения, по нашему представлению, образуют границы оптимального коридора. Как выбранная пищалка играет с такими фильтрами без ALT — на графике 8, а с ALT — на 9 и 10 соответственно. АЧХ получается не лучше, чем была у «голой» пищалки. Но что интересно: не хуже, то есть ALT собственных частотных искажений вносит крайне немного, а диаграмма направленности в горизонтальной плоскости по меньшей мере 150 градусов осталась при нас.
Вывод утешительный, но не окончательный. Окончательный (ну или на шаг ближе к нему) даст реальный тест с прослушиванием в машине. На участии в этом этапе теста настаивает (именно так) легендарный Виталий Карев. Не исключено (да что там — наверняка) он строит на этом свой личный чемпионский расчёт: пора ковать оружие следующих побед, а тут новый тип вооружения подвернулся. А нам только на руку. Комплект ALT с уточнёнными размерами уже в работе...

Источник: журнал Автозвук 03/2009. Андрей ЕЛЮТИН, Михаил ДЮРЯГИН, Юрий ЕВТУШЕНКО


Обсудить в форуме 

Материалы по теме
Статьи:Новости:
 Неместные. Audi A6. Переход через ноль
 Системы. VW Passat B6. Третий способ
 Системы. Toyota Camry. Академия художеств
 Audi оснастят хотспотом
 GenShock от Levant Power
 Мотошлем с зеркалом заднего вида



© 2003 Клуб 12 вольт. При использовании материалов сайта гиперссылка на "Клуб 12 вольт" обязательна.
По вопросам рекламы обращайтесь на info@12v-club.ru
Разработка сайта, продвижение сайта: Студия «Индико»
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru