Закрытый ящик

Традиционно считается, что с точки зрения динамики закрытый ящик является одним из лучших видов оформления, к тому же прост в расчете и некритичен к отклонениям от оптимальных расчетных значений. Но и здесь есть некоторые «подводные камни». К примеру, динамики, способные играть самый низ в закрытом ящике разумного размера, как правило, имеют очень большую массу подвижной системы и соответственно низкое значение acceleration factor.

Кроме того, в них есть некоторые «сюрпризы», на которых обычно не заостряют внимание. Математическая модель динамика в ящике — масса, подвешенная на пружине. Однако почему-то не учитывается конечная масса этой «пружины». Возьмем, к примеру, Scan Speak 10″. Масса подвижки 47 г, ящик 50-60 л. Вспомним физику с химией: воздух 28 г/моль, любой газ 22,4 л/моль. Получаем массу воздуха в ящике 70 г! Это даже больше, чем масса подвижки.

(В движущуюся массу включено все: диффузор, подвес, соколеблющийся воздух не только внутри ящика, но и снаружи — прим. ред.).

Трудно сказать что-то определенное по поводу расчета такой уточненной модели, но необходимо задуматься: если динамик демпфируется усилителем, то что происходит с колеблющейся воздушной массой после прекращения сигнала? Она ведь воздействует на диффузор, пусть и в небольшой мере, но, как показывает практика слухового восприятия, ничего незначительного не бывает. Какова реальная частота и добротность резонанса с учетом массы воздуха в ящике?

У профессиональных систем с высокой чувствительностью и легким диффузором соотношение массы подвижной системы и массы воздуха в ящике будет еще больше.

Еще момент. Ход динамика 5 мм, объем ящика 50 л, площадь диффузора 330 см2. Можно рассчитать силу, приложенную к задней части диффузора при максимальных амплитудах смещения по разности давлений на заднюю и переднюю поверхности. Получилось около 1,1…1,3 кгс. Много это или мало? Можем рассчитать силы инерции и движущую силу катушки, для примера на 50 Гц с ходом в 5 мм. Получается около 1,8 кгс. Как видите, величины вполне сопоставимы.

(По катушке F=BLI, сила инерции F=Ma, a=2S/t2, с учетом, что за 1/4 периода динамик сместится на 5мм.)

Это не имеет отношения к теме задержки баса, но влияет на модальные режимы излучения динамика.
Выводы

Если форму АЧХ можно скорректировать графическим эквалайзером, то причины, указанные в пунктах 2 и 3, являются некорректируемыми. Остается искать быстрый динамик для закрытого ящика либо, еще лучше, для «бесконечного экрана» или строить бескомпромиссный рупор с выходным сечением в несколько квадратных метров.

Интересно было бы набрать портал из излучателей в экранах, плотно состыкованных в общий щит размером в несколько метров на каждую сторону. Получив такой диполь, можно добиться звучания баса, близкого к идеалу. Все секции будут компактны и транспортабельны, а общий размер портала позволит избежать акустического короткого замыкания на рабочих (музыкальных) частотах.

Не претендуя на научность и абсолютную достоверность изложенных фактов, надеюсь, что кого-то эта статья подтолкнет к размышлению на данную тему и, возможно, поиску новых путей решения проблемы.