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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Baffle-Step (interferencia de ondas): un obstáculo en el camino hacia la acústica lineal. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Altavoces Para empezar, que es escalón deflector. Este es el fenómeno de interferencia entre las ondas reflejadas desde el panel frontal del sistema de altavoces y las ondas emitidas por el altavoz ubicado en este panel. Este fenómeno ocurre en el rango de frecuencia determinado desde abajo por las dimensiones del emisor y el panel frontal, y desde arriba por la transición del altavoz del modo pistón al modo zonal, es decir, cuando la longitud de onda se vuelve más corta que el propio emisor. Por supuesto, el límite inferior es válido para diseños cerrados. Con los abiertos todo es mucho más complicado. ¿Qué promete descuidar el “paso desconcertante”? En el mejor de los casos, un aumento en la desigualdad de la respuesta de frecuencia. En el peor de los casos, esta desigualdad puede alcanzar picos y valles en la respuesta de frecuencia con niveles relativos de más de 6 a 7 dB, y el espectro puede complementarse con resonancias parásitas de mayor duración. Sin duda, ni lo uno ni lo otro tienen un efecto positivo en el sonido. ¿Cómo se ve gráficamente la influencia del “paso deflector” o, de lo contrario, cómo se refleja en las características de calidad? Tomemos un ejemplo de LspCAD 6 con el sistema de altavoces bidireccionales optimizado de D'Appolito. Inicialmente, la respuesta de frecuencia del sistema optimizado se ve así:
Completé el sistema con un caso con los siguientes datos:
Encienda la simulación del deflector:
Ahora la desigualdad general de la respuesta de frecuencia es de +/-2.5 dB en el rango de frecuencia de 300 Hz - 20 kHz. Parece que el desnivel no es grande, pero el inicial es de +/-1.5 dB en el rango de frecuencia 100 Hz - 20 kHz, es decir, inicialmente la característica está muy bien alineada. Y la ubicación de los altavoces es claramente buena. ¿Qué pasará si no se ha realizado la optimización y la linealidad inicial de la respuesta de frecuencia deja mucho que desear o, peor aún, ya tiene irregularidades en la región de frecuencia donde el "paso deflector" realizará las correcciones más significativas? Una pregunta razonable: ¿los resultados de la simulación corresponden al comportamiento real del altavoz, porque para diseñar un altavoz lineal se debe tener en cuenta el “deflector”? Me hice esta pregunta y recibí una respuesta. Mis resultados del experimento del paso del deflector son pequeños, pero significativos. Entonces, cómo sucedió todo. Usé lo que tenía a mano como estándar. Se trata de un altavoz de graves/medios con un diámetro nominal de 4.5 pulgadas (se indica el diámetro útil; el diámetro exterior de la “cesta” es de 150 mm) y un difusor metálico, por lo que los gráficos de medidas contienen emisiones de respuesta en frecuencia. en la parte superior del rango de frecuencia de audio. El segundo "sujeto de prueba" es el 4A28, que, al igual que el altavoz de 4.5 pulgadas, me resultó útil a la hora de simular el funcionamiento de los altavoces en condiciones de espacio abierto (diseño Free-Air), pero el 4A28 no participó en el experimento. con el “paso deflector” debido a la falta de pantalla acústica adecuada. Para tener un punto de partida, el altavoz se midió en el campo cercano (a 10 cm del controlador) cuando se instaló en la ubicación estándar del sistema de altavoces. Se trata de un diseño FI de 12 litros, pero en este caso el puerto estaba cerrado. Las mediciones en el campo cercano permiten eliminar en gran medida el efecto "deflector" y, en el caso de una celda de tierra, eliminar completamente la ACZ. Después de esto, el altavoz se colocó en el centro de la pantalla acústica, que era un escudo de 315 mm de ancho y 840 mm de alto. Las mediciones se realizaron a una distancia de 70 cm del emisor y, junto con los resultados de las mediciones en el campo cercano de la celda terrestre, se colocaron en el programa LspCAD. El proyecto utilizó tres emisores y la herramienta "Simulación de difracción", que simula el "paso del deflector". Las dimensiones del “deflector” corresponden a las dimensiones del escudo, la posición del altavoz es similar a la posición en el escudo, es decir, en el centro, el diámetro del emisor es de 110 mm, como en la realidad. La distancia al emisor también se establece de forma similar a las medidas reales: 70 cm. Dado que mi complejo de medición me permite realizar mediciones con valores absolutos de presión sonora, la respuesta de frecuencia al medir a una distancia distinta de 1 m se corrigió desplazándose a lo largo de la escala vertical, teniendo en cuenta el logaritmo de la relación de voltaje. En pocas palabras, en todos los gráficos los resultados de las mediciones de respuesta de frecuencia se dan a los valores obtenidos desde una distancia de 1 m con un voltaje de 2.828 v aplicado al altavoz. lo que sea de su resistencia nominal. ¿Por qué se utilizan tres emisores en LspCAD? El primero es "referencia". Muestra la respuesta de frecuencia sin la influencia del paso del deflector. El segundo es el resultado de mediciones reales desde una distancia de 70 cm y el tercero es una simulación del “paso del deflector” basada en la respuesta de frecuencia del emisor “de referencia”. El resultado del modelado en LspCAD:
Las curvas están etiquetadas a continuación: Referencia - emisor “referencia”; Medido es el resultado de mediciones reales y Modelado es el resultado del modelado. No puedo decir por qué LspCAD cambió la respuesta de frecuencia simulada hacia arriba; en realidad, esto no sucede. Lo cambié exactamente 6 dB, lo cual descubrí seleccionando el valor de voltaje del generador para el altavoz simulado. Cambio la respuesta de frecuencia hacia abajo en 6 dB:
Como puede verse, la concordancia entre los resultados de la simulación y las mediciones reales es bastante buena. Personalmente, no me queda claro en qué se guía exactamente LspCAD al cambiar la respuesta de frecuencia hacia arriba en 6 dB. Me negué a utilizar este programa y realicé más comparaciones en un sistema CAD más serio: LEAP. Resultó que este último no presenta tales "características" y, además, permite simular la dinámica en diversas condiciones, hasta la radiación en el espacio libre. Para el modelado LEAP, los parámetros Thiel-Small de ambos altavoces (4.5" LF/MF y 8" 4A28) se ingresaron en la base de datos del programa. Comparación de los resultados de las mediciones en el campo cercano de un altavoz de frecuencia baja/media, cuando se instala en un lugar estándar del altavoz, y su simulación, teniendo en cuenta la ubicación de un volumen similar en la celda principal sin teniendo en cuenta el “paso deflector” que se detalla a continuación:
En todos los gráficos que presentaré, la curva azul corresponde a la simulación en pantalla infinita (sin tener en cuenta el “deflector”), la violeta (vendrá más adelante) a la simulación en condiciones de espacio abierto (teniendo en cuenta el “deflector”), y el verde a medidas reales. En el gráfico mostrado, la presión sonora promedio del altavoz simulado, basada únicamente en los parámetros de Thiel-Small, es 1.5 dB menor que la real. Este es un muy buen resultado. Este modelado se realizó con la siguiente disposición de objetos:
Modelar sin tener en cuenta el paso del deflector requiere especificar el método de pantalla infinita. Esto conduce a la visualización del diseño correspondiente del panel frontal de los altavoces. A continuación, se importó al programa el resultado de las mediciones del altavoz en el escudo desde una distancia de 70 cm y se inició la simulación en condiciones similares a las reales:
El resultado de la comparación de la respuesta de frecuencia:
Análogamente, para una distancia al emisor de 10 cm:
Como puedes ver, la simulación y las mediciones reales coinciden bastante bien. Y si agrega los 1.5 dB faltantes por los cuales LEAP subestima la sensibilidad promedio del altavoz simulado, la coincidencia será aún mejor. Un ejemplo de modelado en LEAP de una caja “baffle-step”, en la que el fabricante instaló este woofer/altavoz de medios como enlace de medios, teniendo en cuenta la corrección de +1.5 dB:
De manera similar en LspCAD 6:
El objetivo de mi pequeño experimento se ha logrado. El "paso del deflector" se simula perfectamente mediante un "software" especializado y no se puede subestimar su influencia en la respuesta de frecuencia final. Dado que LEAP puede simular el comportamiento de los hablantes en espacios abiertos, no desaproveché la oportunidad de comprobar la precisión de la simulación:
¿Por qué me interesó esto? Una vez hablé en uno de los temas sobre el comportamiento previamente incomprensible del altavoz fuera de la caja estándar, cuando la respuesta de frecuencia en el rango de frecuencia de operación en la caja encaja en un desnivel de +/- 1.5 dB, y fuera de la caja (que es decir, en el diseño Free-Air) es de +/-7.5 dB con un pico pronunciado en la respuesta de frecuencia en el rango medio. Resultados de la comparación a una distancia de 10 cm del emisor:
Este es el mismo altavoz que se midió en el escudo. ¡Hermoso! A continuación se muestran los resultados de la comparación para el altavoz 4A28 en diseño Free-Air a una distancia de 30 y 10 cm del emisor:
Qué puedo decir. En primer lugar, lo cual no es un descubrimiento, el hablante, antes de cambiar al modo zonal, tiene una directividad cercana a la circular, por lo que AKZ se manifiesta con total precisión hasta esta zona. En segundo lugar, por alguna razón, inmediatamente recordé los intentos de comparar dos altavoces de oído, por supuesto, sin diseño, para evaluar su sensibilidad, la linealidad de la respuesta de frecuencia y, a veces, incluso dar números específicos. Mira los gráficos. En la región de mayor sensibilidad auditiva, la no linealidad de la radiación se manifiesta plenamente. No sólo aparece un cambio en la respuesta de frecuencia cuando cambia la distancia al emisor, sino que depende del diámetro del emisor. Y con base en los resultados de la medición, teniendo en cuenta el "paso del deflector", podemos decir lo siguiente. Dos altavoces completamente idénticos, instalados en diferentes diseños acústicos, o instalados en paneles frontales de diferentes tamaños, o colocados de manera diferente en los mismos paneles frontales, o todo esto junto más diferentes tamaños nominales de emisores, todo esto proporcionará en cada uno caso específico el comportamiento específico del hablante. Autor: Lexus (Sirvutis Alexey Romasovich); Publicación: cxem.net
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