Membrana bierna: bas-refleks bez tunelu

Membrana bierna to głośnik bez magnesu i cewki, sama membrana z zawieszeniem. Montuje się ją zamiast tunelu i robi to samo: w basie gra razem z głośnikiem. Unika jednak szumu przepływającego powietrza i długiej rury, która nie zmieściłaby się w małej obudowie.

Przekrój obudowy z membraną bierną. U góry głośnik, pod nim membrana bierna, membrana bez magnesu. Drga pod wpływem ciśnienia powietrza w obudowie, a obciążnik na niej określa strojenie.

Jak działa

Masa membrany biernej i sprężystość powietrza w obudowie tworzą rezonator jak przy tunelu. Masę można zwiększyć dodatkowym obciążnikiem, co przesuwa strojenie w dół. W przeciwieństwie do tunelu membrana bierna ma też własne zawieszenie, które sprężynuje. Poniżej swojego rezonansu membrana bierna nie tylko przestaje wspierać bas, ale wręcz go odbiera, więc spadek poniżej strojenia jest jeszcze bardziej stromy niż przy tunelu.

Membrana bierna potrzebuje dużego wychylenia. Jej wypierana objętość, czyli powierzchnia razy wychylenie, powinna być mniej więcej dwa razy większa niż głośnika, inaczej przy głośnym basie uderzy. Dlatego często stosuje się dwie membrany bierne albo jedną większą.

Co pokazują obliczenia

Wszystkie wykresy w serii artykułów o typach obudów Loudsmith oblicza dla tego samego 6,5" głośnika niskotonowego SB Acoustics SB17NRX2C35-8 (Fs 36,5 Hz, Qts 0,43, Vas 27 l), żeby dało się je porównać. Poziom 0 dB to poziom głośnika w zakresie średnich tonów. Obudowa 27,2 l z dwiema membranami biernymi Purifi PTT8.0PR, każda z obciążnikiem 17 g, strojona na 34 Hz.

RazemMembranaMembrany bierneObudowa zamknięta 13,6 l dla porównania

Membrana bierna 27,2 l, strojenie 34 Hz. Spadek o 3 dB przy 34 Hz, przy 30 Hz o 6 dB. Poniżej strojenia opada bardziej stromo niż bas-refleks.

Impedancja ma, jak w bas-refleksie, dwa szczyty, 35 Ω przy 23 Hz i 47 Ω przy 57 Hz, z minimum przy strojeniu.

Zalety i wady

Zalety: brak szumu tunelu, brak rezonansu rury w zakresie średnich tonów, strojenie także w małej obudowie. Strojenie można skorygować obciążnikiem nawet po budowie.
Wady: membrany bierne są droższe od tunelu, potrzebują miejsca na ściance obudowy i swobodnego wychylenia. Poniżej strojenia bas opada bardziej stromo, a membrana bierna przy mocnym basie może głośno uderzyć.

Do jakiego głośnika i pomieszczenia

Najbardziej opłaca się w małych obudowach, w których tunel musiałby być dłuższy niż obudowa, i w subwooferach, w których tunel by szumiał. Do obudowy przy ścianie lepsza jest membrana bierna z przodu lub z boku.

Znane konstrukcje

Purifi SPK16: 6,5" głośnik niskotonowy i dwie membrany bierne w około 19 l. W instrukcji budowy Purifi podaje strojenie 33,2 Hz z minimum impedancji. Sposób projektowania opisuje w artykule technicznym: optimum wypada około 22 l, membrany bierne obciąża się prawie do 70 g, a w torze głośnika niskotonowego jest łącznie około 1 Ω.
Audio Judgement zmierzył małą obudowę z dwiema membranami biernymi Dayton ND90-PR. Bez obciążnika strojenie wynosi 95 Hz, z 10,7 g 62,6 Hz. Loudsmith dla tej samej obudowy oblicza 95,2 i 62,2 Hz.
Moja kolumna podstawkowa Tang Band i Peerless ma 9,5 l i membranę bierną SB15SFCR-00, bo tunel by się w niej nie zmieścił.

W Loudsmith

Loudsmith wybiera z oferty sklepu membranę bierną z wystarczającym wychyleniem i oblicza obciążnik dla wybranego strojenia. Przy strojeniu liczy z tą samą objętością co symulacja, łącznie z wytłumieniem obudowy.

Seria Typy obudów: zamknięta · bas-refleks · membrana bierna · aperiodyczna · linia transmisyjna · TQWT · ML-TL · otwarta odgroda · tuba tylna. Wzory znajdziesz w artykule Obliczenia obudów głośnikowych krok po kroku.