TQWT и труба Войта: линия, которая расширяется

TQWT означает tapered quarter-wave tube, то есть четвертьволновая труба с переменным сечением. У динамика она узкая, а к выходу расширяется. Её предшественница — труба Войта, которую Paul Voigt запатентовал в 1934 году. Это популярный корпус для одного широкополосника в узкой колонне.

Разрез колонны с TQWT. Наклонная перегородка превращает колонну в линию, которая у закрытого верха узкая, а к выходу спереди внизу расширяется. Динамик стоит примерно на 40 % длины, демпфирование только у закрытого конца.

Как она работает

Так же, как в transmission line, линия резонирует на частоте, при которой её длина равна четверти длины волны, и выход вблизи этой частоты поддерживает бас. Расширение разносит высшие резонансы дальше друг от друга и ослабляет их, поэтому TQWT нужно меньше демпфирования, чем классической transmission line. Динамик ставят примерно на 40–45 % длины, где он подавляет резонанс на утроенной частоте.

Что показывает расчёт

Все графики в серии статей о типах корпусов Loudsmith рассчитывает для одного и того же 6,5" НЧ-динамика SB Acoustics SB17NRX2C35-8 (Fs 36,5 Hz, Qts 0,43, Vas 27 l), чтобы их можно было сравнивать. Уровень 0 dB — это уровень динамика на средних частотах. TQWT длиной 280 cm, с сечением от 94 до 189 cm² и объёмом 39,7 l.

ИтогоДиффузорВыход линииЗакрытый ящик 13,6 l для сравнения

TQWT 39,7 l. Спад на 3 dB на 48 Hz. Выход поддерживает бас примерно от 30 до 60 Hz.

У импеданса два низких пика: 16 Ω на 23 Hz и 18 Ω на 50 Hz. Задемпфированная линия держит их низкими.

Для 6,5" НЧ-динамика с Qts 0,43 TQWT получается большой и в басу не опускается так глубоко, как фазоинвертор. Лучше всего она раскрывается с широкополосником с низкой Qts, который в фазоинверторе звучит тонко.

Плюсы и минусы

Плюсы: полный бас от широкополосника, узкая колонна, простая сборка с одной наклонной перегородкой, мало демпфирования.
Минусы: результат зависит от точной геометрии и положения динамика. Глубокого баса от маленького динамика она не даст, только более полный. Свёрнутая линия ведёт себя немного иначе, чем прямая модель.

Для какого динамика и какой комнаты

Лучше всего для широкополосников с Qts от 0,3 до 0,45 и для гостиных, где колонку можно поставить дальше от стены.

Известные конструкции

Needle от Acoustic Design Magazin: Dayton RS100-4 в колонне высотой 95 cm. Я её собрал и измерил. Расчёт Loudsmith совпадает с измерением в басу в среднем в пределах 1,6 dB.
Mindstorm от HiFi-Selbstbau, которую называют оригинальной TQWT немецкого DIY-мира.
Martin J. King в таблицах линий показывает, что расширяющаяся линия 1:5 из всех форм даёт самые низкие пики импеданса.

В Loudsmith

TQWT — тип корпуса, который Loudsmith предлагает вместе с чертежом линии и наклонной перегородки. Шаблон Needle загружает точную геометрию из оригинальных чертежей. Демпфирование задаётся ползунком, для Needle с измерением совпадает значение от 0,2 до 0,5.

Серия «Типы корпусов»: закрытый ящик · фазоинвертор · пассивный излучатель · апериодический корпус · transmission line · TQWT · ML-TL · открытый экран · рупор с задней нагрузкой. Формулы вы найдёте в статье Расчёт акустического корпуса шаг за шагом.