Знаменитые DIY-проекты: линии, рупоры, диполи, двухполосники

DIY-акустика — это не только фазоинвертор. За сто лет появилось множество конструкций, которые по-своему решают одну и ту же задачу: что делать со звуком от тыльной стороны диффузора. Разберём самые интересные, с примерами, ставшими легендами.

Четвертьволновые линии: Voigt, TQWT и ML-TL

Тыльная волна идёт не в закрытый объём, а в длинную линию. На частоте, при которой линия равна четверти длины волны, выход линии играет в фазе с диффузором и добавляет баса.

• Труба Войта (Voigt pipe) — самая старая форма, запатентованная Паулем Войтом (Paul Voigt) в 1934 году. Линия расширяется к выходу, расположенному у верха или низа колонны.
• TQWT — её современная форма, с выходом меньше сечения линии. Самый известный пример — Needle с широкополосником Dayton RS100. В немецкоязычных странах похожей репутацией пользуется Mindstorm (CT 213), которую называют оригинальной TQWT от HiFi-Selbstbau.
• ML-TL (mass-loaded transmission line, линия с массовой нагрузкой) — прямая или слегка сужающаяся линия с портом на конце. Порт добавляет массу, поэтому линию можно сделать короче. Этот тип подробно проработал Мартин Дж. Кинг (Martin J. King).
• Transmission line в узком смысле — длинная, сильно задемпфированная линия, задача которой скорее поглотить тыльную волну и мягко поддержать бас.

Линии подходят для широкополосников с низкой Qts и для узких колонн, где высота достаётся даром. Архив старых страниц о трубах Войта собран на Real World Audio.

В Loudsmith: TQWT, ML-TL и transmission line входят в число типов корпусов. ML-TL рассчитывается как прямая линия с портом на конце: линия — это внутренний объём колонны, её длина равна внутренней высоте, а положение динамика берётся из чертежа. Порт подбирается из продающихся труб так, чтобы скорость воздуха в нём не превышала 17 m/s. В Библиотеке проектов вы найдёте Needle и ML-TL Мартина Дж. Кинга для Lowther DX.

Рупоры с задней нагрузкой: Frugel-Horn и Nagaoka

Рупор с задней нагрузкой проводит тыльную волну через свёрнутый, постепенно расширяющийся рупор. Рупор повышает КПД в басу, и широкополосник играет громче и глубже, чем можно ожидать от его размера.

Самый известный небольшой пример — Frugel-Horn, открытый угловой рупор для 4" широкополосника. По словам авторов, версий Mk3 построено более тысячи. Он рассчитан на угол комнаты, который служит продолжением устья. Критики на форумах указывают, что настоящему рупору для глубокого баса нужно огромное устье, так что маленькие рупоры работают во многом благодаря углу. В Японии существует традиция проектов Nagaoka с рупорами с двойным устьем.

В Loudsmith: рупоры мы пока не моделируем. Лучшая программа для них — Hornresp, см. Программы для проектирования акустики.

Открытые экраны и диполи: Linkwitz ORION и LX521

Самый радикальный ответ на тыльную волну — дать ей свободно излучаться. Динамик на голом экране играет вперёд и назад в противофазе, поэтому излучает «восьмёркой» и почти ничего не отдаёт в стороны. Отражения от боковых стен меньше возбуждают комнату, и звук воспринимается просторным и естественным.

Цена: ниже частоты, заданной шириной экрана, передняя и тыльная волны взаимно гасятся, и бас спадает на 6 dB на октаву. Его нужно эквализировать, и нужны длинноходные НЧ-динамики. Зигфрид Линквиц (Siegfried Linkwitz) называл открытый экран самой тяжёлой средой для длинноходного НЧ-динамика. В его ORION два 10" НЧ-динамика и активный кроссовер с эквализацией. Четырёхполосный активный диполь LX521 2012 года многие до сих пор считают вершиной этого подхода (обзор).

В Loudsmith: открытый экран — один из восьми типов корпусов. Модель основана на дипольных моделях Линквица. В библиотеке есть ORION-3, сабвуфер THOR и PLUTO-2.1 Линквица, а также несколько открытых экранов H-frame Мартина Дж. Кинга.

Пассивный излучатель

Диффузор без магнита вместо порта. Он делает то же, что фазоинвертор, но без шума потока и резонанса трубы, и особенно подходит для маленьких корпусов, где длинный порт не поместился бы. Почему я выбрал его для своей колонки, разобрано в статье Расчёт акустического корпуса шаг за шагом.

Проверенные двухполосники

Для первой сборки форумы дают один и тот же совет: соберите проверенный проект. Его измерили, настроили и построили сотни людей. Чаще всего упоминают трёх конструкторов:

• Джон Крутке (John Krutke),Zaph Audio. Десятки тщательно измеренных проектов, например серия ZA5, ZD5 или ZA-SR71. Его кроссоверы, как правило, настолько просты, насколько это возможно. Архив больше не обновляется, но по-прежнему доступен.
• Пол Кармоди (Paul Carmody). Популярные проекты для новичков и опытных, а также руководство для начинающих о том, почему стоит начинать с проверенного проекта.
• Трольс Гравесен (Troels Gravesen). Датский конструктор с десятками подробно задокументированных проектов, например CNO-25. Jantzen Audio продаёт наборы по его проектам.

Другие источники проверенных проектов — Humble Homemade Hifi (бесплатно для личного использования) и, в немецкоязычных странах, Visaton с ежегодными сборниками HiFi Bauvorschläge, где есть, например, колонна VIb 2000 GF.

В Loudsmith: в Библиотеке проектов 66 проектов: 29 от Zaph Audio (ZA5.2, ZD5, ZA-SR71, ZRT Revelator и другие), 12 Мартина Дж. Кинга, 3 Линквица и Nova Andromeda от Humble Homemade Hifi. Каждый открывается одним щелчком, и вы видите его АЧХ, кроссовер и чертёж.

Коротко

Конструкция	Тыльная волна	Сильные стороны	Слабые стороны	В Loudsmith
Закрытый ящик	поглощается	собранный бас, маленький корпус	ниже чувствительность в басу	да
Фазоинвертор	порт	более глубокий бас из того же объёма	шум порта, резонанс трубы	да
Пассивный излучатель	диффузор	как фазоинвертор, но без шума	стоимость, более крутой спад	да
TQWT, Voigt, ML-TL	линия	бас из узкой колонны	высокий корпус, подбор демпфирования	да (TQWT, ML-TL, TL)
Рупор с задней нагрузкой	рупор	высокий КПД	большой сложный корпус, окраска звука	нет
Открытый экран	свободно	просторный звук, меньше отражений	бас нужно эквализировать	да

Хотите попробовать? Откройте приложение, выберите проект в Библиотеке проектов и посмотрите его расчёт. Или введите свои динамики и сравните сразу все типы корпусов.