«Анатомия» акустических систем: материалы и акустическое оформление

Статья лёгкая для чтения, картинки прикольные. Не без весьма спорных заявлений, хотя оные больше похожи на умышленно расставленные крючочки для активизации форум дискуссии.
Однако возбудить интерес к покупкам у заядлых хайфайщиков ну ни как не дотягивает, а привлечь внимание начинающих - явно не с той стороны заход. Для хайэндовских нуворишей же вообще, мягко говоря, не в кассу.
Абсолютное большинство меломанов нынче довольствуется предельно недорогой активной компьютерной акустикой а-ля "всё в одном", тем паче, потребительский  кризис на дворе. И заставить их раскошелиться - задача аховая.
Не секрет, что главное в торговле/рекламе - правильное позиционирование товара. Говоря иными словами, каждый товар надо развернуть к лицу своего покупателя...
Например: "Эта модель для ценителей хрустально-звонких высоких частот! И бац, АЧХ в подтверждение."
Или: "Это шедевр дальнобойности! Кто слушает на расстоянии более 3 метров? Налетайте! И опять-таки пакет АЧХ как доказательство".

В очередной статье по акустике от pult.ru опять, вроде бы все верно, но чего-то не хватает. Это что-то - четкое понимание физики явлений, которые определяют свойства АС.
Вот, например, описывая свойства материала ящика, указывается, что на качество звука влияют толщина, плотность, коэффициент звукопоглощения, жесткость, влажность.
Но почему? Ответ на этот вопрос должен был стать главным, но еще раньше следовало рассказать, чем отличаются разные ящики АС и зачем они вообще нужны.
Ящик динамикам необходим, прежде всего для того, чтобы предотвратить акустическое короткое замыкание. Это явление вызывается сложением звуковых волн, излучаемых передней и задней поверхностью диффузора динамика. Эти волны излучаются в противофазе, так как при движении вперед диффузор создает фазу сжатия воздуха перед собой, но фазу разряжения сзади. На низких частотах с большой длиной волны (метры), для слушателя эти волны взаимно гасятся, что приводит к сильному ослаблению звукового давления на соответствующих частотах. Аналогичный звуковой эффект возникает при неправильной фазировке динамиков в стереосистеме.
Самое простое акустическое оформление динамиков - акустический экран, т.е. щит с отверстием, в котором закреплялся динамик (в статье же эта разновидность появляется только в конце). При больших размерах щита дополнительный путь, который проходит волна от задней поверхности диффузора, приводит к ослаблению взаимного гашения волн на низких частотах, и чем большим будет экран, тем более низкие частоты будет воспроизводить динамик. Чтобы уменьшить размеры экрана, его края загнули назад под прямым углом. Так появился открытый ящик. Тут следует заметить, что бесконечное увеличение размеров щита или ящика не имеет смысла, поскольку эффект будет проявляться только для частот выше собственной резонансной частоты динамика, поскольку частоты ниже резонанса не могут эффективно излучаться уже в силу свойств самого динамика.
Дальнейшее развитие конструкции привело к появлению закрытого ящика, в котором волна от задней поверхности диффузора гасилась полностью герметичной задней стенкой ящика. Однако, закрытый объем за диффузором сильно демпфировал его колебания, что с одной стороны приводило к выравниванию частотной характеристики динамика, но с другой, повышало резонансную частоту динамика и сильно снижало звуковую отдачу (к.п.д), что требовало повышения подводимой мощности.
Дальше на пути эволюции появился фазоинвертор. Он представляет собой отверстие в одной из стенок (не обязательно в передней или задней) закрытого ящика со вставленной в него трубой, рассчитанной так, что она резонирует на собственной резонансной частоте динамика. При этом фаза колебания на входе и выходе трубы инвертируется (отсюда фазоинвертор), и колебания от передней и задней поверхностей диффузора складываются в фазе, что приводит к усилению отдачи на частотах, близких к резонансу динамика. К тому же, отверстие делает ящик открытым, что повышает звуковую отдачу на всех частотах по сравнению с закрытым ящиком. Недостаток такой конструкции в том, что помимо основной частоты резонанса, труба имеет резонансы и на ее гармониках, что немного ухудшает равномерность частотной характеристики на более высоких частотах.
Теперь время перейти к конструктивным деталям и материалам. В процессе воспроизведения звука колебания давления внутри ящика передаются стенкам и те, в свою очередь, передают колебания в воздушную среду. Эти колебания, как от дополнительных мембран, передаются окружающему воздуху и накладываются на колебания, излучаемые динамиком и фазоинвертором. Поскольку стенки обладают упругостью, в них, на некоторых частотах могут возникать резонансы, увеличивая амплитуду колебаний на этих частотах. Если колебания стенок очень велики, они могут выйти за пределы линейной области деформации, что приведет к резким звонам и дребезжанию, порождающим нелинейные искажения. Понятно, что такие неконтролируемые колебания, искажают также и частотную характеристику динамика, увеличивая ее неравномерность. Каким же образом можно уменьшить это влияние? Нужно подавить колебания в стенках, и это уже вопрос конструкции и материалов.
Прежде всего необходимо подавить резонанс стенок. Для этого их материал должен обладать значительным затуханием для звуковых волн. Для уменьшения амплитуды колебаний материал должен быть жестким и, кроме того, звуковая волна из воздушного пространства ящика должна, как можно меньше, проникать в стенки. С первыми двумя положениями все ясно. А далее нужно вспомнить, что звуковая волна на границе двух сред частично отражается, а частично проникает из одной среды в другую. При этом отражение тем сильнее, а проникновение тем меньше, чем больше отличается плотность сред. Конечно речь идет об акустической плотности, но она для различных материалов более или менее пропорциональна объемной плотности, поэтому стенки из плотных материалов (фанера, ДСП, МДФ, особенно камень) будут предпочтительны. Еще лучший результат будет у слоистых панелей, где перемежаются материалы с высокой и низкой плотностью. Ну и хотя бы часть слоев должна иметь высокое акустическое затухание. Хороший результат дает оклейка внутренних поверхностей ящика пробкой, пористой резиной или войлоком. А жесткость можно увеличить дополнительными механическими усилителями: уголками, ребрами, укосинами.
В основном — это все. Вот теперь, после всего сказанного, читатель сможет понять и оценить качество технических решений, приведенных в статье Автора.

Добрый день. Зато можно докупить красивую стойку для полочной акустики.