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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Baffle-Step (interferência de ondas) - um obstáculo no caminho para a acústica linear. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Alto-falantes Para começar, o que é Etapa defletora. Trata-se do fenômeno de interferência das ondas refletidas no painel frontal do sistema de alto-falantes e das ondas emitidas pelo alto-falante localizado neste painel. Esse fenômeno ocorre na faixa de frequência determinada de baixo pelas dimensões do emissor e do painel frontal, e de cima pela transição do alto-falante do modo pistão para o modo zonal, ou seja, quando o comprimento de onda se torna menor que o emissor em si. Obviamente, o limite inferior é válido para experimentos fechados. Com o aberto, tudo é muito mais complicado. O que promete o descaso do "passo buffle". Na melhor das hipóteses, um aumento na irregularidade da resposta de frequência. Na pior das hipóteses, essa irregularidade pode atingir picos e quedas na resposta de frequência com níveis relativos de mais de 6-7 dB, e o espectro será complementado com ressonâncias parasitas mais longas. Sem dúvida, nem um nem o segundo têm um efeito positivo no som. Como a influência da "etapa buffle" aparece em uma forma gráfica, ou de outra forma - como ela se reflete nas características qualitativas. Vamos dar um exemplo do pacote LspCAD 6 com o sistema de alto-falantes bidirecional otimizado da D'Appolito. Inicialmente, a resposta em frequência do sistema otimizado é a seguinte:
Completei o sistema com um caso com os seguintes dados:
Ative a simulação do defletor:
Agora, a resposta de frequência geral é de +/-2.5 dB na faixa de frequência de 300 Hz a 20 kHz. Parece que a irregularidade não é grande, mas a inicial é de +/-1.5 dB na faixa de frequência de 100 Hz - 20 kHz, ou seja, inicialmente a característica está muito bem alinhada. Sim, e a localização dos alto-falantes é claramente bem-sucedida. E o que acontecerá se a otimização não foi realizada e a linearidade original da resposta em frequência deixa muito a desejar, ou, pior ainda, já possui desnivelamento na região de frequência onde o "passo buffle" fará as correções mais significativas? Uma pergunta razoável é: os resultados da simulação correspondem ao comportamento real do alto-falante, pois para o projeto de um alto-falante linear deve-se levar em consideração o "baffle"? Fiz esta pergunta e obtive a resposta. Meus resultados do experimento "passo buffle" são pequenos, mas são indicativos. Então, como isso aconteceu. Usei como padrão o que estava à mão. Trata-se de um alto-falante woofer / midrange com diâmetro nominal de 4.5 polegadas (o diâmetro útil é indicado; o diâmetro externo da "cesta" é de 150 mm) e um cone de metal, razão pela qual os gráficos de medição contêm emissões de resposta de frequência no parte superior da faixa de freqüência de áudio. O segundo "experimental" - 4A28, que, como o alto-falante de 4.5 polegadas, acabou sendo útil para mim ao simular o funcionamento dos alto-falantes em condições de espaço aberto (design Free-Air), mas o 4A28 não participou do experimento com " buffle step" devido à falta de tela acústica adequada. Para ter um ponto de partida, o alto-falante foi medido no campo próximo (10 cm do driver) quando instalado em um local regular do sistema de alto-falantes. Este projeto é um FI com volume de 12 litros, mas neste caso a porta foi fechada. As medições no campo próximo permitem eliminar em grande parte o efeito "baffle" e, no caso de um SP, eliminar completamente o ACD. Em seguida, o alto-falante foi colocado no centro da blindagem acústica, que é uma blindagem de 315 mm de largura e 840 mm de altura. As medições foram realizadas a uma distância de 70 cm do emissor e, juntamente com os resultados das medições no campo próximo do GC, foram colocadas no programa LspCAD. O projeto utilizou três emissores e a ferramenta "Diffraction Simulation", simulando o "buffle step". As dimensões do "baffle" correspondem às dimensões da blindagem, a posição do alto-falante é semelhante à posição na blindagem, ou seja, no centro, o diâmetro do emissor é de 110 mm, como na realidade. A distância até o emissor também é definida de forma semelhante às medições reais - 70 cm. Como meu complexo de medição permite medições com valores absolutos de pressão sonora, a resposta de frequência quando medida a uma distância diferente de 1 m foi corrigida pelo deslocamento ao longo da escala vertical, levando em consideração o logaritmo da relação de tensão. Simplificando, em todos os gráficos, os resultados das medições da resposta de frequência são dados aos valores obtidos a uma distância de 1 m com uma tensão de 2.828 v fornecida ao alto-falante seja qual for de sua resistência nominal. Por que o LspCAD usa três emissores. O primeiro é "referência". Ele exibe a resposta de frequência sem a influência do "passo de buffle". O segundo é o resultado de medições reais a uma distância de 70 cm e o terceiro é a simulação do "passo buffle" baseado na resposta de frequência do radiador "referência". O resultado da modelagem em LspCAD:
Abaixo as curvas são sinalizadas: Referência - emissor "referência"; Medido - resultado de medições reais e Modelado - resultado de simulação. Não sei dizer por que o LspCAD aumentou a resposta de frequência simulada - na realidade, não. Deslocado em exatamente 6 dB, o que descobri selecionando o valor da tensão do gerador para o alto-falante simulado. Eu desloco a resposta de frequência para baixo em 6 dB:
Como pode ser visto, a concordância entre os resultados da simulação e as medições reais é bastante boa. O que exatamente o LspCAD é guiado quando a resposta de frequência é aumentada em 6 dB não está claro para mim pessoalmente. Parei de usar este programa e fiz mais comparações em um sistema CAD mais sério - LEAP. Este último, como se viu, não sofre de tais "peculiaridades" e, além disso, permite simular a dinâmica em várias condições, até a radiação no espaço livre. Para modelagem em LEAP, os parâmetros Thiel-Small de ambos os drivers (4.5" woofer/midrange e 8" 4A28) foram inseridos no banco de dados do software. Comparação dos resultados das medições no campo próximo do alto-falante woofer/médios, quando instalado em um local regular do alto-falante, e sua simulação, levando em consideração a localização no OC de volume semelhante, sem levar em consideração o " passo buffle" é dado abaixo:
Em todos os gráficos que darei, a curva azul corresponde à simulação em tela infinita (sem o "buffle"), a roxa (será mais tarde) - à simulação em condições de espaço aberto (tendo em conta o " buffle"), e o verde - para medições reais. No gráfico acima, a pressão sonora média do alto-falante simulado, construída apenas com os parâmetros Thiel-Small, é 1.5 dB menor que a real. Este é um resultado muito bom. Esta simulação foi realizada com a seguinte disposição dos objetos:
A modelagem sem levar em conta a "etapa buffle" requer a especificação do método de tela infinita. Isso resulta na exibição do design do painel frontal do alto-falante apropriado. Em seguida, o resultado das medições do alto-falante no escudo a uma distância de 70 cm foi importado para o programa e a simulação foi lançada em condições semelhantes às reais:
O resultado da comparação da resposta de frequência:
Da mesma forma, para uma distância ao emissor de 10 cm:
Como pode ser visto, a simulação e as medições reais concordam muito bem. E se você adicionar os 1.5 dB que faltam, pelos quais o LEAP subestima a sensibilidade média do alto-falante simulado, a correspondência fica ainda melhor. Um exemplo de modelagem no LEAP de uma caixa "buffle step", na qual o fabricante instalou este woofer/alto-falante midrange como um link midrange, levando em consideração a correção de +1.5 dB:
Da mesma forma no LspCAD 6:
O objetivo do meu pequeno experimento foi alcançado. "Buffle step" é perfeitamente modelado por "software" especializado e sua influência na resposta de frequência final não pode ser subestimada. Como o LEAP é capaz de simular o comportamento dos alto-falantes em espaço aberto, não negligenciei a oportunidade de verificar a precisão da simulação:
Por que isso me interessou? Certa vez, contei em um dos tópicos sobre o comportamento anteriormente incompreensível do alto-falante fora da caixa normal, quando a resposta de frequência na faixa de frequência operacional na caixa se encaixa na desigualdade de +/- 1.5 dB e fora da caixa (isso isto é, no design do Free-Air ) é de +/-7.5 dB com um pico pronunciado na resposta de frequência na região dos médios. A comparação resulta de uma distância de 10 cm do emissor:
Este é o mesmo alto-falante que foi medido no shield. Lindo! Os resultados da comparação para o alto-falante 4A28 no design Free-Air a uma distância de 30 e 10 cm do radiador são mostrados abaixo:
O que pode ser dito. Em primeiro lugar, o que não é uma descoberta, o locutor antes da passagem para o modo zonal tem uma diretividade próxima da circular, pelo que a ACZ manifesta-se em pleno apenas a esta zona. Em segundo lugar, por algum motivo, lembrei-me imediatamente das tentativas de comparar dois alto-falantes de ouvido, naturalmente, sem design, para avaliar sua sensibilidade, linearidade de resposta de frequência e, às vezes, até fornecer números específicos. Olhe para os gráficos. Na região de maior sensibilidade da audição, as não linearidades da radiação se manifestam plenamente. A mudança na resposta de frequência não se manifesta apenas com uma mudança na distância ao emissor, ela depende do diâmetro do emissor. E de acordo com os resultados das medições, levando em consideração a "etapa buffle", podemos dizer o seguinte. Dois alto-falantes completamente idênticos, sendo instalados em designs acústicos diferentes, ou instalados em painéis frontais de tamanhos diferentes, ou colocados de maneira diferente nos mesmos painéis frontais de alto-falante, ou tudo isso junto mais um tamanho nominal diferente dos radiadores - tudo isso fornecerá em cada caso específico comportamento específico do falante. Autor: Lexus (Sirvutis Alexey Romasovich); Publicação: cxem.net
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