Fascino complicato - parte 2
La storia di T+A è iniziata con le linee elettriche, che hanno affascinato i designer molti anni fa. Successivamente furono emarginati, quindi vediamo recinti di questo tipo ogni pochi anni, e questo, a sua volta, ci permette di ricordare il principio del loro funzionamento.
Non tutti i design T+A (altoparlante) erano e sono tuttora basati sulle prestazioni. linea di trasmissioneTuttavia, il nome della serie Criterion è associato per sempre a questa soluzione, perfezionata dall'azienda a partire dal 1982. In ogni generazione, queste erano intere serie con potenti modelli di punta, molto più grandi di oggi, ma come si estinsero i più grandi dinosauri. Così abbiamo visto progetti con due woofer 30 altoparlanti, circuiti a quattro vie e anche a cinque vie (TMP220), casse con circuiti acustici insoliti, anche con basse frequenze poste all'interno (tra una camera forata o una camera chiusa e un lungo labirinto - ad esempio TV160).
Questo argomento - un labirinto di diverse versioni di linee elettriche - i progettisti di T + A sono andati così lontano come nessun altro produttore. Tuttavia, alla fine degli anni '90, lo sviluppo verso ulteriori complicazioni è rallentato, il minimalismo è diventato di moda, i design sistematicamente semplici hanno conquistato la fiducia degli audiofili e l'acquirente "medio" ha smesso di ammirare le dimensioni degli altoparlanti, sempre più spesso cercano qualcosa di snello ed elegante. Pertanto, c'è stata una certa regressione nella progettazione dei diffusori, in parte il buon senso, in parte derivato dalle nuove esigenze del mercato. Ridotte le dimensioni e la "pervietà" e la disposizione interna degli scafi. Tuttavia, T+A non ha rinunciato al concetto di miglioramento della linea elettrica, un impegno che deriva dalla tradizione della serie Criterion.
Tuttavia, il concetto generale di una custodia per altoparlanti che funge da linea di trasmissione non è uno sviluppo T+A. Rimane, ovviamente, molto più antico.
Il concetto idealizzato della linea di trasmissione promette un paradiso acustico in terra, ma in pratica crea gravi effetti collaterali indesiderati difficili da affrontare. Non risolvono casi popolari programmi di simulazione – devono ancora essere utilizzati tentativi ed errori difficili. Tale problema ha piuttosto scoraggiato la maggior parte dei produttori alla ricerca di soluzioni redditizie, sebbene attragga ancora molti hobbisti.
T+A chiama il suo ultimo approccio alla linea di trasmissione KTL (). Il produttore pubblica anche la sezione del case, che è facile da spiegare e capire. A parte una piccola camera midrange, che ovviamente non ha nulla a che fare con la linea di trasmissione, metà dell'intero volume del cabinet è occupato da una camera formata immediatamente dietro entrambi i woofer. È "collegato" al tunnel che conduce allo sbocco e costituisce anche un vicolo cieco più breve. E tutto è chiaro, anche se questa combinazione appare per la prima volta. Non si tratta di una classica linea di trasmissione, bensì di un invertitore di fase - con una camera con una certa cedevolezza (sempre in funzione della superficie che vi è “sospesa”, cioè rispetto alla superficie dell'apertura di accesso al tunnel) e un tunnel con una certa massa d'aria.
Questi due elementi creano un circuito risonante con una frequenza di risonanza fissa (per massa e suscettività), proprio come in un invertitore di fase. Tuttavia, caratteristicamente, il tunnel è eccezionalmente lungo e con un'ampia sezione trasversale per un invertitore di fase, il che presenta sia vantaggi che svantaggi, quindi questa soluzione non viene utilizzata nei tipici invertitori di fase. L'ampia superficie è un vantaggio in quanto riduce la velocità del flusso d'aria ed elimina la turbolenza. Tuttavia, poiché riduce drasticamente la conformità, richiede un aumento della massa del tunnel dovuto al suo allungamento per stabilire una frequenza di risonanza sufficientemente bassa. E un lungo tunnel è uno svantaggio in un invertitore di fase, poiché provoca la comparsa di risonanze parassite. Allo stesso tempo, il tunnel in CTL 2100 non è così lungo da provocare lo sfasamento desiderato delle frequenze più basse, come in una classica linea di trasmissione. Lo stesso produttore solleva questo problema, affermando che:
“La linea di trasmissione offre seri vantaggi rispetto a un sistema bass reflex, ma richiede un design estremamente avanzato (…), il percorso sonoro dietro i woofer (nella linea di trasmissione) deve essere molto lungo - come un organo - altrimenti le basse frequenze non saranno essere generato”.
È davvero interessante che durante la redazione di tale dichiarazione, il produttore non solo non la rispetti, ma pubblichi anche materiale (sezione del caso) che conferma questa discrepanza. Fortunatamente le basse frequenze saranno generate solo dall'azione non di una linea di trasmissione, ma semplicemente di un sistema bass reflex ritardato, che “a suo modo” introduce vantaggiosi sfasamenti senza richiedere un tunnel di lunghezza correlata alla frequenza di taglio prevista - questo dipende da altri parametri del sistema, principalmente dalla frequenza di risonanza di Helmholtz dettata dalla compliance e dalla massa. Conosciamo queste recinzioni (rese anche come linee elettriche, il che le rende più glamour), ma il fatto è che T + A vi ha aggiunto qualcos'altro: lo stesso corto canale morto che non c'era più dalla parata.
Tali canali si trovano anche nei casi con linee di trasmissione, ma più classiche, senza telecamera di comunicazione. Riportano in fase l'onda riflessa dal canale cieco, compensando le risonanze sfavorevoli del canale principale, il che può avere senso anche nel caso di un sistema ad inverter di fase, poiché in esso si formano anche risonanze parassite. Questa idea è confermata dall'osservazione che il canale cieco è lungo la metà di quello principale, e questa è la condizione per tale interazione.
Riassumendo, questa non è una linea di trasmissione, al massimo un invertitore di fase con una certa soluzione, nota da alcune linee di trasmissione (e non stiamo parlando di un canale più lungo, ma di uno più corto). Questa versione dell'invertitore di fase è allo stesso tempo originale e presenta i suoi vantaggi, soprattutto quando l'impianto richiede un tunnel lungo (non necessariamente una sezione così grande).
Un chiaro svantaggio di questa soluzione, nelle proporzioni suggerite da T+A (con una galleria di sezione così ampia), è che il sistema a tunnel occupa circa la metà del volume totale dell'involucro, mentre i progettisti sono spesso sotto pressione per limitare il dimensione della struttura ad un valore inferiore a quello ottimale per ottenere i migliori risultati (utilizzando altoparlanti fissi).
Quindi possiamo concludere che anche T + A è stufo della linea di trasmissione e presenta casi che svolgono effettivamente il ruolo di inverter di fase, ma possono comunque rivendicare linee nobili. Il tunnel passava attraverso la parete di fondo, quindi erano necessari punte abbastanza alte (5 cm) per preparare una libera distribuzione della pressione. Ma anche questa è una soluzione nota... inverter di fase.
Linea di trasmissione a colpo d'occhio
Dietro i woofer c'è una grande camera, e solo da lì vanno i tunnel: uno è più corto, chiuso all'estremità, l'altro è più lungo, con un'uscita nel pannello inferiore.
Il punto di partenza per l'involucro della linea di trasmissione era creare condizioni acustiche ideali per smorzare l'onda dalla parte posteriore del diaframma. Questo tipo di custodia doveva essere un sistema non risonante, ma solo per isolare l'energia dal lato posteriore del diaframma (che non poteva essere "semplicemente" lasciato irradiare liberamente perché era in fase con il lato anteriore del diaframma ). ).
Qualcuno dirà che il lato opposto del diaframma si irradia liberamente in partizioni aperte ... Sì, ma la correzione di fase (almeno parzialmente e a seconda della frequenza) è fornita lì da un'ampia partizione che differenzia la distanza da entrambi i lati del diaframma a l'ascoltatore. Come risultato del continuo grande sfasamento tra l'emissione da entrambi i lati delle membrane, specialmente nella gamma di frequenza più bassa, lo svantaggio di un deflettore aperto è la bassa efficienza. Negli inverter di fase, il lato posteriore del diaframma stimola il circuito risonante del corpo, la cui energia viene irradiata verso l'esterno, ma questo sistema (il cosiddetto risonatore di Helmholtz) sposta anche la fase, in modo che la frequenza di risonanza del corpo è maggiore su tutta la gamma, la fase di radiazione del lato anteriore del diaframma dell'altoparlante e il foro sono più - meno compatibili.
Infine, un cabinet chiuso è il modo più semplice per chiudere e sopprimere l'energia dalla parte posteriore del diaframma, senza utilizzarla, senza compromettere la risposta all'impulso (risultante dal circuito risonante del cabinet bass reflex). Tuttavia, anche un compito così teoricamente semplice richiede diligenza: le onde emesse all'interno della custodia colpiscono le sue pareti, le fanno vibrare, riflettere e creare onde stazionarie, ritornano al diaframma e introducono distorsioni.
Teoricamente, sarebbe meglio se l'altoparlante potesse "trasmettere" liberamente l'energia dalla parte posteriore del diaframma al sistema di altoparlanti, che la smorzerebbe completamente e senza problemi - senza "feedback" all'altoparlante e senza vibrazioni della parete del cabinet . Teoricamente, un tale sistema creerà un corpo infinitamente grande o un tunnel infinitamente lungo, ma... questa è una soluzione pratica.
Sembrava che un tunnel sufficientemente lungo (ma già finito), profilato (leggermente rastremato verso l'estremità) e smorzato avrebbe soddisfatto questi requisiti almeno in misura soddisfacente, funzionando meglio del classico involucro chiuso. Ma si è anche rivelato difficile da ottenere. Le frequenze più basse sono così lunghe che anche una linea di trasmissione lunga pochi metri non le copre quasi mai. A meno che, ovviamente, non lo "riconfezionamo" con materiale smorzante, che degraderà le prestazioni in altri modi.
Quindi è sorta la domanda: la linea di trasmissione deve terminare alla fine o lasciarla aperta e rilasciare l'energia che la raggiunge?
Quasi tutti opzioni di linea elettrica - sia classici che speciali - hanno un labirinto aperto. Tuttavia, c'è almeno un'eccezione molto importante: il caso dell'originale B&W Nautilus con un labirinto chiuso all'estremità (a forma di guscio di lumaca). Tuttavia, questa è per molti versi una struttura specifica. Accoppiato con un woofer a Q molto basso, le caratteristiche di elaborazione diminuiscono dolcemente, ma molto presto, e in uno stato così grezzo non è affatto adatto: deve essere corretto, potenziato ed equalizzato alla frequenza prevista, cosa che viene eseguita da il crossover attivo Nautilus.
Nelle linee di trasmissione aperte, la maggior parte dell'energia emessa dalla parte posteriore del diaframma esce. Il lavoro della linea serve in parte a smorzarla, che però si rivela inefficace, e in parte - e quindi ha ancora senso - allo sfasamento, per cui l'onda può essere emessa, almeno in determinate gamme di frequenza , in una fase approssimativamente corrispondente alla radiazione di fase dalla parte anteriore del diaframma. Tuttavia, ci sono intervalli in cui le onde di queste sorgenti escono quasi in antifase, quindi appaiono debolezze nella caratteristica risultante. La contabilizzazione di questo fenomeno ha ulteriormente complicato il design. È stato necessario correlare la lunghezza del tunnel, il tipo e la posizione dell'attenuazione con la portata dell'altoparlante. Si è anche scoperto che nel tunnel possono verificarsi risonanze a semionda e quarto d'onda. Inoltre, le linee di trasmissione poste in armadi con proporzioni tipiche degli altoparlanti, anche se grandi e alte, devono essere "intrecciate". Ecco perché assomigliano a labirinti e ogni sezione del labirinto può generare le proprie risonanze.
La soluzione di alcuni problemi complicando ulteriormente il caso dà origine ad altri problemi. Tuttavia, questo non significa che non puoi ottenere risultati migliori.
In un'analisi semplificata considerando solo il rapporto tra la lunghezza del labirinto e la lunghezza d'onda, un labirinto più lungo significa una lunghezza d'onda più lunga, spostando così lo sfasamento favorevole verso frequenze più basse e migliorandone le prestazioni. Ad esempio, l'amplificazione a 50 Hz più efficiente richiede un labirinto di 3,4 m, poiché metà dell'onda a 50 Hz percorrerà quella distanza e alla fine l'uscita del tunnel si irradierà in fase con la parte anteriore del diaframma. Tuttavia, al doppio della frequenza (in questo caso, 100 Hz), l'intera onda si formerà nel labirinto, quindi l'uscita si irradierà in una fase direttamente opposta alla parte anteriore del diaframma.
Il progettista di una linea di trasmissione così semplice cerca di far corrispondere la lunghezza e l'attenuazione in modo tale da sfruttare l'effetto guadagno e ridurre l'effetto dell'attenuazione - ma è difficile trovare una combinazione che attenui significativamente meglio il doppio delle frequenze più alte . Ancora peggio, la lotta contro le onde che inducono "anti-risonanze", cioè collassa sulla caratteristica risultante (nel nostro esempio, nella regione di 100 Hz), con soppressione ancora maggiore, spesso finisce con una vittoria di Pirro. Questa attenuazione è ridotta, anche se non eliminata, ma alle frequenze più basse anche le prestazioni vengono notevolmente perse a causa della soppressione di altri e sotto questo aspetto utili effetti di risonanza che si verificano in questo complesso circuito. Considerandoli in progetti più avanzati, la lunghezza del labirinto dovrebbe essere correlata alla frequenza di risonanza dell'altoparlante stesso (fs) per ottenere un effetto di rilievo in questa gamma.
Si scopre che, contrariamente alle ipotesi iniziali sull'assenza dell'influenza della linea di trasmissione sull'altoparlante, si tratta di un sistema acustico che ha un feedback dall'altoparlante anche in misura maggiore rispetto a un cabinet chiuso e un inverter di fase simile - a meno che, ovviamente, il labirinto non sia bloccato, ma in pratica tali armadi suonano molto sottili.
In precedenza, i progettisti utilizzavano vari "trucchi" per sopprimere le antirisonanze senza un forte smorzamento, ovvero con un'efficace radiazione a bassa frequenza. Un modo è quello di creare un ulteriore tunnel "cieco" (con una lunghezza strettamente correlata alla lunghezza del tunnel principale), in cui un'onda di una certa frequenza verrà riflessa e correrà verso l'uscita in tale fase per compensare il sfasamento sfavorevole dell'onda che porta all'uscita direttamente dall'altoparlante.
Un'altra tecnica popolare è quella di creare una camera di "legatura" dietro l'altoparlante che agirà da filtro acustico, lasciando entrare le frequenze più basse nel labirinto e tenendo fuori quelle più alte. Tuttavia, in questo modo viene creato un sistema risonante con caratteristiche pronunciate di inverter di fase. Un caso del genere può essere interpretato come un invertitore di fase con un tunnel molto lungo di sezione trasversale molto ampia. Per i cabinet che funzionano come bass reflex, saranno teoricamente adatti altoparlanti con fattore basso (Qts) e per una linea di trasmissione ideale, classica, che non influisca sull'altoparlante, quelli alti, anche più alti che nei cabinet chiusi.
Tuttavia, ci sono recinzioni con una "struttura" intermedia: nella prima parte, il labirinto ha una sezione trasversale nettamente maggiore rispetto alla successiva, quindi può essere considerato una camera, ma non necessariamente ... Quando il labirinto è attutito, perderà le sue proprietà di invertitore di fase. È possibile utilizzare più altoparlanti e posizionarli a distanze diverse dalla presa. Puoi creare più di una presa.
Il tunnel può anche essere allargato o ristretto verso l'uscita...
Non ci sono regole ovvie, non ci sono ricette facili, non ci sono garanzie di successo. C'è più divertimento ed esplorazione in vista, motivo per cui la linea di trasmissione è ancora un argomento per gli appassionati.
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