Charme complicado - parte 2

A história da T+A começou com as linhas de energia, que fascinaram os designers há muitos anos. Mais tarde, eles foram marginalizados, então vemos recintos desse tipo a cada poucos anos, e isso, por sua vez, nos permite lembrar o princípio de seu funcionamento.

Nem todos os designs T+A (alto-falante) eram e ainda são baseados em desempenho. linha de transmissãoNo entanto, o nome da série Criterion fica para sempre associado a esta solução, aperfeiçoada pela empresa desde 1982. Em cada geração, eram séries inteiras com poderosos modelos emblemáticos, muito maiores do que hoje, mas como os maiores dinossauros morreram. Então vimos projetos com dois woofers 30 alto-falantes, circuitos de quatro vias e até cinco vias (TMP220), gabinetes com circuitos acústicos inusitados, também com baixas frequências colocadas em seu interior (entre uma câmara com furo ou uma câmara fechada e um longo labirinto - por exemplo TV160).

Este tópico - um labirinto de diferentes versões de linhas de energia - os designers da T + A foram tão longe quanto nenhum outro fabricante. No entanto, no final dos anos 90, o desenvolvimento para outras complicações diminuiu, o minimalismo entrou na moda, designs sistemicamente simples conquistaram a confiança dos audiófilos e o comprador “médio” parou de admirar o tamanho dos alto-falantes, cada vez mais procurando algo fino e elegante. Portanto, houve uma certa regressão no design de alto-falantes, em parte o senso comum, em parte derivado das novas exigências do mercado. Reduzido e o tamanho, e "patência", e o layout interno dos cascos. No entanto, a T+A não desistiu do conceito de melhoria de linhas de transmissão, compromisso que vem da tradição da série Criterion.

No entanto, o conceito geral de um gabinete de alto-falante atuando como uma linha de transmissão não é um desenvolvimento T+A. Ele permanece, é claro, muito mais antigo.

O conceito de linha de transmissão idealizado promete um paraíso acústico na terra, mas na prática cria sérios efeitos colaterais indesejados e difíceis de lidar. Eles não resolvem casos programas de simulação populares – difícil tentativa e erro ainda precisa ser usado. Tal problema desencorajou a maioria dos fabricantes em busca de soluções lucrativas, embora ainda atraia muitos amadores.

T+A chama sua mais recente abordagem de linha de transmissão KTL(). O fabricante também publica a seção do caso, que é fácil de explicar e entender. Além de uma pequena câmara de médios, que, claro, nada tem a ver com a linha de transmissão, metade de todo o volume do gabinete é ocupada por uma câmara formada logo atrás dos dois woofers. Ele está "conectado" ao túnel que leva à saída e também forma um beco sem saída mais curto. E tudo está claro, embora essa combinação apareça pela primeira vez. Não se trata de uma linha de transmissão clássica, mas sim de um inversor de fase - com uma câmara com uma certa complacência (sempre em função da superfície que está “suspensa” sobre ela, ou seja, em relação à superfície da abertura que conduz ao túnel) e um túnel com uma certa massa de ar.

Esses dois elementos criam um circuito ressonante com uma frequência ressonante fixa (por massa e suscetibilidade) - exatamente como em um inversor de fase. No entanto, caracteristicamente, o túnel é excepcionalmente longo e com uma grande área de seção transversal para um inversor de fase - o que tem vantagens e desvantagens, portanto esta solução não é usada em inversores de fase típicos. A grande área de superfície é uma vantagem, pois reduz a velocidade do fluxo de ar e elimina a turbulência. No entanto, como reduz drasticamente a complacência, requer um aumento da massa do túnel devido ao seu alongamento para estabelecer uma frequência de ressonância suficientemente baixa. E um túnel longo é uma desvantagem em um inversor de fase, pois provoca o aparecimento de ressonâncias parasitas. Ao mesmo tempo, o túnel no CTL 2100 não é tão longo que cause o deslocamento de fase desejado das frequências mais baixas, como em uma linha de transmissão clássica. O próprio fabricante levanta essa questão, afirmando que:

“A linha de transmissão oferece sérias vantagens sobre um sistema bass reflex, mas requer um design extremamente avançado (...), o caminho do som por trás dos woofers (na linha de transmissão) deve ser muito longo - como um órgão - caso contrário ser gerado”.

É realmente interessante que, ao fazer tal declaração, o fabricante não apenas não a cumpra, mas também publique material (seção de caso) confirmando essa discrepância. Felizmente, as baixas frequências serão geradas apenas pela ação não de uma linha de transmissão, mas simplesmente de um sistema bass reflex atrasado, que “à sua maneira” introduz mudanças de fase benéficas sem exigir um túnel com um comprimento correlacionado com a frequência de corte esperada - isso depende de outros parâmetros do sistema, principalmente da frequência ressonante de Helmholtz ditada pela complacência e massa. Conhecemos essas cercas (também representadas como linhas de energia, o que as torna mais glamourosas), mas o fato é que T + A acrescentou algo a mais - o mesmo canal curto e morto que não existe desde o desfile.

Tais canais também são encontrados em casos com linhas de transmissão, porém mais clássicas, sem câmera de comunicação. Eles fazem com que a onda refletida do canal cego volte em fase, compensando as ressonâncias desfavoráveis ​​do canal principal, o que também pode fazer sentido no caso de um sistema inversor de fase, pois nele também se formam ressonâncias parasitas. Esta ideia é confirmada pela observação de que o canal cego tem metade do comprimento do canal principal, e esta é a condição para tal interação.

Resumindo, não se trata de uma linha de transmissão, no máximo um inversor de fase com uma determinada solução, conhecida de algumas linhas de transmissão (e não estamos falando de um canal mais longo, mas de um mais curto). Esta versão do inversor de fase é original e tem suas vantagens, especialmente quando o sistema requer um túnel longo (não necessariamente uma seção tão grande).

Uma desvantagem definitiva desta solução, nas proporções sugeridas por T+A (com um túnel de seção transversal tão grande), é que o sistema de túneis ocupa cerca de metade do volume total da caixa, enquanto os projetistas estão frequentemente sob pressão para limitar a tamanho da estrutura para um valor abaixo do ideal para obter os melhores resultados (usando alto-falantes fixos).

Assim podemos concluir que T+A também está farto da linha de transmissão e surge com casos que realmente fazem o papel de inversores de fase, mas ainda podem reivindicar linhas nobres. O túnel atravessou a parede inferior, então foram necessários picos altos o suficiente (5 cm) para preparar uma distribuição livre de pressão. Mas esta também é uma solução conhecida ... inversores de fase.

Linha de transmissão em resumo

Atrás dos woofers há uma grande câmara, e só de lá saem os túneis - um é mais curto, fechado na ponta, o outro é mais longo, com saída no painel inferior.

O ponto de partida para o invólucro da linha de transmissão foi criar condições acústicas ideais para amortecer a onda da parte de trás do diafragma. Este tipo de invólucro tinha que ser um sistema não ressonante, mas apenas para isolar a energia da parte de trás do diafragma (que não podia ser "simplesmente" irradiada livremente porque estava em fase com a parte frontal do diafragma ). ).

Alguém dirá que o lado reverso do diafragma irradia livremente em partições abertas ... Sim, mas a correção de fase (pelo menos parcialmente e dependendo da frequência) é fornecida por uma ampla partição que diferencia a distância de ambos os lados do diafragma para o ouvinte. Como resultado da grande mudança de fase contínua entre a emissão de ambos os lados das membranas, especialmente na faixa de frequência mais baixa, a desvantagem de um defletor aberto é a baixa eficiência. Nos inversores de fase, a parte de trás do diafragma estimula o circuito ressonante do corpo, cuja energia é irradiada para fora, mas esse sistema (o chamado ressonador de Helmholtz) também muda a fase, de modo que a frequência ressonante do corpo é maior em toda a faixa, a fase de radiação do lado frontal do diafragma do alto-falante e o orifício é mais - menos compatível.

Finalmente, um gabinete fechado é a maneira mais fácil de fechar e suprimir a energia da parte de trás do diafragma, sem usá-lo, sem comprometer a resposta ao impulso (resultante do circuito ressonante do gabinete bass reflex). No entanto, mesmo uma tarefa teoricamente simples requer diligência - as ondas emitidas dentro da caixa atingem suas paredes, as fazem vibrar, refletir e criar ondas estacionárias, retornam ao diafragma e introduzem distorções.

Teoricamente, seria melhor se o alto-falante pudesse “transmitir” livremente a energia da parte de trás do diafragma para o sistema de alto-falantes, o que a amorteceria completamente e sem problemas - sem “feedback” para o alto-falante e sem vibração da parede do gabinete . Teoricamente, tal sistema criará um corpo infinitamente grande ou um túnel infinitamente longo, mas... esta é uma solução prática.

Parecia que um túnel suficientemente longo (mas já acabado), perfilado (ligeiramente afilado para o final) e amortecido atenderia a esses requisitos pelo menos em grau satisfatório, funcionando melhor do que o invólucro fechado clássico. Mas também se mostrou difícil de obter. As frequências mais baixas são tão longas que mesmo uma linha de transmissão de alguns metros de comprimento quase nunca as abafa. A menos, é claro, que o "reembalemos" com material de amortecimento, o que prejudicará o desempenho de outras maneiras.

Diante disso, surgiu a pergunta: a linha de transmissão deve terminar no final ou deixá-la aberta e liberar a energia que chega até ela?

Quase tudo opções de linha de energia - clássicos e especiais - têm um labirinto aberto. No entanto, há pelo menos uma exceção muito importante - o caso do original B&W Nautilus com um labirinto fechado no final (em forma de concha de caracol). No entanto, isso é, em muitos aspectos, uma estrutura específica. Juntamente com um woofer com um fator de qualidade muito baixo, as características de processamento caem suavemente, mas muito cedo, e em uma forma tão bruta não é adequada - deve ser corrigida, aumentada e equalizada para a frequência esperada, o que é feito pelo crossover ativo Nautilus.

Em linhas de transmissão abertas, a maior parte da energia emitida pela parte traseira do diafragma sai. O trabalho da linha serve em parte para amortecê-la, o que, no entanto, acaba sendo ineficaz, e em parte - e, portanto, ainda faz sentido - para o deslocamento de fase, devido ao qual a onda pode ser emitida, pelo menos em certas faixas de frequência , em uma fase aproximadamente correspondente à radiação de fase da frente do diafragma. No entanto, existem faixas em que as ondas dessas fontes saem quase em antifase, de modo que aparecem fragilidades na característica resultante. A contabilização desse fenômeno complicou ainda mais o design. Foi necessário correlacionar o comprimento do túnel, o tipo e a localização da atenuação com o alcance do alto-falante. Descobriu-se também que ressonâncias de meia onda e quarto de onda podem ocorrer no túnel. Além disso, linhas de transmissão localizadas em gabinetes com proporções típicas de alto-falantes, mesmo que sejam grandes e altas, devem ser "torcidas". É por isso que eles se assemelham a labirintos - e cada seção do labirinto pode gerar suas próprias ressonâncias.

A solução de alguns problemas complicando ainda mais o caso dá origem a outros problemas. No entanto, isso não significa que você não pode obter melhores resultados.

Em uma análise simplificada considerando apenas a razão entre o comprimento do labirinto e o comprimento de onda, um labirinto mais longo significa um comprimento de onda mais longo, deslocando assim a mudança de fase favorável para frequências mais baixas e melhorando seu desempenho. Por exemplo, a amplificação de 50 Hz mais eficiente requer um labirinto de 3,4 m, pois metade da onda de 50 Hz percorrerá essa distância e, eventualmente, a saída do túnel irradiará em fase com a frente do diafragma. No entanto, com o dobro da frequência (neste caso, 100 Hz), a onda inteira se formará no labirinto, de modo que a saída irradiará em uma fase diretamente oposta à frente do diafragma.

O projetista de uma linha de transmissão tão simples tenta combinar o comprimento e a atenuação de forma a aproveitar o efeito do ganho e reduzir o efeito da atenuação - mas é difícil encontrar uma combinação que atenue significativamente melhor o dobro das frequências mais altas . Pior ainda, a luta contra as ondas que induzem “anti-ressonâncias”, ou seja, colapsam na característica resultante (no nosso exemplo, na região de 100 Hz), com supressão ainda maior, muitas vezes termina em vitória de Pirro. Esta atenuação é reduzida, embora não eliminada, mas nas frequências mais baixas o desempenho também é significativamente perdido devido à supressão de outros efeitos ressonantes úteis que ocorrem neste circuito complexo. Considerando-os em projetos mais avançados, o comprimento do labirinto deve ser relacionado à frequência de ressonância do próprio alto-falante (fs) para obter um efeito de relevo nesta faixa.

Acontece que, ao contrário das suposições iniciais sobre a ausência de influência da linha de transmissão no alto-falante, este é um sistema acústico que tem feedback do alto-falante ainda mais do que um gabinete fechado e um inversor de fase semelhante - a menos, é claro, que o labirinto não esteja congestionado, mas na prática esses gabinetes soam muito finos.

Anteriormente, os projetistas usavam vários "truques" para suprimir antirressonâncias sem amortecimento forte - ou seja, com radiação efetiva de baixa frequência. Uma maneira é criar um túnel "cego" adicional (com um comprimento estritamente relacionado ao comprimento do túnel principal), no qual uma onda de uma determinada frequência será refletida e enviada para a saída em tal fase para compensar o mudança de fase desfavorável da onda que leva à saída diretamente do alto-falante.

Outra técnica popular é criar uma câmara de 'ligação' atrás do alto-falante que atuará como um filtro acústico, deixando as frequências mais baixas no labirinto e mantendo as mais altas fora. No entanto, desta forma é criado um sistema ressonante com características pronunciadas de inversor de fase. Tal caso pode ser interpretado como um inversor de fase com um túnel muito longo de uma seção transversal muito grande. Para gabinetes que funcionam como bass reflex, alto-falantes com fator baixo (Qts) serão teoricamente adequados, e para uma linha de transmissão clássica ideal que não afeta o alto-falante, alto-falantes, até mais altos do que em gabinetes fechados.

No entanto, existem vedações com uma “estrutura” intermédia: na primeira parte, o labirinto tem uma secção transversal nitidamente maior do que na seguinte, pelo que pode ser considerada uma câmara, mas não necessariamente... Quando o labirinto é abafado, ele perderá suas propriedades de inversor de fase. Você pode usar mais alto-falantes e colocá-los em distâncias diferentes da tomada. Você pode fazer mais de um soquete.

O túnel também pode ser alargado ou estreitado em direção à saída…

Não há regras óbvias, nem receitas fáceis, nem garantia de sucesso. Há mais diversão e exploração pela frente - e é por isso que a linha de transmissão ainda é um tópico para os entusiastas.

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