Podobne tematy przewijają się dość często, czasem dostaję maile z pytaniami, dlatego uznałem że można by coś napisać - zwłaszcza że nic tak nie pomaga usystematyzowaniu pewnych rzeczy dla samego siebie niż konieczność ich publikacji jak również konstruktywna dyskusja do jakiej mam nadzieję że dojdzie. Na początek teoria, która może z czasem przerodzi się w jakąś konstrukcję...
Tytułowe niskie podziały bas - środek mają swoje niewątpliwe zalety takie jak:
- możliwość zastosowania na basie dużego i solidnego woofera w jego zakresie tłokowym
- odfiltrowanie zakresu powyżej 200Hz (najbardziej kłopotliwego w kwestii drgań ścianek obudowy) przetwornikowi pracującemu w dużej obudowie a więc wooferowi. Z kolei obudowa średniotonowca jako mała może być znacznie mniejszym kosztem solidnie wytłumiona pod kątem drgań ścianek - nawet 50mm sandwich na wszystkich ściankach problemem nie jest.
- praca woofera w zakresie poniżej fal stojących obudowy pozwala zrezygnować z "objętościowego" wytłumienia jego komory co podnosi jakość basu. Z kolei obudowa średniotonowca może być bardzo silnie wytłumiona, bo okolice rezonansu będą odfiltrowane highpassem tak więc wytłumienie podniesie jakość środka, za to na bas negatywnie nie wpłynie.
Wadą jest oczywiście duży koszt przeprowadzenia niskiego podziału - cewki rzędu 10mH, setki uF kondów albo w ogóle podział aktywny. Tym niemniej akustyczne zalety takiej koncepcji są na tyle duże że warto rzecz solidnie przebadać symulacyjnie.
Na początek do symulacji arbitralnie wybieram przetworniki charakteryzujące się IMHO ponadprzeciętnym stosunkiem jakości do ceny a więc:
- na bas Dayton RSS315HF-4. Dopracowany napęd i zawieszenia, wysokie Xmax, możliwość pracy w obudowie zamkniętej o umiarkowanej objętości (w 70dm3 Fc=36Hz i Qtc=0.63), metalowa membrana tłokowa do ok. 1kHz
- środek - Seas ER18RNX. Membrana prawie tłokowa na środku, jednak bez dużych problemów z break-up na górnym skraju pasma i jego wpływem na zniekształcenia, do tego bonusowy jak na linię Prestige faraday w napędzie. Dobry na pionową ściankę, do połączenia z tubowym 27TBCD/GB-DXT. Liniowy napęd i zawieszenia, co przy niskim podziale może być ważne. Może pracować w niewielkich obudowach zamkniętych.
Efektywności referencyjne (mocowe) tych przetworników są równe 0.21% (Dayton) oraz 0.4% (Seas) co po uwzględnieniu rezystancji uzwojenia cewki daje w obu przypadkach 89dB/(2.83V,1m) na odgrodzie nieskończonej. Ponieważ woofer ma ok. 5-krotnie większą moc RMS (400W wobec 80W dla średniaka), jego maksymalne SPL limitowane termiką jest 2.5 raza większe (ma 2 razy niższą efektywność mocową), przez co należałoby jednak średniakowi pomóc poprzez umieszczenie go na szerokiej ściance i pracę powyżej baffle step. W ten sposób można go atenuować o tyle dB, o ile mamy zamiar skompensować baffle step (skoro efektywności napięciowe są praktycznie równe). W ten sposób średniak będzie pracował 4/2.5 = 1.6 a więc prawie 2 razy lżej niż woofer skoro atenuujemy go o te 6dB, tym niemniej podział poniżej 200Hz gdzie występuje maximum mocy sygnałów muzycznych sprawi że moce wydzielane w cewkach głośników, odniesione do mocy RMS się z powrotem wyrównają do podobnego poziomu, co oznacza podobne temperatury uzwojeń i poziom kompresji termicznej. Nie będzie tak że jeden mało się nie spali a drugi ledwo zaczyna się rozgrzewać.
Dlatego zdecydowałem się zastosować obudowę o ściance przedniej szerokiej na 33cm a więc tyle ile wymaga woofer. W obudowie średniotonowej można ściąć krawędzie pod kątem, co spowoduje wygładzenie górki SPL powyżej baffle step. Ponieważ jednak edge nie modeluje takich ścianek, zrobiłem symulację bez ścięć i mam "w rozumie" możliwość obniżenia zakresu 300Hz - 1k poprzez zrobienie rzeczonych ścięć.
Teraz obrazki coby uatrakcyjnić wcześniejsze ględzenie - zaczynamy od poglądowego rysunku obudowy dla jakiej były robione symulacje w edge oraz przebiegów SPL - samych baffle steps oraz charakterystyk do symulacji, powstałych ze złożenia baffle step oraz charakterystyki obudowy zamkniętej - niewytłumione 70dm3 dla woofera i silnie wytłumione 10dm3 dla średniaka. Górnych roll-offs nie modeluję, zakładam że naturalny roll-off woofera w połączeniu z większą odległością jego centrum akustycznego dadzą fazę akustyczną zbliżoną do pochodzącej od filtru lowpass średniaka. Gdzieś trzeba się zatrzymać z komplikowaniem modelu…
W następnym odcinku symulacje zwrotnicy aktywnej (na ”podręcznikowych” filtrach) dla takiego zestawienia.
