Зроби сам

TQWP.

Акустичне оформлення TQWP (Tapered Quarter –Wave Pipe – Розширювана Чвертьхвилева Труба) вперше була описана Полом Войтом (Paul Voight) в 1930 році і є по суті рупором, настроєним на частоту резонансу динамічної головки. Серійно акустичні системи TQWP виготовляла відома в аудіофільських кругах фірма Lauther, яка встановлювала в них широкосмугові динаміки з великою характеристичною чутливістю. Таке рішення має ряд переваг з точки зору електроакустики. По перше, в АС відсутні розділювальні фільтри, тому характеристика її вхідного імпедансу співпадає з характеристикою імпедансу головки, що суттєво полегшує узгодження системт з любими підсилювачами. Высока чутливість робить АС легкою нагрузкою для малопотужних підсилювачів ЗЧ, що суттєво для лампових, але також непогано і для транзисторних підсилювачів, особливо, для працюючих в чистому класі "А". Крім того наявність тільки одного динаміка покращує ФЧХ АС, що сприяє кращій локалізації джерел звуку і властивості відтворювати швидкі сигнали. З іншої сторони у такого підходу є і недоліки – наприклад, погіршення діаграми направленості при більших рівнях гучності через еффект зонального випромінювання.

З точки зору D.I.Y. TQWP також має ряд переваг. Наприклад – відсутність необхідності ство-рення розділювального фільтру, точної настройки фазоінвертора і багатьох інших операцій, без яких не обітися при побудові звичайних АС. З іншої сторони, габарити корпусу виходять досить великі, що заставляє звертати увагу на подавлення механічних резонансів.




Рис. 1 – Умовна схема TQWP

TQWP є по суті одним з найоптимальніших і теоретично обгрунтованих (після плоского екрану) акустичних оформлень, і – чверть-хвилевий рупор (Рис. 1). З точки зору акустики любий рупор є резонатором з "гребенчатою" частотною характеристикою (Рис. 2). Тобто загальна нерівномірність АЧХ системи суттєво вища, ніж у динамічної головки (показана пунктиром).

Як неважко догадатися, довжина корпуса складає ¼ довжини хвилі на частоті механічного резонансу динамичної головки. Тобто L = 340/4Fs = 85/Fs. Довжина труби L і положення осі динаміка відносно закритого кінця труби D пов’язані співвідношенням:

Де Sm – площа відкритого (нижнього) кінця труби (звичайно приймають Sm = 2,5Sеф), St – площа закритого (верхнього) кінця труби, Sеф – ефективна площа випромінювача. Допустимо враховувати, що Sеф = 0,8Sг = 0,6d2, де Sг – геометрична площа випрмінювача, d – діаметр дифузора головки. Тоді: Sm = 1,5d2. При цьому, що D не може бути більше L/3: в цьому випадку Sm = St і труба перестає бути розширюваною.




Рис. 2 – АЧХ рупора по звуковому тиску

Видно, що при St = 0 (тобто, якщо рупор в профіль має трикутну форму) D = L/2, тоді динамік повинен розміщуватися точно посередині передньої панелі корпуса. Але через ряд причин це небажано. По перше, в цьому випадку динамік попадає в пучність стоячої хвилі 2-ї гармоніки. В результаті на АЧХ з’являється аномалія на частоті 4Fs, що на слух виявляється в виді вкрай важкознищуваних призвуків і бубнінь в нижній середині – тобто в найбільш критичному для якісної передачі музичних сигналів діапазоні. По друге, конструктивно трубу Войта, як правило, виконують "зкладеною" вдвоє (рідко більше) раз. Якшо дотримуватись певних вимог, на яких ми більш детально зупинимось нижче, то на акустичні властивості оформлення такий захід ніяк не вплине, зате дозволяє зробити систему більш компактною. Зрозуміло, що в описаному випадку при St = 0 розмістити динамік на передній панелі корпуса неможливо.




Рис. 3

На Рис. 3 представлена схема TQWP, що зклалася до середини минулого століття і стала в результаті канонічною . Глибина корпуса B = (St + Sm)/W, а висота H = L/2 + h, де висота вихідного канала h = Sеф/W, тобто його площа дорівнює ефективній площі випромінювача. Причому ширина корпуса W = d/2 + s = L - 2D, де d – діаметр головки, s – відстань між краєм динаміка і стінками корпуса. Глибину вихідного каналу r = St/W слід вибирати такою, щоби виконувалось співвідношення (L - W)/2 = D, іншими словами ширина корпуса не може бути меньша величини, що визначається сумою діаметра корзини динаміка і подвоєної мінімальної відстані від краю динаміка до стінок корпуса (d + 2s). Де D – положення осі динаміка. Не бажано, щоб значення було більше 3..5 см, інакше канал почне впливати на акустичні властивості оформлення. До недоліків цієї схеми слід віднести наявність паразитного резонансу на частоті F' = 340/(4(L/2 - A)), так як задня частина труби сама починає працювати як чвертьхвилевий резонатор. Але цей резонанс достатньо ефективно подавляється шляхом демпфування звукопоглинаючими матеріалами.