Акустическая система: типы корпусов громкоговорителей, материалы и эффекты

Когда люди думают о динамиках, они часто представляют себе диффузоры — круглые конусы, которые производят звук. Но корпус динамика, также известный как коробка динамика или корпус громкоговорителя, не менее важен. Без него диффузор динамика звучал бы тонко, слабо и с искажениями.

Коробка динамика — это больше, чем просто контейнер. Это тщательно спроектированный корпус, который формирует путь распространения звуковых волн, улучшает воспроизведение низких частот, уменьшает нежелательный шум и защищает сам динамик.

В этом блоге мы рассмотрим:

• Почему динамикам нужны корпуса
• Типы корпусов громкоговорителей
• Материалы, используемые в корпусах громкоговорителей
• Как конструкция корпуса динамика влияет на звук

Почему динамики нуждаются в корпусах

Если вы вытащите динамик из корпуса и включите музыку, то заметите нечто странное. Звук будет казаться тонким, слабым и почти пустым. Это потому, что динамик сам по себе не может воспроизводить полный и чистый звук. Ему нужен корпус, чтобы контролировать движение воздуха и поддерживать порядок звуковых волн.

Вот почему корпуса так важны:

1. Предотвращение гашения звука. Когда динамик движется вперед, он выталкивает воздух, создавая звук. Когда он движется назад, он втягивает воздух. Без корпуса передние и задние волны смешиваются и гасят друг друга. Корпус блокирует это и сохраняет силу звука.
2. Контроль давления воздуха. Корпус динамика регулирует количество воздуха, которое перемещает динамик. Это помогает создать более глубокий бас и более плавные средние частоты.
3. Защита динамика. Корпус защищает динамик от пыли, ударов и воды. Это важно для длительного использования.
4. Формирование звука. Конструкция корпуса меняет характер музыки. Размер, форма и материалы играют важную роль.

Короче говоря, корпус динамика — это не просто коробка. Это часть системы, которая создает звук. Без него динамик не может работать должным образом.

Типы корпусов акустических систем

Существуют различные конструкции, поскольку каждая из них служит своей цели. Некоторые из них просты, а другие сложны. Рассмотрим основные типы корпусов акустических систем.

1. Герметичные корпуса

Герметичный корпус также называется акустической подвесной коробкой. Он герметичен, без отверстий и портов.

Особенности:

• Простая конструкция, легко собирается.
• Четкий и точный звук.
• Хорошо подходит для чистого баса, но не очень громкий.

Звуковой эффект: Герметичные корпуса производят чистый и контролируемый бас. Они не очень глубокие, но остаются точными. Это делает их популярными для домашних аудиосистем.

2. Корпуса с отверстиями

Корпус с отверстиями имеет отверстие или вентиляционное отверстие. Отверстие позволяет воздуху входить и выходить.

Особенности:

• Более громкий бас, чем у герметичных коробок.
• Более эффективное использование динамика.
• Немного больше, чем герметичные типы.

Звуковой эффект: Портированные корпуса производят более глубокий и сильный бас. Они широко используются в домашних кинотеатрах, автомобильных аудиосистемах и больших музыкальных системах. Недостатком является то, что они могут звучать менее плотно по сравнению с герметичными.

3. Полосовые корпуса

Полосовая коробка более сложна. Он имеет две камеры, одну закрытую и одну с портом. Динамик находится внутри, и выходят только определенные частоты.

Особенности:

• Очень сильный бас в узком диапазоне.
• Не подходит для средних и высоких частот.
• Больше по размеру по сравнению с другими коробками.

Звуковой эффект: Коробки с полосовым фильтром часто используются в автомобильных сабвуферах. Они производят громкий, глубокий бас, но могут звучать «гулко», если не спроектированы должным образом.

4. Коробки с линией передачи

В этой конструкции используется длинный внутренний туннель за динамиком. Туннель помогает направлять звуковые волны и контролировать резонанс.

Особенности:

• Сложная конструкция, сложнее в изготовлении.
• Производит глубокий и естественный бас.
• Хорошо подходит для высококачественных систем.

Звуковой эффект: Коробки с линией передачи обеспечивают плавный, расширенный бас с меньшим количеством искажений. Они любимы аудиофилами, но их изготовление обходится дороже.

5. Корпуса с открытым экраном

Открытый экран — самая простая форма. Динамик устанавливается на плоскую доску без коробки вокруг него.

Особенности:

• Простота изготовления.
• Естественный, воздушный звук.
• Слабые басы, если доска не очень большая.

Звуковой эффект: открытые экраны звучат чисто и открыто, но им не хватает мощных басов. Иногда они используются в экспериментальных проектах или проектах по изготовлению акустических систем своими руками.

Материалы, используемые в корпусах акустических систем

Материал корпуса акустической системы имеет большое значение. Он влияет на прочность корпуса, способность контролировать вибрацию и восприятие звука. Различные материалы придают звуку разные характеристики. Ниже приведены наиболее распространенные из них.

1. Деревянные корпуса

Дерево является наиболее традиционным материалом. В прошлом наиболее распространенными были массив дерева и МДФ (древесно-волокнистая плита средней плотности). Позже стали популярны и многослойные деревянные конструкции.

Деревянные корпуса часто звучат тепло и полно. Если демпфирование внутри корпуса хорошо спроектировано или добавлена металлическая передняя панель, звук становится более плотным и плотным. Плохая конструкция может привести к мутному и тяжелому басу.

2. Корпуса из алюминиевого сплава

Алюминиевый сплав широко используется как в студийных мониторах, так и в Hi-Fi-динамиках. Он известен как один из лучших материалов для уменьшения резонанса корпуса.

Четкий, прямой и современный. Акустические системы с алюминиевыми корпусами обычно звучат плотно, прозрачно и очень чисто. Этот материал стал очень распространенным в высококачественном аудиооборудовании.

3. Корпуса из углеродного волокна

Углеродное волокно часто используется в гоночных автомобилях и самолетах. Оно очень прочное, но также очень дорогое. Только несколько брендов используют его для изготовления корпусов акустических систем.

Звук: детализированный и тонкий, с богатой текстурой и особым «цветом», который придает сам углеродный материал.

Из-за высокой стоимости он встречается редко, но является уникальным.

4. Корпуса из смолы

Смола дешевле дерева или металла. Сама по себе она не очень твердая и плохо противостоит резонансу. Но благодаря современным технологиям обработки смола теперь может быть почти такой же прочной, как металл.

Некоторые бренды используют компьютерное моделирование для разработки специальных форм, благодаря чему различные резонансы гасят друг друга. Это позволяет корпусам из смолы звучать хорошо при низкой стоимости.

5. Корпуса из чугуна

Корпуса из чугуна очень редки, но имеют большой потенциал. Специальные методы литья позволяют сделать их в десятки раз более устойчивыми к резонансу, чем алюминий.

Основная проблема — стоимость и сложность формирования и литья корпуса. Поэтому они не распространены на рынке.

6. Корпуса из АБС-пластика

АБС-пластик широко используется в книжных полках, настольных динамиках и умных колонках. Его используют многие крупные бренды.

Он обладает такими преимуществами, как легкость, низкая стоимость и водонепроницаемость, что делает его подходящим для использования на открытом воздухе. Однако неправильный дизайн может вызвать резонанс и искажение звука. Несмотря на свои ограничения, АБС-пластик стал основной тенденцией в современных аудиопродуктах.

Некоторые аудиофилы даже экспериментируют с каменными корпусами. Они встречаются очень редко, но показывают, насколько творческими могут быть люди, когда ищут новые способы контролировать резонанс и качество звука.

Как конструкция корпуса динамика влияет на звук

Конструкция корпуса динамика оказывает огромное влияние на его звучание. Два динамика с одинаковыми драйверами могут звучать совершенно по-разному просто потому, что их корпуса построены по-разному.

1. Частотный диапазон и уровень звукового давления (SPL)

Различные типы корпусов по-своему влияют на частотный диапазон и SPL:

Герметичные корпуса – обеспечивают чистые средние и высокие частоты, но басы не очень глубокие. Они менее эффективны, поэтому SPL обычно ниже.

Корпуса с портом – используют порт для усиления басов. Они играют громче при той же мощности, обеспечивая более высокий SPL и более сильные низкие частоты.

Полосовые корпуса – воспроизводят очень сильные басы, но только в узком диапазоне. Отлично подходят для бум-звуков, но не для деталей.

Корпуса с линией передачи – плавно расширяют басы на большем диапазоне частот. Они звучат сбалансированно, но их сложнее хорошо спроектировать.

Корпуса с открытым экраном – естественные средние и высокие частоты, но слабые басы, если конструкция не очень большая.

Короче говоря: тип корпуса определяет, будет ли звук плотным и чистым, глубоким и мощным или открытым и воздушным.

2. Демпфирование и контроль резонанса

Внутри каждого корпуса динамика звуковые волны отражаются. Если их не контролировать, они вызывают резонанс, который окрашивает звук и делает воспроизведение менее точным.

Демпфирующие материалы (пена, волокно, шерсть) поглощают рассеянную звуковую энергию, уменьшая эхо и стоячие волны.

Укрепления и толстые стенки предотвращают вибрацию самого корпуса. Слабый корпус может действовать как барабан, добавляя нежелательные тона.

Важен баланс — слишком малое демпфирование делает звук гулким, слишком многое — тусклым.

Хорошее демпфирование и контроль резонанса сохраняют звук чистым, естественным и верным записи. Вот почему производители уделяют столько времени тонкой настройке корпусов: динамик производит звук, а корпус формирует его.

3. Внутренняя конструкция: крепления, демпфирование и форма

Внутренняя часть корпуса динамика так же важна, как и внешняя.

Крепления упрочняют конструкцию и уменьшают вибрации.

Демпфирование поглощает нежелательные отражения внутри корпуса.

Форма влияет на то, как звуковые волны распространяются внутри, что сказывается на чистоте и тональном балансе.

В совокупности эти факторы гарантируют, что корпус не мешает точному воспроизведению звука.

4. Размер, форма и объем корпуса

Размер и объем корпуса — это не просто физические параметры, они напрямую влияют на работу динамика.

Размер — более крупные корпуса обычно производят более глубокий бас, но они не всегда практичны.

Форма — продуманная форма уменьшает стоячие волны и улучшает рассеивание звука.

Объем — внутреннее воздушное пространство влияет на свободу движения диафрагмы. Большее пространство часто означает более сильный бас.

Короче говоря: размер коробки определяет глубину баса, форма контролирует распространение звука, а объем регулирует движение диафрагмы.

Заключение

Динамики работают по простому принципу. Драйвер перемещает воздух, создавая звук. Но если вокруг драйвера нет коробки, звук сзади может гасить звук спереди. Это в основном происходит со средними и низкими тонами, поэтому бас становится слабым или его трудно услышать.

Коробка, или корпус, устраняет эту проблему. Она также защищает внутренние части динамика. С хорошей коробкой звук становится более стабильным и точным.

Различные конструкции и материалы коробок меняют звучание динамика. Некоторые дают более глубокий бас. Другие делают звук чище и четче. Некоторые делают его более открытым и естественным.

Драйвер создает звук, а коробка формирует его. Выберите корпус в соответствии с вашими потребностями и найдите подходящие динамики.