[Cop]

Много теории и флейма

Выше дана ссылка на очень хорошую статью о рупорах. Кроме этого, имеются отрывочные сведения о проектировании и изготовлении рупоров в различных книгах и учебниках по акустике.
Хотелось бы только ориентировать уважаемых читателей на фундаментальную литературу – учебники, справочники, брошюры авторов с учеными степенями, и предостеречь от разного рода откровений частных лиц, во множестве имеющихся в Интернете!!! Информация, это как пища – она может быть и полезной и бесполезной, и откровенно ядовитой!!! Обращайте внимание, господа, на то, что Вы читаете!!! И, пожалуйста, относитесь очень осторожно к частным мнениям (и к моему - то же)!!!


Ну так вот, если резюмировать прочитанное в литературе, то получится следующее:

1) Как работает рупор – никто толком не знает (главное). Сведения в книгах противоречивы, и принцип работы рупора описывается с массой грубых упрощений. Но есть несколько связанных величин, назначение которых, не вызывает никаких споров и сомнений.
2) Нижняя граничная частота рупора (частота, ниже которой излучение звука становится не эффективным (но не прекращается!!!)) зависит от двух величин – постоянной расширения рупора, и площади сечения его устья (выхода). Постоянная расширения (приращение площади поперечного сечения на единицу длины), в свою очередь, определяется выбранным профилем рупора. От профиля будут зависеть, в небольшой степени, искажения, эффективность и необходимая длина канала. От площади устья зависит величина отражений звуковой волны обратно в рупор (идеальной площадью устья будет бесконечность – то есть, в любом реальном случае отражения будут). Кроме этого, по причине ограниченных возможностей, используется только часть идеальной кривой (экспоненты или трактриссы), а это означает, что эта часть закончится участком, больше напоминающим трубу а не конус. Мы знаем, что отражения происходят, когда звуковая среда резко меняет свои свойства, поэтому полученное трубоподобное устье с удовольствием будет заниматься этими нехорошими делами. Поэтому, даже просто получить требуемую площадь устья – мало, для удовлетворительных результатов окончательный профиль рупора необходимо корректировать, с целью получения в его устье требуемого угла раскрытия (об этом говорится во многих трудах, и так-же в упомянутой выше статье). Для профиля «экспонента», этот вписанный угол равен 90, а для трактрисы - 180 градусов. Сказанное очень важно понять!!! Постоянная расширения, ориентированная на 40 Гц в сочетании с маленьким устьем, даст изрезанную АЧХ – то-есть расширение рупора оптимизировано для очень низких частот, но отражаться обратно, в канал рупора, звуковая волна начинает с более высоких частот, вызывая стоячие волны (акустические пробки), а стоячие волны в канале рупора (и не только рупора) – это огромная неравномерность АЧХ. И совсем другая картина – постоянная расширения, ориентированная на 60 Гц и огромное устье. Во втором случае только упадёт эффективность на частотах ниже 60 Гц.
Сказанное является первой и самой важной проблемой в проектировании бытового рупора – рассчитать и выдержать постоянную расширения несложно, и длина канала не доставляет особых проблем, но очень сложно скомпановать до приемлемых размеров рупор с большим устьем. А для частот ниже 50 Гц, даже «компромиссное» устье должно иметь площадь более 0,5 кв. метра!!! !!! Бытовые НЧ рупоры, которые выпускаются промышленностью (совсем не бестолковыми людьми), сделаны именно по этому принципу – максимально возможное устье, с требуемым углом раскрыва, и сравнительно небольшая длинна канала.
3) Любому бытовому НЧ рупору придётся воспроизводить ВЕСЬ НЧ диапазон частот, и ему совершенно все-равно, что мы его «заявили» 50 или 40-герцовым (если только мы не ограничим полосу снизу в электрическом тракте). Ниже граничной частоты у рупора не только падает эффективность излучения, а возрастает неравномерность АЧХ , её кол****ия носят периодический характер – те самые стоячие волны. Также растет КНИ – динамик оказывается почти раздемпфированным. Ниже частоты среза динамик работает в щите, которым для него является передняя панель АС. Рупор перестаёт для него существовать. Но, если рупор имеет значительные потери (свернутый, и в добавок с ПАС в устье), то возникает подобие закрытого ящика с объёмом, равным объему АС – то есть работа рупора очень сложна. В ряде случаев производители умышленно идут на некоторую потерю эффективности рупора, именно с целью убрать эту «ложку дегтя» ниже рабочего диапазона. Поэтому самостоятельно просчитать и оптимизировать к разным ситуациям бытовой свёрнутый рупор – для меня задача невыполнимая!!!
4) В районе горла рупора звуковое давление максимальное, и очень большое по величине. Кроме того, фронт звуковой волны очень неравномерен – излучается он не плоским поршнем, а диффузором - диафрагмой сложной формы, часть которой ещё и закрыта магнитной системой. На этом участке сечение канала должно быть максимально круглым, и, по возможности, канал не должен иметь изломов. Пройдя даже небольшое расстояние по каналу, звуковая волна, во-первых, станет более однородной, а во-вторых, потеряет часть своей энергии, и изломы канала уже не будут так опасны. Это же можно сказать и о форме сечения каналов. Далеко от излучателя сечение может быть самым причудливым, но рядом с ним очень желателен круг!!!
5) Изломы каналов – гасят энергию звуковой волны, никак её не преобразуя – то-есть вносят потери и делают из рупора простой «закрытый/открытый ящик» (смотря по ситуации) . Каждый излом должен менять только один из размеров сечения (для сохранения плоского фронта волны). То есть каждый излом может развернуть канал только в одной плоскости.
6) Строится канал рупора (два противоположных мнения, и оба из серьёзных книг): Первое - в соответствии с выбранным профилем и постоянной расширения (берётся из таблиц, либо считается самостоятельно), начиная от динамика (горла), и до достижения требуемой площади устья.
Второе – профиль строится от устья, уменьшаясь в сечении (в соответствии с постоянной расширения), пока не станет равным динамику (горлу).
Длина, получившегося канала рупора, разумеется, будет зависеть от диаметра выбранного динамика (сечения горла). Чем меньше динамик - тем длиннее рупор.

Это вот теория. Сведения эти собирательные, но все они изложены в серьёзных трудах, заслуживающих доверия и внимания.