«Тяжёлый диффузор, значит медленный бас». Эту фразу слышно почти в каждом споре о сабвуферах, и из-за неё люди отбраковывают хорошие динамики по одной строчке паспорта. Правда в ней есть, но только часть. Ниже: что входит в Mms динамика, что на самом деле делает масса и как популярные утверждения выглядят на паспортах НОЭМА и ESB 9.4m.
Без воздуха масса называется Mmd. Разницу даёт присоединённая масса воздуха, она зависит от площади диффузора Sd. Для расчётов корпуса используют именно Mms.
На что влияет масса подвижной системы?
- Резонанс. Fs = 1 / (2π√(Mms × Cms)). Тяжелее система, ниже резонанс.
- Чувствительность. В поршневом диапазоне отдача падает с ростом массы: вдвое тяжелее, и при прочих равных примерно на 6 дБ тише.
- Добротность. Mms входит в числитель Qes и Qms: тяжёлая система при том же моторе хуже задемпфирована.
Чему не стоит верить про граммы диффузора
«Тяжёлый диффузор даёт медленный бас» неправда
Сама по себе масса не делает бас «медленным». В басовой области поведение определяет вся система: масса, сила мотора BL, добротность и корпус. Тяжёлый диффузор с сильным мотором и правильным ящиком звучит собранно, лёгкий со слабым мотором может «бубнить». Ощущение «медленного» баса чаще всего дают высокая добротность системы и резонансы салона, а не граммы диффузора.
Пример: НОЭМА 300ГДН30-4. Mms 131 г, по меркам 12" вовсе не пёрышко. Но BL 14,6 даёт Qts всего 0,24, резонанс задавлен очень сильно, и «вязким» такой бас не назовёшь. У меня в Mark X, кстати, именно такие: два НОЭМА в закрытых ящиках по 32 литра.
«Большая масса у сабвуфера вредна» неправда
Для сабвуфера с низкой Fs большая масса нормальна, именно она опускает резонанс. У той же НОЭМА Fs = 20 Гц, и без 131 г подвижной массы при её подвесе такой частоты не получить. Граммы без мотора и корпуса мало что говорят. Это как судить о машине по снаряжённой массе, не глядя под капот.
«Лёгкий динамик всегда громче»
Только при прочих равных. Правило «вдвое тяжелее, на 6 дБ тише» работает, когда остальное одинаково. Но у разных динамиков разные Sd и моторы. СЧ динамик ESB 9.4m массой 4,5 г имеет чувствительность 87,6 дБ (1 Вт/1 м), а у сабвуфера НОЭМА с массой в 29 раз больше 90 дБ. Диффузор у сабвуфера почти в десять раз больше по площади, и мотор сильнее.
«Динамики можно сравнивать по голой Mms»
Нельзя. Не выбирай и не отбраковывай динамик по одной массе. У динамиков одного размера сравнивай отношение BL²/Mms, оно ближе к «энергичности», чем голая Mms.
| Что смотреть | Для чего |
|---|---|
| Mms вместе с BL | Отношение силы к массе показывает, насколько «бодро» мотор управляет диффузором |
| Mms и Fs | Масса определяет, насколько низко опущен резонанс |
| Чувствительность | Тяжёлая система обычно тише |
Пара вопросов, которые обычно прилетают после разговора про массу диффузора.
Mmd - это масса только деталей подвижной системы динамика: диффузора, колпачка, катушки, части подвеса и шайбы. Mms больше на массу присоединённого воздуха, который диффузор двигает вместе с собой, и эта добавка растёт с площадью диффузора Sd. Для расчёта корпуса берут именно Mms, потому что в реальной работе воздух всегда нагружает диффузор.
Mms обычно измеряют методом добавочной массы: снимают резонанс Fs, затем крепят на диффузор известный груз и снова меряют резонанс Fs'. Дальше считают Mms = Mдоб / ((Fs / Fs')² − 1). Груз берут порядка массы самой подвижной системы и кладут ровно у колпачка, иначе диффузор начнёт раскачиваться и замер поплывёт.
Mms можно вычислить из Fs, Vas и Sd: сначала гибкость подвеса Cms = Vas / (ρ·c²·Sd²), затем Mms = 1 / ((2π·Fs)²·Cms), где ρ·c² для воздуха около 142 кПа. Результат стоит сверить с соседними строками паспорта: если Mms по расчёту сильно расходится с указанной у похожих сабвуферов, ошибка скорее в Vas.
Можно, но Fs падает только как корень из массы: вдвое большая Mms опускает резонанс примерно в 1,41 раза. Платишь за это чувствительностью, при прочих равных около −6 дБ, и ростом электрической добротности Qes тоже в 1,41 раза, потому что Qes пропорциональна Fs·Mms. Поэтому груз на диффузоре годится как эксперимент, а для сабвуфера проще сразу выбрать динамик с нужной Fs.
СЧ динамику нужна отдача и быстрый разгон диффузора на средних частотах, а там лишняя масса прямо съедает чувствительность. У ESB 9.4m Mms всего 4,5 г, и на каждый грамм у него примерно в восемь раз больше силы мотора, чем у 12-дюймового сабвуфера НОЭМА. Низкий резонанс СЧ динамику не нужен, его всё равно отрезает фильтр ФВЧ.
«Быстрый» бас на соревнованиях получается из правильно подобранной добротности системы и укрощённых резонансов салона. Лёгкий диффузор тут вторичен. Поэтому на шаге «Подбор компонентов» оценивай массу только в паре с мотором. Откуда берутся Fs и Qes, смотри в разделе «Изучаем теорию».
Выбираешь между «лёгким» и «тяжёлым» сабвуфером и сомневаешься? Сравним паспорта вместе в Telegram-чате.
Источники
- KLIPPEL: определения и методика измерения параметров Тиля-Смолла
- R. H. Small, серия статей о закрытых и фазоинверторных системах, Journal of the Audio Engineering Society, 1972–1973
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
- Э. Л. Виноградова, «Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками» (Массовая радиобиблиотека, вып. 966)
- С. Д. Бать, «Любительские громкоговорители»
См. также: Параметры Тиля-Смолла, Mmd, Cms.