Представь машину, у которой амортизаторы есть, но слабые. На каждой кочке кузов раскачивается и долго успокаивается. Закрытый ящик с высокой добротностью ведёт себя похоже: бас «бубнит» на резонансе. Жёсткие амортизаторы для ящика существуют, и одна из версий называется ПАС.
Выглядит это как окно или решётка в стенке ящика, затянутая войлоком, плотной тканью или несколькими слоями синтепона между сетками. Такое оформление ещё называют апериодическим. У Dynaudio похожая деталь называлась Variovent.
Как работает ПАС? Аналогия с подвеской
В обычном закрытом ящике воздух внутри работает как пружина. Динамик на этой пружине резонирует на Fc, и высота этого резонанса задаётся Qtc. ПАС добавляет к пружине амортизатор: часть воздуха продавливается через материал и теряет энергию на трение. Резонанс становится ниже по высоте и шире, колебания затухают быстрее.
Лучше всего это видно на импедансе: пик на резонансе отражает, насколько система «раскачивается».
Считал на НОЭМА 300ГДН30-4 в ящике 32 л. Без ПАС пик импеданса около 96 Ом. Если сопротивление панели равно трём реактивным сопротивлениям ящика на Fc, пик падает до 18 Ом, при равном до 11 Ом. Это модель: реальное сопротивление зависит от площади окна, материала и его плотности, и подбирают его экспериментально.
Что ПАС даёт и чем за это платят?
| Что меняется | Как |
|---|---|
| Добротность системы | Снижается, бас становится собраннее |
| Пик импеданса | Ниже и шире, нагрузка на усилитель ровнее |
| Отдача на резонансе | Падает вместе с добротностью |
| Эффективный объём | Ящик ведёт себя как чуть больший и частично «открытый» |
| Излучение через панель | Появляется: сзади ящика тоже немного звучит |
Платишь за это уровнем. ПАС не создаёт звук, он гасит лишнее. Если ящик и так с Qtc около 0,6, как мой, демпфировать особенно нечего. ПАС имеет смысл там, где ящик получился меньше нужного и добротность ушла за 0,9–1, а переделывать корпус некуда.
Где в машине встречается ПАС?
В автозвуке ПАС встречается в корпусах мидбаса и СЧ динамиков, реже у сабвуферов. Например, в маленьком коробе за мидбасом, где объёма не хватает и динамик «бубнит». Похожую роль играет и дверь с неплотным техотверстием: утечка через щели работает как неуправляемый ПАС. Только в двери эта утечка ещё и пропускает тыльную волну в салон, что ведёт к акустическому замыканию на низах.
У себя в Mark X я закрыл техотверстия дверей алюминием 2 мм на заклёпках. Это обратная задача: убрать случайные утечки, чтобы мидбас работал предсказуемо. А управляемое демпфирование лучше делать осознанно, с расчётом и замером.
Как подобрать ПАС
- Сними импеданс ящика без ПАС: запиши частоту и высоту пика.
- Сделай окно площадью порядка трети-половины площади диффузора и закрой его материалом.
- Меняй плотность материала или число слоёв и снимай импеданс заново.
- Остановись, когда пик снизился до нужного и АЧХ на резонансе стала ровнее.
- Проверь, не свистит и не шуршит ли материал на пиковой громкости.
Площадь окна здесь стартовая точка, а не правило: конечный результат определяет замер.
Что уточняют, когда берутся за ПАС
ПАС гасит резонанс, а фазоинвертор использует его. Порт фазоинвертора настроен на свою частоту Fb и добавляет отдачу рядом с ней. Панель акустического сопротивления никакой настройки не имеет: воздух продавливается через плотный материал и теряет энергию на трение. В итоге ПАС снижает пик импеданса и добротность, но громкости на резонансе не добавляет, а немного отнимает.
Заполнение корпуса работает внутри герметичного ящика: гасит отражения и немного увеличивает эффективный объём. ПАС - это управляемая утечка через стенку, закрытую материалом с большими потерями. Она добавляет к воздушной пружине амортизатор и снижает добротность системы заметнее, чем вата. Оба приёма можно сочетать, но подбирать их нужно по замеру импеданса.
Чаще всего не нужен. Если закрытый ящик рассчитан правильно и Qtc около 0,6–0,7, демпфировать почти нечего, а ПАС только съест уровень. Панель акустического сопротивления имеет смысл, когда ящик вышел меньше нужного, добротность ушла за 0,9–1 и бас бубнит, а увеличить корпус уже некуда.
Панель акустического сопротивления обычно делают из войлока, плотной ткани или нескольких слоёв синтепона между двумя сетками и затягивают ими окно в стенке корпуса. Материал должен пропускать воздух с большими потерями и не шуршать на громкости. Ориентир по площади окна: треть-половина площади диффузора, а плотность и число слоёв подбирают по замеру импеданса до и после.
В автозвуке ПАС чаще встречается как раз в корпусах мидбаса и СЧ динамиков, чем у сабвуферов. Типичный случай: маленький короб за мидбасом, где объёма не хватает и динамик бубнит. Панель снижает добротность без переделки корпуса. Подбирают её так же, по импедансу. Мидбасы под такие корпуса смотри в разделе НЧ динамиков.
ПАС - это инструмент доводки оформления, а не замена правильному расчёту. Какое оформление выбрать изначально и как оценить его по импедансу, разбирается в шаге «Выбор оформления для динамиков». Цифры из паспорта можно сразу подставить в E.BAEV.Air и посмотреть, какой ящик из них выходит.
Делал ПАС и хочешь понять, достаточно ли задемпфировал? Выложи графики импеданса «до» и «после» в чате EBAEVSQ, разберём.
Источники
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
- С. Д. Бать, «Любительские громкоговорители»
- R. H. Small, серия статей о закрытых и фазоинверторных системах, Journal of the Audio Engineering Society, 1972–1973
См. также: ЗЯ, Qtc, Импеданс, Акустическое замыкание, Заполнение корпуса.