Что-то гудит в двери на одной ноте, а на соседней тишина? Это резонанс. Толкаешь качели в такт, и они раскачиваются всё сильнее. Толкаешь невпопад, почти стоят. Система отвечает сильнее всего на своей собственной частоте. В машине таких «качелей» десятки, и одни работают на тебя, а другие против.
Высокая и низкая добротность
Высоту и ширину резонансного пика определяет добротность Q.
| Высокая Q | Низкая Q | |
|---|---|---|
| Пик | Высокий и узкий | Сглаженный |
| После удара | Долго «звенит» | Колебания быстро затухают |
Где в автозвуке встречается резонанс?
| Где | Что это | Полезный или паразитный |
|---|---|---|
| Динамик: Fs | Масса диффузора на пружине подвеса | Рабочий |
| Корпус: Fc, Fb | Динамик вместе с воздухом в ящике и порту | Рабочий |
| Панели и металл | Дребезг и «гудение» на определённых нотах | Паразитный |
| Салон: моды | Пики и провалы на низах | Паразитный |
| Диффузор: излом | Пики АЧХ на высоких частотах | Паразитный |
Рабочим резонансом управляют через корпус и добротность. Паразитные гасят виброизоляцией, выбором места и эквалайзером.
Резонансы трёх динамиков из каталога
| Динамик | Fs | Qts | Что это значит |
|---|---|---|---|
| НОЭМА 300ГДН30-4 | 20 Гц | 0,24 | Резонанс глубоко и сильно задемпфирован, в ящике его поднимут до рабочей Fc или Fb |
| ESB 9.4m | 135 Гц | 0,741 | Пик выражен сильнее, поэтому СЧ динамик отрезают фильтром заметно выше Fs |
| ESB 9.1T-28 | 900 Гц | 0,742 | Твитер тоже держат подальше от резонанса: там у него максимальный ход и искажения |
Пример из моей машины: в Mark X две НОЭМА стоят в закрытых ящиках по 32 л. Грубая прикидка без учёта заполнения даёт Fc около 50 Гц и Qtc около 0,6. Паспортные 20 Гц в ящике превращаются в совсем другой резонанс, а остальной низ добирает усиление салона.
Где чаще всего ошибаются с резонансами
- Давить эквалайзером гудение панели. Паразитный резонанс металла лечится виброизоляцией, а не фильтром.
Про резонансы в чате чаще всего уточняют вот что.
Резонанс панели ищут медленным свипом: генератор синуса плавно ведут от 20 Гц вверх на умеренной громкости и слушают, где что-то гудит или дребезжит. Найденную частоту держат и проходят салон рукой: панель, которая резонирует, заметно вибрирует под ладонью. Дальше её гасят виброизоляцией и крепежом.
Воздух в закрытом ящике работает как дополнительная пружина, и резонансная частота системы Fc поднимается над Fs динамика. Чем меньше ящик, тем выше Fc. У автора две НОЭМА 300ГДН30-4 с Fs 20 Гц стоят в закрытых ящиках по 32 л, и грубая прикидка даёт Fc около 50 Гц при Qtc около 0,6.
Добротность Q показывает, насколько острый резонансный пик и как долго система «звенит» после удара. Высокая Q даёт высокий узкий пик и долгое затухание, низкая Q сглаживает пик и быстро гасит колебания. У динамика это полная добротность Qts, у ящика Qtc, у фильтра эквалайзера свой Q-фактор.
Пик от моды салона можно аккуратно подрезать узкой полосой эквалайзера, но только в точке прослушивания и по замеру. Положение мод меняется при сдвиге головы, поэтому глубокие и очень узкие вырезы работают только в одном месте. Гудение металла эквалайзером не лечится: его убирают виброизоляцией.
На частоте резонанса Fs у твитера максимальный ход купола и самые высокие искажения. У ESB 9.1T-28 Fs 900 Гц, и у автора он стыкуется с СЧ около 2,5 кГц крутыми фильтрами. Ориентир: срез не ближе октавы над Fs, а лучше выше, особенно при пологом фильтре и большой громкости.
На SQ-соревнованиях дребезг панелей и «бубнящая» нота на басу слышны сразу и мешают оценить тональный баланс. Поэтому охоту на паразитные резонансы начинай ещё до эквалайзера: виброизоляция, крепёж, место установки. Как затем доводить АЧХ фильтрами, разобрано в шаге «Настройка системы».
Что-то гудит на одной ноте и ты не можешь найти, что? Опиши машину и частоту в Telegram-чате, вместе вычислим.
Источники
- R. H. Small, серия статей о закрытых и фазоинверторных системах, Journal of the Audio Engineering Society, 1972–1973
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- В. К. Иофе, В. Г. Корольков, М. А. Сапожков, «Справочник по акустике», 1979
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
См. также: Fs, Qts, Моды и стоячая волна.