Об эффективности рупора

  • Автор темы Barbaris
  • Дата начала
Архив форума — только чтение
B

Barbaris

Местный
Звукового давления! А скорость и амплитуда, это два аргумента одной величины - звукового давления. Как для любого движения направление и скорость.
Аргумент ввиде колебательной скорости присутствует и спереди и сзади барабанной перепонки вследствие наличия евстахиевой трубы, которая обеспечивает за ней параметры окружающей среды. Барабанная перепонка слишком массивный орган для восприятия колебательной скорости частиц воздуха - частиц много, направления их колебаний хаотичны - а барабанная перепонка одна. Ухо спроектировано для эффективной реакции именно на скачок давления, звуковую атаку, свидетельствующую о приближении опасности
- рупоров на заре человечества не было, так что приходится пользоваться тем, что дано нам природой , в том числе применительно к такому молодому устройству как рупор, который предпочитает оставаться понижающим трансформатором. А повышающим трансформатором будет только ОБРАТНЫЙ РУПОР, который используется глухими в качестве слуховой трубки, дополняющей недостаточно эффективное в случае ослабления слуха усиление звука ушной раковиной (также являющейся обратным рупором). Опять аналогия - видно плохо дело у Вас
 
Cop

Cop

Member
Аргумент ввиде колебательной скорости присутствует и спереди и сзади барабанной перепонки вследствие.....

Борис Борисович, колебательная скорость присутствует всегда, когда есть звуковое давление. И если что-то реагирует на звуковое давление, значит оно реагирует и на скорость, в том числе. Это как река не бывает с одним берегом, и как палка не бывает без толщины, но с длиной! Если меня саданули по темечку палкой, я отреагирую не только на её длину, но и на толщину, непременно!

Я хочу составить эдакую сводную табличку бытовых рупоров, где указать данные о них. Как Вы считаете, это хорошая идея? Dean, разумеется там тоже будет.
 
Михаил К.

Михаил К.

Местный
Увеличение объемной колебательной скорости в рупоре к устью является СЛЕДСТВИЕМ уменьшения ДАВЛЕНИЯ в канале рупора, происходящего за счет рационального профилирования рупора - а это значит, что изменение давления в рупоре ПЕРВИЧНО, да и ухо реагирует на него. В итоге получается, что рупор - ПОНИЖАЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР - как бы ни хотелось некоторым объявить его повышающим.
Если выразить тезисами написанное то получается :
1) рупор уменьшает изменения давления (понижает давление)
2) ухо реагирует на изменения давления (чем они больше, тем звук громче (ибо тем сильнее колебания барабанной перепонки и далее по физиологии))

Отсюда можно сделать вывод:
звук динамика с рупором будет восприниматься ухом (слухом) тише, чем динамика без рупора

Но на самом деле, все наоборот...В чем ошибка ? :D
 
tubeuser

tubeuser

Member
Ухо спроектировано .......
Здорово сказано! :) :) Спасибо Создателю!
- рупоров на заре человечества не было, так что приходится пользоваться тем, что дано нам природой , в том числе применительно к такому молодому устройству как рупор, который предпочитает оставаться понижающим трансформатором
Даже ранние цивилизации использовали рупор - сначала рога копытных, потом медные трубы...А прямые рупоры, которые прикладывали ко рту глашатаи? Так что рупор древен, как мир :)

Если выразить тезисами написанное то получается :
1) рупор уменьшает изменения давления (понижает давление)
2) ухо реагирует на изменения давления (чем они больше, тем звук громче (ибо тем сильнее колебания барабанной перепонки и далее по физиологии))

Отсюда можно сделать вывод:
звук динамика с рупором будет восприниматься ухом (слухом) тише, чем динамика без рупора

Но на самом деле, все наоборот...В чем ошибка ? :D

Михаил, мы слишком увлеклись давлением-скоростью, забыв о НАПРАВЛЕННЫХ свойствах рупора, а именно это является его основным преимуществом. Я уже приводил выше сравнение акустического рупора с направленной антенной, излучающей электромагнитную волну. И в антенне, и в рупоре усиление сигнала достигается за счет формирования лепестка диаграммы направленности. Т.е. та же энергия излучения концентрируется на меньшей площади сравнительно с шаровой диаграммой излучения. В результате приемник излучения получает большую энергию. В этом главный смысл - сконцентрировать ту же энергию в заданном направлении.
 
B

Barbaris

Местный
tubeuser написал(а):
Михаил, мы слишком увлеклись давлением-скоростью, забыв о НАПРАВЛЕННЫХ свойствах рупора, а именно это является его основным преимуществом. Я уже приводил выше сравнение акустического рупора с направленной антенной, излучающей электромагнитную волну. И в антенне, и в рупоре усиление сигнала достигается за счет формирования лепестка диаграммы направленности. Т.е. та же энергия излучения концентрируется на меньшей площади сравнительно с шаровой диаграммой излучения. В результате приемник излучения получает большую энергию. В этом главный смысл - сконцентрировать ту же энергию в заданном направлении.

Выше я подробно уже обрисовывал разницу между сферической волной, в которой энергия уменьшается пропорционально росту квадрата радиуса и в большей части рассеивается непродуктивно. Совсем другое дело - плоская волна в канале рупора - ее энергия не меняется с расстоянием, а диаграмма излучения всегда характеризуется направленностью за счет концентрации энергии излучения на малой площади - но народ НЕ ВНЕМЛЕТ (он безмолвствует на сей предмет, якобы этого вроде как нет). Так что очень хорошо, что вы вновь обострили этот вопрос, может сейчас информация будет воспринята

Здорово сказано! :) :) Спасибо Создателю!

Даже ранние цивилизации использовали рупор - сначала рога копытных, потом медные трубы...А прямые рупоры, которые прикладывали ко рту глашатаи? Так что рупор древен, как мир :)

Да, я также наслышен о далеких годах возникновения интереса к практическому использованию рупоров, однако не столь отдаленных, как период формирования человека с его более или менее современным обликом и сформировавшимся органом слуха - именно этот отдаленный период я имел ввиду - это совершенно не сопостовимые отрезки времени. Так что возможности слуха сформировались задооолго до рупорной эры. Так что рупор хоть и древен как мир, но не как человек в этом мире

Если выразить тезисами написанное то получается :
1) рупор уменьшает изменения давления (понижает давление)
2) ухо реагирует на изменения давления (чем они больше, тем звук громче (ибо тем сильнее колебания барабанной перепонки и далее по физиологии))

Отсюда можно сделать вывод:
звук динамика с рупором будет восприниматься ухом (слухом) тише, чем динамика без рупора

Но на самом деле, все наоборот...В чем ошибка ? :D

Вы все время упускаете из виду, что ГГ прямого излучения рассеивает энергию ПО ПОВЕРХНОСТИ сферы все возрастающего диаметра, поэтому энергия, приходящаяся на единицу площади значительно меньше по сравнению со сфокусированным излучением рупора - это первое. Далее, при уменьшении давления к устью не следует забывать о росте площади излучения (известно , что рупор излучает именно устьем) и площадь излучения оказывается в несколько раз больше диаметра диффузора динамика прямого излучения = это второе. И что же мы в итоге слышим - давление, объемную скорость или мощность звука? И датчиком какого параметра является человеческое ухо?

Ухо, в том числе и по своему внутреннему строению - датчик давления.. а не объемной скорости и/или мощности. Именно поэтому при отсутствии переноса энергии (в режиме стоячих волн) на НЧ в комнате человек слышит! звук с максимальной громкостью - в максимумах давления и минимальной – в максимумах объемной скорости. А коль так, то и акустический трансформатор имеет смысл рассматривать как трансформатор давления, то есть “понижающий” давление в “горле” до давления в устье..

Что касается энергии (мощности) звуковой волны и изменения ее параметров в пространстве, то это процесс доставки звука до слушателя... А для слушателя важно лишь давление! у ушной раковины... Ошибка, как всегда, в выводах..
Нужно понимать, что в “горле” рупора - давление еще бОльше, чем в устье..

К слову:
1) Сам рупор – устройство пассивное и не создает акустическую мощность (давление) в своем устье..
2) Акустическая мощность создается диффузором/диафрагмой динамика/драйвера в сечении “горла” рупора..
3) Рупор транслируется акустическую мощность от горла к устью с трансформацией давления и объемной скорости к их естественному и единственному соотношению в акустической волне в пространстве.

и следствие:
1) Рупор увеличивает эффективность преобразования динамиком/драйвером электрической энергии в акустическую в 4-10 и более раз (+6-10 дБ) по сравнению с динамиками прямого излучения.
2) Q или фактор направленности – никак не связан с эффективностью преобразования электрической энергии в акустическую ( с КПД динамика/драйвера!).
3) Направленные свойства любого излучателя (Q) позволяют получить дополнительное увеличение акустической мощности (и давления) в определенном направлении за счет концентрации излучения.
 
E

Eugene K.

Guest
Про направленные свойства рупора - это старый "баян" заблуждение тех, кто не понимает. Рупор излучает точно такую же волну, как диффузор такого же размера, как устье рупора. Никакой концентрации и направленности он не дает.

Про акустическую мощность Которая воспринимается как громкость. И получение которой является целью применения рупора (см. вырезки из учебников, которые были ранее)
  • f7e5e82ddfc6323d437549ace30628cc.png
    1.8 KB
См. формулу.
Тут Pac - акустическая мощность, (sound power) пси - это амплитуда частиц, v - скорость частиц. А - площадь. Z- акустический импеданс, I - интенсивность звука, Е- плотность звуковой энергии.
Рупор трансформирует волну с малым пси и малой v в волну с большим пси и большой v. За счет понижения давления.
 
E

Eugene K.

Guest
Barbaris написал(а):
А для слушателя важно лишь давление! у ушной раковины...

Это давление является всего лишь давлением, которое "растянуто" по площади фронта волны. Вы почему - то об этом забываете. Давление перестает существовать , когда площадь стремится в бесконечности. ЧТо по сути и происходит в открытом пространстве.
Поэтому о звуковом давлении говорят только в ближнем поле, в 0,5мм от диффузора при диффузорном ГГ, или в устье рупора.

Еще раз.
Смысл рупора вовсе не в том, что он "концетрирует" волну, или создает "луч излучения" рупор это не фонарик.

Рупор позволяет создать диффузору максимальное сопротивление, заставить его преодолевать это сопротивление, создавая максимальное давление, на которое он способен. И затем преобразовать это давление в объемную скорость, равномерно "растянув" его по площади так, чтобы при выходе в открытое пространство волна не отразилась от среды с другим давлением и не пошла обратно к динамику, а продолжала свое распространение к слушателю.
Вот весь смысл рупора.
И вопросы эффективности рупора - это вопрос согласования сопротивления рупора с возможностью динамика его преодолевать с одной стороны, и достаточная площадь "рта" с другой стороны.
 
B

Barbaris

Местный
Eugene K. написал(а):
Еще раз.
Смысл рупора вовсе не в том, что он "концетрирует" волну, или создает "луч излучения" рупор это не фонарик.

Рупор позволяет создать диффузору максимальное сопротивление, заставить его преодолевать это сопротивление, создавая максимальное давление, на которое он способен. И затем преобразовать это давление в объемную скорость, равномерно "растянув" его по площади так, чтобы при выходе в открытое пространство волна не отразилась от среды с другим давлением и не пошла обратно к динамику, а продолжала свое распространение к слушателю.
Вот весь смысл рупора.
И вопросы эффективности рупора - это вопрос согласования сопротивления рупора с возможностью динамика его преодолевать с одной стороны, и достаточная площадь "рта" с другой стороны.

Об этом выше говорено десятки раз, но пропускается мимо ушей - необходим, видимо ОБРАТНЫЙ рупор для повышения звукового давления у ушной раковины.

Eugene K. написал(а):
Еще раз.
Смысл рупора вовсе не в том, что он "концетрирует" волну, или создает "луч излучения" рупор это не фонарик.

Рупор позволяет создать диффузору максимальное сопротивление, заставить его преодолевать это сопротивление, создавая максимальное давление, на которое он способен. И затем преобразовать это давление в объемную скорость, равномерно "растянув" его по площади так, чтобы при выходе в открытое пространство волна не отразилась от среды с другим давлением и не пошла обратно к динамику, а продолжала свое распространение к слушателю.
Вот весь смысл рупора.
И вопросы эффективности рупора - это вопрос согласования сопротивления рупора с возможностью динамика его преодолевать с одной стороны, и достаточная площадь "рта" с другой стороны.

Рупор как раз и ценен тем, что концентрирует излучение, по крайней мере в миде, не коворя уже о середине и верхе. Именно это свойство концентрации меняет пропорции прямого звука и отражений: у ГГ прямого излучения лишь 30% в прямом излучении, остальные 70% составляют отражения от потолка, стен и пола. У рупора обратные пропорции -70% прямого излучения. Для получения хорошей детальности и четких КИЗ в случае АС прямого излучения предпочтительным является ближнее поле (1,5-2 м) , в случае же рупора искомое качество может быть получено на заметно больших расстояниях за счет упомянутой концентрации
 
E

Eugene K.

Guest
Про силу звука, скорость и давление.


Для Плоской волны (которую излучает идеальный рупор)

Pac=p*v*A/2

Тут - p - давление v - колебательная скорость частиц в волне, A - площадь.
Вот и получается, что сила звука - это давление на площадь.
 
B

Barbaris

Местный
Eugene K. написал(а):
Еще раз.
Смысл рупора вовсе не в том, что он "концетрирует" волну, или создает "луч излучения" рупор это не фонарик.

Рупор позволяет создать диффузору максимальное сопротивление, заставить его преодолевать это сопротивление, создавая максимальное давление, на которое он способен. И затем преобразовать это давление в объемную скорость, равномерно "растянув" его по площади так, чтобы при выходе в открытое пространство волна не отразилась от среды с другим давлением и не пошла обратно к динамику, а продолжала свое распространение к слушателю.
Вот весь смысл рупора.
И вопросы эффективности рупора - это вопрос согласования сопротивления рупора с возможностью динамика его преодолевать с одной стороны, и достаточная площадь "рта" с другой стороны.

Повторение - мать учения: Эту мудрость я повторял бесконечное количество раз в течении 6 лет на ветках "фронтальный рупор" и "обратный рупор"с самого момента их формирования, да и Вы частенько, но новички в этой теме все появляются и появляются, а архивы портала читать не имеют видимо времени
 
E

Eugene K.

Guest
Barbaris написал(а):
Рупор как раз и ценен тем, что концентрирует излучение, по крайней мере в миде, не коворя уже о середине и верхе.

Вы путаете теплое с мягким.
Сужение ДН является результатом сложения волн от излучателей, расстояние между центрами которых более четверти длины волны.
Это разговор о Размере излучателя.
Сужение ДН - это вредное явление, а вовсе не полезное (с точки зрения естественности звучания).
Оно точно так же появляется и в обычных ГГ, когда большой диффузор изучает зонно (участками), что наблюдается у "шириков".
Формирование "правильного" (т.е нужного в конкретном применении) фронта волны и нужной ДН - отдельная и очень сложная тема.
Но для домашнего применения и создания правильной сцены ДН должна быть как можно более широкой. Желательно - круговой, как у точечного излучателя.
Это большая проблема для рупора, когда через него пытаются "прогнать" частоты, на три - четыре октавы превышающие его критическую частоту. Для них он является отражающей интерферирующей поверхностью, а не рупором. И формирует "иголку" с боковыми лепестками, насыщенными "мусором", собранным со стенок рупора.
 
Михаил К.

Михаил К.

Местный
Не очень понимаю эти теории о направленности рупора.
у меня дисперсия такая, что все прекрасно слышно даже если стоять между ас.
Вот записал на рекордер Сони PCM-D1 по такой схеме : ас стоят под небольшим углом на расстоянии между ними по ближайшим углам 1,8 метра. Я направил рекордер перпендикулярно задней стене и не меняя его ориентации прошел слева направо перед ас на расстоянии 60 см от ближайшей части, всего 6,5 м , схема приаттачена
Ас как у Хенрика, http://www.youtube.com/watch?v=S11nqJmqYKs но только в моем случае для большей наглядности эксперимента, я отключил нч динамики и оставил играть только одни рупора ТАД-4001 , т.е. тут только кроме рупоров ничего нет (баса есс-но нет и ачх от 500 гц)...
Слушайте и делайте выводы об узкой направленности рупоров.
http://gfile.ru/a4cVM
 

Вложения

  • запись перед ас &#.jpg
    23.8 KB
B

Barbaris

Местный
Про силу звука, скорость и давление.


Для Плоской волны (которую излучает идеальный рупор)

Pac=p*v*A/2

Тут - p - давление v - колебательная скорость частиц в волне, A - площадь.
Вот и получается, что сила звука - это давление на площадь.

У Фурдуева для более общего случая имеется удобная формула для акустической мощности Pa=1/2 *r *Vm^2, где r - акустическое сопротивление, Vm - колебательная скорость частиц в волне. Да мало ли каких формул можно привести - это проще, чем понять суть происходящего в обсуждаемых проблемах

Вы путаете теплое с мягким.
Сужение ДН является результатом сложения волн от излучателей, расстояние между центрами которых более четверти длины волны.
Это разговор о Размере излучателя.
Сужение ДН - это вредное явление, а вовсе не полезное (с точки зрения естественности звучания).
Оно точно так же появляется и в обычных ГГ, когда большой диффузор изучает зонно (участками), что наблюдается у "шириков".
Формирование "правильного" (т.е нужного в конкретном применении) фронта волны и нужной ДН - отдельная и очень сложная тема.
Но для домашнего применения и создания правильной сцены ДН должна быть как можно более широкой. Желательно - круговой, как у точечного излучателя.
Это большая проблема для рупора, когда через него пытаются "прогнать" частоты, на три - четыре октавы превышающие его критическую частоту. Для них он является отражающей интерферирующей поверхностью, а не рупором. И формирует "иголку" с боковыми лепестками, насыщенными "мусором", собранным со стенок рупора.

Я всегда любил и люблю мягкое и не с чем ничего не путаю, а опираюсь на вполне определенную практику формирования акустического пространства - да и сами Вы не безгрешны по вопросам его формирования, однако это очень приятное для слуха пространство, построенное с применением рупоров во всех 3-4 полосах. Самое главное не выходить за пределы рекомендованных теорией и практикой 3 октав, максимум 4-х для компрессионных драйверов с рупорами и 5 октав - для широкогорлых рупоров с диффузорными динамиками. По вопросам диаграмм направленности имеется множество материалов в монографии Олсона, да и у отечественного акустика Дрейзена и, знаете, никакого негатива, просто их надо учитывать при построении многополосной акустики, в каждой из полос которых в зависимости от частоты разные диаграммы. Слава богу производители рупорных конструкций всегда указывают дисперсию излучения по взаимно перпендикулярным плоскостям для облегчения их вписывания в систему. Так что не стоит сгущать краски, а то заговорите еще и о рупорном окрасе
 
E

Eugene K.

Guest
Barbaris написал(а):
Вы не безгрешны по вопросам его формирования, однако это очень приятное для слуха пространств

Отвлеченный вопрос. Вы обращали внимание, что система,играющая в соседней комнате, особенно, если это система высокого класса, звучит лучше, естественнее и чище. чем когда ее слушаешь в "положенном месте"?
 
B

Barbaris

Местный
Отвлеченный вопрос. Вы обращали внимание, что система,играющая в соседней комнате, особенно, если это система высокого класса, звучит лучше, естественнее и чище. чем когда ее слушаешь в "положенном месте"?
Поскольку никогда не слушаю музыку из соседней комнаты - это пищеварительный вариант общения с музыкой. Поэтому отвечу на вопрос вопросом: Вы не заметили, что полнорупорная акустика беспокоит соседей значительно меньше даже на приличной громкости по сравнению с акустикой прямого излучения особенно фазоинверсного типа, если заметили, то какова по Вашему этому причина?
 
E

Eugene K.

Guest
сравнению с акустикой прямого излучения особенно фазоинверсного типа, если заметили, то какова по Вашему этому причина?

Потому что АС прямого излучения "садят" волной большого давления, которая, попадая в открытое пространство, резко теряет это давление, но все равно, еще "не рассеявшаяся" волна попадает в пол, в стены, в потолок. Превращаясь в беспокоящие соседей ударные шумы.
Рупор гасит давление внутри себя. Выходящая из него волна уже не способна "бить в стену" и, кстати, бить пяткой в грудь тоже.
Больше всего "достают" маленькие АС- "пукалки" с длинноходными динамиками. И бумбоксы.
 
ХРЮН

ХРЮН

AUDIO Team
Ну да, в отличие от бьющих "пяткой в грудь" "пукалок", правильный НЧ рупор бьет, скорее "мордой об стол" :), давая недоступное пукалкам (т.е. характерное в осн. для "полноразмерных" басовиков)ощущение "движения воздуха" и погружая слушателя в "плоский фронт волны" даже там, где о волнах и говорить не приходится (ввиду малого отношения размеров помещения к длине волны и, соответственно, нахождения слушателя в самой что ни на есть "ближней зоне"). Как-то так.
 
B

Barbaris

Местный
Потому что АС прямого излучения "садят" волной большого давления, которая, попадая в открытое пространство, резко теряет это давление, но все равно, еще "не рассеявшаяся" волна попадает в пол, в стены, в потолок. Превращаясь в беспокоящие соседей ударные шумы.
Рупор гасит давление внутри себя. Выходящая из него волна уже не способна "бить в стену" и, кстати, бить пяткой в грудь тоже.
Больше всего "достают" маленькие АС- "пукалки" с длинноходными динамиками. И бумбоксы.

Ответ этот меня не совсем удовлетворил. А все дело в том, что рупорные излучатели в мид-СЧ диапазоне, где находится основная содержательная часть музыки, имеют на порядок меньшие искажения, по сравнению с ФИ и прочими пукалками, поскольку акустическое сопротивление горла рупора велико, что умеряет амплитуду колебаний ЗК, не выходящей никогда из области линеного магнитного поля МС динамика, при этом при снижении амплитуды не страдает громкость и не возникает потребности в увеличении мощности усилителя (для увеличения амплитуды) по причине более высокого на порядок КПД рупорного излучателя. Драмматическим проникновением в соседние апартаменты характеризуется звучание с более высоким уровнем искажений - а это ни в коей мере не относится к рупорным системам. Хорошо спроектированную рупорную систему можно непрерывнр и на приличной громкости слушать без напряжения многие часы, при этом мирно беседуя почти не повышая голоса
 
Alnic

Alnic

Местный
А решения, несмотря на мой провокационный бред (каюсь, грешен), так никто и не привёл.
Евгений, сама логика технической конференции подразумевает наличие решений... Рассмотрите, будет Ваша воля, такое:
  • P vs p dB.jpg
    61.3 KB

Если за невольной завесой "провокационного бреда" пропущены еще какие-либо вопросы, наверняка и на них найдутся ответы у сообщества...:beer:
 
Cop

Cop

Member
....Вы все время упускаете из виду, что ГГ прямого излучения рассеивает энергию ПО ПОВЕРХНОСТИ сферы все возрастающего диаметра, поэтому энергия, приходящаяся на единицу площади значительно меньше по сравнению со сфокусированным излучением рупора - это первое.....

К слову:
1) Сам рупор устройство пассивное, и не создаёт энергию (давление) в своем устье..

Отлично сказано, главное вовремя! А о каком же КПД рупора Вы говорили, рассказывая о мнении классиков про 30-50%, если это устройство пассивное?

2) Q или фактор направленности – никак не связан с эффективностью преобразования электрической энергии в акустическую ( с КПД динамика/драйвера!).
3) Направленные свойства любого излучателя (Q) позволяют получить дополнительное увеличение акустической мощности (и давления) в определенном направлении за счет концентрации излучения.

Так, солнце наше, а что же Вы тогда приводите в качестве доказательства большого КПД рупора, развиваемое им давление на ак. оси? Замеряйте его сзади рупора, или сбоку, раз направленность не при чём, ну или, в крайнем случае найдите среднее давление между сзади/спереди, и выдайте его, как параметр КПД АС!!!

Видимо, есть разница, КПД преобразователя, и КПД рупорной, или другой АС.
 
Архив форума — только чтение

Новое и Читаемое

Новые статьи

Читают на форуме