Об эффективности рупора

[vokivon]

С этим никто не спорит, но есть другой аспект, а именно : присоединение рупора увеличивает нагрузку на диффузор динамика по сравнению с его отсутствием.
С этой точки зрения, рупор является акустическим трансформатором, повышающим нагрузку на диффузор динамика.

Обычно принято рассматривать систему в следующем порядке: источник => потребитель.
Источником является ГГ, потребителем является воздух (окружающая среда), рупор, если он есть = промежуточное звено.
Двигаясь то источника к потребителю, рупор преобразует (трансформирует) высокое звуковое давление в узком горле рупора, в низкое звуковое давление в устье рупора, физическое расширение поперечного сечения рупора по его длине повысить давление, по мере удаления от источника (горла рупора), не позволяет, нечему толпиться, впереди свободное пространство.
Закон расширения рупора создаёт определённые преференции для части звуковых частот попадающих в горло рупора, но это уже чисто волновые процессы, которые связаны с геометрией: длина рупора, площадь (периметр) устья, соотношение между площадями горла и устья...
Расширяющийся рупор = частный случай от простой трубы, имеющей постоянное сечение на всей длине, и могущей работать "рупором" в очень узком диапазоне частот, практически одна нота.
Труба = очень высокая добротность.
Рупор = добротность определяется степенью раскрыва по длине.
Чем короче рупор, тем менее эффективен, при одном и том же расширении от горла к устью.
Чем больше расширение от горла к устью, при одной и той же длине рупора - тем он более широкополосен.
Вариантов эффективности = не счесть.

С уважением, Виктор.

 

[May]

Поместив ГГ в маленький ЗЯ, ЗЯ увеличивает нагрузку на диффузор , но ЗЯ не является Рупором, или как Вы говорите:"повышающим акустическим трансформатором" .Рупор согласовывает высокое давление у диафрагмы ГГ, в низкое окружающей среды. В этом случае рупор является понижающим акустическим трансформатором. Есть и повышающий акустический трансфлрматор, это выхлопная труба автомобиля.

 

[tubeuser]

Расширяющийся рупор = частный случай от простой трубы, имеющей постоянное сечение на всей длине, и могущей работать "рупором" в очень узком диапазоне частот, практически одна нота.

Не совсем так. Труба - это акустический волновод, в котором распространяется бегущая волна. Снизу частотный диапазон волновода ограничен геометрическими размерами (диаметром) относительно длины волны. Если коэффициент отражения стенок трубы близок к идеальному, то сверху по частоте ограничений в звуковом диапазоне нет. Если использовать трубу без рупора на конце (акустического трансформатора), то возникнет стоячая волна. Часть энергии будет возвращаться к источнику.

 

[vokivon]

Не совсем так. Труба - это акустический волновод, Снизу частотный диапазон волновода ограничен геометрическими размерами (диаметром) относительно длины волны. Если использовать трубу без рупора на конце (акустического трансформатора), то возникнет стоячая волна. Часть энергии будет возвращаться к источнику.

Правильно, но возникновение стоячей волны требует вполне определённых условий к длине трубы, чтобы узлы и пучности волны перестали перемещаться, т.е. возникновение резонанса: отражённые от выходного края трубы волны будут суммироваться в фазе с "наступающими".
Если длина трубы будет не кратна распространяющейся там звуковой волне, то выхлоп трубы будет просто излучать. Излучать то, что выдал динамик на входе в трубу, за минусом потерь на неидеальность внутренних стен трубы. Повторюсь речь идёт о той частоте, которой "комфортно" в этой трубе.
Раструб (рупор) на выхлопе трубы лишает стоячие волны условий возникновения, но это уже духовые музыкальные инструменты, хотя многие из них и оборудованы самыми настоящими рупорами на выходе.

С уважением, Виктор.

 

[Eugene K.]

.Рупор согласовывает высокое давление у диафрагмы ГГ, в низкое окружающей среды. В этом случае рупор является понижающим акустическим трансформатором. Есть и повышающий акустический трансфлрматор, это выхлопная труба автомобиля.

Если что то одно повышается, что - то другое обязательно понижается:
Это вопрос аналогий.
Давление = ток Скорость = напряжение.
Понижаем ток, повышаем напряжение.
Рупор понижает давление, повышает скорость (амплитуду).
Значит, повышающий.

Хотя есть разные системы аналогий и ток можно поменять местами с напряжением, тогда получится понижающий.
Это кому как удобно считать.

 

[Олег]

Это вопрос аналогий.
Давление = ток Скорость = напряжение.

Хотя есть разные системы аналогий и ток можно поменять местами с напряжением, тогда получится понижающий.
Это кому как удобно считать.

К вопросу об аналогиях:
Всё-таки по мне правильнее давление=напряжение, скорость=ток - это не удобнее, это разумнее.

Плясать нужно от печки.
Печка у нас - среда (условно примем, что давление её неизменно), в которую излучает ГД. Получается, что рупор согласует повышенное давление в непосредственной близости от диффузора с пониженным (относительно) давлением среды. (?)

 

[Михаил К.]

В общем, спор плавно перешел в разряд религиозных и никакие аргументы, что давление воздуха в данном конкретном случае не является эквивалентом электрического напряжения не принимаются, ответ простой - так написано в манускрипте и точка...
Давайте просто включим логику и порассуждаем :
известно, что присоединение рупора к динамику увеличивает громкость звука. Это происходит из за того, что рупор увеличивает КПД и сцепление диффузора с воздухом за счет увеличения его давления в горле и соответственно увеличивает нагрузку этим воздухом на диффузор.
Теперь вопрос, если вместо акустического трансформатора (рупора) нам применить обычный согласующий трансформатор (вкл. выход усилителя в первичку, а динамик -ко вторичке), то тогда, для того чтобы звук стал громче, нам нужен какой транс : повышающий или понижающий ?
Повышающий. С понижающим звук станет тише...
Значит, рупор - аналог повышающего трансформатора.

Теперь проверяем по нагрузке: повышающий транс должен увеличивать нагрузку на источник, присоединенный к первичке.
В нашем случае - это сопротивление воздуха в горле по сравнению с атмосферным.
Рупор увеличивает давление воздуха непосредственно примыкающего к диффузору и соответственно нагрузку на этот диффузор ?
Да, увеличивает.

Так чего тогда спорить с очевидными фактами ?

 

[May]

Если что то одно повышается, что - то другое обязательно понижается:
Это вопрос аналогий.
Давление = ток Скорость = напряжение.
Понижаем ток, повышаем напряжение.
Рупор понижает давление, повышает скорость (амплитуду).
Значит, повышающий.

Хотя есть разные системы аналогий и ток можно поменять местами с напряжением, тогда получится понижающий.
Это кому как удобно считать.

У трансформатора есть первичная и вторичная обмотка.
Зачем, подменяете понятия, ведь от этого меняется и принцип.
При Вашем переводе Акустических единиц в электрические, нет эквивалентной схемы Рупора..
Привожу страницу 66 и 67 из классиков, Сапожков М.А. Электроакустика.
В этой книге есть и все по Рупорам и Акустическим трансформаторам.

• Сапожков М.А. Электроакустика стр 66.JPG

  29.3 KB

• Сапожков М.А. Электроакустика стр 67.JPG

  41.8 KB

Ссылка на все страницы:

http://page-book.ru/i535139?g2_page=2

 

[May]

Сапожков М.А. Электроакустика. стр.147 и 148

«Гл 6.5. Рупорные излучатели

Основным недостатком громкоговорителей непосредственного излучения является их чрезвычайно низкий КПД. Причиной этого является несогласованность сопротивлений механической системы и окружающей среды. Для увеличения сопротивления излучения следовало бы увеличивать размеры излучателя, но это влечет за собой увеличение механического сопротивления массы излучателя и не дает выигрыша в КПД. Так как диффузор выполняет две функции преобразования механических колебаний в акустические и функцию излучения этих колебаний в окружающую среду, то разрешить такое противоречие можно только путем разделения этих функций. Это разделение функций осуществляется в рупорных громкоговорителях. Рупор служит также для согласований сопротивлений механической системы и окружающей среды.

Рупором называют трубу с переменным сечением . Входное отверстие излучающего рупора (горло) меньше, чем выходное (устье). Выходное отверстие является излучателем , а входное - служит нагрузкой для механической системы . Таким образом, излучатель может быть сделан сколь угодно большим а механическая система - небольшой а потому легкой. Рупоры применяют с различным законом изменения их поперечного сечения. Наиболее распространены рупоры — экспоненциальные, реже-конические»............

 

[Олег]

если вместо акустического трансформатора (рупора) нам применить обычный согласующий трансформатор... то тогда, для того чтобы звук стал громче, нам нужен какой транс: повышающий или понижающий ?

Между выходным каскадом лампового усилителя и динамиком стоит, судя по соотношению витков обмоток, понижающий трансформатор. А если поставить повышающий будет ещё громче?

А вообще, ни у кого нет возможности тупо измерить разницу SPL между рупором и не рупором?

 

[Russ3000]

А вообще, ни у кого нет возможности тупо измерить разницу SPL между рупором и не рупором?

Был бы динамик одинаково хорошо подходящий для рупора и для нерупора.

 

[May]

Между выходным каскадом лампового усилителя и динамиком стоит, судя по соотношению витков обмоток, понижающий трансформатор. А если поставить повышающий будет ещё громче?

А вообще, ни у кого нет возможности тупо измерить разницу SPL между рупором и не рупором?

Измерял лично, звуковое давление и АЧХ, THD, 1А-20 - при подводимой мощности в один Вт у диафрагмы драйвера без рупора давление 91 дБ и THD 3% , а с рупором звуковоедавление 110 дБ и THD 0,3 % на частоте 2000 Гц.

Измерял лично, звуковое давление и АЧХ, THD, 1А-20 - при подводимой мощности в один Вт у диафрагмы драйвера без рупора давление 91 дБ и THD 3% , а с рупором звуковоедавление 110 дБ и THD 0,3 % на частоте 2000 Гц.

Удиафрагмы 1А-20, с снятой задней крышкой с выпуклой стороны диафрагмв, как обычный купольник 91 дБ, а вот с рупором, конечно в сборе с родной предрупорной камерой, и рупором цилиндрической волны 1- А-20, давление повысилось до 110 дБ.

 

[Михаил К.]

У трансформатора есть первичная и вторичная обмотка.
Зачем, подменяете понятия, ведь от этого меняется и принцип.

У транса первичка-вход, вторичка-выход
У рупора горло -вход, устье -выход
вроде никакой подмены нету...
С чем именно Вы несогласны, Вы считаете, что для того, чтобы увеличить громкость, надо подсоединить динамик к источнику сигнала через понижающий транс, а не повышающий, так да ?

Для увеличения сопротивления излучения следовало бы увеличивать размеры излучателя, но это влечет за собой увеличение механического сопротивления массы излучателя и не дает выигрыша в КПД.

Очередная ошибка. Общеизвестно, что чутье (а значит "сопротивление излучению" и КПД) нч-динамиков растет при увеличении размеров излучателя. А автор это отрицает...
Вот видите, как бездумное тиражирование ошибок приводит и к ошибочным выводам в целом.

Кстати, по Вашей ссылке вытекает вывод о том, что рупор -повышающий транс, т.к. он по мнению автора позволяет УВЕЛИЧИТЬ нагрузку со стороны окр. среды (сопротивление среды излучению) .
А какой транс у нас увеличивает нагрузку ?
Правильно, повышающий...
Кстати, к мифам о безусловным превосходстве рупора над фи, вопрос: можно ли привести пример рупорной ас в габаритах 100х118х78 см с чутьем 100 дБ/ватт и ачх от 10 Гц ?
Вот рабочий фи-аппарат, выпускался много лет :http://audio-database.com/MITSUBISHI-DIATONE/diatonesp/d-80s-e.html
Вид изнутри приаттачен.
Про SPL в 133 дБ даже не говорим...

Удиафрагмы 1А-20, с снятой задней крышкой с выпуклой стороны диафрагмв, как обычный купольник 91 дБ, а вот с рупором, конечно в сборе с родной предрупорной камерой, и рупором цилиндрической волны 1- А-20, давление повысилось до 110 дБ.

Мы говорим о нч рупорах.
про узкогорлые вроде никто не спорит...

Между выходным каскадом лампового усилителя и динамиком стоит, судя по соотношению витков обмоток, понижающий трансформатор. А если поставить повышающий будет ещё громче?

Если бы Вы внимательно прочли мой пост, с к-рым Вы дискутируете, то заметили бы, что там нет упоминаний про ламповый выходной каскад.
Было так :

вопрос, если вместо акустического трансформатора (рупора) нам применить обычный согласующий трансформатор (вкл. выход усилителя в первичку, а динамик -ко вторичке), то тогда, для того чтобы звук стал громче, нам нужен какой транс : повышающий или понижающий ?

Речь не о ламповом каскаде с килоомным импедансом, а о выходе усилителя. А это как бы две большие разницы...Если у усилителя (например http://audio-heritage.jp/KRELL/amp/kas.html) выходное составляет сотые доли ома, то не вижу проблем, почему бы ему не потянуть 8 омные ас через например через повыш. транс 1 к 2 или к 3
и наконец, переходим к сути вопроса, какой тут нужен транс повышающий или понижающий ?
просим Ваше слово...

 

[Михаил К.]

И все таки ответьте на мой вопрос по существу : если вместо акустического трансформатора (рупора) нам применить обычный согласующий трансформатор (вкл. выход усилителя в первичку, а динамик -ко вторичке), то тогда, для того чтобы звук стал громче, нам нужен какой транс : повышающий или понижающий ?
или тот же вопрос по смыслу, но в другой редакции : в каком случае звук с мс-головки Денон 103R при подключении ее к корректору с входным 47 Ком будет громче : при подключении ее через повышающий МС-трансформатор, или через тот же транс наоборот - головка к вторичке, с первички -на вход корректора (в этом случае транс станет понижающим)

 

[Barbaris]

Между выходным каскадом лампового усилителя и динамиком стоит, судя по соотношению витков обмоток, понижающий трансформатор. А если поставить повышающий будет ещё громче?

А вообще, ни у кого нет возможности тупо измерить разницу SPL между рупором и не рупором?

Олегу: См. #26 от svka: Dean S7 – широкогорлый рупор, Fc=40Гц, задняя камера – 120л. Курсор на графике – на частоте резонанса динамика (значения чувствительности и частоты на поз. курсора – под графиком) и вне! эффективной полосы рупора. Максимальная эффективность рупора (полка акустического импеданса) - примерно с 1,5-2Fc... То есть на частоте 44Гц (Fs) имеем чувствительность динамика в ЗЯ (120л) без рупорной нагрузки (дует через рупор), выше 50Гц – прирост чувствительности (КПД) только за счет рупорной нагрузки. Куда уж точнее.. .

 

[Eugene K.]

У транса первичка-вход, вторичка-выход
У рупора горло -вход, устье -выход
вроде никакой подмены нету...

и наконец, переходим к сути вопроса, какой тут нужен транс повышающий или понижающий ?

ТРансформатор повышает напряжение, понижает ток... Для напряжения он повышающий, для тока он понижающий. Вы путаете влажное с холодным.
Пустая схоластика.
Если говорить с той точки зрения, с которой "видит" катушка динамика рупор в виде нагузки, то он создает сопротивление движению катушки, значит, понижает импеданс (на эквивалентной схеме рупор представляется как резистор), значит, он потребяляет большой ток.

Так какой у нас трансформатор - тока или напряжения?
Давления или скорости?

Это все схоластика и спор тупоконечников с остроконечниками.

 

[Cop]

В книгах я не нашёл характеристик повышающий/понижающий. Пишут просто "акустический трансформатор" или "трансформатор импедансов". Может правы авторы?

Олегу: См. #26 от svka: Dean S7 – широкогорлый рупор, Fc=40Гц, задняя камера – 120л. Курсор на графике – на частоте резонанса динамика (значения чувствительности и частоты на поз. курсора – под графиком) и вне! эффективной полосы рупора. Максимальная эффективность рупора (полка акустического импеданса) - примерно с 1,5-2Fc... То есть на частоте 44Гц (Fs) имеем чувствительность динамика в ЗЯ (120л) без рупорной нагрузки (дует через рупор), выше 50Гц – прирост чувствительности (КПД) только за счет рупорной нагрузки. Куда уж точнее.. .

Борис Борисович, что означает знак #26 от svka? Можно просто написать пост №00 в теме Dean 7. Между прочим, пост 26 не содержит никаких картинок.

Пост 18, где svka приводит АЧХ НЧ-секции, во-первых, сделан при параллельном соединении катушек, во-вторых, в жилой комнате. И то и другое способно дать большую погрешность, 15" - это не шутка! И в-третьих, Ваши рассуждения были бы верны, если предположить, что закрытый ящик (задняя камера ДИН) обеспечивает линейную АЧХ динамика, со срезом ниже 40 Гц. Тогда, да, можно говорить, что это рупор дал потрясающий прирост, а не просто имеет место банальный спад АЧХ в ЗЯ.
Вы не согласны?

Хорошим примером будет любой тыловой рупор. Когда динамик открыт с обоих сторон. Получается механический аналог открытого оформления.
В этом варианте низкодобротные (0,2 обычно) Танноевские динамики, в щите дадут завал со 150-200 Гц. К 40 Гц-ам, давление окажется 80-85 дБ. А в рупорах GRF, Autograph, Westminster, эти 40 Гц уже 96-98 дБ. То-есть, на этой частоте выигрыш 11-18 дБ.

 

[Михаил К.]

ТРансформатор повышает напряжение, понижает ток... Для напряжения он повышающий, для тока он понижающий. Вы путаете влажное с холодным.

Я не путаю влажное с теплым и уже писал выше : Можно сколько угодно спорить о терминах и кто чего как называет и переводит, (и можно например и выходные трансы в ламповом усилителе объявить повышающими (они же повышают по току).
Проблема в том, что Ваши оппоненты считают не так как Вы, а совсем наоборот, а именно, что давление, а не амплитуда в данном случае является аналогом напряжения.
Т.е. у вас принципиально разные подходы

Давление = Напряжению
Площадь = Току

Давление = ток
Понижаем ток, повышаем напряжение.
Рупор понижает давление, повышает скорость (амплитуду).
Значит, повышающий.

Соответственно и рупор получается понижающим по напряжению.
Так, что полемизируйте с ними, а не со мной...
я то как раз и пытаюсь донести до ув.May и его единомышленников Вашу точку зрения...

 

[Eugene K.]

Я
Проблема в том, что Ваши оппоненты считают не так как Вы, а совсем наоборот, а именно, что давление, а не амплитуда в данном случае является аналогом напряжения.

Что самое обидное - рупору совершенно все равно, аналогом чего является напряжение, а чего - ток. Так как эти аналогии мы придумали себе для упрощения понимания и моделирования.

В котором, к слову, масса может быть как индуктивностью, так и емкостью. Лишь бы наоборот с гибкостью
А вот рупор в обеих аналогиях представляется как резистор.
Кому в какой аналогии удобнее работать - в той и работают.

Мне удобно так - F=B*L*I. Давление пропорционально току. P=F/S=BLI/S.

Потом, опять же - рупор трансформирует (повышает) то, что мы воспринимаем как громкость - амплитуду колебаний и колебательную скорость звуковой волны. Значит, опять удобнее повышающим считать.

То есть - по входу (со стороны усилителя) удобно повышающий, по выходу удобно повышающий.
А там кто как хочет. Можно штаны через голову надевать.

 

[Barbaris]

В книгах я не нашёл характеристик повышающий/понижающий. Пишут просто "акустический трансформатор" или "трансформатор импедансов". Может правы авторы?

Да, авторы правы. Нашел единственное утверждение, что "рупор работает как ОБЫЧНЫЙ трансформатор в режиме высокого КПД и посылает приблизительно параллельный пучок звукового излучения" - Ирвинг Крендалл (Нью Йорк, 1927 год издания) - в русском переводе "Акустика", ВЭТА, Ленинград, 1934 год. Во всех остальных источниках о рупоре , как АКУСТИЧЕСКОМ трансформаторе говорится лишь относительно коэффициента трансформации в предрупорной камере (рупора , имеющего таковую).