Активные басовые ловушки

[Methafuzz]

Гляжу я вот уже несколько лет на страдания людей с камазами минваты, сжирающими дорогущий объем помещений и дающий так себе результаты, и родилось у меня настойчивое желание попробовать активный метод борьбы с отражениями в комнате. Для начала побороться хотя бы с главной модой помещения, там дальше посмотрим. Сильно дорого это не должно быть.

То есть, на первом этапе это будет установка у задней стены помещения акустической системы, выдающей НЧ составляющую основного сигнала в противофазе и с достаточной мощностью, чтобы погасить резонансные колебания комнаты.

Я в конструировании АС не спец, хотя электронщик по образованию, сильно сложного там не должно быть ничего. Мне так видится, что безусловно эта АС должна быть ЗЯ, чтобы бас максимально быстро и предсказуемо отрабатывал. На перспективу частотка этой АС должна быть хотя бы 30-2000 Гц, чтобы и с другими модами побороться.

Вот что хотел спросить, что тут будет лучше, один большой динамик или несколько поменьше? У меньших свой резонанс выше, но зато вес подвеса меньше и в общей совокупности они двигают больше воздуха, чем один. Есть ли тут какие-то каноны оптимальности?

 

[solo541]

Я в конструировании АС не спец, хотя электронщик по образованию, сильно сложного там не должно быть ничего. Мне так видится, что безусловно эта АС должна быть ЗЯ, чтобы бас максимально быстро и предсказуемо отрабатывал. На перспективу частотка этой АС должна быть хотя бы 30-2000 Гц, чтобы и с другими модами побороться.

Methafuzz, 30-2000 Гц, зачем такой диапазон, может 30-200 Гц?

 

[Methafuzz]

@solo541, пока это просто задел на будущее, чтобы поэкспериментировать с более высокими модами. Хочется использовать колонки по максимуму. Я не очень представляю себе, во что это выльется.

Пока что у меня в голове что-то типа 3D картинки из калькулятора, который вы в другой теме постили, наглядная штука кстати

amroc - THE Room Mode Calculator

HTML5 room mode calculator. Read and hear the tune of axial, tangential and oblique modes. Scientific sources included.

amcoustics.com

Красные зоны повышенного давления они же по сути эквивалентны громкоговорителям, стоящим в этих точках. В эти зоны и надо будет ставить противофазные излучатели. Хотя бы с НЧ разобраться до 200 Гц, это уже будет великое дело, а выше можно и на пассивных методах.

 

[solo541]

Красные зоны повышенного давления они же по сути эквивалентны громкоговорителям, стоящим в этих точках. В эти зоны и надо будет ставить противофазные излучатели. Хотя бы с НЧ разобраться до 200 Гц, это уже будет великое дело, а выше можно и на пассивных методах.

Красные и синие зоны повышенного давления равнозначны, окрашены в разные цвета для наглядности.Выше 200 Гц не имеет смысла делать. Как доказательства этого, прикрепляю несколько рисунков, показывающих регион давления, в зависимости от линейных размеров комнаты.

 

[Methafuzz]

Выше 200 Гц не имеет смысла делать

Скорее всего так и есть, но поэкспериментировать на первом этапе не помешает ) И есть еще один момент, при помощи задержек можно варьировать место встречи звуковой волны от основных мониторов с волной от компенсатора. А значит, с помощью одной задней АС можно гасить и другие моды в любой части комнаты, но это уже надо проверять экспериментально

 

[solo541]

Может это Вас заинтересует.

 

[solo541]

Вот ссылка на первоисточник. С гугл переводчиком будет полегче.

Patent Public Search | USPTO

patft.uspto.gov

 

[Methafuzz]

@solo541, а вот гугла не надо, это диверсия ) У меня и так все норм с английским языком. Все верно, идея сама по себе старая и работающая. Я еще в сильно пожилой такой книге по акустике читал, что Ямаха в своих инсталляциях использует активные компенсаторы отражений, но отдельно их не продает. Даже фотка там была и блок схема.

 

[solo541]

Methafuzz, вот ветка на gearslutz по вашей теме.

active helmholtz resonator - Gearspace.com

this is something i've been playing around for a while now & i would like to share. what do we need? - a subwoofer (a nuber AW850 in my case which

www.gearslutz.com

 

[solo541]

Еще один документ, стр.48

 

[IGor2D]

Привет,
Почитайте статейку, как для примера.
Стоит ли оно того?
Обзор и сравнение...

 

[Methafuzz]

Странно, автор меряет комнату с одним поглотителем, хотя сам же пишет, и производитель это тоже указывает, что их надо 2-4 шт на комнату. По моим прикидкам, такая система должна состоять из 6-8 АС, хотя если играть с задержками, это количество можно уменьшить. Далее, системы со встроенным микрофоном не позволяют должным образом варьировать задержки. Ну и продается этот девайс из статьи за 2000 евро за штуку, такое точно того не стоит.

 

[FedorM]

@Methafuzz, я думаю, что если уж вы хотите чем-то подобным заниматься всерьез, то надо разрабатывать именно модуль сбора данных и управления, а в качестве базы прикупить несколько дешевых PA сабов с Авито.
Думаю, в нашей стране такое имеет больше шансов на сбыт....

 

[Methafuzz]

@FedorM, модуль управления идеально получится на основе матриц, выпускаемых miniDSP, оно как будто специально для этого сделано. Но это уже взрослый сегмент по деньгам, и если честно, пока не уверен, что меня хватит всерьез этим заниматься ) Что-то точно сделаю )

Касательно излучательных модулей, то для НЧ дешевые сабы не прокатят. Они все фазоинверторные и никакущие по импульсным характеристикам, а тут потребуются максимально быстрая реакция, это только ЗЯ и 2-4 драйвера с максимально легкими подвесами. Хотя сделать такое совершенно несложно, я уже прикидываю. Придется купить несколько китайских динамиков и замерить у них TS параметры, подойдут ли они для ЗЯ.

 

[FedorM]

Придется купить несколько китайских динамиков и замерить у них TS параметры, подойдут ли они для ЗЯ.

Тогда нужны дешевые ПА мидбасы отечественного производства, на них хоть статистика есть и производство рядом. Лишь бы хода хватало на низах...

 

[max-owl]

Странно, автор меряет комнату с одним поглотителем, хотя сам же пишет, и производитель это тоже указывает, что их надо 2-4 шт на комнату. По моим прикидкам, такая система должна состоять из 6-8 АС, хотя если играть с задержками, это количество можно уменьшить. Далее, системы со встроенным микрофоном не позволяют должным образом варьировать задержки. Ну и продается этот девайс из статьи за 2000 евро за штуку, такое точно того не стоит.

По этому, дешевыми они быть не могут...
В маленькой комнате, они действительно лучше любых пассивных ловушек, но и количество их должно быть равно количеству углов.
В общем, вовсе не "бюджетный" вариант.
Эффективность их в сравнении с традиционными поглотителями вполне заметна на слух, но не "в разы", и если помещение больше 50 кубических метров, то они ни в чем не превосходят пассивные поглотители.

 

[Methafuzz]

@max-owl, жалко, что не взлетело у меня, в связи с изменением ситуации. Ни времени, ни денег нет сейчас на это все... А так почти все компоненты нашел. Динамики c механической ОС там прямо в стены монтируются, Infinite baffle.

 

[max-owl]

@max-owl, жалко, что не взлетело у меня, в связи с изменением ситуации. Ни времени, ни денег нет сейчас на это все... А так почти все компоненты нашел. Динамики c механической ОС там прямо в стены монтируются, Infinite baffle.

Может, это и к лучшему... Те, кто серьёзно занимался активными поглотителями, как правило сильно в них разочаровывались...
Результат не превосходил ожиданий. Колонки вроде AVAA C214 неплохо справляются с резонансами в районе 150-300 Герц, и много их здесь не нужно, поскольку резонансы в этой области легко локализуемы и расположить небольшую колонку в нужном месте не составляет проблемы. Значительно хуже обстоит дело с диапазоном ниже 100 Гц - здесь от таких систем ждут хороших результатов, а их нет.
Причина, по которой это происходит проста - не хватает площади поглотителя.
Вот как это выглядит при подсчёте "на пальцах":
Пусть КПД излучающих и поглощающих систем равны;
площадь излучателей - 13" (2x6,5");
Какой должна быть площадь поглотителей?
В "первом приближении" площадь поглотителей должна быть равна площади излучателей умноженных на добротность резонанса с которым мы боремся.
Что бы было понятно, с чем мы имеем дело, достаточно вспомнить, что благодаря резонансу, амплитуда динамика в фазоинверторе не резонансной частоте - мала, а громкость - нет. И эта амплитуда тем меньше, чем выше добротность резонатора.
И что же получается? 13" нужно умножить на 15-30 (именно такие добротности имеют комнатные резонансы на низких частотах).

 

[Methafuzz]

@max-owl, почему же. Гасить в комнате приходится только ту акустическую энергию, которая была излучена. То есть, по сути всего лишь мощность пары мониторов, просто она хитро распределяется по комнате. При этом, если погасить только первую и вторую моду на НЧ, то погаснут и все их дальнейшие переотражения и интерференционные узлы. Основная хитрость тут в управлении задержками компенсаторов на разных частотах, этим серьезно никто не занимался, я так понимаю. Основная модель на рынке это микрофон и динамик в противофазе в одном корпусе, это вообще ни о чем. А в той схеме, о которой я думал, не нужно микрофонов вообще, система настраивается один раз по конкретной комнате.

 

[max-owl]

Нет, мой друг, Вы очевидно, не очень хорошо представляете себе явление объёмного резонанса. Вот, попытайтесь для себя ответить на вопрос, почему громкость в некоторых местах комнаты на низких частотах возрастает на 9, а то и все 20 децибел. Сколько это в "разах", и откуда на это берётся энергия?
Кроме того, "гасить" предстоит перетекание давления из одной области пространства в другую с частотой резонанса "точечным" по сравнению с размерами этих областей устройством. Конечно, ему это не под силу.

 

[Methafuzz]

Вы очевидно, не очень хорошо представляете себе явление объёмного резонанса.

А вы - закон сохранения энергии? )) Не из параллелльной же реальности все это подпитывается. Где-то в разы увеличивается, в других местах в те же разы уменьшается. Акустическая энергия перераспределяется в комнате путем отражения и интерференции звуковых волн. Для примера, можно в бассейне устроить стоячую волновую картину с максимумами и минимумами, при этом сама вода никуда не будет перетекать.

 

[max-owl]

А вы - закон сохранения энергии? )) Не из параллелльной же реальности все это подпитывается. Где-то в разы увеличивается, в других местах в те же разы уменьшается. Акустическая энергия перераспределяется в комнате путем отражения и интерференции звуковых волн. Для примера, можно в бассейне устроить стоячую волновую картину с максимумами и минимумами, при этом сама вода никуда не будет перетекать.

Закон сохранения энергии? Ну, разумеется.
А, вот с бассейном - отличный пример! Представьте (и даже, можно провести натурные испытания): Вы налили в ванну примерно две трети воды, погрузили руку по средине, и совершая небольшие качания рукой, заставили колебаться воду от одного края к другому. Примерно так, выглядит резонанс в комнате на частоте соответствующей половине длины волны наибольшего размера комнаты.
А теперь, заставив воду колебаться, попытайтесь ладошкой расположенной у дальнего края ванной погасить эти колебания.
Вот, так же это будет выглядеть и в комнате.

 

[Methafuzz]

Вот, так же это будет выглядеть и в комнате.

Да, так и будет. При правильно подобранной фазе колебаний, их удастся погасить. Их можно разогнать не только из середины, а из любой точки бассейна и погасить также из любой. С разными затратами времени и энергии, да

 

[buncker]

@max-owl, почему же. Гасить в комнате приходится только ту акустическую энергию, которая была излучена. То есть, по сути всего лишь мощность пары мониторов, просто она хитро распределяется по комнате. При этом, если погасить только первую и вторую моду на НЧ, то погаснут и все их дальнейшие переотражения и интерференционные узлы. Основная хитрость тут в управлении задержками компенсаторов на разных частотах, этим серьезно никто не занимался, я так понимаю. Основная модель на рынке это микрофон и динамик в противофазе в одном корпусе, это вообще ни о чем. А в той схеме, о которой я думал, не нужно микрофонов вообще, система настраивается один раз по конкретной комнате.

а как без микрофона? сигнал с мониторов (вернее со входа усилителя наверное ) брать и задерживать? я думаю если сильно жирного разрешения АЦП \ ЦАП не надо то можно без жутких minidsp обойтись

 

[max-owl]

Да, так и будет. При правильно подобранной фазе колебаний, их удастся погасить. Их можно разогнать не только из середины, а из любой точки бассейна и погасить также из любой. С разными затратами времени и энергии, да

Верно. Только, вот амплитуда и усилие для разгона колебаний и их прекращения будут разными. Я советую Вам попробовать в ванне, при случае - очень интересный выдает опыт, очень. Вы тут же убедитесь, что эффективно и быстро погасить колебания - невозможно, как ни колебай. А, ведь смысл системы подавления колебаний именно в этом.
Что же касается закона сохранения энергии - с ним там всё в полном порядке: начав "разгонять" волну в ванне, сперва усилие нужно (относительно, конечно) большое, но по мере раскачивания воды - всё меньше и меньше, что же происходит? Любая резонансная система не расходует энергию, а накапливает её в своих колебаниях. Всё в точности как с качелями: что бы вывести качели из равновесия, нужно хорошенько приложиться, но потом, по мере раскачивания затраты становятся всё меньше и меньше. А теперь представьте, что раскачавшиеся качели нужно остановить...
Так и в комнате: динамик успеет "накачать" комнату энергией, ещё до того, как в дело вступит динамик-гаситель, но при этом от "точечного" динамика-источника звуковой фронт расширится до размеров комнаты, но динамик-гаситель то у нас - тоже "точечный". Ему просто не хватит его амплитуды, что-бы создать соответствующее "противодавление", и нужно будет известное время, что-бы он смог "накачать" противодавлением комнату. А всё это время резонанс будет "звучать". Теперь, не трудно представить, что погасить его таким способом - не удастся, удастся лишь чуточку ослабить, укоротив время колебаний резонанса. И улучшить этот процесс можно только увеличив площадь динамика-гасителя, до величин указных в #18 Именно добротность и показывает нам "энергетические" характеристики колебательной системы.

 

[Methafuzz]

а как без микрофона? сигнал с мониторов (вернее со входа усилителя наверное ) брать и задерживать? я думаю если сильно жирного разрешения АЦП \ ЦАП не надо то можно без жутких minidsp обойтись

Да, так и есть, разбивка фильтрами на нужные полосы и задержка. Комната же не меняется, имеет фиксированную характеристику, зачем ее постоянно мониторить.

амплитуда и усилие для разгона колебаний и их прекращения будут разными.

Я об этом выше уже написал. В акустике времена порядка миллисекунд, энергии небольшие. Если один динамик может излучить некую волну, то два-три других ее и погасить достаточно быстро смогут. С потерями и неточностями, ну так что ж, ничто не идеально, просто в пассивных и резонансных поглотителях все еще на порядок хуже.

 

[max-owl]

просто в пассивных и резонансных поглотителях все еще на порядок хуже.

Вы полагаете? Тогда предлагаю ознакомиться:

Active vs passive absorbers - AVAA C20 review — Jochen Schulz

Wouldn't it be nice if you only had to put a few small boxes in the corners instead of cubic meters of rock wool, and within a few minutes you would have eliminated all room modes? Perfect acoustics at the push of a button? In this test I compare the PSI Audio AVAA C20 with normal (porous) bass abso

www.jochenschulz.me

Эту ссылку уже выкладывали выше. Самое интересное в ней - сравнительные диаграммы. Каких либо существенных преимуществ активных поглотителей на них не наблюдается. А ведь условия сравнения - не очень корректны: для пассивных поглотителей взяты весьма небольшие куски. А ведь площадь поглотителя - важнейшая величина!
...Если один динамик может излучить некую волну, то два-три других ее и погасить достаточно быстро смогут. С потерями и неточностями, ну так что ж...
Есть еще один важный момент, который Вы упускаете из виду: динамик-поглотитель будет иметь большую амплитуду только тогда, когда на его микрофон (или другой датчик, давления или скорости - не важно) попадет большая амплитуда звуковой волны. А это означает, что резонанс уже успел развиться до состояния заметности на слух. Проще говоря, система реагирует с приличным запаздыванием не потому, что сама инертна, а потому, что следует за событием уже свершившимся.

 

[buncker]

Да, так и есть, разбивка фильтрами на нужные полосы и задержка. Комната же не меняется, имеет фиксированную характеристику, зачем ее постоянно мониторить.

а задержка какого порядка нужна?
интересно просто - это в микроконтроллер не упихается ли

 

[buncker]

Есть еще один важный момент, который Вы упускаете из виду: динамик-поглотитель будет иметь большую амплитуду только тогда, когда на его микрофон (или другой датчик, давления или скорости - не важно) попадет большая амплитуда звуковой волны. А это означает, что резонанс уже успел развиться до состояния заметности на слух. Проще говоря, система реагирует с приличным запаздыванием не потому, что сама инертна, а потому, что следует за событием уже свершившимся.

предполагается же обойтись без микрофона - то есть можно осуществлять воздействие аккурат в момент прихода первого же фронта

 

[max-owl]

Прикольно. А если давление или влажность немного изменятся - поставим манометр и гигрометр.