新しい吸音材。スキーム、説明

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新吸音材によりスピーカー内部の音圧を50倍（！）に低減可能無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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サウンド再生の主な問題の XNUMX つは、音質、つまり音源が効果的に機能することです。この技術では、可聴域の電気信号を高い信頼性で記録・再生できる一方で、電気信号を音声信号に変換する品質が低いという矛盾が蓄積されていた。電気信号のデジタル記録の出現により、記録と再生の品質に関するすべての問題は事実上取り除かれましたが、主に音響スピーカー、特に安価で小型のスピーカーの容積の空気圧反応に起因する、低周波とスプリアス高調波の再生で発生する解決できない問題のため、これらの成果を重要に使用することは困難です。

低周波を再生する場合、100 リットルのスピーカーであっても、低周波ヘッドのコーンには空気圧効果により最大 3:4 kg.s の負荷がかかると言うだけで十分です。この空気圧はディフューザーの振動範囲を制限し、またディフューザー自体とカラムの容積の両方でディフューザーの自発的変形と多数の共振を引き起こします。発振範囲の制限により、低周波での振幅周波数特性が低下し、再生信号の高調波歪みであるスプリアス共振が発生します。

100リットルのスピーカーでは振幅周波数特性の低下は約60Hzから始まり、高音質を確保するには30Hzからスピーカーの体積がすでに400リットルになります。

ご覧のとおり、最大 400 リットルの非常に高価なスピーカーであっても、オクターブ全体 (16:32 Hz) が満足に再現されず、高調波歪みは許容値の 20 倍になります。容積が60:100リットルの平均コストの列では、32番目のオクターブ（64:50 Hz）が満足に再現されず、最初のオクターブは実質的に存在しませんが、高調波歪みは許容限界を100:XNUMX倍超えます。

この問題を解決する最後の手段は、アクティブサブウーファーです。これは、サウンドスペクトルの低周波数領域のみを再生するように設計された独立したスピーカーです。このようなサブウーファーの寸法は70：40リットルの範囲であり、周波数範囲は原則として30：150 Hzですが、「甘い声」スピーカーは10：12リットルを超えません。サブウーファーの低周波数の上昇は、アンプによって組み込まれた強制増幅モードによって提供され、必然的に高調波歪みが増加します。サブウーファーを標準スピーカーのペアに合わせるには、特別なデジタルフィルターが必要です。すべて合わせると、価格は約 500 ドルになります。

このように、小型スピーカーでもボックス内部の吸音効果による音響特性の向上は依然として魅力的です。

吸音環境の形成のために提案された新しい独自の技術ソリューションは、状況を大幅に簡素化することができます。このような媒体中では音圧が最大 50 倍減少することが実験的に得られています。さらに、吸音媒体は空気に比べて粘度が大幅に高く、この性質と音圧を低減する能力が相まって、ボックス内の多数の共鳴の抑制に最も有利な効果をもたらします。振幅周波数特性の平滑化（直線化）と高調波歪みの低減につながります。吸収媒体の寸法や形状、音圧の大きさには制限はない。

最新の音響システムには、通常、高周波、中周波、低周波（ウーファー）の 3 つの電気音響トランスデューサーが含まれています。最初の 2 つのトランスデューサーは、高品質のサウンド再生に大きな体積を必要としないため、すでにパッケージ化された状態で提供されます。また、ウーファーは大きな体積を必要とするため、そのハウジングがスピーカーキャビネットになります。新しい技術ソリューションは、ウーファーキャビネットの物理的寸法をウーファー自体の寸法まで縮小し、キャビネット内でも供給できる可能性を開き、スピーカーキャビネットに対する特別な要件がなくなります。

たとえば、10 インチウーファーを 6 リットルの制振媒体で囲むと、次のようなパフォーマンスが得られます。

周波数範囲 (0,5 dB の不均一と 31,5 Hz ～ 6 dB の低下あり) - 31,5 ～ 1250 Hz。
最大音圧は110dBです。
高調波係数 90 dB - 0,5%

表 1. 制限と現在のオーディオ精度。
主なパラメータ。	可聴範囲の電気信号の数値記録と再生。	男の限界。	世界最高水準の電気音響変換器（出力スピーカー） MONOLITH-111X	国産スピーカー 35-AC (音楽愛好家向け)	国内トップスピーカー3 SL-113
周波数再生帯域、Hz。	10-20000	16-22000	28-24000	50-20000	63-25000
周波数応答の不均一性、dB。	0.5	0.5	⁺/_-2	⁺/_-5	⁺/_-3
非線形歪み (クリアファクター)、%。	0.005	0.05	1	12	2
ダイナミックレンジ、dB。	90	120	120	100	110
優先ラウドネス (ダイナミックレンジ)、dB。	-	アマチュアの場合は80。プロ向け90	-	-	-
容量、リットル。	-	-	380	70	125
費用、米ドル。	500	-	カップルで7000円	カップルで300円	カップルで500円

新吸音材により、スピーカー内部で発生する音圧を50倍(!)低減
図。 1

新吸音材により、スピーカー内部で発生する音圧を50倍(!)低減
図。 2

最新のサブウーファーと比較して、提案されたソリューションを使用した低周波数の再生は、密閉型の音響設計であっても、半オクターブ深くなり、コーンは自由空間内でしか空気圧負荷を受けず、スピーカーシステムの自己共振が消失することから分かるように、媒体は粘性です。これらすべてにより、高調波歪みが非常に低くなります。新しい技術的解決策が桁違いの小型化を実現し、アンプや高価なデジタルフィルターを必要とせず、価格も数倍低いことを考慮すると、現代のサブウーファーは「一歩脇に置いたもの」、つまり「古典的な音響システムを使用した場合に最も深い低音を実現する際の深刻な限界を認識することによって生み出される絶望のしぐさ」であると信じる人々は、無意識のうちに固まり始めます。重低音の問題を解決する本当の方法は、「高品質サウンド再生装置」の発明に関するロシア特許第 2107949 号を公開しています。

著者: 科学博士 I. Vozhenin; 出版物: compnet.ru/nika

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