Каталог моделей акустических систем на базе коаксиальных динамических головок Tannoy

«Gradus per gradus»

Рекомендации Григория Джаникяна (dzhanikyan@gmail.com)

Вопросы проектирования кроссоверов к коаксиалам Tannoy с учетом их акустических особенностей

Пространственная разнесенность акустических фокусов НЧ и ВЧ излучателей в коаксиальных головках Tannoy дает критическую разность фаз их сигналов в диапазоне частот сведения НЧ и ВЧ полос. Избежать чего можно было бы путем создания коаксиальной головки с акустическими фокусами совмещенными в одной точке. Но даже обеспечив совпадение акустических фокусов, нельзя забывать о кроссовере. Сами по себе частотные фильтры кроссоверов обладают нелинейными фазо-частотными характеристиками. Поэтому для синфокусной коаксиальной головки подойдут только те кроссоверы, частотные фильтры которых обеспечивают синфазность выходных НЧ и ВЧ сигналов в диапазоне частот сведения полос.

Если взглянуть на схемы разрезов коаксиальных головок Tannoy разных калибров (от 6,5" до 15"), можно увидеть разные величины расстояний L_F между акустическими фокусами НЧ и ВЧ излучателей: от 13 см до 26 см (см. иллюстрации ниже). Это означает, что при выборе частоты раздела полос необходимо также учитывать фазо-частотные характеристики выбранной схемы НЧ и ВЧ фильтров. Чтобы нагнать волну от НЧ-излучателя, акустической волне от ВЧ-излучателя необходимо преодолеть расстояние L_F со скоростью звука. Поэтому необходимо подобрать характеристики кроссовера так, чтобы на частоте раздела полос F_c кроссовер нивелировал бы возникающий сдвиг фаз акустических волн Δφ:

Δφ = 2π × L_F × F_c / s,

где s — скорость звука (примерно 34 000 см/с).

Если посмотреть на варианты со сдвигом фазы на 360, 270, 180 и 90 градусов, то для приведенных ниже вариантов L_F получим следующие расчетные частоты раздела полос:

LF	Fc для Δφ = 2π	Fc для Δφ = 1,5π	Fc для Δφ = π	Fc для Δφ = ½π
13 см	2600 Гц	1950 Гц	1300 Гц	650 Гц
17 см	2000 Гц	1500 Гц	1000 Гц	500 Гц
23 см	1490 Гц	1118 Гц	745 Гц	372 Гц
25,6 см	1328 Гц	996 Гц	664 Гц	332 Гц

Таким образом, для головки с L_F = 25.6 см необходимо использовать в кроссовере фазосогласованные частотные НЧ и ВЧ-фильтры на частоте раздела полос, а в качестве частоты раздела выбирать F_c = 1328 Гц. В этом случае акустическая волна ВЧ-излучателя будет иметь нулевой сдвиг (360 градусов) по фазе относительно волны от НЧ-излучателя. То есть «горб» волны от ВЧ-излучателя как бы нагонит «горб» волны НЧ-излучателя.

А если у головки расстояние L_F равно 13 см, то если выбрать схему кроссовера, которая выдает выходные сигналы со сдвигом фаз относительно друг друга в 180 градусов на частоте F_c = 1300 Гц, тогда на этой частоте акустические волны от НЧ и ВЧ излучателей будут синфазны. Поскольку на частоте 1300 Гц длина акустической полуволны составляет как раз те самые 13 см, то излучаемая ВЧ-излучателем акустическая волна через 0,0007 с нагонит волну, излучаемую со сдвигом в 180 градусов НЧ-излучателем.