Technológie, Všetky články

Špeciálne závesy meničov TMD (tuned mass damper) hifi reproduktorov Focal

Závesy meničov TMD od značky Focal

Posadnutosť stredovým frekvenčným pásmom

V bežnom hifi reproduktore je najkomplikovanejšie ukontrolovať pohyb stredového meniča. Na jednej strane, prechod medzi basovým a stredovým frekvenčným pásmom musí byť plynulý. Na strane druhej, stredový menič musí byť taktiež zladený s výškovým meničom z hľadiska rozptylu zvuku a zrýchlenia pri zdvihu. Tieto atribúty určujú homogenitu zvukového podpisu reproduktora a priestorovosť reprodukovaného zvuku.

Posledných 20 rokov sa inžinieri značky Focal sústredili na perfektné zvládnutie tzv. bodu zlomu, čo je frekvencia, pri ktorej sa kužeľ membrány deformuje a vzniká tak skreslenie. Druhý problém, ktorý dlhodobo zamestnával vývojový tím je zníženie rezonancie výškového meniča. V dnešnej dobe, vďaka možnostiam analýzy konvenčných prvkov bolo možné vyvinúť softvér na vizualizáciu dynamického správania sa závesu meniča, ktorý spája membránu s košom, čím sa podarilo odhaliť výkonnostné problémy, ktoré si vyžadovali pozornosť.

Špeciálne závesy meničov hifi reproduktorov Focal

Modelový rad hifi reproduktorov Focal Sopra

Špeciálny záves TMD s vyladeným tlmením kinetickej energie pri zdvihu

Po odhalení už spomínaných problémov bolo nutné vymyslieť zariadenia na ich odstránenie. Všetky doposiaľ známe riešenia na zvýšenie tlmiaceho účinku závesu vedú k zbytočnému zvýšeniu hmotnosti, čo vo výsledku ovplyvňuje celkovú detailnosť zvuku. Odpoveď priniesla technológia, ktorá sa používa najmä v mrakodrapoch odolných voči zemetraseniu a v odpruženiach pretekárskych áut. Táto technológia sa nazýva TMD (ladený hmotnostný tlmič). Prídavná hmota na závese kmitá v protipohybe k rezonančnej frekvencii, aby ju regulovala.

Pri aplikovaní na reproduktory toto riešenie spočíva v použití dvoch rúrkových krúžkov na závese, ktorých rozmery a poloha boli určené výpočtom. Tieto rúrkové krúžky na meniči tvoria hmotnostný tlmič a stabilizujú dynamické správanie závesu meniča v závislosti od rezonančnej frekvencie, čím zabraňujú deformácií kužeľa bez toho, aby akokoľvek ovplyvnili dynamiku. Táto inovácia mala na výsledný zvuk taký obrovský vplyv, že spoločnosť Focal ju má dokonca aj patentovanú.

Špeciálne závesy meničov hifi reproduktorov Focal Aria EVO X

Modelový rad hifi reproduktorov Focal Aria EVO X

Špeciálne závesy meničov TMD hifi reproduktorov Focal Utopia III EVO

Modelový rad hifi reproduktorov Focal Utopia III EVO

Vizualizácia fungovania hmotnostného tlmiča TMD na závese

Ako sme už spomínali, hmotnostný tlmič TMD na závese sa skladá z dvoch rúrkových prstencov vytvarovaných na závese meniča. Na prvom animovanom obrázku je možné vidieť štandardný záves meniča. Na druhom je vyobrazený záves s tlmičom TMD. Toto jednoduché riešenie, zdokonalené vďaka špecializovanému softvéru, stabilizuje dynamické správanie závesu podľa rezonancie, čím zabraňuje deformácií kužeľa membrány bez toho, aby utrpela dynamika.

Viazualizácia práce meniča bez TMD

Vizualizácia pohybu závesu meniča, ktorý nie je vybavený technológiou TMD.

Vizualizácia práce meniča s TMD

Vizuaizácia pohybu meniča s TMD závesom.

Princíp fungovania hmotnostného tlmiča TMD

Graf vľavo znázorňuje princíp hmotnostného tlmiča. Červenou farbou je znázornený systém m1/k1 s veľmi výraznou rezonanciou. Pridaním sústavy hmota/pružina m2/k2 (horná časť grafu) vzniknú dva rezonančné vrcholy, ako znázorňuje modrá krivka. Zelená krivka znázorňuje pokles alebo protirezonanciu, ktorá je založená na rezonancii hlavnej sústavy. Nakoniec, dôvtipným pridaním tlmiča dostaneme fialovú krivku, na ktorej vidno, že rezonancia sa takmer stratila.

Princíp fungovania meniča s TMD závesom

Meranie a analýza

Porovnanie frekvenčnej odozvy meniča s TMD a bez TMD

Lepšia linearita frekvenčnej odozvy medzi 1-2kHz a frekvenčné rozšírenie vďaka exponenciálnemu profilu kužeľa. Frekvenčná odozva najnovšieho stredového meniča (modrá stopa) v porovnaní s predchádzajúcou generáciou stredových meničov s kužeľom W. K výsledku prispievajú aj vylepšenia magnetického obvodu. Poznámka: Pokles pri 3kHz v modrej krivke je spôsobený tým, že testovaný reproduktor nebol vybavený prachovou krytkou.

Efekt TMD meniča na linearizáciu frekvenčneje krivky.

Vplyv harmonického tlmiča na linearizáciu frekvenčnej charakteristiky medzi 1,5 a 2kHz (modrá krivka zobrazuje menič s TMD, červená krivka zobrazuje menič bez TMD).

Vplyv TMD závesu na harmonické skreslenie

Vplyv harmonického tlmiča na nelineárne skreslenie, ktoré sa zníži na polovicu medzi 1,5 a 2kHz (modrá krivka zobrazuje menič s TMD, červená krivka zobrazuje menič bez TMD).

Modelové rady hifi reproduktorov Focal vybavené závesmi TMD

Aria EVO X (18)

Kanta (34)

Sopra (29)

Utopia III EVO (52)

author avatar
Róbert Balaško

Pridaj komentár