Kepungan pembesar suara

Kepungan pembesar suara atau kabinet pembesar suara merujuk kepada struktur, kebanyakan berbentuk kotak segi empat tepat, tempat pemacu pembesar suara seperti pembesar suara dan tweeter, berserta perkakasan elektronik yang berkaitan seperti litar silang dan, pada sesetengah kes, penguat kuasa, dipasang. Lampiran boleh berupa reka bentuk kotak segi empat tepat yang sederhana dan dibuat sendiri menggunakan bahan papan partikel untuk kabinet hi-fi, atau reka bentuk yang sangat kompleks dan mahal seperti yang digunakan dalam kabinet hi-fi reka bentuk komputer, yang menggabungkan bahan komposit, penyekat dalaman, tanduk, port refleks bes, dan penebat akustik. Saiz lampiran pembesar suara berkisar dari kabinet kecil "rak buku" dengan woofer 4-inci (10 cm) dan tweeter kecil yang direka untuk mendengar muzik dengan sistem hi-fi di rumah persendirian, hingga ke penutup subwoofer besar dan berat dengan pembesar suara 18-inci (46 cm) atau pun 21-inci (53 cm) yang digunakan dalam kabinet besar untuk sistem pengukuhan bunyi di konsert stadium, terutamanya untuk konsert muzik rock.

Peranan utama kepungan adalah untuk merintangi gelombang bunyi yang dihasilkan oleh permukaan diafragma yang menghadap ke belakang pada pemacu pembesar suara terbuka supaya tidak berinteraksi dengan gelombang bunyi yang dijana di bahagian hadapan pemacu pembesar suara. Oleh kerana bunyi yang dihasilkan ke hadapan dan ke belakang berada di luar fasa antara satu sama lain, sebarang interaksi di antara keduanya dalam ruang pendengaran menghasilkan distorsi isyarat asal kerana ia cuba diterbitkan semula. Oleh itu, pembesar suara tidak dapat digunakan tanpa pemasangan dalam penyekat tertentu, seperti kotak tertutup, kotak berventilasi, penyekat terbuka, atau dinding dan siling (sekat tak terbatas).

Kekepungan juga memainkan peranan dalam menguruskan getaran yang disebabkan oleh bingkai pemacu dan jisim udara yang bergerak dalam kekepungan, serta haba yang dijana oleh gegelung suara dan penguat suara pemandu (terutamanya yang berkaitan dengan woofer dan subwoofer). Kadangkala dianggap sebagai sebahagian daripada kekepungan, pangkalan, mungkin termasuk "kaki" yang direka khas untuk memisahkan pembesar suara dari lantai. Penutup yang direka untuk digunakan dalam sistem PA, sistem pengukuhan bunyi, dan untuk digunakan oleh pemain alat muzik elektrik (contohnya, kabinet amp bass) mempunyai beberapa ciri untuk menjadikannya lebih mudah untuk diangkut, seperti pemegang membawa di bahagian atas atau sisi, logam atau pelindung sudut plastik, dan jeriji logam untuk melindungi pembesar suara. Lampiran pembesar suara yang direka bentuk untuk digunakan di rumah atau studio rakaman biasanya tidak mempunyai pemegang atau pelindung sudut, walaupun ia biasanya masih mempunyai penutup kain atau jejaring untuk melindungi woofer dan tweeter. Jeriji pembesar suara ini ialah jaringan logam atau kain yang digunakan untuk melindungi pembesar suara dengan membentuk penutup pelindung di atas kon pembesar suara sambil membenarkan bunyi melalui tanpa herot.

Penutup pembesar suara digunakan di rumah dalam sistem stereo, sistem pawagam rumah, televisyen, kotak boom dan banyak peralatan audio lain. Penutup pembesar suara kecil digunakan dalam sistem stereo kereta . Kabinet pembesar suara ialah komponen utama beberapa aplikasi komersial, termasuk sistem pengukuhan bunyi, sistem bunyi teater filem dan studio rakaman . Alat muzik elektrik yang dicipta pada abad ke-20, seperti gitar elektrik, bes elektrik dan pensintesis, antara lain, dikuatkan menggunakan penguat instrumen dan kabinet pembesar suara (cth, kabinet pembesar suara penguat gitar ).

Pada awalnya, pembesar suara radio terdiri daripada hon, selalunya dijual berasingan daripada radio itu sendiri (biasanya kotak kayu kecil yang mengandungi litar elektronik radio^[1]), jadi ia biasanya tidak diletakkan di dalam kekepungan.^[2] Apabila pembesar suara kon kertas diperkenalkan pada pertengahan 1920-an, kabinet radio mula dibuat lebih besar untuk menyertakan kedua-dua elektronik dan pembesar suara. Kabinet ini dibuat sebahagian besarnya untuk kepentingan penampilan, dengan pembesar suara hanya dipasang di belakang lubang bulat di kabinet. Adalah diperhatikan bahawa kekepungan mempunyai kesan yang kuat pada tindak balas bass pembesar suara.^[3] Memandangkan bahagian belakang pembesar suara memancarkan bunyi keluar dari fasa dari hadapan, mungkin terdapat gangguan yang membina dan merosakkan untuk pembesar suara tanpa penutup, dan di bawah frekuensi yang berkaitan dengan dimensi penyekat dalam pembesar suara bercelaru terbuka.

Sebelum tahun 1950-an, kebanyakan pengeluar tidak menyertakan sepenuhnya kabinet pembesar suara mereka; bahagian belakang kabinet biasanya dibiarkan terbuka. Ini dilakukan atas beberapa sebab, terutamanya kerana pada masa itu, peralatan elektronik (terutamanya peralatan tiub) dapat ditempatkan di dalam dan dibiarkan sejuk secara semulajadi dalam kekepungan terbuka.

Kebanyakan jenis kepungan yang dibincangkan dalam artikel ini dicipta sama ada untuk menghalang keluaran bunyi dari satu sisi pemandu atau untuk mengubah sifat suara tersebut agar dapat meningkatkan bunyi yang dihasilkan dari sisi lain.

Penutup yang digunakan untuk woofer dan subwoofer boleh dimodelkan secukupnya di kawasan frekuensi rendah (kira-kira 100–200 Hz dan ke bawah) menggunakan akustik dan model komponen terkumpul . Teori penapis elektrik telah digunakan dengan banyak kejayaan untuk beberapa jenis kepungan. Untuk tujuan analisis jenis ini, setiap kepungan mesti dikelaskan mengikut topologi tertentu. Pereka bentuk mesti mengimbangi sambungan bass rendah, tindak balas frekuensi linear, kecekapan, herotan, kenyaringan dan saiz kepungan, sambil pada masa yang sama menangani isu yang lebih tinggi dalam julat frekuensi boleh didengar seperti pembelauan dari tepi kepungan, kesan langkah penyekat apabila panjang gelombang menghampiri dimensi kepungan, crossover dan gabungan pemandu.

Jisim bergerak pemandu pembesar suara dan pematuhan (kekenduran atau kekakuan timbal balik penggantungan) menentukan frekuensi resonans pemandu ( F _s ). Dalam kombinasi dengan sifat redaman sistem (kedua-dua mekanikal dan elektrik) semua faktor ini mempengaruhi tindak balas frekuensi rendah sistem kotak tertutup. Tindak balas sistem pembesar suara kotak tertutup telah dikaji secara meluas oleh Small dan Benson, antara yang lain. Output jatuh di bawah frekuensi resonans sistem ( F _c ), ditakrifkan sebagai frekuensi impedans puncak. Dalam pembesar suara kotak tertutup, udara di dalam kotak bertindak sebagai spring, mengembalikan kon ke kedudukan 'sifar' tanpa adanya isyarat. Peningkatan ketara dalam volum berkesan pembesar suara kotak tertutup boleh dicapai dengan mengisi bahan gentian, biasanya gentian kaca, gentian asetat terikat (BAF) atau bulu gentian panjang. Peningkatan volum berkesan boleh sebanyak 40% dan disebabkan terutamanya oleh pengurangan kelajuan perambatan bunyi melalui bahan pengisi berbanding dengan udara. Kepungan atau pemacu mesti mempunyai kebocoran kecil supaya tekanan dalaman dan luaran boleh menyamai dari semasa ke semasa, untuk mengimbangi perubahan dalam tekanan barometrik atau ketinggian; sifat berliang kon kertas, atau kepungan yang tidak tertutup sempurna, biasanya mencukupi untuk memberikan penyamaan tekanan perlahan ini.

Satu variasi pada pendekatan 'penyekat terbuka' adalah untuk memasang pemacu pembesar suara dalam kepungan tertutup yang sangat besar, memberikan daya pemulihan 'air spring' yang minimum pada kon. Ini meminimumkan perubahan dalam frekuensi resonans pemandu yang disebabkan oleh kepungan. Tindak balas frekuensi rendah sistem pembesar suara penyekat tak terhingga telah dianalisis secara meluas oleh Benson. Beberapa 'kepungan' penyekat tak terhingga telah menggunakan bilik bersebelahan, ruang bawah tanah, atau almari atau loteng. Ini selalunya berlaku dengan pemasangan woofer berputar eksotik, kerana ia bertujuan untuk pergi ke frekuensi yang lebih rendah daripada 20 Hz dan menyesarkan isipadu udara yang besar. "Penyekat tak terhingga" atau ringkasnya "IB" juga digunakan sebagai istilah generik untuk kepungan bertutup dalam sebarang saiz, nama itu digunakan kerana keupayaan kepungan tertutup untuk menghalang sebarang interaksi antara sinaran hadapan dan belakang pemandu pada tahap rendah frekuensi.

Suspensi akustik atau suspensi udara ialah variasi kepungan kotak tertutup, menggunakan saiz kotak yang mengeksploitasi spring udara hampir linear, menghasilkan titik potong frekuensi rendah −3 dB pada 30–40 Hz dari kotak hanya satu hingga dua kaki padu atau lebih. Suspensi "spring" yang memulihkan kon kepada kedudukan neutral ialah gabungan suspensi woofer (lembut) yang sangat patuh dan udara di dalam kepungan. Pada frekuensi di bawah resonans sistem, tekanan udara yang disebabkan oleh gerakan kon adalah daya dominan. Dibangunkan oleh Edgar Villchur pada tahun 1954, teknik ini digunakan dalam barisan "rak buku" Penyelidikan Akustik yang sangat berjaya pada tahun 1960-an–70-an. Prinsip penggantungan akustik memanfaatkan spring yang agak linear ini. Kelebihan lineariti penggantungan bagi sistem jenis ini adalah satu kelebihan. Untuk pemandu tertentu, kabinet penggantungan akustik yang optimum akan lebih kecil daripada refleks bes, tetapi kabinet refleks bes akan mempunyai titik −3 dB yang lebih rendah. Kepekaan voltan di atas kekerapan penalaan kekal sebagai fungsi pemandu, dan bukan reka bentuk kabinet.

Konfigurasi pembesar suara isobarik diperkenalkan pertama kali oleh Harry F. Olson pada awal 1950-an, merujuk kepada sistem di mana dua atau lebih woofer yang sama (pemandu bes) beroperasi secara serentak, dengan badan udara tertutup biasa yang bersebelahan dengan satu sisi setiap diafragma. Dalam aplikasi praktikal, ia paling kerap digunakan untuk meningkatkan tindak balas frekuensi rendah tanpa meningkatkan saiz kabinet, walaupun dengan mengorbankan kos dan berat. Dua pembesar suara yang sama digandingkan untuk berfungsi bersama sebagai satu unit: ia dipasang satu di belakang yang lain dalam selongsong untuk menentukan ruang udara di antaranya. Isipadu ruang "isobarik" ini biasanya dipilih untuk menjadi agak kecil atas sebab kemudahan. Kedua-dua pemandu yang beroperasi seiring mempamerkan tingkah laku yang sama seperti satu pembesar suara dalam dua kali kabinet.

Juga dikenali sebagai sistem vented (atau ported), kepungan ini mempunyai bolong atau lubang yang dipotong ke dalam kabinet dan tiub port dilekatkan pada lubang, untuk meningkatkan output frekuensi rendah, meningkatkan kecekapan atau mengurangkan saiz kepungan. Reka bentuk refleks bass digunakan dalam pembesar suara stereo rumah (termasuk kedua-dua kabinet pembesar suara harga rendah hingga sederhana dan kabinet hi-fi yang mahal), kabinet pembesar suara penguat bass, kabinet penguat papan kekunci, kabinet subwufer dan kabinet pembesar suara sistem PA . Kabinet berventilasi atau beralih menggunakan bukaan kabinet atau mengubah dan menghantar tenaga frekuensi rendah dari bahagian belakang pembesar suara kepada pendengar. Mereka sengaja dan berjaya mengeksploitasi resonans Helmholtz . Seperti kepungan tertutup, ia mungkin kosong, berlapik, diisi atau (jarang) disumbat dengan bahan redaman. Kekerapan penalaan port ialah fungsi luas keratan rentas port dan panjangnya. Jenis kepungan ini sangat biasa, dan memberikan lebih banyak tahap tekanan bunyi berhampiran frekuensi penalaan daripada kepungan tertutup dengan volum yang sama, walaupun ia sebenarnya mempunyai output frekuensi rendah yang kurang pada frekuensi jauh di bawah frekuensi pemotongan, memandangkan "gulungan" adalah lebih curam (24 dB/oktaf berbanding 12 dB/oktaf untuk kepungan tertutup). Malcolm Hill mempelopori penggunaan reka bentuk ini dalam konteks acara langsung pada awal 1970-an.

Reka bentuk sistem ventilasi menggunakan pemodelan komputer telah diamalkan sejak kira-kira 1985. Ia secara meluas menggunakan teori yang dibangunkan oleh penyelidik seperti Thiele, Benson, Small, dan Keele, yang telah secara sistematik menggunakan teori penapis elektrik untuk menerangkan tingkah laku akustik pembesar suara dalam kepungan. Khususnya, Thiele dan Small menjadi sangat terkenal dengan kerja mereka. Walaupun pembesar suara porting telah dihasilkan selama bertahun-tahun sebelum pemodelan komputer, mencapai prestasi optimum adalah mencabar, kerana ia melibatkan gabungan kompleks sifat pemacu tertentu, kepungan, dan port, disebabkan pemahaman yang tidak sempurna tentang pelbagai interaksi. Kepungan ini sangat peka terhadap variasi kecil dalam ciri pemandu dan memerlukan pemantauan kawalan kualiti yang teliti untuk mencapai prestasi yang seragam merentasi pengeluaran. Port bes digunakan secara meluas dalam subwoofer untuk sistem PA dan sistem pengukuhan bunyi, dalam kabinet pembesar suara amp bass, dan dalam kabinet pembesar suara amp papan kekunci.

Pembesar suara radiator pasif menggunakan pemacu "pasif" kedua, atau dron, untuk menghasilkan sambungan frekuensi rendah yang serupa, atau peningkatan kecekapan, atau pengurangan saiz kepungan, serupa dengan kepungan beralih. Small dan Hurlburt telah menerbitkan hasil penyelidikan ke dalam analisis dan reka bentuk sistem pembesar suara radiator pasif. Prinsip radiator pasif dikenal pasti sebagai amat berguna dalam sistem padat di mana realisasi port atau lubang adalah sukar atau mustahil, tetapi ia juga boleh digunakan dengan memuaskan untuk sistem yang lebih besar. Pemacu pasif tidak disambungkan ke penguat; sebaliknya, ia bergerak sebagai tindak balas kepada perubahan tekanan kepungan. Secara teorinya, reka bentuk sedemikian adalah variasi daripada jenis refleks bes, tetapi dengan kelebihan mengelakkan port atau tiub yang agak kecil di mana udara bergerak, kadangkala menghasilkan bunyi bising. Pelarasan penalaan untuk radiator pasif biasanya dicapai dengan lebih cepat berbanding dengan reka bentuk refleks bass kerana pembetulan sedemikian boleh dilakukan dengan mudah seperti pelarasan jisim pada dron. Kelemahannya ialah radiator pasif memerlukan pembinaan ketepatan seperti pemandu, sekali gus meningkatkan kos, dan mungkin mempunyai had persiaran.

Fail:Multiple entry horn.png

Tanduk masuk berbilang (juga dikenali sebagai tanduk pekali, tanduk perpaduan, atau tanduk sinergi) merupakan reka bentuk manifold pembesar suara; ia menggunakan beberapa pemacu berbeza yang dipasang pada hon pada jarak yang dilangkah dari puncak tanduk, di mana pemandu frekuensi tinggi diletakkan. Bergantung pada pelaksanaan, reka bentuk ini menawarkan peningkatan dalam tindak balas sementara setiap pemacu diselaraskan dalam fasa dan masa, dan keluar dari mulut hon yang sama. Corak sinaran yang lebih seragam di seluruh julat frekuensi juga mungkin. Corak seragam ini berguna untuk menyusun pelbagai kepungan dengan lancar.

Kedua-dua belah pemandu berkuasa tinggi dengan pengembaraan panjang dalam kandang hon yang ditoreh dialihkan ke dalam hon itu sendiri, dengan satu laluan panjang dan satu lagi pendek. Kedua-dua laluan ini bergabung dalam fasa di mulut tanduk dalam julat frekuensi yang diminati. Reka bentuk ini sangat berkesan pada frekuensi subwoofer dan menawarkan pengurangan saiz kepungan bersama-sama dengan peningkatan output.

Kepungan pembesar suara talian penghantaran yang sempurna mempunyai garisan panjang yang tidak terhingga, disumbat dengan bahan penyerap supaya semua sinaran belakang pemandu diserap sepenuhnya, hingga ke frekuensi terendah. Secara teorinya, bolong di bahagian paling hujung boleh ditutup atau dibuka tanpa perbezaan prestasi. Ketumpatan dan bahan yang digunakan untuk pemadat adalah kritikal, kerana pemadat yang terlalu banyak akan menyebabkan pantulan akibat tekanan belakang, manakala pemadat yang tidak mencukupi akan membenarkan bunyi masuk ke bolong. Sumbat selalunya diperbuat daripada bahan dengan ketumpatan yang berbeza, yang berubah apabila seseorang semakin jauh dari belakang diafragma pemandu.

Berikutan daripada perkara di atas, pembesar suara talian penghantaran praktikal bukanlah talian penghantaran yang benar, kerana biasanya terdapat keluaran daripada bolong pada frekuensi terendah. Ia boleh dianggap sebagai pandu gelombang di mana struktur mengalihkan fasa keluaran belakang pemandu sekurang-kurangnya 90° , dengan itu mengukuhkan frekuensi berhampiran frekuensi resonans udara bebas pemandu <i id="mwAVQ">F <sub id="mwAVU">s</sub></i> . Talian penghantaran cenderung lebih besar daripada lampiran port yang mempunyai prestasi yang hampir setanding, disebabkan saiz dan panjang panduan yang diperlukan (biasanya 1/4 panjang gelombang yang paling menarik minat).

Reka bentuk ini sering dijelaskan sebagai tidak resonan, dan beberapa daripadanya cukup diisi dengan bahan penyerap yang menyekat keluaran daripada port talian. Tetapi walaupun begitu, terdapat resonans yang wujud (biasanya pada 1/4 panjang gelombang) yang boleh meningkatkan tindak balas bass dalam jenis kepungan ini, walaupun dengan pemadat yang kurang menyerap. Salah satu contoh pendekatan reka bentuk kepungan ini adalah projek yang diterbitkan dalam Wireless World oleh Bailey pada awal 1970-an, dan reka bentuk komersial IMF Electronics yang kini tidak lagi berfungsi, yang mendapat pujian kritikal pada masa itu.

Variasi pada kepungan talian penghantaran menggunakan tiub tirus, dengan terminal (bukaan/port) mempunyai kawasan yang lebih kecil daripada tekak. Tiub tirus boleh digulung untuk penutup pemacu frekuensi rendah untuk mengurangkan dimensi sistem pembesar suara, menghasilkan penampilan seperti cangkerang. Bose menggunakan teknologi yang dipatenkan serupa pada sistem muzik Wave dan Acoustic Waveguide mereka.

Simulasi berangka oleh Augspurger dan King telah membantu memperhalusi teori dan reka bentuk praktikal sistem ini.

Resonator gelombang suku ialah talian penghantaran yang ditala untuk membentuk gelombang suku berdiri pada frekuensi agak di bawah frekuensi resonans pemandu F _s . Apabila direka bentuk dengan betul, port yang berdiameter jauh lebih kecil daripada paip utama yang terletak di hujung paip kemudian menghasilkan sinaran ke belakang pemandu mengikut fasa dengan pemandu pembesar suara itu sendiri; sangat menambah kepada output bass. Reka bentuk sedemikian cenderung untuk menjadi kurang dominan dalam frekuensi bes tertentu berbanding reka bentuk refleks bes yang lebih biasa dan pengikut reka bentuk tersebut menuntut kelebihan dalam kejelasan bes dengan kesesuaian frekuensi asas yang lebih baik dengan nada. Beberapa pereka pembesar suara seperti Martin J. King dan Bjørn Johannessen menganggap istilah "suku kepung gelombang" sebagai istilah yang lebih sesuai untuk kebanyakan talian penghantaran dan kerana secara akustik, suku panjang gelombang menghasilkan gelombang berdiri di dalam kepungan yang digunakan untuk menghasilkan tindak balas bass yang terpancar daripada Pelabuhan. Reka bentuk ini boleh dianggap sebagai reka bentuk talian penghantaran yang dimuatkan secara besar-besaran atau reka bentuk refleks bes, serta kepungan suku gelombang. Resonator gelombang suku telah menyaksikan kebangkitan semula sebagai aplikasi komersial dengan permulaan pemacu neodymium yang membolehkan reka bentuk ini menghasilkan sambungan bass yang agak rendah dalam kepungan pembesar suara yang agak kecil.Resonator gelombang suku merujuk kepada talian penghantaran yang diatur sedemikian rupa untuk membentuk gelombang suku berdiri pada frekuensi yang agak di bawah frekuensi resonans pemandu F s . Dengan rekabentuk yang tepat, port yang berdiameter jauh lebih kecil daripada paip utama, terletak di hujung paip, mampu menghasilkan gelombang suku yang berfasa dengan pemandu pembesar suara itu sendiri, secara signifikan meningkatkan output bass. Reka bentuk ini cenderung menjadi kurang dominan pada frekuensi tertentu berbanding reka bentuk refleks bes yang lebih umum, dan para pereka mengutamakan kejelasan bes serta kesesuaian frekuensi asas yang lebih baik dengan nada. Beberapa pereka pembesar suara, termasuk Martin J. King dan Bjørn Johannessen, merasakan bahawa istilah "suku kepung gelombang" lebih sesuai untuk menjelaskan kebanyakan talian penghantaran ini. Secara akustik, panjang gelombang suku mencipta gelombang berdiri dalam kepungan, yang digunakan untuk mencapai tindak balas bass melalui pelabuhan. Reka bentuk ini dapat dianggap sebagai varian talian penghantaran yang dimuatkan besar atau reka bentuk refleks bes, dan melibatkan penggunaan kepungan suku gelombang. Keberanian semula penggunaan resonator gelombang suku sebagai aplikasi komersial terjadi seiring dengan perkembangan pemacu neodymium, membolehkan reka bentuk ini menghasilkan sambungan bass yang rendah dalam pembesar suara yang kompak.