• Wytłumianie obudowy

    Każdy głośnik dynamiczny promieniuje falę dźwiękową tylną stroną membrany, tak naprawdę dźwięk to nic innego jak zmiana ciśnienia z określoną częstotliwością. Przy okazji pracujący głośnik pobudza do drgań obudowę, która również gra!. Niestety nie jest to pożądane, "grająca obudowa" wprowadza zniekształcenia. Aby zmniejszyć to zjawisko stosujemy wytłumienie oraz wzmocnienia wewnętrzne. O ile w przypadku obudowy z otworem część energii promieniowanej przez tylną stronę membrany jest wykorzystywana, o tyle w obudowie zamkniętej jest całkowicie niepotrzebna. Idealna obudowa to taka, w której głośnik pracuje w nieskończenie dużej odgrodzie akustycznej. Gdybyśmy zamontowali głośnik w ścianie domu tak, aby magnes znajdował się na zewnątrz budynku powstała by taka idealna obudowa. Rozwiązanie kosztowne, trudne i również ma swoje wady. W przypadku standartowych obudów fala która pochodzi z tylnej strony membrany odbija się od ścian obudowy tworząc fale stojące i rezonanse. Żeby zapobiec temu zjawisku falę akustyczną należy wytracić (zamienić na ciepło). Fala która wpada do materiału tłumiącego odbija się od jego wewnętrznych komórek, od siebie tworząc tarcie które zamieniane jest na ciepło - tym samym wytraca się.

    Niestety nie ma materiału który wytłumił by cały zakres częstotliwości (od 20 do 20000Hz). Każdy materiał tłumi dobrze pewien zakres częstotliwości, to zależy od jego masy, gęstości ułożenia, grubości, ilości wewnętrznych komórek i wielu innych czynników. Bardzo dobrym sposobem na zmniejszenie powstawania fal stojących w obudowie jest umieszczenie tylnej ściany pod kątem np 70 stopni, to spowoduje że fala nie odbije się prostopadle do przedniej ścianki.

    Niskich częstotliwości nie da się wytłumić żadnymi materiałami. Obudowa głośnikowa jest do tego celu za mała. Weźmy np. komorę bezechową. Dla tych którzy nie wiedzą co to, jest to sporych wielkości pokój w którym wykonuje się pomiary głośników, kolumn głośnikowych itp. Największa w Polsce komora bezechowa należy do Państwowej Agencji Radiokomunikacji, wymiary komory to: długość 22,1m, szerokość 14,1m, wysokość 8,6m.


    Na wszystkich ścianach komory są zamontowane kliny z wełny szklanej, lub materiałów o podobnych właściwościach, ich długość wynosi nawet 200cm, na podłodze znajduje się siatka, a pod nią takie same kliny. Dopiero w takim pomieszczeniu całkowicie pozbyto się rezonansów i fal stojących. Nigdy nie byłem w takiej komorze, ale z tego co słyszałem i czytałem trudno jest tam wytrzymać 30 min ze względu na "panującą tam straszą ciszę która doprowadza wręcz do bólu głowy". W przypadku niskich częstotliwości liczy się tylko sztywność obudowy. Obudowa powinna być zrobiona z możliwie grubych płyt, oprócz tego należy zastosować wzmocnienia wewnętrzne. Między przeciwległymi ściankami należy wstawiać belki, płyty np o szerokości 5cm, tworząc bryłę o jak największej sztywności. Czym obudowa jest większa tym usztywnień powinno być więcej, ponieważ zwiększają się odległości między ściankami. Przy głośnikach o dużej powierzchni membrany oraz dużej amplitudzie stosujemy przeważnie duże obudowy, wystarczy przyłożyć rękę do takiej obudowy i sprawdzić w którym miejscu pulsuje, tam wstawiamy belki i wzmocnienia. Pamiętajmy jednak, że to zmniejsza objętość. W kolumny B&W z serii MATRIX stosowany jest wewnętrzny szkielet wzmocnień (zdjęcie poniżej), rozwiązanie trudne w wykonaniu na własną rękę, ale bardzo skuteczne.


    W zakresie wyższego basu należy stosować elementy absorbujące drgania ścian, oprócz wzmocnień można stosować materiały bitumiczne, należy je przyklejać bezpośrednio do ścian obudowy, kawałki płyt pilśniowych i wiórowych (np kwadraty 10x10 cm o grubości 22mm co 10cm). Dobrym rozwiązaniem w przypadku kolumn wolnostojących jest stosowanie płyt o grubości 22mm nad i pod otworem dla głośnika. Dla przykładu, mamy kolumnę o wymiarach wewnętrznych 18x26cm (patrząc z góry), kolumna zawiera dwa głośniki niskośredniotonowe i jeden wysokotonowy. Wycinamy 3 prostokąty 18x26cm, a w nich prostokąt 10x18cm (aby powietrze mogło swobodnie przepływać). Takie prostokąty umieszczamy między otworami na głośniki. W przypadku monitorów można umieścić jeden taki prostokąt tuż nad głośnikiem niskośredniotonowym. Po pierwsze wzmocni to obudowę, a po drugie zmniejszy drgania przedniej ścianki przenoszone z kosza głośnika, to bardzo ważne. Przednia ścianka powinna być bardzo sztywna, dobrym sposobem jest złożenie jej z dwóch różnych płyt, np. 18mm MDF i 12mm zwykła płyta wiórowa, oczywiście sklejonych ze sobą. W przypadku obudów zamkniętych należy szczególnie zadbać o sztywność, ponieważ w obudowach tego typu powstaje duże ciśnienie wewnętrzne.
    Średnie częstotliwości można tłumić materiałami gąbczastymi, różnego rodzaju piankami, wełną mineralną itp.


    W najlepszych kolumnach jest stosowana wełna owcza. Ja radzę stosować kilka rodzajów materiałów, ponieważ każdy tłumi lepiej pewien zakres częstotliwości, a drugi gorzej. Różnego rodzaju gąbki należy umieszczać przy ścianach obudowy. Między ścianą, a materiałem tłumiącym powinna zostać zachowana odległość kilku cm (tłumienie może być np. w połowie odległości między ściankami), spowoduje to dużo większą skuteczność tłumienia. Wszelkiego rodzaju waty, wełny i rzadkie materiały należy umieszczać w całej objętości obudowy, luźno ułożone. W przypadku obudów bass-reflex nie należy wytłumiać w pobliżu końca otworu znajdującego się wewnątrz obudowy. Na koniec podam jakie obudowy jak wytłumiać:

    bass-reflex - na wszystkie ścianki gąbka 1...2cm z zachowaniem odległości 1cm od płyty. Nie należy wytłumiać w pobliżu wlotu otworu, objętość można wyłożyć wełną lub watą, jednak bardzo rzadką. Ogólnie obudowy bass-reflex wytłumiamy słabo.

    obudowa zamknięta - na ścianki gąbka 2...4cm, tu również wykładamy 1cm od płyty. Całą objętość należy mocno wytłumić wełną lub watą. Silne wytłumienie powoduje zmniejszenie się Qts głośnika oraz zwiększenie objętości od 15 do nawet 30% (różne dane i teorie). W przypadku obudów z Qtc większym niż 1 należy tłumić bardzo mocno.

    band-pass wentylowany z jednej strony - należy tłumić tylko komorę zamkniętą (tak samo jak w przypadku obudowy zamkniętej), komorę z otworem należy pozostawić nie wytłumioną.

    band-pass wentylowany z dwóch stron - tego rodzaju obudowy nie trzeba wytłumiać, stosuje się ją tylko w przypadku subwooferów, nie mamy tu komory zamkniętej więc wytłumienie nic nie daje.

    W przypadku zbyt mocnego wytłumienia obudowy bas może się zmniejszyć, dlatego najlepszym sposobem jest eksperymentowanie, w każdej chwili można wyjąć materiał tłumiący z obudowy, nie ma żadnego ryzyka uszkodzenia głośnika w przypadku kiedy "źle" wytłumimy obudowę. Dobre wytłumienie powoduje, że charakterystyka przetwarzania głośnika jest mniej poszarpana, czyli bardziej liniowa.

    Jarosław Sobólski
    js(at)data(dot)pl