Proiect incinta Back Loaded Horn cu difuzor coaxial PAUDIO BM12- CXA
Una din cele mai bune metode a a putea avea o auditie impecabila este de a folosi o incinta cu difuzor coaxial . Sa vedem care sunt principalele avantaje ale difuzorului coaxial :
1. Sunetul produs de o sursa punctiforma se propaga fara intirzierea data de distantele dintre difuzoarele de joase si inalte , rezultatul fiind o reproducere foarte echilibrata si de inalta rezolutie .
2. Recompunerea sunetului se face doar cu doua membrane , una pentru joase iar alta pentru inalte . Membrana de joase are si rolul de a ghida undele de frecventa inalta ce sunt produse de difuzorul de frecvente inalte si poate fi considerata ca un fel de horn stationar ( la un Xmax de +/- 3mm , nu poate fi vorba de distorsiuni produse de efectul Dopler ) .
Structura tipica , pe doua cai , simplifica substantial filtrul de separare si astfel se ameliaoreaza raspunsul in regim tranzitoriu .
3. Alaturarea celor doi magneti si cuplarea acestora intr-un circuit magnetic comun , duce la o marire a fortei electromotoare si a presiunii acustice dezvoltate .
4. Distorsiunile sunt mai mici , prin reducerea efectului de histerzis .
5. Deschiderea catre exterior a difuzorului de joase face ca racirea sa fie mult mai buna . Acest avantaj va face ca difuzorul sa aiba o compresie mai mica decit cele cu racire prin spatele difuzorului .
6. Imaginea stereofonica ( sound stage ) este mult mai buna si mai definita .
Difuzorul coaxial nu este ceva nou .
Multe firme celebre au avut un mare succes in realizarea unor incinte cu difuzoare coaxiale .
Unele dintre aceste firme ce au facut istorie sunt firmele Tanoy si Lowther , care de mai multe zeci de ani construiesc incinte cu astfel de difuzoare si le comercializeaza cu preturi de mai multe mii de dolari . Performantele incintelor cu difuzoare coaxiale sunt greu de egalat chiar si de incinte mult mai scumpe . Din pacate , aceste preturi sunt prohibite pentru majoritatea romanilor si chiar daca cineva vrea sa cheltuie acesti bani , va descoperi ca nu le poate folosi decit pentru o auditie impecabila si cam atit .
Cu totii suntem de acord ca uneori mai vrem sa dam muzica mai tare sau sa vizionam un film ca la cinematograf si sa beneficiem de un sunet puternic . Difuzoarele coaxiale destinate doar auditiei , nu pot face fata unei utilizari mai indelungate la o presiune acustica mare si datorita aceste situatii este bine sa se folosesca difuzoare coaxiale pentru aplicatii profesionale .
Acestea sunt mult mai rezistente si pot sa suporte mult mai bine nivelele mari , abuzurile sau erorile umane . Pretul este mult mai mic si poate fi abordabil pentru orice buget mediu .
Va propun un proiect de incinta acustica mai complex , dar foarte performant . Tipul boxei este asa numitul " Horn exponential cu incarcare pe spate " si numit in engleza " Back loaded horn " . Conceptul nu este nou si a fost dezvoltat de firma JBL in anii 70 . De atunci , acest tip de horn a fost perfectionat dar fara sa devina o boxa de masa , foarte cunoscuta . Pretul destul de mare al materialelor si mai ales costul imens a manoperei in fabricile de boxe a scos acest tip de incinta din productie chiar daca nu a fost inlocuit decat de omniprezentele incinte , cunoscute azi drept incinte de auditie si caracterizate de un raspuns catastrofal in tot ce inseamna presiune acustica si sunet puternic .
Pentru cineva care asculta muzica mai rar , sau pentru cei mai fuduli de urechi , astfel de boxa este inutila si prea mare , avind un volum exterior de 225 litri .
Nu o recomand !
Sa vedem ce avantaje are hornul intors , numit uneori si " tobogan exponential " .
1. Difuzorul amplasat direct pe panoul frontal anuleaza dezavantajele hornului clasic si duce la un sunet lipsit de coloratura specifica adaugata de orice horn normal . Comportamentul difuzorului la frecvente superioare punctului de 100 Hz este similar cu cel dintr-o incinta inchisa , adica , avind un raspuns tranzitoriu si un raspuns in impuls foarte bun precum si o redare naturala a sunetelor medii joase ( basii scurti de percutie , premier sau tumuri ).
2. Amplasarea hornului in spate , face ca sunetul din spatele difuzorului sa fie condus catre fata , in faza , cu o presiune acustica mai mare in registrul frecventelor joase . Aceasta " amplificare " anuleaza tendinta naturala difuzoarelor de a reproduce mai slab frecventele joase si prin suprapunere peste sunetul radiat catre fata se obtine o liniarizare a raspunsului global .
3. Hornul are cea mai bun comportament in ceea ce priveste liniaritatea fazei dintre toate tipurile de incinte cunoscute . Back loaded horn este un horn ce lucreaza doar pe joase , adica , tocmai acolo unde este de nevoie de un comportament bun si liniar .
4. SPL -ul global ( presiunea acustica ) este mare si poate sa dea rezultate excelente si in cazul folosirii unui amplificator mai slab , sau daca aceasta incinta este folosita de catre audiofili , in combinatie cu un amplificator cu tuburi electronice , in bucla deschisa si clasa A , la putere mica de numai cativa wati . De exemplu , la 2 x 5w , un BLH ( Back Loaded Horn ) poate sa produca un nivel mediu de cel putin 107 dB si virfuri de 112 dB , contribuind la o redare naturala a nivelelor ridicate , fara necesitatea utilizarii unor amplificatoare puternice si scumpe .
Dezavantajele BLH sunt :
- Dimensiunile mari .
- Constructia si acordarea incintei este consumatoare de timp , necesitand aptitudini si rabdare .
- Greutatea este cel mai mare impediment .
O incinta bine construita , din MDF de 19mm , cantareste cam 50 - 60 kg . Sotia nu va aprecia astfel de
" monstruleti " prin casa .
- Cine vrea sa le care la chefuri o sa aiba nevoie de prieteni buni si sanatosi .
Incinta propusa este construita si optimizata sa dea rezultate bune cu difuzorul P.Audio BM12CXA .
Magnetul puternic , optimizat pentru acest tip de utilizare , bobina de 2,5 inch / 63 mm cu fir de aluminiu rectangular bobinata pe suport din fibra de sticla , suspensia din materiale compozite si sasiul din aliaj de aluminiu au dus la alegerea acestui model de difuzor . Am evitat sa aleg alte modele mai eficiente pe inalte pentru ca se folosesc mici hornuri amplasate in cavitatea membranei . Aceste hornuri produc mai mult SPL dar cu pretul adaugarii unei coloraturi acustice pe care am considerat ca este bine sa o evitam . Un alt motiv este ca hornul este un filtru acustic tip trece banda . Solutia adoptata este un bun compromis intre fidelitate si SPL , inaltele fiind nelimitate de caracteristica unui horn , ajungand in acest fel la o banda de frecventa extinsa pina la 30khz – banda utila .
Inaltele sunt foarte puternice
Driverul cu membrana tip calota intoarsa din titaniu are o bobina de 44mm diametru si cintareste mai putin de 10 grame datorita conductorului din aluminiu cuprat ( CCAW – copper clad aluminium wire ) .
Difuzorul de joase are un SPL mediu de 100dB la 1W si urca pina la 126 - 128dB in virfuri . Raspunsul in frecventa este liniar in banda utila pentru ca dispune de un motor puternic si bine optimizat . Racirea este excelenta iar hornul interior este folosit si ca disipator de caldura .
Puterea de 300w este suficienta pentru orice utilizare , putand rezista la 400w sau chiar la 600 w , daca distorsiunile nu depasesc 1% . In graficul de mai jos , este prezentat raspunsul difuzorul intr-o incinta inchisa obisnuita de 55 litri pentru teste – masurat intr-o incapere anecoica , la puterea de 1w si fara a se folosi nici o retea de separare . Raspunsul acestui difuzor intr-o incinta tip BLH este mult mai liniar iar caracteristica de frecventa coboara mult mai bine in spectrul de joase .
Constructia efectiva se va face din MDF de 19mm , sau mai gros .
Sub nici o forma nu se va folosi PAL de 16mm sau mai subtire !
Ansamblarea se face cu holtzsuruburi de 6 x 35 mm si prin lipire cu cel mai bun aracet de timplarie disponibil . Nu se va face economie la elementele de fixare si intarire , raspunsul in frecventa a boxei fiind in stricta dependenta si proportional cu rigiditatea incintei . Volumele inchise din interiorul incintei se vor umple cu spuma poliuretanica prin intermediul unui orificiu de diametrul tubului sprayului cu spuma . Toboganul se va face pe niste formatoare din MDF de 19mm si va fi confectionat din straturi succesive de PFL de 3 - 4mm lipite intre ele cu aracet gros , aplicat cald ( 38 - 40 grade Celsius ) , unite in forma de sandwich si prinse cu holtzsuruburi pe formatoare . Daca este cazul , se va inari suplimentar cu holtzsurubri cu cap ingropat de 6 x 20 mm . Este bine sa se folosesca cel putin 3 straturi de PFL , din cel ce se utilizeaza la timplaria in pal melaminat , pentru spatele dulapurilor .
Volumul ramas liber in spatele toboganului se umple cu spuma si se va acorda o atentie deosebita acestei operatiuni pt. ca sa nu ramina spatii libere .
Antifonarea este o operatiune delicata si poate sa contribuie in mod semnificativ la acordajul incintei . Pentru ca NU ESTE O INCINTA BASS-REFLEX , amplasarea materialului fonoabsorbant se va face din putin in putin . Nu se va antifona decat peretele din spatele difuzorului si putin din capacul superior . Daca se doreste o micsorare a raspunsului in domeniul frecventelor medii , se vor antifona si peretii laterali ai camerei din spatele difuzorului si peretele inclinat din interior .
Eu recomand a se folosi lina sintetica sau vata minerala , lipite si fixate cu un material textil moale .
Nu se va antifona peretii hornului mare .
Finisarea este o chestiune de gust si nu influenteaza sunetul incintei .
Filtrul este bine a se concepe studiind atent caracteristicile si curbele caderilor naturale in frecventa ale difuzoarelor . Eu recomand sa se aleaga frecventa de 1200 Hz pentru filtrul trece jos , cu o panta de 6 dB / octava si cea de 3500 Hz pentru filtru trece sus , cu o panta de 12dB/ octava . Driverul este mai eficient si trebuie atenuat cu 3 dB . In functionare , raspunsul va fi liniar , cu o variatie mica ,
imperceptibila , de cel mult +/- 1,5 - 2 dB . Componentele filtrului trebuie sa fie cat mai bune , adica se vor face bobine in aer , cu conductor de 2mm diametru pentru joase si 1mm pentru sectiunea de inalte . Condensatoarele for fi numai de tipul MKT sau MKP , la cel putin 100V . Rezistentele trebuie sa fie mai mari de 20w pentru a nu se incalzi iar in lipsa valorilor cerute , se pot face grupari de rezistoare serie sau paralel pina se incadreaza in limitele minime .
Pentru cine vrea sa regleze cu mare precizie raspunsul incintei ii recomand sa foloseasca un potentiometru de putere ( 20 ohm / 50 - 60w ) , conectat in configuratie de rezistenta variabila pe bornele rezistentelor de putere si care sa varieze nivelul de atenuare a driverului de inalte , in functie de situatie , sau de genul programului muzical ascultat .
Banda de frecventa reprodusa de aceasta incinta este intre 40 Hz si 30Khz ( - 6dB ) si 50hz - 30 Khz masurat la 0 db cu o neliniaritate de +/- 1.5 dB .
ATENTIE !
Nu este o incinta usor de construit !
Timpul de realizare si finisare poate fi si de trei saptamani .
Costul estimat pentru o pereche de boxe complet echipate se situeaza intre 400 si 600 Euro , in functie de nivelul de finisare dorit .
Sunetul unei astfel de incinte este mai bun decat al unei incinte clasice iar in ceea ce priveste presiunea acustica nici nu se poate face o comparatie .