- теорія
TQWP (розширюється Чвертьхвильова труба)
Акустичне оформлення TQWP (Tapered Quarter-Wave Pipe - розширюється Чвертьхвильова Труба) вперше було описано Полом Войтом (Paul Voight) в 1930 році і є по суті рупором, налаштованим на частоту резонансу динамічної головки. Серійно акустичні системи TQWP виробляла відома в аудіофільскій колах фірма Lauther, яка встановлювала в них широкосмугові динаміки з великою характеристичною чутливістю. Таке рішення має ряд переваг з точки зору електроакустики. По-перше АС позбавлена розділових фільтрів і тому характеристика її вхідного імпедансу збігається з характеристикою імпедансу головки, що істотно спрощує сполучення системи з будь-якими підсилювачами. Висока чутливість робить АС легкої навантаженням для малопотужних УМЗЧ, що важливо для лампових, але так само непогано і для транзисторних підсилювачів, особливо працюючих в чистому класі "А". Крім того наявність всього лише одного динаміка покращує ФЧХ АС, що сприятливо позначається на локалізації джерел звуку і здатності відтворювати швидкі сигнали. З іншого боку у такого підходу є і недоліки - наприклад погіршення діаграми спрямованості при великих рівнях гучності через ефект зонального випромінювання - до них ми ще повернемося.
З точки зору D.I.Y. TQWP так само має ряд переваг. Зокрема - відсутність необхідності у виготовленні розділення каналів, тонкої настройки фазоінвертора і багатьох інших операцій, без яких не можна обійтися при будівництві звичайних АС. З іншого боку габарити корпусу виходять досить значними, що змушує звертати особливу увагу на придушення механічних резонансів.
TQWP є по суті одним з найоптимальніших і теоретично обгрунтованих (після плоского екрану) акустичних оформлень, і являє собою - як випливає з назви - четвертьволновой рупор. З точки зору акустики будь рупор є резонатором з "гребёнчатой" частотної характеристикою. Тобто загальна нерівномірність АЧХ системи істотно вище, ніж у власне динамічної головки. Як неважко здогадатися, довжина корпусу становить 1/4 довжини хвилі на частоті механічного резонансу динамічної головки. Тобто L = 340 / 4Fs = 85 / Fs. Довжина труби L і положення осі динаміка щодо закритого кінця труби D пов'язані співвідношенням.
Видно, що при St = 0 (тобто якщо рупор в профіль має трикутну форму) D = L / 2, тобто динамік повинен розташовуватися точно посередині передньої панелі корпусу. Однак по ряду причин це не бажано. По-перше в цьому випадку динамік потрапляє в пучность стоячій хвилі 2-й гармоніки. В результаті на АЧХ з'являється аномалія на частоті 4Fs, що на слух виражається у вигляді вкрай яких важко призвуків і бурмотіння в нижній середині - тобто в найбільш критичному для якісної передачі музичних сигналів діапазоні. По-друге конструктивно трубу Войта як правило виконують "складеної" вдвічі або (рідше) більше разів. Якщо дотримуватися певні вимоги, на яких ми більш детально зупинимося трохи нижче, то на акустичних властивостях оформлення такий захід ніяк не позначається, зате дозволяє зробити систему більш компактною. Зрозуміло, що в описаному випадку при St = 0 розмістити динамік на передній панелі корпусу неможливо.
На малюнку представлена схема TQWP, що склалася до середини минулого століття і стала в підсумку канонічної. Глибина корпусу B = (St + Sm) / W, а висота H = L / 2 + h, де висота вихідного каналу h = Sефф / W, тобто його площа дорівнює ефективної площі випромінювача. Причому ширина корпуса W = d / 2 + s = L - 2D, де d - діаметр головки, s - відстань між краєм динаміка і стінками корпусу. Глибину вихідного каналу r = St / W слід вибирати такий, щоб виконувалося співвідношення (L - W) / 2 = D, іншими словами ширина корпуса не може бути менше величини, яка визначається сумою діаметра кошика динаміка і подвоєного мінімальної відстані від краю динаміка до стінок корпусу (d + 2s). Де D - положення осі динаміка. Не бажано, щоб значення r було більше 3..5 см, в іншому випадку канал почне впливати на акустичні властивості оформлення. До недоліків цієї схеми слід віднести наявність паразитного резонансу на частоті F '= 340 / (4 (L / 2 - A)), так як задня частина труби сама починає працювати як четвертьволновой резонатор. Але цей резонанс досить ефективно пригнічується за допомогою демпфірування звукопоглинаючим матеріалами.
