Тестовий стенд: Випромінювач з балансованим режимом BMR54C-8A повного діапазону від Tectonic Audio Labs
https://ift.tt/u1LVG6h
Цей тестовий стенд охарактеризовує випромінювач BMR54C-8A Balanced Mode Radiator (BMR) повного діапазону від Tectonic Audio Labs. Це довгоочікуваний аналіз BMR, який був винайдений близько 20 років тому і ґрунтується на світовому провідному досвіді у фізиці вигинних хвиль, який компанія набула під час розвитку технології Distributed Mode Loudspeaker (DML). Проте робота BMR істотно відрізняється від роботи DML.
Випромінювач, який тут буде пояснено, є прикладом технології випромінювача, яку я давно хотів висвітлити у Test Bench — це Balanced Mode Radiator (BMR) від Tectonic Audio Labs. BMR був винайдений близько 10 років тому (див. патент США № 7,916,878) в New Transducers, Ltd. (NXT). Він засновувався на світовому провідному досвіді у фізиці вигинних хвиль, який компанія набула під час розвитку технології Distributed Mode Loudspeaker (DML). Проте робота BMR суттєво відрізняється від DML. Пояснення всіх деталей роботи технології вигинних хвиль BMR є досить цікавим, але довгим, тому я зупинюся на основних моментах. Існує також біла книга, опублікована Tectonic Audio Labs під назвою “The Balanced Mode Radiator (BMR)” автора Тимa Уайтхолла (Tim Whitehall); копію можна отримати за запитом.
Фото 1: Новий випромінювач Tectonic Audio Labs BMR54C-8A діаметром 2,5” повного діапазону.
Рисунок 1: Цей графік ілюструє відгук теоретичного “вільного” диска BMR та того ж диска з додаванням котушки.
Рисунок 2: Схема плоскої діафрагми BMR з котушкою та додатковими масовими кільцями.
Рисунок 3: Цей графік показує порівняльний відгук теоретичного “вільного” диска з додаванням котушки та масових кілець.
Теоретичний частотний відгук плоского поршня (вільний диск) без котушки або підвіски зазвичай є лінією, що обмежена смугою. Додавання котушки порушує баланс відповіді та вводить модальні нерівності. Графік відповіді на Рис. 1 ілюструє ефект додавання котушки до теоретичного вільного диска. Частина технології BMR полягає у виправленні цих індукованих мод шляхом стратегічного додавання кільцевих масивів до різних частин конуса, як видно на Рис. 2, тоді як Рис. 3 порівнює результати відповіді після додавання котушки та коректуючих мас-кілець. Після виправлення відгуку плоска діафрагма має переважно краще позаосікову відповідь порівняно з конусною діафрагмою, оскільки відстань від діафрагми до мікрофона з плоскою поверхнею має менші варіації, ніж відстані для конусоподібної діафрагми, і, відповідно, менше позаосових зникнень.
Характеристики та переваги BMR порівняно з конусною технологією, опубліковані Tectonic, такі:
– Широке розповсюдження. Розширений вивід поза осі забезпечує звучання, що заповнює приміщення, покращує покриття та зрозумілість для кількох слухачів.
– Типове вимагання кросовер-а в критичному діапазоні 1 кГц–3 кГц (де слухова система людини найбільш чутлива) усувається.
– Цілісність джерела збережена. Звукова енергія надходить з одного джерела, а не з декількох випромінювачів, розташованих у різних точках простору.
– Відмінна тимінгова відповідність від одного акустичного джерела без ефектів комбі-фільтрації між середньочастотним діапазоном та твітером.
– Плоска діафрагма усуває ефект типового гучного мегафонного звучання, притаманного конусоподібним діафрагмам.
– Плоский диск зменшує висоту пристрою та займає менше об’єму корпусу.
Усе сказане, Tectonic надіслав мені один із своїх 2,5” (Sd=25,5 см²) повного діапазону драйверів, BMR54C-8A, що зображено на Фото 1 і Фото 2. Особливості BMR54C-8A починаються з інжекційно литиї одноpiece пластикoвого рами з восьми спицями, яка повністю відкрита (за винятком дуже малих спиць) нижче полки кріплення павука, яка містить 16 отворів розміром 4 мм×8 мм для охолодження. Додаткове охолодження забезпечують 10 вентиляційних отворів діаметром 3,5 мм над павуком і 10 отворів діаметром 1,5 мм під павуком. Конусна збірка складається з шару паперої сотчастої структури, поміщеного між двома шарами діафрагми з фенольного паперу, які підвішуються ободом з NBR (CBR) шириною 6,5 мм та висотою 2,5 мм. Залишається піддатливість завдяки плоскому тканинному павуку діаметром 2,5” (дампер). Ця збірка прикріплена до котушки діаметром 38,6 мм, намотаної мідно-алюмінієвим дротом з обідкою (CCAW) на каркасі TIL і підключеної до пари пайованих роз’ємів Faston, розташованих на протилежних сторонах рами, що запобігає рокінговим режимам. Котушка керується неодимовим стрижнем-магнітом і литою чашкою повернення.
Фото 2: Зближений вигляд моторної структури BMR54C-8A від Tectonic Audio Labs.
Я розпочав випробування повного діапазону BMR54C-8A від Tectonic Audio Labs за допомогою аналізатора LinearX LMS та IMP Box від Physical Lab. Зверніть увагу, що IMP Box від Physical Lab (www.physical-lab.com) виконує вимірювання струму (адмітансу) та напруги так само, як і LinearX VI Box, проте VI Box від LinearX наразі недоступний. Це використано для створення кривих напруги та адмітансу (струму) з випробуваним драйвером, закріпленим на жорсткому випробувальному стенді в повітрі при 0,3 В, 1 В, 3 В, 6 В та 10 В. Дивно, але криві при 10 В були настільки лінійними, що LEAP 5 зміг отримати добру відповідність кривій, що вражає для драйвера діаметром 2,5”.
Як стало протоколом тестування Test Bench, я більше не використовую одну виміряну додаткову масу, а використовую фактично виміряну масу, але дані Mmd виробника (3,3 г). Далі десять 550-точкових покрокових синусоїдних сканувань для кожного з восьми зразків BMR54C-8A 8Ω були оброблені: криві напруги розділені на криві струму (адмітанс) для отримання імпедансних кривих, фази, здобутої за методом обчислення LMS, та разом із супутніми кривими напруги імпортовані до програмного забезпечення LEAP 5 Enclosure Shop. Інші характеристики включають чутливість 85 дБ при 1 В/1 м (макс. SPL 100 дБ) та рейтинг потужності 30 Вт (IEC268). Застосування включають стельові колонки, саундбари, смарт-колонки та телевізори, портативні Bluetooth-колонки, IoT-прилади та системи для конференц-залів.
Оскільки більшість даних Thiele-Small (T-S), що надаються OEM-виробниками, формуються за допомогою стандартної моделі драйвера або LEAP 4 TSL-моделі, я також створив модель LEAP 4 TSL, використовуючи криві без повітря 1 В. Повний набір даних, кілька кривих імпедансу напруги для LTD-моделі та 1 В-імпедансна крива для TSL-моделі було обрано у меню виводу трансдюсера в LEAP 5, і параметри створено для комп’ютерних симуляцій корпусних коробок. Рисунок 4 показує 1 В криву імпедансу в повітрі без навантаження.
Таблиця 1 порівнює дані LEAP 5 LTD та TSL і заводські параметри для обох зразків BMR54C-8A.
Рисунок 4: 1В імпеданс у вільному повітрі від Tectonic Audio Labs BMR54C-8A.
Таблиця 1: Порівняльні дані TSP для BMR54C-8A від Tectonic Audio Labs.
Результати розрахунків параметрів LEAP 5 TSL/LTD для BMR54C-8A були досить близькими до заводських даних, співвідношення Fs/Qt лежали у тій же “рибальській” близькості. За моєю звичною процедурою я склав симуляції корпусу за параметрами LEAP LTD для Зразка 1. Це становило закритий корпус Butterworth об’ємом 20 in³ з 50% демпуючого матеріалу (скловата) та відкритий корпус Chebychev/Butterworth з об’ємом 36,4 in³, настроєний на 100 Гц з 15% демпуючого матеріалу всередині.
Рисунок 5 демонструє результати для повного діапазону BMR від Tectonic Audio Labs у закритому та відкритому корпусах, комп’ютерні симуляції при напругах 2,83 В та достатньо високому рівні напруги, щоб збільшити ексурсію конуса до Xmax+15% (2,5 мм для BMR54C-8A). Це дало частоту F3 рівня 183 Гц (F6=141 Гц) з Qtc=0,69 для 20 in³ закритого корпусу та –3 дB=111 Гц (F6=97 Гц) для 36,1 in³ симуляції з відкритим корпусом Chebychev/Butterworth. Збільшення вхідної напруги до симуляцій до максимальної лінійної ексурсії конуса дало 98 дБ при 19 В для закритого корпусу та 101 дБ для того ж рівня входу при відкритому корпусі Chebychev/Butterworth. Рисунок 6 показує групову затримку для кривих 2,83 В. Рисунок 7 — криві ексурсії конуса для кривих 19 В.
Klippel-аналіз для драйвера BMR54C-8A цього місяця надано Раяном Метлером з Tectonic Audio Labs за допомогою аналізатора Klippel KA3; графіки Bl(X), Kms(X) та симетричного діапазону Bl та Kms наведені на Рисунках 8–11. (Зверніть увагу: інколи я використовую дані виробника, щоб заощадити час і щоб мати можливість включити пристрій у певний номер журналу Voice Coil.)
Криву Bl(x) для BMR54C-8A (Рисунок 8) можна розглядати як відносно вузьку для драйверів з малою діаметром та коротким Xmax, але вона дуже симетрична, з мінімальним зсувом кривої та відмінна для драйверів з коротким Xmax 25,5 см² Sd. Якщо розглядати графік симетрії Bl (Рисунок 9), побачимо незначний зсув котушки назад (coil-in), який, починаючи з приблизно 1 мм з доведенням, майже до нуля offset (0,049 мм), практично невидимий неозброєним оком, якщо не збільшити графік, і лишається сталим на рівні 0,0 мм аж до фактичного Xmax 2,15 мм драйвера.
Рисунок 8: Klippel Analyzer Bl(x) крива для Tectonic Audio Labs BMR54C-8A.
Рисунок 9: Klippel Analyzer Bl симетричний діапазон для Tectonic Audio Labs BMR54C-8A.
Рисунок 10 та Рисунок 11 показують Kms(X) та симетричний діапазон Kms для повного діапазону від Tectonic Audio Labs. Крива Kms(X) (Рисунок 10) також дуже симетрична, з незначним вперед відхиленням. Якщо розглядати криву симетричного діапазону Kms (Рисунок 11), приблизно 0,12 мм вперед відхилення при 2 мм, що зменшується до 0,0 мм на фізичній позиції Xmax 2,15 мм, — це незначна величина.
Рисунок 10: Klippel Analyzer Механічна жорсткість підвіски Kms(x) для Tectonic Audio Labs BMR54C-8A.
Рисунок 11: Klippel Analyzer Kms симетричний діапазон для Tectonic Audio Labs BMR54C-8A.
Оцінювані Klippel-аналізатором числа обмеження переміщення для повнорадійного BMR54C-8A були XBl @ 82% Bl = 2,46 мм та XC @ 75% Cms мінімум = 3,75 мм, що означає, що для цього сабвуфера Bl є найобмежуючим фактором для заданого рівня спотворення 10%. Проте обидва числа перевищують фактичний Xmax драйвера.
Рисунок 12 надає криву індуктивності Le(x) для BMR54C-8A. Індуктивність зазвичай зростає у зворотному напрямку від нульової позиції відпочинку по мірі того, як котушка покриває більшу полюсну площу. У даному випадку варіація індуктивності становить максимум 0,026 мГн між позиціями Xmax всередині та назовні, що є хорошою індуктивною характеристикою.
Рисунок 12: Klippel Analyzer L(X) крива для Tectonic Audio Labs BMR54C-8A.
Далі я встановив BMR54C-8A повного діапазону в корпус з розміром 13”×6” з передньою панеллю та заповнив його демпфувальним матеріалом (піна). Потім я виміряв відгук випромінювача по осі та поза нею від 300 Гц до 40 кГц за допомогою аналізатора Loudsoft FINE R+D та мікрофона GRAS 46BE (за підтримки Loudsoft та GRAS Sound & Vibration), як на осі, так і поза нею, при 2,0 В/0,5 м, нормалізовано до 2,83 В/1 м за допомогою методу косинусного віконного FFT. Усі вимірювання SPL також включали згладжування 1/6 октави, що приблизно відповідає 100-точковій роздільній здатності частотної характеристики, яку я використовую з LMS багато років.
Рисунок 13 надає частотну характеристику на осі BMR54C-8A, що демонструє плавне зростання ±3,5 від 300 Гц до понад 20 кГц. Відповідь простягається приблизно до 40 кГц без будь-яких помітних розривів у режимах. Це зростання залежить від щита, але невелика контурна фільтрація зробить його більш рівномірним. Рисунок 14 ілюструє частотну характеристику на осі та поза осі при кутах 0, 15, 30 та 45 градусів. Рисунок 15 подає нормалізовані позаосі curves порівняно з осьовою відповіддю (0°=солід; 15°=точка; 30°=пунктир; 45°=пунктир/крапка). Зазначте, що на відстані до 30° позаосьова відповідь 2,5” BMR майже відповідає позаосі відповіді типової 1” твітера. Рисунок 16 показує полярну діаграму CLIO на 180° (виміряно з кроком 10°). Нарешті, дві зразки SPL порівняно виведено на Рис. 17, що свідчить про близьке відповідність між зразками в межах приблизно 0,5 дБ до 1 дБ до 40 кГц.
Рисунок 13: Tectonic Audio Labs BMR54C-8A на осі — частотна характеристика.
Рисунок 14: Tectonic Audio Labs BMR54C-8A на осі та поза осі (чорний суцільний — 0°; синя крапка — 15°; зелений штрих — 30°; фіолетовий штрих/крапка — 45°).
Рисунок 15: Tectonic Audio Labs BMR54C-8A нормалізована відповідь на осі та поза нею (0°=solid; 15°=dot; 30°=dash; 45°=dash/dot).
Рисунок 16: Tectonic Audio Labs BMR54C-8A CLIO полярна діаграма (кожні 10°).
Рисунок 17: Tectonic Audio Labs BMR54C-8A двохзразкова порівняльна SPL-діаграма.
Далі я використав програмне забезпечення Listen SoundCheck V23 разом з аналізатором AudioConnect та мікрофоном Listen ¼” SCM та джерелом живлення (за підтримки Listen, Inc.) для вимірювання спотворень та створення часово-частотних графіків. Для вимірювання спотворень я міцно зафіксував овальний повного діапазону BMR54C-8A діаметром 2,5” у вільному повітрі та встановив SPL на 90 дБ (зменшено з зазвичайних 94 дБ, що краще для малих діаметрів) на відстані 1 м (6,6 В), використовуючи стимул шуму. Потім я виміряв спотворення мікрофоном на відстані 10 см від пилового колпачка. Це дало криві спотворення, показані на Рис. 18. Потім я використав SoundCheck, щоб отримати імпульсну відповідь 2,83 В/1 м для цього драйвера та імпортував дані до програмного забезпечення Listen’s SoundMap Time/Frequency. Отриманий кумулятивний спектральний спад (CSD) у вигляді водоспаду наведено на Рис. 19, а графік STFT (кратний зразок часу) — на Рис. 20.
Рисунок 18: Tectonic Audio Labs BMR54C-8A SoundCheck графік спотворень.
Рисунок 19: Tectonic Audio Labs BMR54C-8A Вуфер SoundCheck CSD водоспад.
Рисунок 20: Tectonic Audio Labs BMR54C-8A SoundCheck STFT графік.
З огляду на усі дані, випромінювач Tectonic Audio Labs BMR54C-8A може бути застосований у багатьох проектах — від Bluetooth-колонок до LCD-телевізорів. Я бачив, як ці пристрої дуже ефективно використовують у стельових динаміках, де вартість продукту знижується через відсутність високочастотного драйвера чи кросовера.
Кілька років тому я розробив досить високоякісну двосмугову 6,5” систему, яка використовувала маленький BMR як високочастотний драйвер для відомої компанії, і виявив, що суб’єктивна середньочастотна деталізація була дійсно відмінною. Я додав задньопідійчасту 1” твіттер-дзеркалку для покращення загальної амбієнтної високої частоти, і результат виявився досить хорошим. BMR має широкий спектр застосувань і вартує розглядати у різних категоріях продукції. Для додаткової інформації відвідайте https://ift.tt/vXhdubp. VC
Ця стаття вперше була опублікована у Voice Coil у жовтні 2025 року.
HI-FI News
через audioXpress | журнал audioXpress https://ift.tt/3BJdR0S
29 січня 2026 р. о 14:07
January 29, 2026 at 02:07PM
Залишити відповідь
Щоб відправити коментар вам необхідно авторизуватись.