Kaj je rotacijski nizkotonec (propelerski nizkotonec)?

Običajni globokotonci lahko proizvajajo zvočne frekvence pod 30 Hz, vendar ljudje komaj zaznajo frekvence, nižje od 20 Hz. Zato mnogi proizvajalci globokotonskih zvočnikov navajajo frekvenčni odziv med 20 Hz in 200 Hz.

V zgodnjih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so raziskovalci odkrili, da lahko povečana raven zvočnega tlaka (SPL) pomaga ljudem zaznati frekvence, nižje od 20 Hz, in so v ta namen izumili vrtljive globokotonce.

V tem članku govorimo o tem, kaj so vrtljivi globokotonci, njihovi uporabi in delovanju.

Kaj je rotacijski globokotonec?

Vrtljivi nizkotonec, znan tudi kot propelerski nizkotonec, je podoben običajnemu nizkotoncu, vendar uporablja tradicionalno gibanje zvočnika in zvočne tuljave za spreminjanje koraka propelerja, ki se vrti s konstantno hitrostjo. Zvočni signal zvočne tuljave nadzoruje višino lopatic ventilatorja in zagotavlja, da globokotonec reproducira neverjetno nizko frekvenco zvoka. Ti napredni nizkotonski zvočniki lahko stisnejo zrak v zaprtem prostoru, da proizvedejo zvočne frekvence do 0 Hz.

Kako delujejo rotacijski globokotonci?

Tehnologija zračnega nizkotonca zagotavlja, da vrtljivi globokotonec proizvaja zelo nizke frekvence zvoka. Poleg tega omogoča, da ojačevalnik porabi malo energije, hkrati pa zagotavlja dobro zvočno izkušnjo.

Ojačevalnik porabi manj energije kot tradicionalni nizkotonec zaradi delovnega mehanizma za temi različnimi vrstami subwooferjev.

To je zato, ker ojačevalnik spreminja samo višino lopatic, kar pomeni, da bo potreboval veliko manj energije na dB ustvarjenega zvoka za pogon vrtljivega nizkotonca kot običajen nizkotonec.

Ne pozabite, da mora vhodni signal pri običajnem nizkotonskem zvočniku poganjati glasovno tuljavo znotraj magnetnega polja, ki poganja stožec, da izpodriva zrak, ki proizvaja zvok. To zahteva več energije.

Tukaj je podrobneje opisano, kako deluje rotacijski ali propelerski globokotonec.

Prvič, dohodni signal glasovne tuljave spremeni naklon lopatic ventilatorja, ko se vrti s konstantno hitrostjo, pogosto med 600 in 800 RPM. Za nadaljnjo razlago, dohodni signal spremeni korak lopatic v skladu z valovno obliko signala.

To je mogoče doseči, ker lahko ventilator niha tako pozitivno kot negativno glede na položaj vrteče se lopatice brez naklona. Kot tak lahko predstavlja valovno obliko dohodnega signala.

Ustvarjeni valovi zvočnega tlaka lahko vplivajo na ljudi. Lahko jih tudi občutimo.

V primeru, da ni signala, vrtljivi gumb ne proizvaja zvoka. To se zgodi, ker se rezila vrtijo 'plosko' pri ničelnem koraku.

Edina naloga zvočnega ojačevalnika je spreminjanje višine rezil. Toda vrtenje sproži akustični zvočni val naprej in nazaj od rezil.

Ko je sprememba naklona rezila odlična, postane tudi posledična sposobnost zvočnega vala odlična, velja pa tudi obratno.

• Kako tehnologija zračnega nizkotonca zagotavlja učinkovito reprodukcijo najnižje frekvence

Vrtljivi nizkotonci so zasnovani tako, da so učinkovitejši od tradicionalne tehnologije. Ko zvočna frekvenca pade pod 20 Hz, se zmanjša učinkovitost običajne stožčaste membrane.

Za primer si poglejmo, kaj se lahko zgodi, če se frekvenca običajnega nizkotonca zmanjša na polovico. Če se to zgodi, mora tudi membrana izpodriniti vsaj štirikrat toliko zraka, da proizvede enako amplitudo zvoka. To pomeni, da običajne stožčaste membrane potrebujejo veliko energije za reprodukcijo zahtevanih nizkih frekvenc.

Po drugi strani pa se akustična odpornost vrtljivih globokotonskih zvočnikov vedno popolnoma ujema z okoliškim okoljem.

Zaradi tega lahko reproducira znatno nižje količine frekvence na izjemno visokih ravneh. Zaradi tega so bolj učinkoviti pri reprodukciji zelo nizkih frekvenc kot stožčasti nizkotonski zvočniki.

Naj to še enkrat ponazorimo za boljše razumevanje. Lahko si predstavljamo, kaj bi se zgodilo, če bi se frekvenca prepolovila. V tem primeru se rezila zavrtijo še dvakrat na cikel. Tako rezila podvojijo površino diafragme. To se lahko v večini prostorov za poslušanje prevede v relativno raven frekvenčni odziv do enega Hz.

Ker lahko vrtljivi nizkotonci ustvarijo najnižjo frekvenco, morate uporabiti znanstveno opremo, da preverite stopnjo učinkovitosti. Na primer, lahko uporabite dB meter.

To je potrebno, saj nobeno človeško uho ne more zaznati tako nizkih zvokov. Ne pozabite, da se bo učinkovitost vrtljivega nizkotonca vedno zmanjševala, ko bo frekvenca padala proti ničli.

Z drugimi besedami, zelo verjetno je, da bodo "vibracije" podmornice proizvedene v obliki, ki prvotno ni bila želena. Dobra novica je, da lahko vrtljivi globokotonci z velikimi premeri učinkovito proizvajajo najnižje tone.

• Kako tehnologija zračnega nizkotonca zagotavlja nizke stroške energije nizkofrekvenčnega izhodnega zvoka

Pri rotacijskih nizkotonskih zvočnikih je akustična impedanca tesno usklajena. Kot tak, vrtljivi nizkotonec potrebuje manj moči ojačevalnika, da zagotovi enako moč kot običajni nizkotonec.

Na primer, če rotacijski substrat potrebuje 100 W za reprodukcijo kakovostnega zvoka pri 20 Hz, bo tradicionalni substrat potreboval kar 500 vatov za enako moč pri isti frekvenci.

Če vas skrbi visoka poraba energije globokotonca, lahko kupite vrtljivi subwoofer in ustvarite kinematografsko izkušnjo, ki jo želite, po dostopni ceni.

• Kako tehnologija zračnega nizkotonca zmanjšuje popačenja

Kot smo videli, so vrtljivi nizkotonci zasnovani za reprodukcijo frekvenc, nižjih od 20 Hz. To kaže, da se popačenje lahko poveča, ko vhodna frekvenca presega hitrost vrtenja ventilatorja.

Za ventilator je lahko 20 Hz približno 1.200 RPM. Trenutni modeli omejujejo popačenje, saj uporabljajo AC indukcijske motorje pri približno 800 RPM (13 Hz). Poleg tega so nizkotonski zvočniki, ko so nameščeni, skrbno pritrjeni, da lamele ležijo v okroglih odprtinah.

Zaradi te edinstvene zasnove lahko nizkotonec premika zrak med zunanjimi komorami in uspešno ustvarja zvočni tlak iz zadnjega in sprednjega dela, ne da bi poskušal drug drugega izničiti.

Samo to morda ne bo primerno za predvideno uporabo. Brez dvoma se lahko zdijo stroški visoki. Vendar je rezultat vreden naložbe. Enota zahteva tudi razdelilno komoro pred seboj.

Komora lahko učinkovito nevtralizira hrup, ki izvira iz vrtečih se rezil. Ko so rezila postavljena v krožni izrez, se lahko kakovost zvoka bistveno izboljša, še posebej, če imajo pravo komoro za povratne valove.

Vrtljivi nizkotonci imajo neverjetno velike efektivne sevalne površine. In to je razlog, da potrebujemo tudi ogromne komore s povratnim valovanjem. Običajno to pomeni, da za najboljšo zvočno izkušnjo potrebujete celotno sobo, klet ali podstrešje.

Če zagotovite vse zahteve, lahko pričakujete, da bo rotacijski globokotonec oddajal najmanj 95 Db SPL od 20 Hz do pod 1 Hz, kar je neverjetno nizka zvočna frekvenca. Toda ali ga človeško uho lahko zazna?

Da, glede na preizkuse poslušanja različnih strokovnjakov, vključno z Bruceom Thigpenom, ki je razvil Thigpen Rotary Subwoofer Model 17, lahko slišimo zvok, vendar potrebujemo visoke SPL. Rešitev ponujajo vrtljivi nizkotonci. Zato se rotacijski globokotonci štejejo za nizkotonce SPL. Preberite več o tem, kaj je nizkotonec SPL, da dobite več vpogleda v to.

Zaključek

Kot smo videli, so nedavne raziskave ovrgle prepričanje, da lahko ljudje zaznavajo le frekvence zvoka od 20 Hz in več.

Je pa res, da so naša ušesa veliko manj občutljiva na nižje frekvence, kar pomeni, da potrebujemo višje ravni zvočnega tlaka, da jih zaznamo. Ker premikanje tipičnih subwooferjev ne more proizvesti teh nizkih frekvenc, so vrtljivi globokotonci idealni za ta namen.