Система резонатора Кинле - Kienle Resonator System

В Система резонатора Кинле (также известная как звуковая система Kienle или резонаторный орган Kienle) была разработана Эвальд Кинле с 1970 года для замены репродукции громкоговорителей, используемой для цифровых органов, которую многие прихожане считают неудовлетворительной.

Проблемы с излучением цифровых органов

Громкоговорители часто портят общее эстетическое впечатление в церквях, поскольку по акустическим причинам они могут быть только скрыты или недостаточно закрыты. Что еще более важно, громкоговоритель не может воспроизводить звуковые характеристики орган, например, живое, пространственно звуковое впечатление, которое создается звуками, перемещающимися между трубами органа, или высокий коэффициент энергоэффективности и проекция этих звуков в пространство.

Кроме того, для более высоких тонов характеристика кругового излучения органных труб может быть достигнута только в очень ограниченной степени, поскольку громкоговорители становятся более направленными на более высоких частотах.

Таким образом, в некоторых случаях несколько громкоговорителей расположены рядом друг с другом (полукругом) для получения более равномерного излучения. Другая возможность - установить громкоговоритель диафрагмой вверх и вниз и отводить звук от громкоговорителя с помощью конуса, закрепленного над и под ним (так называемый круговой излучатель). Хотя зона равномерного излучения расширена в горизонтальной плоскости, проблема равномерного распределения звука не может быть решена удовлетворительным образом, если аудитория сидит на разной высоте по отношению к излучающему устройству.

Функция

Схематическое изображение стимуляции колеблющегося столба воздуха в органной трубе и в системе резонатора Кинле (черные стрелки: стимулирование воздушного потока; красные: распределение колебаний в трубке и излучение звука через отверстия)

Эвальд Кинле нашли решение проблемы эмиттанса, используя резонирующие тела органные трубы для звуковой эмиссии, избегая при этом обычных сложностей стимуляции воздушного потока в органных трубах. Вместо этого воздушные столбы в резонирующих телах стимулируются громкоговорителями - метод, который использовался при проектировании корпусов громкоговорителей с середины 20 века, т.е. линия передачи корпуса.

На схеме показаны процессы генерации звука в органной трубе и в резонатор из Система резонатора Кинле. Чтобы активировать органную трубу, сначала необходимо создать необходимый поток воздуха (черная стрелка) в достаточном количестве и подать его снизу через основание трубы. Воздушный поток направляется через воздуховод к верхней губе, где воздушные вихри сменяют друг друга, попеременно то внутри, то снаружи.^[1] Этот процесс стимулирует воздушный столб в трубке, и он начинает колебаться.

Пример распределения основного тона звуковой волны, создаваемого в трубке, показан на схеме красными кривыми. Узел расположен на высоте пересечения кривых, анутоузлы расположены близко к отверстиям, излучающим основную часть звука. Колебания воздушного столба и звуковая эмиссия резонаторной системы Кинле происходят так же, как и в традиционной органной трубе. Однако воздушный столб в трубке стимулируется небольшим громкоговорителем, который установлен в нижнем конце резонатора и который обеспечивает стимулирующий воздушный поток возвратно-поступательным движением его диафрагмы.

Технические преимущества

Технический монтаж резонаторной системы с характеристиками органа существенно упрощается за счет устранения стимуляции потока. Все части, которые генерируют и регулируют поток воздуха в обычном трубном органе, отсутствуют, что сокращает объем работ по установке и обслуживанию. Проблемы с качеством звука, возникающие в результате сложных или неконтролируемых явлений потока, возникнуть не могут.^[2] Кроме того, громкоговорителями можно просто и точно электрически управлять.

Это позволяет контролировать как ключевой тон, так и отдельные обертоны в резонаторе. Следовательно, звук большого количества органных труб можно воспроизвести с помощью относительно небольшого количества резонаторов, так что необходимое общее количество излучающих элементов значительно сокращается без какой-либо заметной потери качества звука. В то время как в больших органах требуется несколько тысяч, а иногда и более 10 000 органных трубок, резонаторная система Кинле требует значительно меньше резонаторов. Согласно информации производителя, самая большая в настоящее время резонаторная система Kienle в Тбилиси состоит всего из 600 резонаторов, хотя она могла бы быть установлена ​​с половиной количества резонаторов, если бы это потребовалось по эстетическим и / или финансовым причинам. В зависимости от конструкции, резонаторную систему Кинле можно относительно легко транспортировать. Это преимущество в тех случаях, когда сложно или нецелесообразно постоянно устанавливать объекты в охраняемом историческом здании.

Технический дизайн

Резонаторы Кинле могут быть изготовлены как в виде простых трубок с круглым поперечным сечением (без губы), так и традиционных органных труб в виде «трубчатых резонаторов» (с губой, но без сердечника). В большинстве случаев резонаторы для ключевых тонов низких частот (ниже 64 Гц) и резонаторы для высоких частот (выше 500 Гц) построены без губ. В этом случае не каждый резонатор должен стимулироваться собственным громкоговорителем. Резонаторы с диаметром трубки около 120 мм, работающие на очень низких частотах, часто активируются так называемой коллективной стимуляцией, которая стимулирует одновременно от пяти до десяти резонаторов с помощью одного или двух низкочастотных динамиков. В случае высоких частот несколько резонаторов с диаметром трубки всего примерно 5-25 мм могут быть расположены только над одним громкоговорителем.

Вместо оловянных органных трубок используются резонаторные трубки Кинле из цинка или алюминия, а также из неметаллических материалов, таких как акриловое стекло или ПВХ с покрытием. Помимо визуальных, эстетических и финансовых причин, принимается во внимание влияние соответствующего материала на производство звука, поскольку, хотя и в небольшой степени, производство звука также определяется колебаниями стенок трубы.

Резонаторная система Кинле защищена патентами компании-производителя. Первый патент (DE000002924473C2) был подан в 1979 году, последний на данный момент патент (DE102012109002B4) был выдан в 2017 году.

Рекомендации

1. Визуализация воздушных вихрей в органной трубе http://www.orgel-info.de/ в разделе «Orgelforschung» (исследования органов)
2. Штеффен Бергвайлер: Körperoszillation und Schallabstrahlung akustischer Wellenleiter unter Berücksichtigung von Wandungseinflüssen und Kopplungseffekten. (Колебания тела и излучение звука проводников акустических волн с учетом влияния стен и эффектов связи.) Глава 8: Akustische Kopplung zweier benachbarter Orgelpfeifen. (Акустическая связь двух соседних органных труб.) Диссертация, Потсдамский университет, 2005 г.

Дополнительные ссылки здесь Эвальд Кинле