О принципе действия НЧ звукопоглотителей резонансного типа

Максимальное поглощение НЧ ПП (панельного поглотителя) происходит на частоте, которая определяется по одной из нижеприведенных формул.
Как известно, в принципе работы ПП имеют место два механизма звукопоглощения:
1. поглощение энергии звуковой волны в материале мембраны, то есть, затраты энергии на раскачивание/колебание мембраны, обладающей определённой поверхностной массой (тяжёлую мембрану раскачивать тяжелее...);
2. поглощение в теле звукопоглощающей панели внутри корпуса устройства за счёт превращения кинетической энергии колебаний мембраны в тепловую энергию при прохождении воздуха через волокнистую или пористую структуру звукопоглощающей панели внутри корпуса ПП.
Если исключить второй, как правило, основной механизм звукопоглощения, то останутся только потери в материале мембраны. Понятно, что увеличения этих потерь возможно достичь путём увеличения поверхностной массы мембраны и/или путём её демпфирования вязкоэластичным материалом, нанесённым на поверхность самой мембраны.
Однако, если сделать мембрану слишком тяжёлой, то на малых уровнях звуковоспроизведения устройство будет иметь низкую эффективность, поскольку звуковые волны небольшой интенсивности попросту не смогут раскачать заведомо тяжёлую мембрану...
Если же мембрану в данном случае сделать относительно лёгкой, то помимо относительно низкой эффективности (за счёт незначительных потерь энергии звуковой волны, затрачиваемых на раскачивание заведомо лёгкой мембраны), пусть и высокодобротного звукопоглощения, параллельно также будет иметь место и активное обратное переизлучение резонансной частоты назад в пространство комнаты. Суть, данное устройство будет работать уже не только и не столько в режиме звукопоглощения, сколько в режиме акустического резонатора.
Конечно, можно нанести на поверхность лёгкой мембраны вязкоэластичное покрытие, которое несколько увеличит поверхностную массу мембраны и снизит активность обратного переизлучения, но такое решение параллельно уменьшит резонансные свойства мембраны, снизив её способность к колебаниям...

Естественно, любое демпфирование резонансной системы/конструкции снижает её добротность, то есть её резонансные свойства - собственно, это и есть основная цель демпфирования. Опять же, при этом уменьшается обратное переизлучение, расширяется рабочий диапазон устройства и несколько понижается частота его настройки. Поэтому, как и во всём другом, решение является компромиссным.
Наиболее широко распространённым является вариант конструкции с использованием демпфирования внутреннего пространства акустическим материалом - минераловатной панелью. То есть, когда одновременно используются оба механизма звукопоглощения конструкции ПП.
С одной стороны, такое решение позволяет использовать относительно лёгкую мембрану, а с другой, гасит обратное переизлучение.
Понятно, что в данном случае добротность ПП, а следовательно, и его эффективность на частоте настройки несколько снижается, но во многих случаях захват в рабочий диапазон высокодобротного поглотителя смежных частот в небольшом интервале от частоты настройки играет только в плюс, поскольку в малых помещениях, помимо доминирующих особо проблемных частот практически во всём НЧ диапазоне, имеет место заведомо затянутое время распада...

Формулы для расчёта параметров незадемпфированного и задемпфированного НЧ ПП (панельного поглотителя) отличаются коэффициентом.
Для расчёта параметров панельного поглотителя без заполнения внутреннего объёма минеральной ватой используется формула:
fo=600/sqrt(m*d),
где m – поверхностная плотность мембраны, кг./кв.м.
d – глубина каркаса, см., а аббревиатура sqrt – квадратный корень.
Если же во внутренний объём поместить пористый звукопоглотитель, то значение резонансной частоты устройства вычисляется по формуле:
fo=500/sqrt(m*d)
Эти данные иллюстрируют влияние внутреннего минераловатного наполнителя на значение резонансной частоты устройства.
При заполнении ватой внутреннего пространства девайса резонансная частота снижается примерно на 20%, эффективность также несколько снижается, но "рабочий" диапазон частот расширяется в связи с уменьшением добротности характеристики поглощения.
Вторая формула используется в качестве алгоритма электронных калькуляторов, предназначенных для расчёта параметров ПП, а также для составления таблиц, используемых с этой же целью (смотри вложение - хотя данные приведённой таблицы, позаимствованной из статьи А.М.Лихницкого, значительно отличаются от расчётов, сделанных на соответствующем электронном калькуляторе, например, по ссылке http://www.acoustic.ua/forms/calculator6.html с сайта Андрея Смирнова - очевидно, таки эта таблица предназначена для расчёта параметров ПП без заполнения воздушного зазора минеральной ватой .

Добро́тность — характеристика колебательной системы, определяющая полосу резонанса и показывающая, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за один период колебаний.
Добротность обратно пропорциональна скорости затухания собственных колебаний в системе. То есть, чем выше добротность колебательной системы, тем меньше потери энергии за каждый период и тем медленнее затухают колебания.
Общая формула для добротности любой колебательной системы:
Q = 2пFW : P,
где:
F— резонансная частота колебаний;
W — энергия, запасённая в колебательной системе;
P — рассеиваемая мощность.