Один з різновидів фазоінвертної АС-АС з ПВ. Вона відрізняється від закритої АС наявністю додаткової рухомої системи (у простому випадку - рухомої системи низькочастотної головки без котушки і магнітного ланцюга) (рис. 15.1). Ця система пасивна і збуджується коливаннями повітря в закритому корпусі при роботі головки, випромінюючи звукові хвилі в області низьких частот. В результаті сумарний звуковий тиск, що розвивається АС з ПВ на низьких частотах, може бути значно більше, чим закритою АС рівного об'єму і з тією ж низькочастотною головкою. Конструкція АС з ПВ приведена на рис. 15.2

Рис. 15.1 - Головка прямого випромінювання і пасивний випромінювач

Рис. 15.2 - Конструкція АС з ПВ:

1 – пасивний випромінювач; 2 – низькочастотна головка;

3 – високочастотна головка

За принципом дії АС з ПВ схожа з АС з ФІ. Єдина відмінність полягає в тому, що маса повітря в трубі фазоінвертора замінена масою рухомої системи пасивного випромінювача. Змінюючи масу рухомої системи пасивного випромінювача, можна значно простіше змінювати його резонансну частоту порівнянню з фазоінвертором, де для цього доводилося міняти розміри отвору, діаметр або довжину труби.

Раніше наголошувалося, що АС з ФІ має ряд конструктивних обмежень. Так, при настроюванні фазоінвертора на низьку резонансну частоту (30—50 Гц) маса повітря в трубі повинна бути чималою, що зазвичай забезпечується або збільшенням її довжини, або зменшенням діаметру (при незмінному внутрішньому об'ємі). У першому випадку може вийти, що труба конструктивно не поміститься в оформлення, або її довжина перевищить критичне значення λ_н/12. У другому випадку можуть різко зрости акустичні втрати на тертя в трубі, що понизить ефективність АС з ФІ в області низьких частот.

Акустичні системи з ПВ вільні від цих недоліків. Дійсно, як на площу пасивного випромінювача, яка зазвичай вибирається рівній площі дифузора головки і навіть більше, так і на його масу не накладаються ніяких обмежень. Тому при розрахунку цих систем можна не побоюватися тих труднощів, які виникають при застосуванні АС з ФІ. Настроювання пасивного випромінювача практично на будь-яку частоту резонансу f_П його масою m і гнучкістю об'єму повітря 5В не викликає утруднень. Це видно з наступного виразу:

.                                (15.1)

Слід проте відзначити, що власне пасивний випромінювач характеризується не тільки масою, але також і гнучкістю підвісу s, так що АС з ПВ є складнішою коливальною системою, ніж АС з ФІ, що, природно, ускладнює її розрахунок.

Принцип використання пасивних випромінювачів для підвищення рівня звукового тиску відомий давно, проте практичні конструкції АС з ПВ стали з'являтися лише в 70-х роках. Можна відзначити конструкції АС з ПВ, що випускаються фірмами Kenwood (Японія), Selection (Англія), Ohm (США). Як випливає з табл. 1, в даний час випуск цих систем наближається до 10% в розвинених капіталістичних країнах. У наший, країні також почали випускати такі АС.

При розрахунку АС з ПВ так само як в АС з ФІ доцільно знаходити не абсолютне значення звукового тиску, а його значення в порівнянні із звуковим тиском відповідної закритої системи. Це дозволяє визначити той виграш, який забезпечує АС з ПВ в порівнянні із закритою системою.

Тоді по аналогії з (9.17) маємо:

,                            (15.2)

де .

Тут введені позначення, аналогічні застосованим при розгляді АС з ФІ.

В основу розрахунку АС з ПВ по виразу (15.1) може бути покладена схема акустичного аналога АС з ПВ, зображена на рис. 15.3. Тут  — активні втрати в головці, r - активні втрати в пасивному випромінювачі.

Рис. 15.3 - Спрощена схема акустичного аналога АС з П В

Оскільки АС з ПВ так само, як і АС з ФІ може бути розглянута як система з двох випромінювачів, один з яких — власне низькочастотна головка, а інший — пасивний випромінювач, то розрахунок виразу  для пасивного випромінювача нічим не відрізняється від його розрахунку для фазоінвертора. Єдина відмінність полягає в тому, що площа пасивного випромінювача може бути вибрана значно більшою, ніж площа отвору фазоінвертора. Розрахунки авторів показали, що для АС з ПВ значення  може складати від 2,0 до 2,35 і воно частотно - малозалежне.

Вираз для р₀0 закритого оформлення підставляємо в (15.2) у вигляді (14.1).

Виведення виразу для  приведений в додатку 5. Тут приводиться лише остаточний вираз:

.                                   (15.3)

Вираз для звукового тиску АС з ПВ (р_п) з обліком (15.2), (14.1) і (15.3) може бути записано як:

,                          (15.4)

де А – частотно незалежний множник.

Як видно з (15.4), поведінка АС з ПВ може бути описаний п'яті параметрами: n, l, p, Q, Q_П. Тут окрім параметрів, що описують АС з ФІ, з'явився параметр , що характеризує відносну пружність (підвісу) пасивного випромінювача, тобто відношення пружності повітря усередині оформлення до пружності підвісу пасивного випромінювача. Добротність фазоінвертора Q_П замінюється тут добротністю пасивного випромінювача, рівною

Дослідження авторів показали, що число змінних можна скоротити до чотирьох, оскільки значення Q_П може бути вибране фіксованим і в діапазоні Q_П >5 практично не впливає на отримані результати.

Таким чином, характеристики АС з ПВ залежать від добротності головки, об'єму оформлення, настройки пасивного випромінювача і пружності його підвісу, за умови підтримки добротності пасивного випромінювача Q_П >5.

Вираз (15.4) задоволений громіздко. Тому на рис. 15.4-15.6 приводяться набори графічних залежностей (сімейства частотних характеристик), побудованих по виразу (15.3). Кожен малюнок виконаний для фіксованих значень Q, Q_П, n для сімейства кривих з різними значеннями настройки пасивного випромінювача і відносними пружностями його підвісу.

Рис. 15.4 - Сімейство частотних характеристик АС з ПВ

для Q₀=0,2, n=0,5 (a) і Q₀=0,2, n=1,0 (б)

Тут і на рис. 15.5, 15.6 нанесені наступні криві:

−−−−−−−−−−           закрите оформлення;       - ∙ - ∙ - ∙ -         p=1, l=2;

- ××× - ××× -            p=1, l=1;                        - ×× - ×× -       p=1, l=0,5;

- × - × - × - × -          p=2, l=3;                            - - - - - - - -       p=2, l=2;

o – o – o - o –          p=3, l=3;                             – oo – oo –              p=3, l=2;

Як видно з приведених кривих, зазвичай пасивний випромінювач настроюється на частоту в 2—3 рази нижче за резонансну частоту головки на відміну від настройки фазоінвертора, резонансна частота якого може лише трохи відрізнятися від резонансної частоти головки. Що стосується добротності використовуваних головок, то їх значення складає 0,2—0,8 і пов'язано з об'ємом оформлення. Чим менше об'єм оформлень, тим меншу добротність головки необхідно вибирати.

Рис. 15.5 - Сімейство частотних характеристик АС з ПВ

для Q₀=0,4, n=0,5 (a) и Q₀=0,4, n=1,0 (б)

Рис. 15.6 - Сімейство частотних характеристик АС з ПВ

для Q0=0,6, n=0,5 (a) і Q0=0,6, n=1,0 (б)

За допомогою приведених кривих можуть бути вирішені різні завдання. Наприклад, задавшись бажаною формою частотної характеристики, типом головки і гаданим об'ємом оформлення, вибирають параметри пасивного випромінювача (його масу і гнучкість). Якщо бажана форма частотної характеристики не виходить, найпростіше збільшувати об'єм оформлення. Проте можуть виникнути такі поєднання добротності головки і об'єму оформлення, при яких отримати бажану форму частотної характеристики скрутно. Як приклад розглянемо, двохсмугову систему 10АС-10 з пасивним випромінювачем, зображену на рис. 15.2. У ній як низькочастотна ланка 2 використана головка 10ГД-34  = 105 мм, а як високочастотний 3 — головка ЗГД-31. Передня панель квадратна (315×315 мм). Корпус має малу глибину (125 мм). Конструкція пасивного випромінювача 1 є дифузором конусної головки ( 140 мм) з додатковою масою. Резонансна частота головки 54 Гц, резонансна частота пасивного випромінювача – 15Гц.

Відмітимо, що роблять спроби підвищити ефективність роботи АС з ПВ. На рис. 15.7 зображена така АС з ПВ. У цій системі є два закриті об'єми V₁ і V₂. Головка 1 порушує об'єм V₁,, а пасивний випромінювач частиною 2 порушує об'єм V₁,, а частиною 3 — об'єм V₂, який повністю заповнений звукопоглинальним матеріалом. Завдяки наявності об'єму V₂ і зв'язки з ним пасивного випромінювача знижується резонансна частота АС з ПВ і поліпшується форма її частотної характеристики.

Рис. 15.7 - Схематичне зображення складної АС з ПВ

Приклад розрахунку. Хай є головка ЗОГД-1 з параметрами: f0 = 25 Гц, Q = 0,2, Vэ=160 л. Необхідно знайти параметри АС з ПВ для випадку максимально рівної частотної характеристики системи в області низьких частот.

Розглянемо рис. 15.4, а, 15.5, а і 15.6, а, справедливі для Q = 0,2. Як видно, якнайкращі результати можуть бути отримані при n = 2 (мал. 15.5, а). При цьому внутрішній об'єм оформлення буде рівний 80 л. Тепер вибираємо частоту настройки і гнучкість підвісу пасивного випромінювача. Перевагу слід віддавати кривим з параметрами l = 2, р = 2 и l = 2, р = 3. Характеристика при р = 2 виходить найбільш протяжною в область низьких частот, спад плавний, але досягає ~ 9 Дб на частоті 23 Гц. Виграшно звуковому тиску складає б Дб. Спад характеристики при l = 2, р = 3 також плавний, але складає ~ 7 Дб до частоти 25 Гц. Виграш по звуковому тиску 7 Дб.

Які ж параметри АС з ПВ? Пасивний випромінювач в обох випадках настроюється на частоту в 2 рази нижче за резонансну частоту головки (l = 2), тобто на 22,5 Гц. Відносна пружність підвісу ПІ рівна відповідно р = 2 и р = 3, тобто s=s_в/2 і s=s_в/3. Іншими словами, еквівалентний об'єм випромінювача Vэ (поняття аналогічне поняттю — еквівалентний об'єм головки) при р = 2 рівний еквівалентному об'єму головки Vэ, тобто 160 л. а при р = 3 рівний 3/2Vэ, тобто 240 л.

Площа ПВ вибирається рівній площі дифузора головки, а маса визначається з (15.1) і повинна бути такій, щоб з пружністю (s_в+s) забезпечити резонансну частоту ПВ 22,5 Гц. Добротність випромінювача повинна бути більше 5.