Site Loader

Содержание

Статьи — Самодельный сабвуфер


     Сабвуфер — это низкочастотный громкоговоритель, воспроизводящий самые низкие басы, не входящие в диапазон частот работающих совместно с ним широкополосных акустических систем.

     Для расчета колонки необходимо знать, хотя бы основные параметры динамиков. Эти параметры валом лежат в интернете, но беда в том, что все как один, дают неправдоподобные параметры для 75ГДН-1-4 (для других не знаю). На одном из сайтов я нашел отсканированный паспорт на этот динамик, вот этим параметрам я верю больше. На это наверное есть причины, одна из них — что такие головки выпускались целой кучей заводов и достаточно длительное время и Советской промышленностью, так что со временем возможно параметры изменялись. Но дело в том, что изменились они как выяснилось в 2 раза! А с параметрами из справочников, при расчете в программе, объем ящика получался 5 литров, это меня и насторожило. Кстати, практически во всех статьях, мной прочитанных были рекомендации измерять СВОИ параметры динамика.

Решение снимать параметры своего динамика было принято после недельной возни с программами расчета саба (несмотря на жуткую лень делать это), в которых выяснилось, что эти параметры сильно влияют на размеры ящика и на АЧХ соответственно. Для того, чтобы понять, какие параметры нужны и с чем их едят, а также каким макаром их заполучить не имея под рукой толковых измерительных приборов и пойдет речь в этой главе. Писать буду кратко, кто хочет — может почитать более детально в прилагаемой литературе, из которой был собран материал.

Динамик в основном характеризуют три параметра, предложенный Тиллем и Смоллом:

Fs — частота резонанса в открытом пространстве;
Qts — полная добротность динамика;
Vas — эквивалентный объем.

Fs — это частота резонанса динамика без какого—либо акустического оформления. Она так и измеряется — динамик подвешивают в воздухе на возможно большем расстоянии от окружающих предметов, так что теперь его резонанс будет зависеть только от его собственных характеристик — массы подвижной системы и жесткости подвески.

Qts — отношение передаточной функции динамика на частоте Fs к передаточной функции на частотах, где амплитудно—частотная характеристика (АЧХ) динамика горизонтальна, т.е. на частотах выше Fs. Другими словами, Qts –характеризует эффективность динамика на резонансной частоте.

Vas – объем воздуха, который обладает гибкостью (величина обратная упругости) такой же, как и подвижная система динамика. При размещении динамика в закрытом ящике (ЗЯ) гибкость воздуха внутри ящика добавляется к гибкости подвижной системы динамика и его резонансная частота изменяется. Существует следующая закономерность, при помещении динамика в ящик объемом Vas его резонансная частота Fs и добротность Qts возрастают в 1,4 раза.

Измерить эти параметры при первый взгляде на конструкцию довольно геморойно, но проделав это один раз — все сомнения пропадают — всё оказывается достаточно просто.

Для начала надо подготовиться:

скачать прогу генератора сигналов для звуковой карты скачать Marchand Function Generator

можете еще слить скачать Oscilloscope 2. 51 — осциллограф к звуковой плате. Подключив выход на вход — можно посмотреть чего генератор вытворяет 🙂

скачать мой файл расчёта в Excel

найти резистор на 1Ком

взять стерео, как минимум, усилитель мощности, ибо надо усилить сначала сам сигнал, а потом измеряемый сигнал

взять вольтметр цифровой желательно, шоб не пересчитывать и не перещёлкивать диапазоны. Я взял цифровой и стрелочный, и сравнил результаты для проверки.

  Далее нужно собрать  следующую схему:

Далее:

  • Берем ручку и бумагу

  • Запускаем программу генератора, громкость на компе ставим на середину (иначе синусоида обрезанная какая—то получается), остальное усилком выправиться.

  • Подключаем вольтметр к точкам А и С (т.е к выходу усилка) , и устанавливаем напряжение равным 10—20 В на частоте 500—1000 Гц, регулируя громкость на усилителе.

  • Подключаем вольтметр к точкам В и С (т.е к динамику).

  • Ставим на ~5Гц генератор и УБИРАЕМ ДИНАМИК подальше от всех предметов и стенок (можно подвесить, если получиться). Практика показала, что в дали от предметов и на полу лежащий динамик дает таки различные показания, но незначительные, однако на чистоту эксперимента повлияет.

  • Меняя частоту генератора смотрим показания вольтметра — нас интересуют максимальное и минимальное напряжение. Примерно возле резонансной частоты напряжение резко возрастает, а после резко падает. При максимальном напряжении смотрим частоту — это  и есть Fs.

Таким макаром мы уже имеем Fs. Изменяя частоту вверх относительно Fs, находим частоты, на которых показания вольтметра постоянны и значительно меньше Us (при дальнейшем повышении частоты напряжение опять начнет увеличиваться).

Запишем это значение, Um. Лучше повторить процедуру с уменьшением частоты. По эти записям получим примерно такой график:

Где, Fs — резонансная частота, а Us соответствующее ей напряжение. Um — минимальное напряжение, U12 рассчитывается в Excel—е, после занесения данных в ячейки. Опять крутим опять частоту и ищем когда показания вольтметра совпадут со значением U12, запоминаем частоту. Таких значений должно быть два, как видно из графика. Это будут F1 и F2. Вносим их в Excel. Всё — смотрим значение Qts. Я сделал две методики расчета, для проверки правильности того, что я насчитал 🙂 в итоге показания сошлись, а небольшая разница объясняется погрешностью вычислений. Vas можно не считать, а  взять из справочных данных, он похож на правду, да и этот параметр не сильно влияет на расчет ящика. К тому же, для его расчета вам придется соорудить фанерный ящик, достаточно жесткий и герметичный, а затем повторить измерения.

Я ставил себе цель, создать что—то типа конспекта тех материалов, которые я прочитал, дабы отбросить ненужное, а для глубинного изучения вопроса — в конце материала привожу все линки. Итак мы сняли параметры динамика. Для 75ГДН—1—4 вот что получилось:
 

 

Параметры моего динамика

Справочные параметры (из интернета)

Fs3425
Qts0,460,21
Vasне измерялся80

Наиболее важный параметр это Qts. Как вам отличие? В ДВА РАЗА! Надо сказать, что я скачал примерно с десяток справочников по динамикам, другие параметры в них колебались, а вот этот был на удивление стабилен. Вот и верь после этого людям…

Едем дальше. Теперь надо выбрать тип ящика, куда всё это добро засунуть можно. И тут нам как раз пригодятся точные параметры динамика.

Самых распространенных видов акустического оформления всего три :

Тип ящикаЗакрытыйЯщик
(ЗЯ)
Closed
 

ФазоИнвертор
(ФИ)
Vented
 

Бандпасс (БП)
4—го и 6—го порядков
Bandpass
 

  

Критерий выбораQts < 0.8—1.0 , оптимально 0,7
Fs/Qts=50
Qts<0.6, оптимум — 0,39
Fs/Qts=85
Fs/Qts=105
Отличительные характеристики

Это наиболее простой в изготовлении тип акустического оформления АС.

При простоте конструкции, обладает многими достоинствами, но К.П.П наименьший по сравнению с любым другим типом акустического оформления — как следствие необходимость нехилой мощи и возможный выход динамика из строя(от чрезмерных стараний 🙂

Для расчета характеристик здесь есть всего один параметр — объем ящика.

В своем рабочем диапазоне фазоинвертор создает для динамика совершенно тепличные условия, причем точно на частоте настройки амплитуда колебаний минимальна, а большая часть звука излучается тоннелем. Допустимая подводимая мощность здесь максимальна, а искажения, вносимые динамиком — наоборот, минимальны.

Фазоинвертор существенно более капризен к выбору параметров и настройке, поскольку выбору, под конкретный динамик, подлежат уже три параметра: объем ящика, поперечное сечение и длина тоннеля.

Чемпион по эффективности.

Путем выбора соответствующих объемов и частоты настройки передней камеры, можно построить сабвуфер с широкой полосой пропускания, но ограниченной отдачей, то есть колокол будет низким и широким, а можно — с узкой полосой и очень высоким к.п.д. в этой полосе.

Бандпасс — капризная штука в расчете и самая трудоемкая в изготовлении. Зато динамик закопан внутри — меньше риск повредить динамик и практически отпадает необходимость в полосовом фильтре(хотя на практике выяснилось — что всё равно желателен)

 ЗЯ я сразу отмёл — зачем мне колонка с низким КПД? Динамик и так не самый мощный — номинал 50Вт, максимальная 75Вт. К тому же внутри колонки нехилое давление создается, что требует особой герметичности. И параметр Fs/Qts не подходит для моего динамика. Правда, ЗЯ это и самый маленький ящик из всех — что может оказаться иногда важным.
 ФИ я не захотел делать по трем причинам :1) надо супер ровную дырку делать и потом чем—то её закрывать, иначе мой ребенок сразу приговорит динамик 2) надо ставить фильтр для обрезания частот свыше 200Гц, иначе 75ГДН дальше звучит совсем не cool. 3) нормальный спад на низах получался при диких размерах ящика 120—150л(еще один шкаф в квартире), меня бы жена выперла вместе с этим сабвуфером  🙂 НО! Fs/Qts=74, т.е. динамик наиболее подходит для ФИ, а низы классные дает при этом, только вот РАЗМЕР 8(. Тут надо учесть, что для одиночных бандпассов подходят практически те же динамики, что и для фазоинверторов.
 Бандпасс мне подошел и понравился больше всего. Фильтр делать не надо — сам корпус фильтрует. Динамик внутри спрятан — не проткнешь. И расчеты в программах показали наилучшие результаты при уместном размере…

Расчет и проектирование ящика.

Расчеты показали у Бандпасса относительно неплохие размеры и неплохой спад на низах, однако всё равно спад сильно зависел от объема и пришлось идти на компромисс, немного уменьшив ящик до 65л. Расчеты я провел сразу в трех программах, дабы проверить верность того, что я соорудил. Результаты практически сошлись. Я использовал WinISD 0. 44, WinISD Pro Aplha и скачать JBL SpeakerShop или скачать BassBox (найдите 10 отличий называется). Понравилась мне больше всего первая прога, вторая была жутко глючной (на то она и Alpha), но в некоторых отношениях полезной, третья — просто подтвердила мои расчеты (у неё очень неудобный интерфейс — плохо менять параметры на лету, подбирая значения для размера камер и фазоинверторов, а после каждой загрузки нужно в метрическую систему переключаться). Итак чего получилось — смотрим графики (взять файлы проектов можно будет далее):

Тут видно в сравнении БП и ФИ. При равных объемах ящика ФИ значительно уступает Бандпассу. А при больших наоборот. Так что если хотите поиметь новый шкаф дома — то стоит присмотреться к ФИ. Про горб в середине см. ниже. И почти тоже самое в JBL SS:

Тут немного меньше объем у ФИ, но все равно он в 2 раза больше приведенного БП. Для БП тоже объем критичен, можно сделать большим, уменьшив тем самым провал в середине и улучшив спад на низах.

Расчет сводится в подборе литража камер и частот на которые они настроены, ну и проверке АЧХ. Я думаю остальные три графика вас не будут волновать :).

Провал в середине не убирался ну никак — такой вот динамик :). На увеличение объема я идти не хотел, мне надо было вписаться в комнату, ящик кстати немаленький всё равно. Но я думаю, таким провалом можно пренебречь — ведь провал в 3Дб очень небольшой (просто график растянут по высоте), а если учесть неравномерность АЧХ самого динамика в 10Дб, то про это просто можно забыть. К тому же, это все равно идеализированная АЧХ, в жизни всё куда сложнее и запутанней 🙂 Провал можно сделать меньше, если сузить частоту, но мне хотелось дотянуть АЧХ до 200Гц, что не совсем удалось, но в 150Гц уж точно попал :). Тут же замечу — середина всё равно слышна в сабе через толстую дырку, так что активный фильтр не помешает, что я потом и исполнил в усилке.

Расчет фазоинверторов сводится к заданию внутреннего диаметра трубы в метрах и проверке значения «Vent mach» на зеленый цвет, когда становиться красным — плохо — слишком большой поток воздуха, т. е это уже не сабвуфер, а музыкальный инструмент типа «труба». Тут же надо смотреть на длину фазоинвертора, чтобы она вообще вместилась в ящик, а желательно ваще до середины . Я долго не мог списаться в размер, ибо увеличивая диаметр, для нормального потока воздуха, длинна фаза сразу становилась немерянной. Длинна зависит от диаметра и частоты, на которую настроен фаз — поэтому играться можно еще и частотой. При этои будет меняться АЧХ, учтите это.

Сначала, был изготовлен саб с одинаковыми трубами, благо в верхнем, как раз программа показывает меньшее сопротивление воздуха, но после сборки усилка на 100Вт и прослушке выяснилось — после ~50Вт начинался эффект выхлопа воздуха (хлопки) как раз в верхнем отделении (самое маленькое однако). Пришлось всё разбирать и выпиливать большую дырку под тооолстую трубу 105мм внутри, чем я впритык почти вписался в  высоту камеры — осталось 2см. Если учесть, что туда надо впереть еще звукопоглотитель — это очень малый запас. Трубы я пользовал канализационные пластмассовые. Тут замечу, что 70мм трубы есть, но их не так валом как 50мм и 105мм. С увеличением верхнего фаза, сразу стал лучше работать нижний. 50мм очень не рекомендую ставить — для такой дуры это очень мало. Итог такой — для саба размеры элементов самое важное :).

Первый вариант

 

Окончательный вариант

Ну что, объемы определены, настало время рассчитать коробку и конструкцию. Поскольку я занЂРё — меньше СЂРёСЃРє повредить динамик Рё практически отпадает необходимость РІ полосовом фильтре(хотя РЅР° практике выяснилось — что РІСЃС‘ равно желателен)

Расчет короба для сабвуфера

Сабвуфер – это важная часть любой полноценной акустической системы. В некоторых случаях низкочастотную колонку можно собрать своими руками. При этом нужно учитывать ряд важных характеристик сабвуфера, чтобы колонка звучала так, как надо.

Один из главных параметров низкочастотной колонки – это размер корпуса. С материалом, из которого будет выполняться короб, определиться весьма просто – следует использовать плотный и твердый материал, хорошо поглощающий звук – например, прессованную древесину средней плотности. С размерами же все не так просто. Для расчета правильных линейных параметров короба используются специальные программы, которыми нужно научиться пользоваться.

Прежде чем приступать к расчету корпуса, следует определиться с типом короба. Он может быть:

  • открытым – с фазоинвертором – цилиндрическим отверстием в одной из стенок, которое позволяет звуку лучше фокусироваться;
  • закрытым – с полнотелыми стенками и герметичным корпусом.

Очевидно, что качество низкочастотной колонки напрямую зависит от диаметра динамического излучателя – чем он больше, тем лучше. Поэтому колонка по определению не может быть маленькой, если хочется добиться максимально качественного звучания. Кроме того, форма корпуса должна быть строго определенной – кубической или прямоугольной. Усвоив эти базовые принципы, можно приступать к расчету размеров.

Расчет закрытого корпуса сабвуфера

Если правильный динамик уже был подобран и остается только разместить его в подходящем корпусе, задача становится весьма простой. Рассчитать короб для низкочастотной колонки при помощи специальной программы – дело нехитрое, если разобраться в ее интерфейсе. Можно сказать, что куда более сложно будет красиво оформить этот короб. В результате расчета должен получиться ящик с таким объемом, чтобы звук из динамика, встроенного в него, имел максимально прямолинейную амплитудно-частотную характеристику в том или ином помещении или внутри салона автомобиля.

Программа JBL SpeakerShop — единицы измерения

Для расчета корпуса предстоит пользоваться одной из предназначенных для этого программ; их существует огромное множество, и подойдет, в принципе любая. Хороший вариант – JBL SpeakerShop, она бесплатна и имеет несложный интерфейс, в котором без труда разберется и неопытный пользователь. Единственная проблема – программа полностью на английском языке, что может стать препятствием для некоторых людей. Впрочем, какие-то особые познания и не понадобятся – главное, нажимать на нужные кнопки.

Для того, чтобы правильно настроить программу на расчет требуемого короба, необходимо найти инструкцию или техпаспорт, прилагающийся к низкочастотному динамику. В нем нужно найти параметры Тиля-Смолла:

  • Fs – резонансная частота излучателя, измеряется в герцах;
  • Vas – эффективный объем корпуса, рассчитывается в литрах;
  • Qts – добротность динамика, которая представляет собой совокупность физических сил, возникающих вблизи излучателя в процессе его работы и связанных с его подвижностью.
Программа JBL SpeakerShop — параметры Тиля-Смолла

В техпаспорте динамика можно найти и другие параметры – если они известны, в программу можно ввести и их, но это совсем не обязательно. Для достаточно точного расчета короба достаточно и трех вышеперечисленных показателей.

Процесс расчета

Расчет производится следующим образом:

  1. Открываем программу для расчета – для примера возьмем указанную выше JBL SpeakerShop.
  2. Изначально она настроена на имперскую систему счисления – если вы в ней разбираетесь, можете оставить все как есть, но для удобства стоит перевести измерения в метрическую систему. Делается это в меню Options – Units.
  3. Переходим в меню Loudspeaker и выбираем пункт Parameters – minimum. Откроется окно, в котором нужно переписать параметры Тиля-Смолла в соответствующие поля. После этого нажимаем кнопку Accept.
  4. Находим секцию Closed box в главном окне программы, после чего произойдет автоматический расчет короба на основании введенных данных.
  5. В блоке Optimum будут указаны оптимальные, по мнению программы, параметры требуемого для вашего низкочастотного динамика короба. Если они не подходят, можно немного их изменить.

    Программа JBL SpeakerShop — объем короба

    Для этого следует перейти на вкладку Custom и ввести свой показатель Vc – объем короба. Далее нажимаем кнопку Plot – произойдет симуляция работы рассчитанного сабвуфера, и в нижней части главного окна появится расчетная АЧХ. Она должна быть как можно более ровной – без существенных искажений в рабочей зоне, не включающей подъем. Изменяйте объем во вкладке Custom и симулируйте АЧХ, пока линия не выпрямится.

    Когда будет получена идеальная АЧХ, вы будете знать, каким должен быть объем короба. Рассчитать линейные параметры – ширину, высоту и длину – дело техники. Помните, что нужно добавить к полученному параметру еще несколько литров – в счет того объема, который будет занят самим динамиком.

    Программа JBL SpeakerShop — АЧХ

    Желательно немного отклонить форму короба от ровного прямоугольника, скосив заднюю стенку и получив, таким образом, трапецию. Это не даст отраженным от стенки волнам воздействовать на звучание. Иной способ избавиться от искажений – обить стенки звукопоглощающим материалом, например поролоном или ватой. Но это тоже нужно учитывать при расчете, увеличив объем на необходимую величину.

    Расчет корпуса сабвуфера с фазоинвертором

    Как и в случае с закрытым коробом, рассчитывая фазоинверторный корпус, необходимо знать параметры Тиля-Смолла, которые можно найти в техническом паспорте низкочастотного динамического излучателя. Кроме того, важно знать следующие понятия, касающиеся корпуса колонки:

  • Чистый объем – объем корпуса, не занятый ничем. В него не включается пространство, занимаемое портом фазоинвертора и корпусом излучателя, а также звукопоглощающим материалом, которым обиваются стенки ящика изнутри.
  • Настройка порта – подбор размеров фазоинвертора таким образом, чтобы при определенной частоте (в случае с сабвуфером – низкой) звук усиливался и получал линейную АЧХ.

Расчет чистого объема корпуса

Действовать предстоит точно так же, как и в случае закрытого короба. Открываем программу для расчета, вводим показатели Fs, Vas и Qts в соответствующие поля. Выстраиваем расчетную АЧХ, которую затем изменяем, подгоняя расчетный объем корпуса сабвуфера.

К получившемуся объему следует добавить несколько литров в счет объема, который будет занят корпусом динамика и портом фазоинвертора. С динамиком все понятно, но как узнать, сколько места займет фазоинвертор?

Расчет порта фазоинвертора

Порт фазоинвертора тоже будет рассчитываться при помощи специальной программы – BassPort. Эта программа предназначена именно для сабвуфером, так как для низких частот требуется фазоинвертор с определенными параметрами.

Программа BassPort

Пользоваться программой несложно:

  • вводим частоту фазоинвертора;
  • указываем чистый объем короба;
  • эффективная площадь мембраны излучателя, для расчета которой понадобится узнать диаметр динамика;
  • пиковая амплитуда колебания диффузора, ее можно узнать из инструкции к динамику;
  • внизу главного окна выбираем форму трубки;
  • указываем габариты фазоинвертора;
  • после нажатия на кнопку «рассчитать» программа выдаст недостающие параметры порта: его длину, объем, который нужно добавить к чистому объему короба, скорость ветра в трубке и т. д.

Вычислив объем, легко рассчитать и остальные параметры корпуса. После этого останется только собрать его из заготовленного материала.

О сборке сабвуфера можно прочитать в этой статье.

Расчет короба для сабвуфера: видео

Другие статьи раздела Сабвуферы

В отличие от обычных колонок, которые легко купить в любом магазине, сабвуферы, или низкочастотные колонки…  674891

При покупке сабвуфера нередко возникает вопрос, нужен ли к нему усилитель и почему вокруг столько…  6796

Сабвуфером называют акустическую систему, которая воспроизводит низкочастотные звуки. Приблизительный…  8826

Бп 4 порядка расчет. Самодельный сабвуфер

Расмотрим четыре вида конструкций сабвуферов:

  • Бесконечный экран (free-air)
  • Закрытый ящик (ЗЯ)
  • Ящик с фазоинвертором (ФИ)
  • Бандпасс или полосовой сабвуфер (БП)

Рассмотрим подробней каждый вид их достоинства и недостатки.

Кстати говоря тем кто хочет самостоятельно конструировать сабвуферы своими руками рекомендую книжку «Лучшие конструкции усилителей УНЧ и сабвуферов своими руками »

Бесконечный экран (free-air), акустически разгруженное оформление, система одинарного действия.

Самой нетрудной в реализации являться конструкция бесконечного экрана. В такой конструкции волны фронтальной и тыловой части динамика непосредственно излучают в открытое пространство. В реальности для такого оформления используют большой щит (фанерный лист) с размерами щита превышающим максимальную длинну волны воспроизводимую НЧ или широкополосным динамиком. Динамик обычно распологают немного сместив от центра щита по диагонали. На практике используют укороченную конструкцию или ящик без задней стенки, конструкция ящика получается компактней.

Достоинства это очевидная простота конструкции и отсутствие повышения собственной резонансной частоты применяемого динамика, оформление не вносит искажений и они определяются только используемым динамиком, усилителем и источником.

Недостатки прежде всего большие размеры, щит и ящик имеют конечные размеры и когда длина волны на нижних частотах превышает размер от дифузора до края щита, то происходит сложение прямой (излучёной передней поверхностью дифузора) и обратной (излучёной тыльной поверхностью дифузора) волн (волны сложились в противофазе), что приводит к ослаблению или акустическому КЗ, а если волны придут в фазе то они сложатся в фазе и произойдет повышение отдочи.

Закрытый ящик (ЗЯ), акустически нагруженное оформление, система одинарного действия.

Герметичный ящик определенного объема, на одной из стенке устанавливается динамик. Причем динамик может стоять как излучателем наружу так и во внутрь, обычно излучателем наружу (как на рисунке). Для уменьшения объема внутрь ящика помещают вату, синтепон, что гасит стоячие волны внутри ящика и уменьшает вибрацию стенок корпуса.

Достоинства быстрый и четкий бас, простой в настройке, небольшой по объему корпус. В правельно расчитаном корпусе самое качественное воспроизведение низких частот.

Недостатки самый низкий КПД (эффективность), по сравнениюс ФИ и БП , и если вы захотите низко играющий сабвуфер (до 30 Гц) то повышенные требования к мощности, размерам и ходу диффузора динамика.

Ящик с фазоинвертором (ФИ),акустически нагруженное оформление, система двойного действия.

Фазоинвертор это порт (труба, щель, отверстие, воздуховод) в корпусе акустической системы, обеспечивающая расширение НЧ-диапазона за счёт сложения излучения фазоинвертора и дифузора динамика на частоте настройки ФИ. Стоит отметить что Фазоинвертор это не просто порт любого размера, а четко расчитанный воздуховод квалифицируемым специалистом. И при правильной настройке фазоинвертора получается – довольно неплохой и ровный бас, на самых низких частотах (20-45) Гц. Излучателями звука являются фазоинвертор и динамик. Обычно фазоинвертор и динамик распологают на передней панели, но бывают на боковой и на задней стенки ящика. Одной из разновидностей ФИ является пасивный излучатель, где вместо фазоинвертора устанавливают на передней панели такой-же динамик как и основной (можно сгоревший, можно без магнита и катушки) дополнительный, который является пасивным излучателем, на резонансной частоте пасивный излучатель начинает колебаться в фазе с основным, что приводит к увеличению излучающей поверхности в 2 раза, что повышает отдачу на низких частотах.

Достоинства повышенный КПД, довольно неплохой и ровный бас, на самых низких частотах (20-45) Гц. Бас немного хуже чем у закрытого ящика.

Недостатки сложнее в настройке чем ЗЯ, для каждого динамика приходится настраивать длинну фазоинвертора. Повышенный КНИ чам в ЗЯ. Большая опасность повреждения динамика, амплитуда колебаний дифузора ниже резонансной частоты ограничена только жёсткостью подвеса.

Бандпасс или полосовой сабвуфер (БП),акустически нагруженное оформление, система как одинарного так и двойного действия.

Закрытый ящик-резонатор, четвёртого порядка, двухкамерный, внутренний объем разделен на две резонансных камеры. Динамик помещаться на перегородку между камерами, самое распространённое оформление БП, используется исключительно для сабвуферов. БП шестого и восьмого порядков, а также трёх камерные встречаются редко. БП оформление является фильтром, поэтому можно не ставить ФНЧ высоких порядков на усилитель и его настраивать.

Достоинства самый высокий КПД у данного типа оформления выше, чем у ФИ . Можно не ставить ФНЧ. Обычно хорошо расчитаный изготовленный и настроенный БП используют на соревнованиях по автозвуку SPL, получая давления 150-170dB.

Недостатки так как БП не являются системами прямого излучения их расчёт, изготовление и настройка очень сложны. Самое низкое качество воспроизведения низких частот. Система резонансная узкий диапазон воспроизводимых частот, нет возможности перестройки в частотном диапазоне. Сложность при замене динамика. Очень трудоёмок в изготовлении.

Сабвуфер бандпасс – это устройство, которое все чаще применяется современными водителями в автомобилях. Бандпасс сабвуфер имеет ряд конкретных преимуществ по сравнению с другими моделями, что делает его незаменимым для многих владельцев машин. Многие компании, известные в мире автозвука, занимаются производством сабвуферов данной конструкции.

Что такое сабвуфер


Сабвуфер является одним из самых нужных и важных элементов . Ведь это именно он ответственен за воспроизведение низких частот, которые не поддаются обычным колонкам, отчего он и получил такое название (низкие частоты).
Почему-то именно басы интересуют почти всех владельцев машин. По их мнению, чем громче они будут, тем лучше.

Примечание: если вам нравится музыка без низких частот, то можно обойтись и без использования саба.

Где применяются низкие частоты

Передача низких частот особенно важна при просмотре современных фильмов, где используются сцены со спецэффектами, при прослушивании электронной музыки. Также низкие частоты распространены в видеоиграх.Собственно, это и есть одно из самых главных преимуществ сабвуфера бандпасс: его можно использовать не только в акустической системе автомобиля, но и в доме.

Примечание: но для этого надо будет приобрести дополнительные кабели и переходники.

Виды сабвуферов


На сегодняшний день существует 2 вида сабвуферов:

  • Активный
  • Пассивный

Каждый из этих видов имеет свои отличительные особенности. используется встроенный усилитель мощности и активный кроссовер, который фильтрует все высокие частоты и согласовывает работу с остальными элементами акустической системы.
Очень часто имеет множество функций для регулировки. Кроме того, он оснащен огромным количеством возможностей для подключения (сквозное и т.п.).
Пассивный же сабвуфер наоборот, отличается отсутствием усилителя мощности и подключается двумя способами: параллельно или отдельно, к другому каналу. Из-за того, что он не имеет средств настройки и в силу своих конструктивных особенностей очень привередлив к размещению в помещении, требуется найти подходящее место, где есть «хороший бас».

Материалы используемые при производстве

В настоящее время для изготовления колонок используется несколько материалов, каждый из которых имеет свои определенные преимущества:

  • Многослойная фанера. Она обладает невысокой стоимостью, но при этом легко поддается обработке;


  • Древесностружечная плита состоит из натуральных материалов, за счет чего значительно повышаются ее свойства;
  • Древесноволокнистая плита имеет довольно плотную структуру, поэтому обладает высокой устойчивостью к влаге.

Типы корпусов сабвуфера

Можно выделить несколько типов корпусов сабвуферов, изготовление которых практикуют современные фирмы:

  • Герметичный корпус. На сегодняшний день это самый распространённый и одновременно самый простой тип корпуса. Представляет он собой полностью изолированный, закрытый ящик, создающий внутри себя пространство для управления мембраной динамика, что позволяет ему работать на таких мощностях;
  • Фазоинверсный корпус. Применяется в основном в домашних системах и, в частности, в автомобильных аудиосистемах.
    При меньшей мощности бас становится громче, чем в герметичном пространстве. Следует отметить, что есть у этого типа корпуса свои недостатки. При попытке воспроизведения частот, которые ниже «заводских», появляются искажения.


Примечание: проблемы могут появиться и из-за большой влажности при хранении.

  • Изобарическая конструкция. С коммерческой точки зрения один из самых выгодных типов сабвуфера. В герметичной коробке стоят два полностью идентичных динамика, которые должны работать в унисон друг с другом, что создает определенный эффект. К недостаткам можно отнести то, что на самом деле работает один динамик, а не 2.
  • Bandpass. Такой тип конструкции сабвуфера сочетает в себе как герметичный, так и фазоинверсный корпус, которые расположены в двух различных камерах. Данный вид показывает отличные характеристики по подаче низких частот наряду с ограничением резонанса. Безусловно, это один из лучших видов конструкции сабвуфера, про который мы разъясним подробнее. Категории бандпасс

Bandpass делится на 2 категории, которые различаются конструкцией и строением:

  • Bandpass 4. Этот вид конструкции стандартный и был описан выше;
  • Bandpass 6. Данный тип сочетает в себе сразу 2 фазоинвертора. Звук благодаря такому строению получается очень качественным с глубоким и насыщенным басом.


Обзор модели Mystery MBP-2500

Для примера возьмем первый попавшийся сабвуфер BandPass — Mystery MBP-2500.

Примечание. Обычно для обозначения используются цифры вида «колонки.сабвуферы». Например, в многоканальной системе с пятью колонками и одним сабвуфером, обозначение будет выглядеть так – «5.1».

Время от времени в наше поле зрения попадают сабвуферы полосно-пропускающего типа. Иначе — бандпассы…

Чаще всего, надо заметить, в форме готовых изделий. Намного реже — как элемент системы, построенной по индивидуальному проекту. Основы (совсем основы) теории и практики такого типа оформления были у нас опубликованы давно, лет, не соврать, 15 тому. Есть мнение (у автора), что надо бы кое-что в этом вопросе уточнить, а то, глядишь, и напомнить, не забыв и про «вновь открывшиеся обстоятельства…»

1. Сравнительно узкий частотный диапазон.

2. Повышенная сложность изготовления и настройки.

Плюсов нам видится больше.

1. Наличие внутреннего фильтра НЧ.

2. Способность к воспроизведению низкого баса.

3. Акустическое усиление.

4. Защищённость динамика от внешних воздействий.

Первый минус и первый плюс — две стороны одной медали, которые подтверждают известную мудрость о том, что каждая вещь хороша на своём месте. То есть на роль широкополосного басового излучателя (в трёхполосной акустике, скажем) бандпасс малопригоден, тогда как в позиции субвуфера будет очень к месту. Второй недостаток явился фактором, в значительной мере ограничившим распространение полосно-пропускающих оформлений. Притом проблема даже не в изготовлении, в конце концов, отличие ПП от ФИ заключается лишь в присутствии дополнительной внутренней стенки. Сложность в том, что в процессе тонкой настройки одну из стенок, вероятно, придётся перемещать, меняя «передний» объём. В единичном производстве это, действительно, неудобно, но при подготовке серии (хоть бы и небольшой) — в чём проблема?

Теперь о плюсах. Как можно представить, наличие естественного фильтра НЧ обусловило определённую популярность бандпассов в прошлом, когда пассивные фильтры считались естественным способом разделения частотных полос. Пассивный фильтр НЧ, настроенный на типичную для сабвуферов частоту, предусматривает использование крупных и недешёвых катушек. По мере перехода к специализированным басовым усилителям и активным фильтрам этот фактор стал несущественным. Однако если учесть, что в нашей отрасли большинство действительно музыкальных усилителей оснащаются фильтрами второго порядка, присутствие дополнительного (акустического) фильтра НЧ будет очень кстати.

Способность к воспроизведению низкого баса — вещь хорошая, но не для нас. Скажем, сабвуфер для домашнего театра в ЗЯ сможет отыграть бас от 50 Гц, в оформлении с ФИ — от 32, а в ПП оформлении — от 25, а если пожертвовать равномерностью АЧХ, можно снизить частотную границу и до 20 Гц. Однако в нашей отрасли проблем с низким басом как будто и нет, сабвуфер в ЗЯ играет (в теории) от 0 Гц. У нас есть другие проблемы — с равномерностью среднего баса, поскольку переход от свободного поля к компрессионному режиму приходится на 55 — 70 Гц (частота -3 дБ подъёма). Все сабвуферы с ФИ дают подъём, начиная с этой частоты и вниз, ЗЯ, настроенный точно на переходную частоту, даст прямолинейную характеристику, но, естественно, без какого-то подъёма. При всех иных настройках ЗЯ даст либо подъём в области среднего баса 70 — 50 Гц, либо, того хуже, спад на тех же частотах.

Так вот, бандпасс четвёртого порядка (далее речь только о нём, будем избегать лишних сложностей) может дать подъём именно там, где надо, вблизи верхней границы его рабочей полосы, и в условиях салона сохранить привлекательную форму частотной характеристики. Думается, одного этого уже достаточно, чтобы присмотреться к нему повнимательнее. Ну и последний из перечисленных выше плюсов тоже кое-чего стоит.

Итак, начинаем присматриваться. Берём некий безымянный динамик, нас его характеристики до поры не интересуют. Строим пока что характеристики в свободном поле, так нагляднее. Посмотрим, как меняется частотная характеристика в зависимости от величины «заднего» (то есть закрытого) объёма.


Рис. 1. Изменение характеристик в зависимости от величины закрытого объёма


Рис. 2. Изменение характеристик в зависимости от величины переднего объёма


Рис. 3. Изменение характеристик в зависимости от массы воздуха внутри порта


Рис. 4. Изменение характеристик в зависимости от ширины полосы

Как видим, даже при изменении объёма более чем втрое (на 10 дБ) ширина полосы меняется незначительно. Однако по мере уменьшения объёма подъём на характеристике смещается на нижнюю границу полосы пропускания. А нам этого не надо. Поэтому ориентир будет простым, первый объём должен соответствовать ЗЯ с добротностью Баттерворта или немного ниже, скажем, от 0,62 до 0,72 (зелёная кривая на графике). Чтобы избежать объёмистых ящиков, мы должны сразу ориентироваться на головки с добротностью хотя бы на 25% ниже этого показателя, то есть не выше 0,47 — 0,5.

Теперь обратите внимание: все кривые проходят через некоторую точку. Это — частота резонанса порта и переднего объёма, мы её будем называть центральной частотой. В данном случае это 38 Гц, такой выбор типичен для домашнего сабвуфера, в нашей сфере центральную частоту надо выбирать существенно выше.

От величины второго (переднего) объёма больше всего зависит верхняя частотная граница.

Уменьшая этот объём, мы продлеваем частотный диапазон вверх, одновременно получая подъём на характеристике. Форма высокочастотной части характеристики обусловлена резонансом фазоинвертора с совместной упругостью, обусловленной жёсткостью подвеса, упругостью воздуха заднего и упругостью воздуха переднего объёма. Подъём на 3 дБ (оранжевая кривая) получается, когда частота верхнего резонанса на октаву выше центральной частоты. Масса воздуха внутри порта влияет на нижнюю частотную границу и одновременно на форму характеристики.

Характеристика в этой области обусловлена резонансом объединённой массы воздуха внутри порта и диффузора с совместной упругостью подвеса и заднего объёма. По счастью, нам большая масса не нужна, достаточно отодвинуть нижний резонанс на 1/3 октавы от центральной частоты (коричневая кривая). Для понимания характера бандбасса полезно будет посмотреть, как будет меняться форма характеристики, если мы будем сохранять настройку порта, но одновременно менять и массу воздуха внутри него, и объём передней камеры.

Графики показаны в идеализированной форме, которая получается без учёта утечек (а равно и нежёсткости) корпуса. Если это учитывать, центральная часть графиков никогда не достигнет уровня 0 дБ. Однако в имеющейся на сегодня теории потери не учитываются.

Теперь переходим к практике. Выберём две головки из теста №2 за этот год. Их параметры отвечают критерию Qts

Головка №1. Fs = 31,6 Гц; Vas = 29,3 л; Qts = 0,480.

Головка №2. Fs = 33,4 Гц; Vas = 22,0 л; Qts = 0,454.

Для расчёта ПП оформления четвёртого порядка можно воспользоваться многими из готовых программ: не все они дают ожидаемые результаты, но старенькая JBL Speakershop (она же Bass Box) в данном случае даёт довольно корректные. Если, как уже было сказано, сбросить со счетов возможные утечки корпуса. Но для осмысленных расчётов желательно иметь некоторые отправные точки. К примеру, для первой головки предварительно подсчитать объём ЗЯ, в котором достигается баттервортовская (или немного ниже) добротность. Для Баттерворта получаем 24,7 л. Если после установки в такой ящик головки мы измерим характеристику импеданса, то она будет выглядеть примерно как на рис. 5:


Рис. 5. Характеристика импеданса головки №1 в ЗЯ

Теперь надо определить передний объём. Хорошей отправной точкой будет 1/3 от заднего, в данном случае это 8,2 л. В результате моделирования уточнённая величина переднего объёма 8,06 л, что почти то же самое. В ходе расчёта получаем характеристику в свободном поле такую, как показана на рис. 6. На графике отмечено примерное положение частоты резонанса порта.


Рис. 6. Характеристика ПП сабвуфера в свободном поле

Впрочем, нас гораздо больше интересуют характеристики сабвуфера в условиях автомобильного салона. Если на предыдущий график наложить стандартную передаточную функцию «АвтоЗвука» (она во всей полноте была опубликована в №8/2000), то получим картину, запечатлённую на рис. 7.


Рис. 7. Характеристика ПП сабвуфера в типовом салоне. Головка №1, граничная частота 100 Гц

Как видим, максимальный разброс амплитуды во всём рабочем диапазоне от инфразвука до 95 Гц менее 2 дБ. Похожую характеристику можно получить с помощью ЗЯ, но на стороне бандпасса ещё и постоянное акустическое усиление 3 дБ плюс поверху эффективная крутизна спада 18 дБ/окт.

Для полноты картины можно посмотреть на рис. 8 характеристику импеданса. Частота настройки порта 64,3 Гц, нижний резонанс настроен на октаву ниже, верхний — примерно на 2/3 октавы выше.


Рис. 8. Характеристика импеданса ПП сабвуфера. Головка №1, граничная частота 100 Гц

Что произойдёт, если мы при изготовлении ошибёмся с объёмом переднего ящика? Скажем, на 10% (рис. 9)?


Рис. 9. Расстройка объёма переднего ящика на ±10%

Особенно страшного — ничего. На 5% меняется верхняя частотная граница, однако форма частотной характеристики радикально не меняется. А вот сильно ошибаться в реализации массы воздуха внутри порта не рекомендуется, последствия — на рис. 10.


Рис. 10. Расстройка массы порта на ±10%

Отклонение массы воздуха внутри порта на 10% в каждую сторону (то есть изменение на 5% частоты настройки) приводит к отклонению частотной характеристики на 1 дБ в ту или другую сторону.

С головкой №2 достигается хотя и не совсем идентичный, но сходный набор характеристик. Первый объём в данном случае мы настраиваем на добротность 0,66, для этого понадобится ящик (часть ящика) объёмом 21 л. Частота резонанса в таком ЗЯ была бы равна 48,8 Гц. Передний объём в результате моделирования выбрали равным 7,3 л. Расчётная частотная характеристика показана на рис. 11.


Рис. 11. Характеристика ПП сабвуфера в типовом салоне. Головка №2, граничная частота 100 Гц

Неравномерность во всём диапазоне не более 2 дБ, верхняя граничная частота около 95 Гц. Крутизна спада — те же 18 дБ/окт. Если теперь обратиться к характеристике импеданса (рис. 12а), то нетрудно будет увидеть, что характерные частоты здесь почти такие же, как в случае с головкой №1.


Рис. 12. Характеристики импеданса ПП сабвуфера. Головка №2: a) граничная частота 100 Гц; б) граничная частота 80 Гц

Если нам понадобится работать в более узкой полосе, то настройки изменятся предсказуемым образом (рис. 12б). Чтобы получить верхнюю частотную границу 80 Гц вместо 100 Гц, нам надо будет понизить примерно на 10% центральную частоту и частоту верхнего резонанса. При этом частотная характеристика приобретает вид как на рис. 13.


Рис. 13. Характеристика ПП сабвуфера в типовом салоне. Головка №2, граничная частота 80 Гц

Неравномерность повысилась до 3 дБ, хотя в отличие от ФИ, которые имеют обыкновение делать акцент на нижнем басе, у ПП оформления спад начинается около 30 Гц, где, по сути, информативный бас кончается. Правда, для того, чтобы сузить полосу поверху, величину переднего объёма пришлось повысить почти до 10 л. Как ни парадоксально, но полосно-пропускающее оформление в наших условиях лучше работает в более широкой полосе.

Осталось добавить совсем немного. Что бандпасс при всей его кажущейся «технократичности» излучает, как закрытый ящик, а потому переходные характеристики у него интереснее, чем у ФИ. По этой же причине басы у него (правильно настроенного) получаются более собранными, что для SQ-инсталляций немаловажно. Наконец, по полному объёму бандпасс проигрывает фазику не так уж и много, можно сказать, что величина проигрыша равна величине переднего объёма. Такова плата за равномерное акустическое усиление, иными словами — за повышенный КПД.

Из истории бандпасса

Чтобы не создавалось впечатления, что бандпассы придумали «вот только что», две иллюстрации с датами. Первая — патент США, выданный на имя мужчины с дворянской французской фамилией д’Альтон. Он придумал бандпасс как узкополосный излучатель, рассчитывая из множества таких, настроенных на разные частоты, собирать на манер церковного органа широкополосные акустические системы большой эффективности.

Идея диковатая и, как показала история, малополезная, но и устройство, и, насколько можно судить по сиротливому графику, характеристики дворянин понимал, в принципе, верно.

Двадцать лет спустя, когда динамик (то есть электродинамический громкоговоритель прямого излучения) окончательно вытеснил иные средства звукоизлучения, появился другой патент. В нём уже открытым текстом говорится, что это — способ расширения полосы частот вниз с помощью отдельного, относительно узкополосного акустического агрегата. То есть ровно то, что мы сегодня называем словом «сабвуфер».

Более того, в разъяснениях Генри Ланга уже фигурируют кривые звукового давления, очень похожие на те, что рассмотрены в сегодняшней публикации. «Процесс пошёл» именно с этого момента.

› Собрал сабвуфер для своего пустующего багажника — бандпас 4 порядка

Вот и дошли мои руки до сборки сабвуфера. Наконец то багажник перестанет пустовать =)
Итак, поехал на автобарахолку и купил достаточно неплохой динамик Hyundai H-csp122.


Однако купить динамик это всего лишь 1% от всего, что предстоит сделать. Самое сложное – это рассчитать коробку под этот динамик. Но прежде чем рассчитывать коробку, нужно определиться какого вида она будет.

Для начала разберемся, какие виды ящиков можно сделать. Их всего четыре:



ЗЯ — закрытый ящик. Это довольно простой в проектировании ящик, но с минимальным КПД. Ящик должен быть полностью герметичным, что влечет за собой некие трудности.
ФИ — c фазоинвертором. Ящик немного сложнее в расчете, но имеет высокий в сравнении с ЗЯ КПД.
БП4 и БП6 — бандпас 4-го и 6-го порядка. Ящики наиболее сложны как в проектировании, так и в изготовлении, но в то же время имеют максимальный КПД на низах и глушат высокие частоты.
У каждого из них есть свои плюсы и минусы. В принципе, выбор ящика во многом зависит от динамика. Какой ящик подходит к динамику, подскажет одна хорошая программа – winisd 0.44. Можно использовать профессиональную версию этой программы winisd pro , но там всё посложнее, но соответственно и поточнее. Лично я рассчитывал на winisd 0.44.



Для моего динамика самым оптимальным оказался БП 4-го порядка. Идеальный вариант — это график, который пересекает линию в -3 дБ на частоте 25-35 Гц, дальше проходит примерно по линии в 0 дБ и спадает где-то на 150-200 Гц. Примерно таким выглядит график БП-4. БП-4 это золотая середина для этого динамика, так как нижняя часть диффузора помещена в замкнутое пространство ящика, а верхняя находится в камере с фазоинвертором. По сравнению с ФИ и ЗЯ, БП4 имеет кучу преимуществ — ЭТО +3-5 дб по звуковому давлению что уменьшает подводимую мощность усилителя, высокую степень демпфирования — снижающий перемещение диффузора а в следствии и уменьшение искажений вносимых в сигнал от диффузора.
В общем, решено, делаю бандпас 4 порядка.

Правильно спроектировать БП 4 дело нелёгкое, но необходимое. Опять же обращаемся к проге winisd 0.44. Ах да забыл, прежде чем обращаться к проге, нужно знать некоторые необходимые характеристики динамика, такие как (в скобках указываю значения своего):
Fs — частота резонанса в открытом пространстве (22 Гц)
Qts — полная добротность динамика (0,314)
Vas — эквивалентный объем (112,5 л)
Z — сопротивление, оно указывается в маркировке динамика (4 Ом)
Ре — предельная шумовая мощность (300 Вт)
Qms — механическая добротность (4,273)
Qes — электрическая добротность (0,339)
dia — диаметр диффузора (24,5 см)
SPL – величина звукового давления (87,53 Дб)
Итак, заносим эти характеристики и делаем расчет коробки. Но с расчетом коробки мне помог знакомый. Он посчитал своим методом, и пока я ему доверяю в этом деле больше, чем себе. И вот, что получилось (материал – ДСП толщиной 16мм):



Фазоинвертор можно выполнить тоже в двух вариантах 1 или 2:
1фи – Ø10 см х 32 см
2фи – Ø 6 см х 24 см

Итак, размеры есть. Пора приступать к раскройке ДСП и выпиливанию деталей. Но сперва нужно «выяснить» количество деталей и их размеры, учитывая при этом, что некоторые будут накладываться друг на друга (размеры в мм):
1. 2 детали 520х318 мм. Одну из этих деталей нужно будет разрезать на две размерами № 1 318х300 и № 2 318х220. Деталь № 1 для стенки закрытой (полностью герметичной) камеры динамика, деталь № 2 для камеры с фазоинвертором.
2. 3 детали 318х400 мм (в одной будет вырезан круг под динамик)
3. 2 детали 520х432 мм


В общем получается 1+2+2+3=8 деталей.

Изготовление ящика.

Какие инструменты нам понадобятся для изготовления ящика:

1. Линейка 100см с миллиметровыми делениями.
2. Уголок, чтобы в деталях углы были ровно по 90 градусов. Чем ровнее углы, тем меньше зазоров.
3. Карандаш.
4. Циркуль.
5. Пчёлка.
6. Электролобзик.
7. Набор напильников.
8. Наждачная бумага.
9. Дрель.
10. Шуруповёрт.
11. Саморезы.
12. Герметик.
13. Ватин.
14. Полый цилиндр для фазоинвертора (я взял пластиковую трубу Ø 10 мм)
15. Клема.
16. Клей момент.
17. Материал для обшивки сабвуфера.

Самое главное это правильно раскроить детали. Ошибиться можно на 1-2 мм, не больше. Грани должны быть параллельными. Я учусь на проектировщика, поэтому для меня это раз плюнуть.
При нанесении линий распилов нужно учесть, что полотно съедает 2 мм. Поэтому если на кройке есть соприкасающиеся детали, нужно чтобы между ними было минимум 2 мм.

Итак, за 3 часа я всё раскроил и распилил. Пчелка режет быстро, однако без направляющей рейки тяжело отпилить ровно. Но небольшие неровности – это не страшно, т. к. углы будут хорошо промазаны герметиком. Круг под динамик вырезал за 5 минут четко и ровно – электролобзик рулит.




Правда, я столкнулся с очень нехорошей вещью. ДСП, которое я использовал для коробки, было от старого шифоньера, и оно лакированное. Поэтому пришлось снимать лак. На это ушло почти 3 часа времени.

На следующий день приступили к сборке самого ящика. Примерно за 3-4 часа скрутили ящик вот до такой кондиции + сверху стенка: (для того, чтобы стыки изнутри хорошо промазать герметиком)



На третий день вырезали деталь № 1 для того, чтобы закончить ЗЯ. Предварительно проверили остальные стенки на наличие зазоров и налепили на все стенки ватин (P/s ватин нужно клеть так, чтобы между ватином и стенкой оставались зазоры). Затем промазали герметиком все места прилегания детали № 2 , т. к. уже не очень удобно будет промазывать изнутри, так же на саму деталь налепили ватин. Прикрутили. После этого в ЗЯ прорубили дрелью пару дырок для клеммы. Прикрутили шнур к клемме, хорошенько изнутри промазали герметиком и залили моментом.




И вот теперь наступило самое сложное — это создать герметичность ЗЯ. Для этого хорошенько промазали круг под динамик герметиком и поверх него наложили жгут. Вставили динамик, притянули все шурупчики, и подождали, пока всё это подсохнет. Через два часа проверили герметичность ЗЯ. Как это сделать: нужно надавить на диффузор — если ящик герметичен, то диффузор вернётся в исходное положение через 5-7 секунд. У нас всё получилось. Герметичность ЗЯ была обеспечена.

Наступило время делать № 2 под фазоинвертор. Сам фазоинвертор уже был к тому времени готов Ø 10.5 х 32 см. Вырезали деталь № 2 и круг под фазоинвертор, вставили фазик и вкрутили деталь, так же предварительно промазав места стыков герметиком. Итак, в принципе работа была закончена. Осталось подождать, пока подсохнет герметик, и протестировать сделанный агрегат.

Тест закончился провалом. Фазоинвертор сильно фенит. Почему это может быть. Да потому что мы забыли сделать раструбы на фазоинверторе. В общем, с фазиком получилось много гемора, длина его слетела до 25 см. Но два дня неспешной работы дали свои результаты. Я сделал раструбы (p/s раструб сделать легко. Пластик нужно нагреть, но не сильно, только чтобы он приобрёл пластичность и одеть его на банку (если это Ø 7-12 см то на 2-х или 3-х литровую, при меньшем Ø нужны баночки поменьше). Вот что получилось.

Рекомендуем также

Самодельный сабвуфер
Сабвуфер — это низкочастотный громкоговоритель, воспроизводящий самые низкие басы, не входящие в диапазон частот работающих совместно с ним широкополосных акустических систем.

Для расчета колонки необходимо знать, хотя бы основные параметры динамиков. Эти параметры валом лежат в интернете, но беда в том, что все как один, дают неправдоподобные параметры для 75ГДН-1-4 (для других не знаю). На одном из сайтов я нашел отсканированный паспорт на этот динамик, вот этим параметрам я верю больше. На это наверное есть причины, одна из них — что такие головки выпускались целой кучей заводов и достаточно длительное время и Советской промышленностью, так что со временем возможно параметры изменялись. Но дело в том, что изменились они как выяснилось в 2 раза! А с параметрами из справочников, при расчете в программе, объем ящика получался 5 литров, это меня и насторожило. Кстати, практически во всех статьях, мной прочитанных были рекомендации измерять СВОИ параметры динамика. Решение снимать параметры своего динамика было принято после недельной возни с программами расчета саба (несмотря на жуткую лень делать это), в которых выяснилось, что эти параметры сильно влияют на размеры ящика и на АЧХ соответственно. Для того, чтобы понять, какие параметры нужны и с чем их едят, а также каким макаром их заполучить не имея под рукой толковых измерительных приборов и пойдет речь в этой главе. Писать буду кратко, кто хочет — может почитать более детально в прилагаемой литературе, из которой был собран материал.

Динамик в основном характеризуют три параметра, предложенный Тиллем и Смоллом:

Fs — частота резонанса в открытом пространстве;
Qts — полная добротность динамика;
Vas — эквивалентный объем.

Fs — это частота резонанса динамика без какого—либо акустического оформления. Она так и измеряется — динамик подвешивают в воздухе на возможно большем расстоянии от окружающих предметов, так что теперь его резонанс будет зависеть только от его собственных характеристик — массы подвижной системы и жесткости подвески.

Qts — отношение передаточной функции динамика на частоте Fs к передаточной функции на частотах, где амплитудно—частотная характеристика (АЧХ) динамика горизонтальна, т.е. на частотах выше Fs. Другими словами, Qts –характеризует эффективность динамика на резонансной частоте.

Vas – объем воздуха, который обладает гибкостью (величина обратная упругости) такой же, как и подвижная система динамика. При размещении динамика в закрытом ящике (ЗЯ) гибкость воздуха внутри ящика добавляется к гибкости подвижной системы динамика и его резонансная частота изменяется. Существует следующая закономерность, при помещении динамика в ящик объемом Vas его резонансная частота Fs и добротность Qts возрастают в 1,4 раза.

Измерить эти параметры при первый взгляде на конструкцию довольно геморойно, но проделав это один раз — все сомнения пропадают — всё оказывается достаточно просто.

Для начала надо подготовиться:

скачать прогу генератора сигналов для звуковой карты скачать Marchand Function Generator

можете еще слить скачать Oscilloscope 2.51 — осциллограф к звуковой плате. Подключив выход на вход — можно посмотреть чего генератор вытворяет:)

Расчет фазоинвертора для акустической системы. Простая методика настройки фазоинвертора. Простое решение для небольших проблем

Метод расчета акустического фазоинвертора Ю. Любимова по материалам журнала «EW» (Р-7/68) основан на простейших измерениях, проводимых с вполне определенным экземпляром громкоговорителя, устанавливаемым в акустический фазоинвертор и на номографическом определении размеров последнего.
В первую очередь, руководствуясь рис.1 и таблицей, необходимо изготовить «стандартный объем» — герметичный фанерный ящик, все стыки которого во избежание утечек воздуха тщательно подогнаны, проклеены и промазаны пластилином Далее измеряют собственную частоту резонанса громкоговорителя, находящегося в свободном пространстве. Для этого его подвешивают в воздухе вдалеке от крупных предметов (мебели, стен, потолка).

Схема измерений приведена на рис.2. Здесь ЗГ — градуированный звуковой генератор, V — ламповый вольтметр переменного тока и R — резистор сопротивлением 100…1000 Ом (при больших значениях сопротивления измерение оказывается более точным). Вращая ручку настройки частоты звукового генератора в пределах от 15…20 до 200…250 Гц, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра. Частота, при которой отклонение максимально и является резонансной частотой громкоговорителя в свободном пространстве FВ.
Следующий этап — определение резонансной частоты громкоговорителя FЯ, при его работе на «стандартный объем». Для этого громкоговоритель кладут диффузором на отверстие «стандартного объема» и слегка прижимают, во избежание утечек воздуха в месте стыка поверхностей. Метод определения частоты резонанса прежний, но в этом случае она будет в 2-4 раза выше.
Зная эти две частоты, с помощью номограмм находят размеры фазоинвертора. В зависимости от диаметра диффузора громкоговорителя выбирают номограмму, приведенную на рис.3 (для диаметра 200 мм), на рис.4 (для диаметра 250 и 300 мм.) или

На рис.5 (для диаметра 375 мм). По выбранной номограмме определяют объем фазоинвертора, для чего соединяют прямой линией точки, соответствующие найденным частотам, на осях «Резонансная частота FВ» (см. рис.4 точка А) и «Резонансная частота FЯ» (точка В). Отмечают точку пересечения С со вспомогательной осью и отсюда ведут вторую прямую линию через точку D до оси «оптимальный объем». Значение, соответствующее новой точке пересечения Е, и является искомым объемом Если нет каких-либо особых соображений для конструирования ящика специальной конфигурации, то расчет внутренних размеров его при заданном объеме может быть сделан по номограмме, показанной на рис.6. Ширина фазоинвертора будет равна 1,4 высоты, а высота — 1,4 глубины. Пользование номограммой не представляет трудностей: проводят прямую линию между крайними осями, на которых нанесены величины объемов. Точки пересечения прямой с осями А, В, С определят ширину, высоту и глубину ящика. Диаметр выреза для громкоговорителя равным размеру С, указанному в таблице.
Далее, задавшись диаметром туннеля, необходимо определить его длину и проверить, вмещается ли он в ящик фазоинвертора. Длину туннеля находят из графиков, приведениях на рис.7, для трех внутренних диаметров: графики А — для диаметра 50 мм, В — для диаметра 75 мм к В — для диаметра 120 мм. Выбрав соответствующие графики, по частоте

FВ и объему фазоинвертора, определенным ранее, находят длину туннеля (пример на рис.7В). Она должна быть на 35-40 мм меньше внутренней глубины ящика. Если этого не получается, можно несколько изменить конфигурацию ящика, сохранив его объем, или взять другой диаметр туннеля.
Фазоинвертор изготавливают из фанеры толщиной около 20 мм. Если нет такой толстой фанеры, то для повышения жесткости нужно приклеить внутри ящика по диагонали или крестообразно бруски размером 25 х 75 мм. Ящик собирают на винтах и клее и все швы герметизируют. Заднюю стенку рекомендуется крепить шурупами (по пять штук на одну сторону) с фетровой прокладкой. Туннель делают из толстостенной картонной трубки.
Изготовив фазоинвертор и установив в него громкоговоритель, приступают к его демпфированию. Для этого громкоговоритель рекомендуется полностью закрыть с задней стороны слоем стекловаты толщиной 25-50 мм, прикрепляя ее к доске вокруг диффузородержателя с помощью кольца, привинченного шурупами или винтами. Достаточность демпфирования проверяется с помощью схемы, приведенной на рис.8. Сопротивление резистора R берется около 0,5 Ом. Если же известен коэффициент демпфирования К усилителя, с которым будет работать агрегат, и сопротивление звуковой катушки громкоговорителя переменному току r, то его можно определить из формулы R = r/К, Ом.
Переводя переключатель из одного положения в другое, прислушиваются к щелчку в

Понимание, доработка и настройка акустического оформления типа «Фазоинвертор».


Все просто! Не нужно иметь степень по физике, не нужно высшей математики, лишь логика и здравый смысл – ведь это все, что Вам нужно, чтобы получить достойный звук. В этом разделе постараемся разложить все «по полочкам», доступно и понятно описать работу и настройку корпуса типа «Фазоинвертор». Обладая знанием – исследуйте и творите свои уникальные системы!

Фазоинвертор — тип акустического оформления, объединяющий высокое качество звучания, внушительную громкость, простоту в построении и дальнейшей настройке, так же, ФИ сравнительно мал в плане вытесняемого в багажнике пространства.

Частота настройки по сравнению с фланцевым: Нет фланца: 6 Гц Один конец фланца: 9 Гц Оба конца фланца: 7 Гц. Ну, не так много, чтобы писать домой из этого исследования! От фланца до двойного фланца мы понижаем настройку вентиляции на 9 Гц. Сопротивление бас-гитаре без демпфирования и сильного затухания.

Простое решение для небольших проблем

Как можно видеть, добавление демпфирующего материала оказывает существенное влияние на профиль импеданса, и настройка вентиляции снижается с 37 Гц до 33 Гц, и здесь не удивительно. Влияние входного сигнала на настройку вентиляции. Это может указывать на то, что даже 72-мм вентилятор слишком мал для высоких уровней сигнала. Давление в отклике между 30 и 40 Гц связано с тем, что вентиляционное отверстие находится в резонансе с драйверами, что приводит к демпфированию движения конуса.

Мы рекомендуем использовать оформление такого типа всем нашим пользователям в качестве первого корпуса , так же, мы тестируем и рекомендуем начальные, наиболее универсальные в реальной работе, параметры корпуса типа ФИ. Но, как всем Вам известно, из каждого правила есть исключения. И если рекомендованные нами решения удовлетворяют большинству Ваших требований, то всегда найдутся такие, кому нужно что то свое – это и участники различных соревнований, и любители «ветра», и любители «прокачивать площадки»… Эта статья посвящается как раз таким людям, построившим стандартный корпус и желающим получить больше – больше качества, или больше давления, или глубже бас, или…или…

Красный = Нет катушки, пурпурный = 16 Ом, порошковая катушка, зеленый = 47 Ом, синий = 09 ом. Очевидно, что катушки с более высоким сопротивлением отображают более высокий общий импеданс. в противном случае это лишь незначительная разница. Данные были собраны при тонкой настройке. Внутренний конец был свободным, а внешний конец был фланцевым. Внутренний конец свободный и наружный конец фланцевый и раздутый.

Внутренние торцевые фланцевые факельные и наружные торцы фланцевые и факельные. Чтение здесь взорвано, чтобы просмотреть незначительные изменения в этом упражнении: Красный = один конец свободный, внешний фланцевый конец. Синий = один конец свободный, наружные торцевые фланцы и разветвленные. Зеленый = оба торцевых фланца и факел.

Раздел 1. Вникаем…


Для начала давайте разберемся, как работает ФИ.

Если закрытый ящик(ЗЯ) попросту устраняет волны, созданные обратной стороной диффузора, то ФИ преобразует эти волны в «полезные», за счет чего происходит существенный рост эффективности и звукового давления. Несомненным плюсом ФИ, в сравнении с ЗЯ, является значительно более высокая эффективность и громкость, минус ФИ — высокий уровень групповых задержек, выраженный в «размытости» и более низкой точности баса.

Бит маршрутизатора, используемый для развальцовки вентиляционного отверстия, имеет радиус 13 мм. Фланцевое и выпуклое вентиляционное отверстие направо. Это не означает, что раздувание вентиляционного отверстия не стоит. Из этого исследования по настройке вентиляции видно, что вычисление размеров вентиляционных отверстий является сложным делом. Довольно некоторое отклонение от всей хорошей математики.

Таким образом, нет четкой рекомендации, но получить помощь от кого-то с измерительным оборудованием, если вы хотите, чтобы это было правильно. Бьорн утверждает: Эффективная длина по сравнению с физической длиной. На открытии имеется акустический импеданс, который ведет к тому, что линия ведет себя так, как если бы она была немного длиннее физической линии на низких частотах.

Порт передает энергию в значительно более узком диапазоне, чем фронтальная часть диффузора . Потому изменения затрагивают лишь часть общего диапазона работы сабвуфера. Впрочем, для большинства значительный выигрыш в громкости или эффективной ширине диапазона куда более важен, чем не такой значительный проигрыш в качестве, от того ФИ — это, пожалуй, самый популярный корпус сегодня.

Уплотнение против басовых рефлексов

Выравнивание басовых рефлексов похоже на описание того, как будет выглядеть окно. Хорошая аналогия была бы с запечатанными коробками. Вместо этого есть несколько хорошо известных выравниваний басов, из которых вы можете выбрать. Однако для басового рефлекса может наблюдаться заметное увеличение или уменьшение в области баса, которые называются «несоосности». Поршневые коробки имеют гораздо более крутой поворот, и если они сталкиваются с проблемами несоосности, это может вызвать серьезный переходный сигнал.

Схематическое изображение принципиальной конструкции корпуса ФИ изображено на рисунке ниже.


ФИ имеет 2 составляющие — объем(как передаточная среда) и порт(как дополнительный излучатель). Принцип работы оформления типа «фазоинвертор» — корпус инвертирует по фазе энергию обратной стороны диффузора и при помощи порта передает ее в среду, тем самым усиливая акустическую отдачу. Проще говоря, корпус делает из «отрицательных» волн «положительные», эти «положительные» волны и усиливают итоговую отдачу.

Раздел 2. Углубляемся.

Таким образом, чтобы определить объем ящика и размер вентиляционного отверстия, вам сначала нужно выбрать определенное выравнивание. Поскольку разные драйверы имеют разные параметры и, следовательно, разные недостатки, вам нужно выбрать выравнивание, которое дополняет ваш драйвер, так что вы получите более или менее плоский ответ.

Типы выравнивания басовых рефлексов

Существуют две основные категории для выравнивания басовых рефлексов, одна из которых распространяется на две другие категории.

  • Самостоятельный.
  • Квартира.
  • Неплоском.
Включают в себя активное электронное выравнивание фильтра, чтобы достичь желаемого ответа. Этот тип выравнивания не особенно популярен, и мы не будем фокусироваться на нем. Вместо этого мы сосредоточим наше внимание на бессознательных выравниваниях басовых рефлексов, которым не нужны дополнительные электронные устройства для достижения прогнозируемого ответа.
С принципом работы разобрались, теперь перейдем к практике.

Мы уже много лет проводим тестирование корпусов типа ФИ и за годы работы выявили наиболее востребованные параметры корпуса, которые удовлетворят большинство наших пользователей. Но если есть желание получить действительно что то особенное от баса — придется поработать и настроить ФИ индивидуально.

При правильном подключении, диффузор движется сначала вверх, создавая разряжение в корпусе, за тем вниз, создавая сжатие. И это нормально, но в частных случаях лучше работает в обратном порядке. Потому, первое что мы попробуем изменить – заставим диффузор перемещаться сначала вниз, затем вверх. Для этого достаточно лишь поменять полярность подключения динамика – «перепутаем» плюс с минусом, теперь диффузор сперва переместится вниз и это серьезно изменит звучание. Не путайте акустические клеммы с питанием, подключив питающие провода к усилителю не верно, Вы гарантированно его сожжете.

Неопубликованные не плоские выравнивания

Из-за этого более простого дизайна он более широко распространен. Их довольно сложно получить, потому что потери в коробке влияют на значение выравнивания. Эти выравнивания басовых рефлексов, как правило, имеют более низкий переходный отклик и частотную характеристику. По этой причине они не подходят для высококачественных аудиоприложений.

Эти выравнивания разделяются на 3 категории. Прежде чем мы объясним выравнивание басовых рефлексов, нам сначала нужно поговорить о коробках. Все эти факторы в совокупности описывают потери в коробке. Вы столкнетесь с тремя основными типами потерь. Суммарные потери — это сумма всех 3, которые складываются следующим образом.

Размяли динамик, отслушали наш стандартный корпус, поигрались с настройками магнитолы и частотами срезов, покрутили эквалайзеры и прочие «улучшайзеры»… что то все равно не устраивает? Так перейдем к существу вопроса и изменим корпус так, чтобы устраивало все!

Настройка. Давайте сразу договоримся, во многих источниках под «настройкой» ФИ принято понимать некую единственную частоту. Мы якобы можем включить какую нибудь программу, в которую нужно внести какие то параметры и которая сразу же нам скажет и нарисует нужный ящик. Все это в корне не верно. Настройка — это осознанный и практический процесс, итогом которого является нужный результат , не зависимо от того, будет это качество звука или какое то сверх-естественное давление или особенно широкий диапазон.

В противном случае вам придется принять корректирующие меры. Обычно это означает, что вам нужно будет сделать коробку снова и снова. Это делается довольно легко, помещая твердые объекты внутри коробки, чтобы уменьшить объем сети. Вы не можете предсказать, сколько потерь у вас будет для предопределенного приложения. В результате, только после того, как окно будет завершено, вы можете увидеть, насколько он утерян. Чтобы измерить потери в коробке, вам нужно будет сделать некоторые измерения для динамика и корпуса.

Как рассчитать размер ящика с помощью выравнивания басовых рефлексов?

После того, как вы получите эти значения, вам нужно будет сделать несколько расчетов. Объяснение терминов внутри таблицы относительно корпуса. Длина и радиус в дюймах и объем в кубических дюймах.

Давайте сделаем пример реального мира, для 8-дюймового вуфера со следующими характеристиками
  • Выберите выравнивание, которое вы хотите, и перейдите в соответствующую таблицу.
  • Если он больше 4, выравнивание будет не плоским.
Это похоже на выбор кривой ответа, прежде чем вы даже сделаете коробку. Если вы хотите узнать больше о «Как создать герметичные или басовые рефлексные корпуса», вы можете записаться на наш видеокурс.

Объем служит для того, чтобы изменить полярность обратной волны с «-» на «+», порт же является своего рода передатчиком энергии. Проще говоря, объем нужен тем больше, чем ниже и глубже нужен бас, порт же нужен строго определенный, тк от порта зависит то, на сколько и какая именно частота будет усилена. Еще проще говоря, объем устанавливает рамки рабочего диапазона, порт усиливает нужную часть диапазона или расширяет его вверх или вниз.

Курс предполагает, что вы полный новичок, поэтому не стесняйтесь, если вы мало знаете об аудио. Источник изображения: ссылка. . Басовый рефлекторный динамик похож на обычный динамик с закрытым корпусом, но кроме того, имеет открытый туннель или порт, который позволяет воздуху свободно циркулировать внутри и снаружи. Это вентиляционное отверстие помогает повысить эффективность низкочастотного громкоговорителя с существенным вкладом на низких частотах. Этот тип корпуса очень популярен и является выбором диапазона при укладке в герметичный корпус.

Далее рассмотрим то, как на практике происходит процесс настройки корпуса. И для начала определим основные параметры, которые мы сможем измерить, ощутить, услышать и изменить. Не будем углубляться в физику, оно и не нужно, будем размышлять проще…

Громкость – все знают что это такое, измеряется в Децибеллах (Дб). Громкость бывает пиковая (большинство соревнований SPL), измеряется максимальный результат на одной частоте, и усредненная (формат LoudGames) – измеряется ряд частот, среднее значение принимается за конечный результат. Разницу в 3Дб мы уже можем услышать, разница в 10Дб очень хорошо ощутима на слух любому.

Это похоже на сладкое место, если хотите, для корпусов вуфера. Он обеспечивает наилучший баланс между эффективностью, низким уровнем расширения и сложностью сборки. При построении корпуса басового рефлекса довольно прямолинейно, его проектирование потребует немного больших усилий, и конечный результат не допускает ошибок проектирования, как это делает запечатанный корпус.

Зачем выбирать дизайн басового рефлекторного динамика?

Обычно после достижения резонансной частоты драйвера реакция начинает спускаться вниз, но именно тогда порт начинает выполнять некоторую работу и расширяет частотную характеристику. Динамик едва перемещается на резонансной частоте коробки. Это означает меньшее искажение и большую мощность.

  • Более низкая частота среза.
  • Более низкое искажение на резонансной частоте.
  • На данный момент порт выполняет большую часть работы.
Есть и неплохие очки для басового рефлекторного динамика. Вентиляция, если она не спроектирована правильно или на высоких уровнях звука, может стать шумной, так как воздух выходит из порта.

Эффективность – этот параметр описывает то, сколько фактической громкости мы получаем с одинаковой подводимой мощности. Пример: имея 500Вт, менее эффективный корпус даст 110Дб в среднем, более эффективный – 120Дб. Нашей задачей является получить максимум эффективности на всех воспроизводимых частотах.

Диапазон воспроизводимых частот – применительно к сабвуферу это диапазон частот от 20 до 100Гц. В идеале сабвуфер должен воспроизводить все эти частоты и с одинаковой громкостью, но в реальности этого конечно нет, сабвуфер отрабатывает часть диапазона и имеет спад громкости ближе к граничным частотам своих возможностей. Наша задача – заставить сабвуфер фактически воспроизводить частоты от 20 до 100Гц, но современные автомобильные мидбасовые динамики способны работать в диапазоне уже от 70-80Гц, а многие и от 50-60Гц, что существенно облегчает задачу.

Групповое время задержек(ГВЗ) – измеряется в миллисекундах, и чем оно выше, тем менее «содержательным» наш бас будет. На практике большое ГВЗ выражается в явном «запаздывании» баса, в отсутствии множества деталей, в «обмякшем», не эмоциональном и «гудящем» басе. Почему «групповое время» — если задержка одинакова на каждой воспроизводимой частоте во всем слышимом диапазоне от 20 до 20000Гц, то бас будет идеален и точен не зависимо от того, на сколько велика эта задержка. Более того, наличие задержки естественно, и чем ниже частота, тем выше задержка. Но в реальности разница между временем задержки на разных частотах гораздо выше идеала и куда менее постоянно, и ввиду этой непостоянной разницы звук превращается в кашу – одна частота играет раньше, другая позже. Наша задача – снизить ГВЗ до естественного уровня.

Максимум эффективности в полном диапазоне воспроизводимых частот при минимуме ГВЗ – наш рецепт идеального корпуса. В реальности же, как обычно, все не так просто, выигрывая в одном, жертвуем чем то другим…

Имея корпус типа «Фазоинвертор», мы оперируем тремя взаимосвязанными переменными – объем, площадь порта и длина порта. Изменяя их, мы имеем возможность добиваться нужного результата по каждому из вышеперечисленных параметров. Разберемся, за что отвечает каждая из этих переменных и как изменения повлияют на параметры звучания, а так же, как повлияет изменение на здоровье нашего динамика и надежность системы в целом.

Объем. Увеличивая объем, мы увеличиваем эффективность, но увеличиваем и ГВЗ, перемещаем нижнюю границу диапазона вниз, но так же, вниз перемещаем и верхнюю границу. И наоборот

Объемом мы задаем границы диапазона воспроизводимых частот. Все знают о том, что с понижением частоты растет длина волны, а это значит, что чем больше объем, тем больше будет время задержки тыловой волны и тем более эффективным будет преобразование тыловой волны с «-» на «+» на нижних частотах, но тем менее эффективным будет преобразование на верхних частотах.

С увеличением объема, увеличивается уровень и ГВЗ внизу и вверху, но если внизу диапазона увеличение ГВЗ воспринимается как естественное, то вверху это совсем не так. Изменения эффективности так же происходят, с увеличением объема растет эффективность внизу, но падает вверху.

Безусловно, объем оказывает влияние и на ГВЗ, и на эффективность, но это влияние не велико и находится вблизи естественных пределов. Главная задача объема — получение нужного эффективного диапазона воспроизводимых частот.

Динамик и объем связаны между собой. Чем больше используемый объем, тем эффективнее динамик должен быть. Простой пример: 8″ динамик запускаем в объеме 150 литров, звука практически не будет, но 18″ динамик в том же объеме легко даст полноценный бас. Все дело в том, что с увеличением линейного хода, или с увеличением размера, или с увеличением эффективности, или с увеличением сразу всех трех этих характеристик, динамик способен эффективно воздействовать на бОльшую массу воздуха.

В результате наших собственных тестов мы уже определили для вас наиболее эффективный объем для каждого нашего сабвуфера, иными словами, мы определили диапазон, в котором сабвуфер будет работать так, чтобы было возможно получить наиболее качественный звук благодаря отсутствию «провала» между мидбасом и сабвуфером, при этом мы измерили множество различных мидбасов в различных реальных условиях, определив, что нижняя воспроизводимого ими диапазона — 69-84Гц. Если Ваш мидбас реально и эффективно работает ниже обозначенных рамок, то мы рекомендуем увеличивать объем, в следствии чего сабвуфер будет работать ниже, а жертва верхней границей окажется безболезненной для системы.

С объемом разобрались, с его помощью задаем начальные границы диапазона, теперь рассмотрим порт. Порт имеет 2 параметра — площадь сечения и длина, и изменяя эти параметры, мы определяем, какой ширины диапазон будет усилен портом, в какой части рабочего диапазона будет располагаться это усиление, на сколько эффективным будет усиление, как это повлияет на ГВЗ.

Длина порта. Увеличивая длину порта, тем самым мы увеличиваем массу воздуха в порте, то есть, увеличиваем нагрузку на динамик, заставляя его «толкать» бОльшую массу воздуха. Больше воздуха — выше эффективность, но выше и уровень ГВЗ.

Длина порта на прямую влияет на динамик, повышая или, наоборот, понижая нагрузку на диффузор. В условиях оптимальной нагрузки динамик работает наиболее эффективно, создается и приличный уровень звукового давления и организуются условия для обеспечения достаточно хода диффузора, а значит, и охлаждение звуковой катушки будет достаточным и звук будет приятно глубоким и точным. Увеличивая длину порта, мы конечно увеличиваем эффективность, но увеличиваем и нагрузку на диффузор, ход будет меньше, охлаждение хуже, ГВЗ выше.

Необходимо иметь ввиду, нагрузка на динамик создается как корпусом ФИ сзади, так и салоном автомобиля спереди. Все наши тесты мы проводим для среднего багажника автомобиля средних размеров. Предположим нагрузка на динамик спереди снижается (слушаем с открытыми дверями или автомобиль слишком большой, типа микроавтобуса), в этом случае длину порта необходимо увеличить, тем самым мы компенсируем падение фронтальной нагрузки повышением тыловой нагрузки. Обратный случай — замкнутое пространство багажника седана ввиду своего ограниченного объема существенно «сдерживает» ход сабвуфера, нагрузку в этом случае так же необходимо компенсировать, но уже путем уменьшения длины порта.

Изменяя длину порта, мы так же можем достигнуть и другой цели — расширить диапазон воспроизводимых частот или вверх или вниз, но в этом случае неизбежно выведем систему из равновесия. Увеличивая длину порта, мы, как и в случае с объемом, но в гораздо меньшей степени, увеличиваем и время задержки «тыловой» волны, тем самым повысим эффективность работы сабвуфера в нижней части диапазона. Однако, как уже было сказано выше, сделав это, мы жертвуем «здоровьем» динамика, заставляя его работать выше своих возможностей. Оптимальная же длина порта усиливает весь диапазон воспроизводимых частот, усиливая центральную его часть с плавным падением к краю.

Итак, что мы имеем. Отталкиваясь от наших рекомендаций, увеличиваем длину порта в случае, если необходимо компенсировать нагрузку на динамик. Увеличиваем длину порта чтобы увеличить отдачу внизу рабочего диапазона, увеличить нагрузку на динамик и принести в жертву эффективность и увеличить ГВЗ. И наоборот.

Площадь порта . Изменяя площадь порта, мы сужаем или расширяем диапазон воспроизводимых частот сабвуфера, так же, изменяем как эффективность, так и ГВЗ.

Площадь, как и длина порта, разгружают или нагружают динамик, изменяя массу воздуха в порте. Чем больше площадь, тем выше ГВЗ и выше эффективность и наоборот.

Порт имеет определенную пропускную способность. Чем больше площадь порта, тем выше его пропускная способность, тем лучше порт работает на низких частотах, но тем более узким будет диапазон. Однако, слишком большая площадь порта сильно перегрузит динамик до такой степени, что его эффективность упадет до нуля. И наоборот, слишком малая площадь порта, и о прибавке громкости, свойственной ФИ, можно забыть.

Наш порт — это разумный компромисс между шириной диапазона, эффективностью и ГВЗ. В итоге, опять же отталкиваясь от наших рекомендаций, увеличиваем площадь порта в случае, если есть необходимость получить повышенную эффективность в суженном диапазоне частот, или же уменьшаем площадь порта в случае, когда нужно расширить диапазон или снизить ГВЗ, но есть возможность и жертвовать эффективностью.

Комплексные изменения. Как мы видим, и объем, и порт отвечают за одни и те же параметры, но в реальности их влияние не одинаково ни по степени, ни по силе воздействия на конечный результат. Изменяя объем, мы настраиваем диапазон воспроизводимых частот, изменяя порт, мы настраиваем сабвуфер на работу в конкретных условиях. Однако, как Вы уже поняли, существует множество вариантов изменений сразу нескольких параметров, в результате чего есть возможность настроить сабвуфер так, чтобы он работал индивидуально. Это означает, что Вы добровольно жертвуете каким то менее значимым параметром звучания, но получаете возможность выделить гораздо более значимый.

Пределы изменений. Изменение объема всегда будет оказывать менее существенное влияние на характер звучания, чем порт, но пределы изменения объема значительно более широкие. Полезные изменения объема находятся в пределах +-60% от исходного. Изменения площади и длины порта следует делать с особой осторожностью, и в пределах не более 35%. Все изменения, выходящие за эти пределы, повлекут серьезные негативные последствия, перекрывающие все видимые плюсы. Это и существенные изменения звучания в негативную сторону, равно как возможно и очень значительное повышение нагрузки на динамик.

Так же, при комплексных переменах остерегайтесь «двойного действия». К примеру, увеличили объем и увеличили длину порта — оба эти действия не просто сильно понизят диапазон воспроизводимых частот, но и крайне серьезно перегрузят динамик. Необходимо проявить максимум осторожности и внимания к внесению изменений подобного характера.

Вполне возможно, внося одно изменение, компенсировать его другим. Например, увеличивая объем, уменьшить длину порта и т.п. Такие изменения способны как привести к нужному результату, так и компенсировать нежелательные последствия.

Помните , любые изменения полезны до того момента, пока не вносят более существенный вред. Нет таких изменений, которые дают только плюсы и не имеют минусов. При изменении нами рекомендованного корпуса, перед Вами стоит конкретный вопрос – чем, в какой степени и ради чего Вы готовы жертвовать.

Программы для компьютерного моделирования. В природе существует ряд программ, способных смоделировать результат работы сабвуфера на базе некоторых параметров. Мы рекомендуем ознакомиться с такими программами, по одной единственной причине — они способствуют пониманию изложенного материала. Однако, результат моделирования ни в коем случае не должен являться для Вас руководством к действию ввиду того, что ни одна программа на сегодняшний день не учитывает и половины тех нюансов, которые в реальности влияют на работу сабвуфера. Невозможно с помощью программы построить сабвуфер с нуля, однако возможно понять, как то или иное изменение корпуса повлияет на характер звучания в целом. Иными словами, программа поможет только тогда, когда уже есть от чего отталкиваться и нужно внести какие то изменения в уже существующий и рабочий корпус.

Начальное руководство мы получили, давайте теперь рассмотрим на реальных примерах применение полученных знаний…

Пример 1 . Мидбас поставили в ящик или в хорошо подготовленную дверь, теперь он работает значительно ниже и эффективнее чем раньше, а естественная величина задержки на нижней границе мидбасового диапазона возросла. Получается, что нам уже не нужен диапазон работы от 20 до 80Гц, а нужен лишь от 20 до 60Гц. Мы знаем, что DD исследует и создает корпуса так, чтобы они эффективно воспроизводили частоты «сверху вниз», то есть, DD жертвует самым низом, чтобы правильно состыковать мидбас и сабвуфер и получать «цельный» звук. Увеличиваем объем и смотрим что получилось – сабвуфер теперь работает более эффективно и глубоко, а возросшая задержка на верхней границе не оказала влияния на звук, т.к. разница между нижней задержкой мидбаса и сабвуфером не изменилась.

Пример 2. Низкокачественный мидбас поставили в штатное место… При таких условиях возникает существенный провал между сабвуфером и мидбасом, в результате ряд частот мы просто не слышим, а сабвуфер играет «отдельно от музыки». Чтобы получить естественный звук, лучше всего будет не перекладывать проблему «с больной головы на здоровую» и поработать с мидбасом. Но если это невозможно (а оно часто невозможно по целому ряду причин), существует ряд решений:

Уменьшаем объем корпуса. Жертвуя нижними частотами, мы все же получаем «цельное» звучание.

Уменьшаем площадь порта и уменьшаем длину порта. Жертвуя эффективностью, получаем более широкий диапазон воспроизводимых частот.

Уменьшаем объем и увеличиваем длину порта. Жертвуя «здоровьем» динамика, расширяем диапазон…

Пример 3. Нужен более глубокий, более «мягкий» бас…

Уменьшаем площадь порта. Жертвуя эффективностью, мы расширяем диапазон и уменьшаем разницу в громкости между частотами в центре диапазона, уменьшаем ГВЗ, получаем точный, низкий, приятный бас, но менее громкий…

Уменьшаем объем, увеличиваем длину порта, уменьшаем площадь порта, в итоге изменений уровень ГВЗ падает вместе с эффективностью, а диапазон существенно расширяется с плавным спадом за пределами…

Пример 4. Хочется «надавить» на соревнованиях…

В этом случае уменьшаем объем, увеличиваем площадь и длину порта, получаем рост эффективности в центре диапазона и резкий спад по краям, сам же диапазон смещается вверх ближе к резонансной частоте кузова. Для музыки не подойдет, но «надавить» уже куда веселее.

Пример 5. Хочется много «инфры» c «ветерком»…

Увеличиваем объем, увеличиваем площадь порта. Сдвигаем диапазон в «нужное» место и площадью порта увеличиваем эффективность, бинго, жертвуем всем в пользу эффективности на самых низких частотах.

Увеличиваем объем, увеличиваем площадь порта, увеличиваем длину порта. Тот же самый результат, но в условиях, когда мощности недостаточно и есть некоторый «запас» в системе охлаждения.

Пример 6. Нужно получить максимально качественный бас…

Уменьшаем площадь порта. Теряем в эффективности, но получаем более широкий диапазон и уменьшаем ГВЗ.

Уменьшаем площадь порта и уменьшаем объем. Теряем в эффективности еще больше, расширяем диапазон вверх и серьезно уменьшаем ГВЗ….

Пробуем! Полученный звук нестандартен и с помощью простых манипуляций с объемом корпуса или параметрами порта уже соответствует Вашей системе! Для персонализации большинства систем и этих знаний более чем достаточно. Однако профессиональный подход подразумевает более детальные и более точные изменения.

Понимание того, за что отвечает изменение, мы уже дали, профессионалу же нужно нечто большее — это измеренные и предельно точные режимы работы, в которых возможно «выжать» максимум пользы из сабвуфера, предельно качественный звук, предельно высокий уровень громкости, предельно точный диапазон работы… Ответ на все эти вопросы один — тесты и эксперименты, о чем читайте в следующем разделе.

Есть так же и третий раздел «Раздел 3. Профессиональное тестирование ФИ…», его можно прочитать на сайте авторов статьи

Bassport, и не только: Bassport

Это программа. Ее основное ее назначение – расчет портов для фазоинвертора.

Если вас интересуют вопросы изготовления сабвуфера своими руками, наверняка Bassport будет вам полезна.
Вижу ваше недоумение: а зачем нужно было создавать эту программу, если есть другие, с помощью которых можно рассчитать не только порт, но и фазоинвертор целиком?

Ответ таков: все эти программы уделяют мало внимания проектированию порта, и в лучшем случае дают очень скудную информацию о воздушном потоке, а то и не дают вовсе.
Когда вы приступаете к проектированию порта, у вас неизбежно появляется вопрос: от чего отталкиваться? Каким должен быть порт по величине? Какая форма лучше? Каким должно быть расстояние от порта до противоположной стенки?

Как и вы, я задавался этими же вопросами. Ответов не было ни в «бумажной» литературе, ни в Интернете. Получалось, что велосипед как бы изобретен, но о педалях не очень позаботились, мол, они должны быть, а вы уж сами приделайте, какие захотите.

На различных форумах, как наших, так и очень зарубежных, кто-то советовал порт в полплощади диффузора, кто-то рекомендовал треть, кто-то четверть, – словом, разнобой, неразбериха и отсутствие каких бы то ни было аргументов. Если сделать порт малого диаметра, он будет шуметь, а если диаметр большой, порт становится длинным и не помещается в короб. Где золотая середина, где кроется разумный компромисс?

Чтобы понять это, я провел серию экспериментов с портами круглого и прямоугольного сечения разных форм: прямых, конических, а также напоминающих песочные часы. При этом отмечал заметность шумов на расстоянии 0.5 м от порта, а также рассчитывал скорости воздушного потока на выходе порта и в самой узкой его части.
По результатам этих исследований и была создана программа Bassport (название придумывал не слишком долго 🙂 ). Это инструмент, с помощью которого вы сможете проектировать хорошие порты, избавившись от сомнений вроде «а пойдёт ли такая площадь сечения?»

Общая идея такова: шумы становятся заметными, если скорость воздушного потока на выходе порта превышает 6…9 метров в секунду. Так получалось со всеми портами, участвовавшими в экспериментах. При скорости 6 м/с шумы были едва заметны, а при 9 м/с они определялись уверенно.

Вот так выглядит главное окно программы. Еще есть окно помощи и окно базы данных по автозвуковым брендам, но с ними вы запросто разберетесь без моих подсказок, а мы продолжим.
Как видите, интерфейс простой. В самом верху, под заголовком окна, панель управления. В левой её части пять кнопок управления проектами: Создать, Открыть, Сохранить, Печатать, Удалить, – словом, стандартные кнопки.

Последняя из кнопок носит имя Калькулятор. С её помощью можно рассчитать длину звуковой волны для нужной частоты, либо наоборот, частоту по заданной длине волны.

А еще можно определить настройку фазоинвертора, если известен рабочий объем и размеры порта.

Если нажмем кнопку Car Audio, мы увидим список автозвуковых брендов и даже сможем перейти на сайт выбранного производителя, разумеется, если к этому времени у вас установлено Интернет-соединение.

И наконец, крайняя справа кнопка Помощь. Прежде чем начать работать с программой, воспользуйтесь ею. Ну, это моё благое пожелание, а практика говорит о том, что нажимают ее в лучшем случае четверть пользователей.

А лично вы как – в числе большинства? 🙂

Остальное рабочее пространство главного окна разделено на две части: верхнюю и нижнюю.

Верхняя часть: тут мы вводим данные.

Нижняя часть… тоже кое-что вводим, и затем нажимаем кнопку Пересчитать.
Справа расположены серые поля, в них-то и выводятся результаты расчета. Давайте посмотрим, что там.

Первым делом замечаем, что результаты отображаются в двух столбцах: для горловины и для выхода порта. Если порт простой, то значения в обоих столбцах будут одинаковыми, а если порт сложной формы, то будут различаться.
Во-вторых, все значения приведены для одного порта, даже если вы задали количество портов больше единицы. Это чтобы вы не путались и ничего не отнимали-перемножали. Как выведено на экране, такой порт и пилим в потребном количестве. Два так два. Пять так пять. Никаких пересчетов ни в голове, ни на бумаге, ни, прости Господи, в Экселе, делать не надо.

Площадь порта – тут всё понятно: площадь поперечного сечения.
Макс. скорость воздуха – вот такой ветер будет в вашем порте при максимальном ходе диффузора.
Макс. амплитуда колебаний – это смещение так называемой «воздушной пробки» (объема воздуха в порте) в одну сторону. Именно такое расстояние, не меньше, должно быть от края порта до противоположной стенки внутри короба, чтобы не возникало проблем с изменением частоты настройки и с потерями в порте.
Граничная частота органного резонанса – во время работы фазоинвертора порт будет «отзываться» на некоторых частотах, не связанных с его настройкой. Одна из этих паразитных частот, самая низкая, называется главной, и на ней порт «подвывает» немного сильнее, чем на всех остальных. Если вы делаете сабвуфер, то на эту частоту можно не обращать внимания, она лежит далеко за пределами рабочего диапазона частот. А вот если проектируете домашнюю акустическую систему, то имеет смысл присмотреться. Скорее всего, главная частота органного резонанса попадёт в рабочий диапазон среднечастотного динамика, и придется принимать меры по устранению эффекта «волчьих нот».
Внутренний объем порта – это объем воздуха, находящегося в порте. Зачем он здесь? Я и сам иногда задумываюсь над этим вопросом. 🙂

Вот, собственно, и всё.
Ах, да. Слева внизу видим несколько кнопок, позволяющих выбрать форму порта. Как показала бурная повседневность, наиболее часто люди пользуются кнопками 1, 5 и 6. Поиграйте с ними самостоятельно, посмотрите, что из этого получится.

Вот теперь точно всё. Теперь у вас есть хороший инструмент для проектирования портов, да еще с русскоязычным интерфейсом.

Как, еще нет? Тогда срочно найдите справа на странице заголовок «Получи Bassport», введите ваше имя и е-мейл, подтвердите подписку — и получите ссылку на скачивание.

Пользуйтесь на здоровье. А если станет не хватать возможностей этой программы, обратите внимание на более продвинутую версию, BassportMaster . Она платная, но думаю, вы не будете разочарованы.

Расчет корпуса сабвуфера: программа и калькулятор онлайн

Если правильно произвести расчет корпуса сабвуфера в режиме онлайн, то вполне возможно будет собрать его самостоятельно. При этом возможно будет произвести расчет корпуса сабвуфера  онлайн, поскольку в интернете реально отыскать несколько программ, большинство из которых действуют, как качественный и удобный калькулятор.

Корпуса для сабвуфера

Перед тем, как приниматься за изготовление корпуса сабвуфера различного объема, стоит отправиться на автомобильный рынок и подобрать там качественные динамики, фазоинвертор, бандпасс четвертого или же шестого порядка. Все спорные вопросы реально будет уточнить у продавца или же в автомобильном сервисе, как правило, бесплатно или же за символическое вознаграждение.

Для чего нужна программа расчета корпуса сабвуфера на русском

Перед тем, как использовать программу расчета корпуса сабвуфера на русском, стоит разобраться с тем, какие детали потребуется приобрести.

Динамик

Для качественного звучания акустики придется купить:

  • динамик – лучше всего, если это будет импортный вариант, который составит десять, а лучше двенадцать дюймов;
  • бандпасс четвертого порядка – который будет разделен на несколько камер, способные ограничить те частоты, которые могут ограничиваться при помощи диффузора;
  • бандпасс шестого порядка – имеет еще одну камеру, а также, наличие дополнительного фазоинвертора, при этом можно отыскать два типа бандпассов, то есть с одним или двумя фазоинверторами;
  • фазоинвертор – деталь, которая представляет собой трубку, выводящую воздух, который может обеспечить дополнительное, более качественное звучание акустики.
Фазоинвертор для акустики

При этом все вышеуказанные части обязательно заключены в корпус сабвуфера, который представляет собой ящик закрытого типа с определенным объемом. Как правило, качественный корпус сабвуфера представляет собой корпус из дерева, который полностью герметичен. Конечно же, этот вариант самый простой, но динамики, расположенные в нем показывают самый низкий уровень КПД.

Корпус сабвуфера

В интернете имеется программа для расчета корпуса сабвуфера, русский вариант будет также доступен, она напоминает обычный калькулятор, но обладает рядом других функций.

К примеру, популярная программа Speaker Workshop позволяет произвести расчет онлайн таких параметров, как:

  • корпус;
  • фильтр;
  • динамический импеданс;
  • АЧХ;
  • искажений гармонического характера;
  • количества конденсаторов, резисторов.
Программа Speaker Workshop

Как произвести расчет объема корпуса сабвуфера

Еще одна программа, которая в режиме онлайн позволяет производить расчет необходимых составляющих для корпуса сабвуфера – это UniBox (Unified Box Model). С ее помощью реально рассчитать:

  • объем закрытого ящика;
  • особенности фазоинвертора;
  • особенности брандпасса;
  • начертить кривую импеданса, которую обеспечивают динамики;
  • выступает, как качественный симулятор уровня звукового давления.

Еще одной довольно популярной программы, позволяющей в режиме реального времени произвести расчет объема корпуса сабвуфера является Crossover Elements Calculator. Она не только производит расчет объема   корпуса сабвуфера в режиме онлайн, но и дает советы, касающиеся того, какой именно корпус целесообразнее выбрать для конкретных динамиков, а также, способна скорректировать чувствительность высоких частот.

Программа для расчета фильтров Crossover Elements Calculator

Программа, больше напоминающая калькулятор и способная произвести полный расчет объема корпуса  сабвуфера, имеющая русский интерфейс – это BassPort.

Параллельно она проверяет:

  • число портов и их сечение;
  • частоту настройки;
  • диаметр диффузоров и их максимальный ход;
  • несколько минимальных и максимальных показателей для портов.

Что предполагает калькулятор расчета корпуса сабвуфера

Как правило, качественный калькулятор расчета корпуса сабвуфера производит все действия на бесплатной основе. При этом все этапы расчета будут приближенными к номинальным техническим характеристикам.

Самой популярной программой на русском языке, позволяющей производить полный расчет всех параметров, можно назвать Speaker Box Lite.

Speaker Box Lite

С ее помощью реально рассчитать не только объем корпуса сабвуфера, но и:

  • толщину используемого материала;
  • габариты закрытого ящика в миллиметрах;
  • диаметр вырезок отверстий под динамики;
  • объем полезного типа в литрах;
  • типы, выполняемых функций.

При этом программа-калькулятор поможет качественно произвести все расчеты только после того, как точно определен тип короба – закрытый или открытый с имеющимся инверторами. Возможно будет не только рассчитать чистый объем корпуса, но и настроить порты.

В поисках закрытого ящика или почему исчезает целый класс акустических систем

Мировая аудиоиндустрия стремительно развивается. Вектор этого развития известен, способность производить удобоваримую электронику с минимальными затратами. Казалось бы, одним из самых логичных типов акустического оформления, не требующих ничего, кроме точного расчета, максимально технологичных и дешевых является закрытый ящик(ЗЯ). При таком оформлении можно минимизировать резонансы корпуса, получить сравнительно ровную АЧХ, а при адекватном демпфировании предотвратить появление заметных на слух стоячих волн. Получается дёшево и сердито, а значит, казалось бы, должно быть востребовано. Между тем, если вы попытаетесь найти такую акустику среди актуальных предложений интернет-магазинов и салонов электроники — вас ожидает разочарование.

Ассортимент предельно мал, если сравнивать с фазоинверторной акустикой, при этом стоимость закрытого ящика существенно выше. Многие безусловно удовлетворятся старой доброй YAMAHA NS-6490 или профессиональными мониторами от Behringer. Также есть узкий сегмент встраиваемой и ландшафтной акустики, который является достаточно нишевыми и редкие дорогие образцы за полмиллиона, типа Graham Audio LS5/9f. Но в сравнении с другими типами оформления процент ЗЯ ничтожно мал. Это означает, что сегодня, новые АС с закрытым акустическим оформлением производят крайне неохотно. Под катом анализирую ситуацию и рассуждаю на тему того, почему закрытые ящики перестали быть востребованными.

Ниша закрытого ящика

С маркетологической точки зрения целевой аудиторией закрытого ящика является притязательный средний класс с уровнем интеллекта выше среднего. С одной стороны, это люди, которые хорошо понимают проблемы ставшего повсеместным фазоинверторного типа. С другой — это те, кто не способны заплатить за дорогие лабиринтные системы и поэтому выбирающие более технологичное и недорогое решение.

Это часто инженеры и другие люди, знакомые с основами акустики. В некоторых случаях такое же решение может понравится небогатым аудиофилам, которые одержимы идеей максимально высокой верности воспроизведения, но не имеют достаточно денег на ультимативно-бескомпромиссные и настолько же нерациональные дорогие решения из маркетингового класса High End.

Можно сказать, что эта категория покупателей больше прочих страдает сегодня от отсутствия продуктов. Как правило, они используют технику из сегмента попроще, при этом, с одной стороны, недовольны её качеством, а с другой, при переходе в премиум сегмент начинают жаловаться на стоимость.

И, казалось бы, всё не так сложно, достаточно начать производить хорошо рассчитанные закрытые ящики из МДФ или фанеры, и всем будет счастье. Но как обычно, дьявол скрывается в мелочах.

Проблема габаритов

Я исследовал мнение 60 человек, которых можно отнести к категории, которую я описал. Оказалось, что большинство (57 человек) из них очень заинтересованы в преимуществах, которые дает закрытый ящик. Трое сказали, что это впечатляет, но они не будут готовы быстро сменить акустику, т.к. их вполне устраивает та, что есть в настоящий момент. Однако, когда позитивно настроенное большинство узнало, что для получения звукового давления, которое обычно позволяет обеспечить фазоинвертор, понадобится увеличить объем в 3 раз, 38 человек отказалось от такого решения без обсуждения преимуществ и взвешивания фактов. Остальные же, лояльно настроенные к такому конструктивному решению, потеряли однозначную уверенность в том, что так лучше.

Получается, что даже решение, которое полностью удовлетворяет по сочетанию верность воспроизведение/стоимость, обладая значительно большими габаритами при равном или меньшем КПД, перестаёт быть интересным для подавляющего большинства потенциальных посетителей.

У такой неприязни к размерам 3 причины. Первая — эстетическая, АС такого размера с трудом сочетается с современным интерьером, где нормой, последние 15 лет, стали колонки столбики. Вторая — прагматическая, АС ЗЯ сжирает объем помещения, который часто хочется сохранить. Третья проблема массы, большие габариты гарантированно увеличивают массу устройства, что создает сложности в перспективе, например, при переезде или перестановке.

“Слабый низ”, как аргумент большинства

Те, кому довелось слышать закрытые ящики в форм факторе полноценной АС, в один голос заявляют о, якобы, “слабых” низких частотах, которых сильно не хватает. Не могу спорить с любителями низа, как минимум в силу того, что восприятие очень индивидуально и никакого стандарта в отношении тембральных акцентов не существует. При этом достаточно ровная АЧХ закрытого ящика не делает акцентов на НЧ, и любителям “сочного баса” его там очень не хватает.

Именно такие утверждения формируют проблему в производительности. По сути, по современным меркам размер такой АС непропорционален ожидаемой звуковой мощности устройства. Оно слишком тихое, что значительно затрудняет визуальную оценку предельной громкости. Работает вечное: “если они такие большие, почему они такие тихие, ведь у соседа 2 столбика, а от них просто уносит”. И именно ради соревнования с соседом Васей у, казалось бы, неглупых людей, способных оценить преимущества конструкции, полностью пропадает желание приобретать “тихие колонки”.

Сабвуфер, как исключение

Единственными современными устройствами, среди которых можно найти ЗЯ в широком ассортименте и ценовом диапазоне, являются сабвуферы. Факт в том, что те, кто хорошо знаком с физикой, неплохо знают о психоакустическом эффекте, когда человеческий слух практически не способен локализовать источники низких частот (ниже 80 Гц). При этом ЗЯ имеет массу преимуществ именно по части НЧ воспроизведения, таких как уменьшение вероятности резонансов, отсутствие специфических ФИ призвуков, турбулентных потоков и за счет этого всего очень ровную АЧХ. В связи с этим ЗЯ стали востребованными именно для создания сабвуферов. К слову, по сравнению с ЯИ и использующими пассивные излучатели, они также достаточно не громкие.

Сухой остаток

Будем честны, несмотря на громкие слова в миссиях кампаний, все они созданы как источник дохода, и соответственно, заботятся о пресловутой “верности воспроизведения” ровно настолько, насколько этого требуют потребители в их сегменте рынка. И, если взглянуть на маркетинговую привлекательность превосходно звучащих, но больших закрытых ящиков, мы увидим очевидную убыточность их возрождения в форм-факторе полноценной АС. Аудиофилы и притязательные богачи избалованы более изощренными решениями, а средний класс не готов поступиться объемом небольших квартир.

Лучшим решением с ЗЯ-оформлением на сегодняшний день являются сабвуферы. При наличии настраиваемого кроссовера можно отрегулировать частоту среза так, чтобы резонансная частота ФИ стереопары воспроизводилась сабом, и таким образом получить вожделенную ровную АЧХ. Также, судя по продуктам представленным на рынке, популярностью пользуется акустика центрального канала с закрытым акустическим оформлением.

Реклама
Мы продаём акустические системы. В нашем каталоге их много, при желании можно найти АС и сабвуферы закрытого типа, в изобилии представлены АС с фазоинвертором.

‎Speaker Box Lite в App Store

Это приложение предназначено для начинающих и продвинутых любителей построения акустических систем. Главной особенностью является расчет объема ящика сабвуфера по его параметрам Тиле-Смолла (FS, VAS, QTS). Это список функций для расчета коробок:

-Поддержка расчетов для различных корпусов, таких как закрытый, вентилируемый (фазоинвертор, портированный), полоса пропускания 4-го порядка, полоса пропускания 6-го порядка.

— Амплитудная характеристика, фазовая характеристика, групповые задержки, смещение конуса и диаграммы SPL для всех корпусов.

-Различные типы генерации параметров бокса, такие как оптимальная громкость, максимально ровная АЧХ, бумбокс и многие другие.

-Генерация параметров вентилируемого бокса для достижения НЧ, просто выберите частоту на которой нужно нарастание и величину нарастания, и программа сама подберет параметры бокса.

-Параметры расчета для закругленных и прямоугольных портов.

-Расчетная величина объема включает объем портов и динамиков.

-Расчет деталей для сборки вашей коробки.

Подписавшись на наш сервис, вы сможете сохранять свои проекты в облаке и делать их доступными на любом устройстве, на котором установлено наше приложение.

Существует общая on-line база данных колонок(которая содержит около 5000 драйверов), в которую вы можете добавлять свои колонки и редактировать существующие, а после проверки модератором она будет доступна другим пользователям «Колонки Коробка Лайт».

!!!Не забудьте оставить свой отзыв о динамиках, которыми вы пользуетесь, указать тип корпуса и его параметры, чтобы помочь другим пользователям выбрать динамик и объем корпуса для него.

!!!НЕ ЗАБЫВАЙТЕ!!!
Оставляйте комментарии и пожелания по развитию проекта.

________________________________________________

Вы можете приобрести подписку PRO-Account (стоимость 5,49$/мес) на Speaker Box Lite и получить расширенные возможности, такие как оффлайн доступ к базе данных, неограниченное количество проектов и другие.

Оплата будет снята с учетной записи iTunes при подтверждении покупки. Подписка продлевается автоматически, если автоматическое продление не будет отключено по крайней мере за 24 часа до окончания текущего периода.Пользователь может управлять подписками, а автоматическое продление можно отключить, перейдя в настройки учетной записи пользователя после покупки.

Наша политика конфиденциальности: https://speakerboxlite.com/privacy
Наши условия использования: https://speakerboxlite.com/terms-of-use

Расчет саба онлайн. Простая методика настройки фазоинвертора

В качестве динамика с фазоинвертором можно использовать любую сплошную трубку. В непрофессиональной практике широко используются пластиковые трубы, применяемые для внутренней канализации… Диаметры этих трубок стандартные. Тем не менее, порой этого набора бывает недостаточно, например, когда нужен фазоинвертор определенного диаметра.

Тогда вам придется сделать трубу самостоятельно.
Кстати, перед тем, как приступить к изготовлению трубы фазоинвертора, советую застелить стол, на котором вы делаете, газетной бумагой.
Для расчета фазоинвертора и изготовления трубы нам потребуется:

Первоначально необходимо намотать на оправку 3-4 слоя тонкой газетной бумаги. Для того, чтобы не разматывался, необходимо усилить шов клеем ПВА. Все слои бумаги плотно прилегают к оправке, между ними не должно быть воздуха или клея.

Далее из этого листа ватмана нужно вырезать полоску, и ширина которой сочеталась бы с длиной вашей будущей трубы.

Кстати, длина полосы должна быть достаточной для того, чтобы накрутить ее на оправку за 5-6 оборотов.
После этого следует приготовить эпоксидный клей., для этого нужно смешать смолу и отвердитель в пропорциях по инструкции (10:1).


динамики Beag HX 301 — 4

Лучше всего использовать шприцы, чтобы правильно установить объем клея и смолы. Во избежание смешивания компонентов в контейнерах подготовьте отдельные шприцы для смол и отвердителей.
Нужно надеть перчатки и начать наматывать слои ватмана на специально подготовленную оправку, приклеивая их эпоксидным клеем.Обратите внимание, что 1-й виток не нужно приклеивать к оправке! Наносить смолу можно прямо в перчатке: легко обмакните руку в клей и нанесите на поверхность.


Нужно намотать 5-6 витков ватмана.
Для того, чтобы слои лучше прилегали друг к другу, натяните на это изделие резинки или обмотайте его ниткой. Труба должна сохнуть в вертикальном положении около суток.


Фазоинвертор

своими руками сделать легко и просто!

Вы можете проверить фазоинвертор

Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соцсетях.Желаю удачи в поиске собственного звука!
Скачать новые альбомы — в хорошем качестве

От редактора: Статья итальянского акустика, воспроизведенная здесь с благословения автора, первоначально называлась Teoria e pratica del condotto di Accordo. То есть в дословном переводе — «Теория и практика Bass Reflex». Это название, на наш взгляд, лишь формально соответствовало содержанию статьи. Действительно, речь идет о соотношении простейшей теоретической модели фазоинвертора и тех сюрпризов, которые готовит практика.Но это если формально и поверхностно. А по сути статья содержит ответ на вопросы, возникающие, судя по почте редакции, все время при расчете и изготовлении сабвуфера-фазоинвертора. Первый вопрос: «Если рассчитать фазоинвертор по давно известной формуле, получится ли у готового фазоинвертора расчетную частоту?» Наш итальянский коллега, съевший за свою жизнь с десяток собак на фазоинверторах, отвечает: «Нет, не получится.А потом объясняет, почему и, что самое ценное, сколько не получится. Вопрос второй: «Я рассчитал тоннель, но он такой длинный, что никуда не влезает. Как быть?» И тут синьор предлагает столько оригинальных решений, что именно эту сторону его творчества мы вынесли в название. Так что ключевое слово в новом заголовке следует понимать не по-новорусски (иначе мы бы написали: «сокращенно — фазоинвертор»), а вполне буквально. Геометрически. А теперь слово имеет синьор Матараццо.

Фазоинвертор: короче!

Жан-Пьеро МАТАРАЦЦО Перевод с итальянского Е. Журкова

Об авторе: Жан-Пьеро Матараццо родился в 1953 году в Авеллино, Италия. С начала 70-х работает в области профессиональной акустики. Долгие годы отвечал за испытания акустических систем для журнала «Суоно» («Звук»). В 90-е годы разработал ряд новых математических моделей процесса излучения звука диффузорами громкоговорителей и несколько проектов акустических систем для промышленности, в том числе популярную в Италии модель Opera.С конца 90-х активно сотрудничает с журналами «Аудио Ревью», «Цифровое Видео» и, что для нас самое главное, «АСС» («Аудио Авто Стерео»). Во всех трех он отвечает за измерение параметров и тестирование акустики. Что еще? .. Женатый. Подрастают двое сынишек, 7 лет и 10.

Рис. 1. Схема резонатора Гельмгольца. То, из чего все происходит.

Рис. 2. Классический фазоинверторный дизайн. При этом влияние стены часто не учитывают.

Рис. 3. Фазоинвертор с туннелем, концы которого находятся в свободном пространстве. Здесь нет влияния стены.

Рис. 4. Туннель можно полностью выдвинуть. Здесь снова произойдет «виртуальное удлинение».

Рис. 5. Можно получить «виртуальное удлинение» на обоих концах туннеля, сделав еще один фланец.

Рис. 6. Щелевой туннель, расположенный далеко от стенок бокса.

Рис. 7.Щелевой туннель расположен у стены. В результате влияния стены ее «акустическая» длина больше геометрической.

Рис. 8. Туннель в форме усеченного конуса.

Рис. 9. Основные размеры конического туннеля.

Рис. 10. Размеры щелевой версии конического туннеля.

Рис. 11. Экспоненциальный туннель.

Рис. 12. Туннель в форме песочных часов.

Рис. 13.Основные размеры туннеля песочных часов.

Рис. 14. Версия песочных часов с прорезями.

Волшебные формулы

Одно из самых частых пожеланий в письме автора — дать «волшебную формулу», по которой читатель АСУ мог бы сам рассчитать фазоинвертор. Это, в принципе, не сложно. Фазоинвертор является одним из случаев реализации устройства под названием «резонатор Гельмгольца». Формула его расчета ненамного сложнее самой распространенной и доступной модели такого резонатора.Пустая бутылка из-под кока-колы (именно бутылка, а не алюминиевая банка) как раз и есть такой резонатор, настроенный на частоту 185 Гц, проверено. Однако резонатор Гельмгольца намного старше даже этой, постепенно выходящей из употребления, упаковки популярного напитка. Однако по классической схеме резонатор Гельмгольца похож на бутылку (рис. 1). Для того чтобы такой резонатор работал, важно, чтобы он имел объем V и туннель с площадью поперечного сечения S и длиной L. Зная это, частота настройки резонатора Гельмгольца (или фазоинвертора, т.е. то же) теперь можно рассчитать по формуле:

, где Fb — частота настройки в Гц, s — скорость звука, равная 344 м/с, S — площадь тоннеля в кв.м, L – длина тоннеля в м, V – объем коробки в кубических метрах. m = 3,14, это само собой разумеется.

Эта формула действительно волшебная, в том смысле, что настройка фазоинвертора не зависит от параметров динамика, который будет в него установлен. Объем коробки и размеры тоннеля определяют периодичность настройки раз и навсегда. Все, казалось бы, сделано. Давайте начнем. Предположим, у нас есть ящик объемом 50 литров.Мы хотим превратить его в корпус с фазоинвертором с настройкой 50 Гц. Было решено сделать диаметр тоннеля 8 см. Согласно только что приведенной формуле частота настройки 50 Гц будет получена при длине туннеля 12,05 см. Аккуратно изготавливаем все детали, собираем их в конструкцию, как на рис. 2, и для проверки измеряем реальную резонансную частоту фазоинвертора. И видим, к своему удивлению, что она равна не 50 Гц, как следовало бы ожидать по формуле, а 41 Гц.В чем дело и где мы ошиблись? Да нигде. Наш свежепостроенный фазоинвертор был бы настроен на частоту, близкую к полученной по формуле Гельмгольца, если бы он был сделан так, как показано на рис. 3. Этот случай наиболее близок к идеальной модели, описываемой формулой: здесь оба конца тоннеля» висеть в воздухе», относительно далеко от каких-либо препятствий. В нашем проекте один из концов туннеля сопрягается со стенкой коробки. Для вибрирующего в тоннеле воздуха это не безразлично, из-за влияния «фланца» в конце тоннеля происходит его виртуальное удлинение.Фазоинвертор будет настроен так, как если бы длина тоннеля была 18 см, а не 12, как на самом деле.

Обратите внимание, что то же самое произойдет, если туннель полностью вынести за пределы коробки, снова совместив один его конец со стеной (рис. 4). Существует эмпирическая зависимость «виртуального удлинения» тоннеля в зависимости от его размера. Для круглого туннеля, один срез которого расположен достаточно далеко от стенок короба (или других препятствий), а другой — в плоскости стенки, это удлинение примерно равно 0.85Д.

Теперь, если подставить в формулу Гельмгольца все константы, ввести поправку на «виртуальное удлинение» и выразить все размеры в обычных единицах, то окончательная формула длины тоннеля диаметром D, обеспечивающая настройка ящика объема V на частоту Fb будет выглядеть так:

Здесь частота в герцах, объем в литрах, а длина и диаметр туннеля в миллиметрах, как мы привыкли.

Полученный результат ценен не только тем, что позволяет на этапе расчета получить значение длины, близкое к окончательному, дающее требуемое значение частоты настройки, но и тем, что открывает определенные резервы для укорочения тоннеля .Мы уже выиграли почти один диаметр. Можно еще больше укоротить туннель, сохранив ту же частоту настройки, сделав фланцы на обоих концах, как показано на рис. 5.

Теперь, кажется, все учтено, и, вооружившись этой формулой, мы кажемся всемогущими. Здесь нас ждут трудности.

Первые трудности

Первая (и основная) трудность заключается в следующем: если относительно небольшую коробку нужно настроить на достаточно низкую частоту, то, подставив в формулу длины тоннеля большой диаметр, мы получим большую длину.Попробуем подставить меньший диаметр — и все получится. Большой диаметр требует большой длины, а маленький просто маленький. Что в этом плохого? Вот что. Двигаясь, диффузор динамика тыльной стороной «проталкивает» через тоннель фазоинвертора практически несжимаемый воздух. Так как объем колеблющегося воздуха постоянен, то скорость воздуха в тоннеле будет во столько раз больше колебательной скорости диффузора, во сколько раз площадь поперечного сечения тоннеля меньше площади диффузора.Если тоннель сделать в десять раз меньше диффузора, то скорость потока в нем будет высокой, а при достижении 25 — 27 метров в секунду неизбежно появление вихрей и струйного шума. Великий исследователь акустических систем Р. Смолл показал, что минимальное сечение тоннеля зависит от диаметра динамика, максимального хода его диффузора и частоты настройки фазоинвертора. Смолл предложил полностью эмпирическую, но безотказную формулу для расчета минимального размера туннеля:

.

Смолл вывел свою формулу в привычных ему единицах измерения, так что диаметр динамика Ds, максимальный ход диффузора Xmax и минимальный диаметр тоннеля Dmin выражены в дюймах.Частота настройки фазоинвертора — как обычно, в герцах.

Теперь все выглядит не так радужно, как раньше. Часто оказывается, что если правильно подобрать диаметр туннеля, он получается невероятно длинным. А если уменьшить диаметр, есть вероятность, что тоннель будет «свистеть» даже на средней мощности. Помимо собственно струйных шумов, тоннели малого диаметра имеют также склонность к так называемым «органным резонансам», частота которых значительно превышает частоту настройки фазоинвертора и которые возбуждаются в тоннеле турбулентностью. при высоких скоростях потока.

Столкнувшись с такой дилеммой, читатели ACS обычно звонят в редакцию и просят решения. У меня их три: простая, средняя и экстремальная.

Простое решение небольших проблем

Когда расчетная длина туннеля оказывается такой, что он почти умещается в корпусе и нужно лишь немного уменьшить его длину при той же настройке и площади сечения, рекомендую вместо круглого использовать щелевой туннель , а расположив его не посередине передней стенки корпуса (как на рис.6), но вплотную к одной из боковых стенок (как на рис. 7). Тогда в конце тоннеля, который находится внутри ящика, будет ощущаться эффект «виртуального удлинения» за счет стены рядом с ним. Эксперименты показывают, что при неизменной площади поперечного сечения и частоте настройки туннель, показанный на рис. 7, примерно на 15 % короче, чем при конструкции, как на рис. 6. Щелевой фазоинвертор в принципе менее подвержен органным резонансам. чем круглый, но чтобы обезопасить себя еще больше, рекомендую установить внутри тоннеля звукопоглощающие элементы, в виде узких полосок войлока, приклеенных к внутренней поверхности тоннеля в районе трети его длины.Это простое решение. Если этого недостаточно, вам придется перейти к среднему.

Среднее решение для больших проблем

Промежуточным решением является использование туннеля в форме усеченного конуса, как на рис. 8. Мои эксперименты с такими туннелями показали, что здесь можно уменьшить площадь поперечного сечения воздухозаборника по сравнению с минимально допустимой по Смоллу формула без опасности реактивного шума. Кроме того, конический туннель гораздо менее подвержен органному резонансу, чем цилиндрический.

В 1995 году я написал программу для расчета конических тоннелей. Он заменяет конический туннель последовательностью цилиндрических и путем последовательных приближений вычисляет длину, необходимую для замены обычного туннеля постоянного сечения. Эта программа предназначена для всех, и ее можно загрузить с веб-сайта журнала ACS http://www.audiocarstereo.it/ в разделе Программное обеспечение ACS. Небольшая программа, работает под DOS, можете скачать и посчитать самостоятельно. А можно по другому.При подготовке русскоязычного издания данной статьи результаты расчетов с помощью программы CONICO были сведены в таблицу, из которой можно взять готовый вариант. Таблица составлена ​​для тоннеля диаметром 80 мм. Это значение диаметра подходит для большинства сабвуферов с диаметром диффузора 250 мм. Рассчитав требуемую длину тоннеля по формуле, найдите это значение в первом столбце. Например, по вашим расчетам оказалось, что вам нужен тоннель длиной 400 мм, например, для настройки ящика объемом 30 литров на частоту 33 Гц.Проект нетривиальный, и разместить такой туннель внутри такой коробки будет непросто. Теперь посмотрите на следующие три столбца. На ней показаны рассчитанные программой размеры эквивалентного конического тоннеля, длина которого будет уже не 400, а всего 250 мм. Совсем другое дело. Что означают размеры в таблице, показано на рис. 9.


Таблица 2 составлена ​​для исходного тоннеля диаметром 100 мм. Подходит для большинства сабвуферов с головкой диаметром 300 мм.

Если вы решили использовать программу самостоятельно, помните: тоннель в виде усеченного конуса делается с углом наклона образующей а от 2 до 4 градусов. Не рекомендуется делать этот угол более 6 — 8 градусов, в этом случае возможно возникновение турбулентности и струйных шумов на входном (узком) конце тоннеля. Однако даже при небольшой конусности сокращение длины тоннеля весьма существенно.

Тоннель в форме усеченного конуса не обязательно должен быть круглым.Как и обычную цилиндрическую, иногда удобнее сделать в виде прорезной. Даже, как правило, удобнее, потому что потом собирается из плоских деталей. Размеры щелевого варианта конического туннеля приведены в следующих столбцах таблицы, а что означают эти размеры, показано на рис. 10.

Замена обычного тоннеля на конический может решить многие проблемы. Но не все. Иногда длина туннеля оказывается настолько большой, что укоротить его даже на 30 — 35% недостаточно.Для таких тяжелых случаев есть …

Экстремальное решение больших проблем

Крайним решением является использование тоннеля с экспоненциальными контурами, как показано на рис. 11. В таком тоннеле площадь поперечного сечения сначала постепенно уменьшается, а затем также плавно увеличивается до максимума. С точки зрения компактности для заданной частоты настройки, устойчивости к струйным шумам и органным резонансам экспоненциальный туннель не имеет себе равных. Но по сложности изготовления он не имеет себе равных, даже если его контуры рассчитываются по тому же принципу, что и в случае с коническим тоннелем.Чтобы все-таки использовать экспоненциальный туннель на практике, я придумал его модификацию: туннель, который я назвал «песочные часы» (рис. 12). Тоннель песочных часов состоит из цилиндрической секции и двух конических секций, от чего внешнее сходство с древним прибором для измерения времени. Такая геометрия позволяет укоротить тоннель по сравнению с первоначальным постоянным сечением не менее чем в полтора, а то и более раз. Для расчета песочных часов я тоже написал программу, ее можно найти там же, на сайте АСЦ.И так же, как и для конического тоннеля, вот таблица с расчетом готовых вариантов.


Что означают размеры в таблицах 3 и 4, станет ясно из рис. 13. D и d — диаметр цилиндрического сечения и наибольший диаметр конического сечения соответственно, L1 и L2 — длины участков. Lmax — полная длина туннеля в форме песочных часов, просто для сравнения, насколько его сделали короче, а в целом это L1 + 2L2.

Технологически песочные часы круглого сечения не всегда легко и удобно изготовить.Поэтому и здесь можно сделать в виде профилированного паза, получится, как на рис. 14. Для замены тоннеля диаметром 80 мм рекомендую выбирать высоту паза равной 50 мм, а для замены 100 мм цилиндрического тоннеля, равного 60 мм. Тогда ширина участка постоянного сечения Wmin и максимальная ширина на входе и выходе тоннеля Wmax будут такими же, как в таблице (длины участков L1 и L2 — как и в случае круглого сечения, ничего меняется здесь).При необходимости высоту щелевого тоннеля h можно изменить, одновременно регулируя Wmin и Wmax так, чтобы значения площади поперечного сечения (h.Wmin, h.Wmax) оставались неизменными.

Вариант фазоинвертора с туннелем в форме песочных часов я использовал, например, когда делал сабвуфер для домашнего кинотеатра с частотой настройки 17 Гц. Предполагаемая длина туннеля оказалась больше метра, и, рассчитав «песочные часы», мне удалось сократить его почти вдвое, при этом шума не было даже при мощности около 100 Вт.Надеюсь, это поможет и вам…

Логическим завершением саги о фазоинверторах станут практические аспекты его реализации. Ключевым элементом здесь является именно труба, он же туннель, он же, в результате славянской транслитерации с английского, порт. Именно она, труба, позволит реализовать на практике два основных параметра, определяющих акустический облик задуманного фазоинвертора: объем корпуса и частоту его настройки. Эти две величины, одна в литрах, другая в герцах, являются результатом либо самостоятельного расчета, либо следующих ранее произведенных расчетов.Они могут исходить от производителей динамиков, наших тестов или советов экспертов, основанных на их практике. Во всех трех случаях бывает, что даны уже готовые размеры тоннеля, обеспечивающие настройку известного объема на нужную частоту, но, во-первых, не каждый раз, а во-вторых, слепое копирование не всегда возможно и всегда необоснованный. Так что следующая постановка задачи будет более общей и гораздо более продуктивной: объем и частота известны, а вопрос об их физической, в материальной, реализации мы начнем решать самостоятельно.Часть рассказа будет организована по принципу вопросов и ответов: номенклатура вопросов известна, в редакционной почте они повторяются с регулярностью, порождая статистические выкладки, которые так любит наш отдел тестирования. Я не отниму у них любимую игрушку, у нас есть своя. Итак, во-первых, рассчитываем тоннель или покупаем трубу, которая должна стать этим тоннелем? По идее надо сначала купить — там трубы не любого диаметра, а из определенного диапазона номиналов, если брать готовые, а не мотать самому из бумаги клеем, как пионер из юного космонавта круг.Но начинать все равно придется хотя бы с приблизительной оценки, а дело в том, что…

Толщина имеет значение

Если тоннель действительно труба (есть и варианты), то какого диаметра она должна быть? Самый общий и грубый ответ: чем больше, тем лучше. Совет действительно радикальный и может спровоцировать протестную реакцию: а что если взять и сделать тоннель диаметром в два раза больше динамика? Не возьмешь и не сделаешь, как ни старайся, об этом более ста лет назад позаботился некий Герман Гельмгольц, резонатор имени которого носит фазоинвертор, а позднее — создатели автомобилей, изготовившие они меньше по размерам, чем существовавшие в то время паровозы.Итак, для того, зачем больше и почему-то этот процесс остановится.

При работе вблизи частоты настройки, где, собственно, свои функции выполняет фазоинверторный туннель, добавляя воздух от себя к звуковым волнам, создаваемым колебаниями диффузора, воздух движется внутри туннеля. Движется колебательно, вперед-назад. Объем движущегося воздуха точно такой же, как и тот, который приводится в движение диффузором при каждом колебании, он равен произведению площади диффузора на его ход.Для туннеля этот объем является произведением площади поперечного сечения на воздушный поток внутри туннеля. Площадь сечения действительно всегда меньше площади диффузора (если кто-то еще не отказался от угрозы сделать такой же, а то и больше, скоро никуда не денутся и откажутся), а для того чтобы переместить один и тот же объем, воздух должен двигаться быстрее, скорость в тоннеле уменьшается, диаметр увеличивается пропорционально уменьшению площади его поперечного сечения. Почему это плохо? Все вместе.Прежде всего тем, что модель резонатора Гельмгольца, на которой все основано, предполагает отсутствие потерь энергии на трение воздуха о стенки туннеля. Это, конечно, идеальный случай, но чем дальше мы от него удаляемся, тем меньше работа фазоинвертора будет похожа на то, что мы от него ожидаем. А потери на трение в тоннеле тем выше, чем выше скорость воздуха внутри. Теоретически формула и основанная на ней простая программа не учитывает эти потери и безропотно выдаст вам расчетную длину тоннеля диаметром даже в палец, но такой фазоинвертор не подойдет, все будет погибнуть в турбулентности воздуха, пытаясь быстро лететь по узкому тоннелю назад — вперед.Текст агитплаката ГИБДД «Скорость — смерть», который я когда-то видел, безусловно подходит для движения воздуха в туннеле, если смерть списать на КПД фазоинвертора.

Однако гораздо раньше, чем фазик умрет как средство звуковоспроизведения, он станет источником звуков, для которых не предназначен, вихри, возникающие при высокоскоростных движениях воздуха, будут создавать струйные шумы, нарушающие гармонию басовых звуков в самый беззастенчивый и неэстетичный способ.

Что следует принять за минимальную площадь поперечного сечения тоннеля? В разных источниках вы найдете разные рекомендации, не все они когда-либо проверялись авторами, по крайней мере, посредством вычислительного эксперимента, о других речь не идет. Как правило, в такие рекомендации входят два значения: диаметр диффузора и максимальное значение его хода, то же Xmax. Это разумно и логично, но в полной мере относится только к работе сабвуфера на максимальном режиме, когда о качестве звука говорить уже немного поздно.На основании многочисленных практических наблюдений можно принять гораздо более простое правило, оно ошибочно и не совсем универсально, но работает: для 8-дюймовой головки туннель должен быть не менее 5 см в диаметре, для 10-дюймовой головки —

7 см, для 12 и более — 10 см. Можно больше? Даже необходимо, но именно сейчас нас что-то остановит. А именно, длина туннеля. Дело в том, что…

Длина имеет значение

Как было сказано, им будет командовать великий Герман фон Гельмгольц.Вот она, у доски в Гейдельбергском университете, и на доске та же самая формула. Ну да ладно, в этот раз я это написал, но я придумал — он бы так же написал. Эта простая, поскольку выведена для идеального случая, зависимость показывает, какой будет резонансная частота определенного резонатора (нам больше знаком ящик, хотя Герман фон делал такие пузыри с трубами-хвостами) в зависимости от объема V , длина L и площадь поперечного сечения хвоста.Обратите внимание: здесь нет параметров динамика, и было бы странно, если бы они были. В любом случае полезно помнить и никогда не поддаваться на провокации: настройка фазоинвертора полностью и исчерпывающе определяется размерами ящика и характеристиками туннеля, соединяющего этот ящик с окружающей средой… Кроме того, формула включает только скорость звука в атмосфере планеты Земля, обозначаемую «с», и число «пи», которое даже не зависит от планеты.

Для практических целей, а именно для расчета длины тоннеля по известным данным, формулу можно легко преобразовать, вспомнив родную школу, а константы подставить в виде цифр. Многие сделали это. Многие, однако, опубликовали результаты этого увлекательного процесса, и автор немного удивлен, насколько эффектно удалось справиться с операцией с тремя или четырьмя числами. В общем, треть трансформированных формул, опубликованных на бумаге и в Сети, представляют собой непонятную чушь.Здесь дается правильный, если подставить значения в единицы, показанные черным цветом.

Эта же формула, плюс некоторые поправки, есть во всех известных программах для расчета фазоинверторов, но сейчас формула для нас удобнее, все на виду. Посмотрите: что будет, если вместо минималистского туннеля поставить другой, более просторный (а значит, и лучший)? Нужная длина будет увеличиваться пропорционально квадрату диаметра (или пропорционально площади, но трубу мы собираемся покупать по диаметру, иначе не продают).Мы перешли с 5-сантиметровой трубы на 7-сантиметровую, например, длина с той же настройкой уйдет в два раза больше. Перешли на 10 см — четыре раза. Проблема? Пока — полбеды. Дело в том, что…

Калибр имеет значение

Беда теперь будет. Еще раз смотрим на формулу, на этот раз — в знаменатель, сфокусируйте свое зрение. При прочих равных длина тоннеля будет тем больше, чем меньше объем ящика.Если для того, чтобы настроить 100-литровый объем на 30 Гц, при 100-мм водопроводной трубе нужно открыть и вклеить в коробку кусок говна сантиметров 25, то при объеме коробки 50 литров это будет полметра (что не меньше половины беды), а при довольно распространенных 25 литрах тоннель такой толщины должен иметь метровую длину. Это уже беда, без вариантов.

В наших практических условиях объем коробки в первую очередь определяется параметрами динамика, и по уже известным читателям этой серии причинам для 8-дюймовых головок оптимальный объем редко превышает 20 литров, для » десятки» — 30-40, только когда дело доходит до 12-дюймового калибра, мы начинаем иметь дело с объемами порядка 50 — 60 литров, да и то не всегда.

Вот и получается какой-то парад суверенитета: частота настройки ФИ определяется тем басом, который мы хотим от него получить, будь он на «восьмерке» или на «пятнашке» — не важно . И частота настройки бокса опять же не зависит от динамика, чем меньше громкость, тем длиннее туннель. Итог парада: как мы уже не раз замечали при испытаниях малокалиберных сабвуферов, реализовать желаемый и перспективный вариант конструкции в ФИ физически невозможно (или сложно).Даже если места в багажнике не жалко, объем ящика ФИ нельзя сделать больше оптимального, а оптимальный зачастую настолько мал, что настроить его на частоту 30-40 Гц немыслимо , который инвариантен к другим факторам. Вот пример из недавнего теста 10-дюймовых драйверов сабвуфера («А3» №11/2006): если взять за аксиому диаметр трубы 7 см, то для того, чтобы сделать фазоинвертор на бостонской головке, вам понадобится его кусок длиной 50 см, для Rainbow — 70 см, а для Rockford Fosgate и Lightning Audio — около метра.Сравните с рекомендациями в тесте этого номера для 15-дюймовых головок: ни одна из этих проблем не была отмечена. Почему? Не из-за динамика как такового, а из-за исходной громкости, выбранной параметрами динамика. Что делать? Встречайте бедствие во всеоружии. Оружие ковали для нас поколения специалистов (и не только). Вы знаете, в чем дело?

Форма имеет значение

Вряд ли вы могли не заметить: я очень люблю копаться в патентах, потому что считаю, что дорога от изобретения к реальной жизни не так уж и коротка, патент — это отражение мысли в виде вектора, то есть с учетом направление.Большинство новшеств, предлагаемых (и неуклонно предлагаемых) неутомимыми умами применительно к фазоинвертору, ориентированы на борьбу с двумя мешающими факторами: длиной тоннеля, когда его сечение велико, и шумом струи, когда его сечение , стремясь уменьшить длину, пытались уменьшить. Первое, самое простое решение, о допустимости которого нас спрашивают в редакционной почте раз пять в месяц: можно ли разместить туннель не внутри коробки, а снаружи? Вот ответ, окончательный, фактический и настоящий, как бумага на квартире профессора Преображенского: можно.Хоть частично, хоть целиком, тоннель был задвинут внутрь коробки исключительно из эстетических соображений, у фон Гельмгольца он торчал снаружи, и ничего, он это пережил. Да и наше время дает примеры: например, ветераны автозвука не могут не помнить (честно говоря, многие не могут забыть) «басовые трубы» SAS Bazooka. Ведь они начали с патента на сабвуфер, который можно удобно разместить за сиденьем грузовика — любимого транспортного средства американцев. Для этого изобретатель протянул трубу фазоинвертора вдоль корпуса снаружи, одновременно придав ей форму, распластанную по поверхности цилиндрического корпуса.Это один пример, есть и другой: некоторые фирмы, выпускающие встраиваемые сабвуферы для домашних кинотеатров, выставляют туннель-трубу полосового сабвуфера-бандпасса. Тип сабвуфера В в данном случае не имеет значения: это одноименный резонатор сами знаете кого. Они тоже ищут другое решение, судя по письмам, но боятся. «Может ли туннель изогнуться?» Ответ в стиле Филиппа Филипповича и очевиден. Иначе не выпустили бы сразу несколько компаний (DLS, JL Audio, Autoleads и т.д.) гибкие трубы специально для этой цели. А в области патентной документации есть даже интересный намёк на то, как эту проблему можно решить не без изящества и экономии материалов: в своё время была предложена конструкция типового тоннеля, который собирался бы из стандартных элементов в любом желаемом виде. формы, об остальном расскажет иллюстрация. От себя добавлю: большинство деталей, изображенных в патенте, трогательно напоминают номенклатуру элементов местных канализационных сетей, что является практическим рецептом внедрения интеллектуального избытка американского изобретателя.

Борясь с несоответствующей длиной тоннеля, часто идут по пути построения так называемых «щелевых портов», их преимущество в конструктивной интеграции с корпусом, что позволяет при определенной фантазии сделать тоннель довольно длинно, в приложенной схеме сразу несколько вариантов, о чем вопрос, конечно, далеко не исчерпан (три верхних эскиза принадлежат перу известного хай-энд плеера Александра Клячина, остальные были дело техники).

Недостаток прорезей — в трудности регулировки длины, это не сантехника ПВХ — махнул пилой, а дело в сумке. Но и здесь есть выходы: не так давно один из героев рубрики «Своя игра» пермяк Александр Султанбеков (не грех лишний раз напомнить стране имена ее героев) продемонстрировал на деле, как можно настроил щелевой порт изменив его сечение на постоянную длину, я это сделал поставив внутрь фанерные проставки, как показано на фото где-то рядом, смотрите.

При складывании тоннеля фазоинвертора некоторые светлые умы доходили до крайности: один светлый предложил, например, свернуть тоннель в виде спирали вокруг цилиндрического корпуса громкоговорителя, другой ответил на хитрую формулу Гельмгольца с винтовой тоннель, такое понятие нам знакомо у нас в России…

А вообще все эти решения (даже с винтом) фронтальные, тут тоннель постоянной длины просто крепится или складывается, чтобы не мешал.Известны (и даже продаются в товарных количествах) реализации другого принципа. Вот в чем дело.

Вопросы раздела

Не площадь как таковая, а характер ее изменения по длине тоннеля. До сих пор мы, руководствуясь учением фон Гельмгольца в его простейшей, школьной форме, считали обязательным, чтобы сечение тоннеля было постоянным. И были люди, которые нарушали это условие и даже зарабатывали на этом деньги.

Опытные читатели помнят, например, статью нашего итальянского коллеги профессора Матарацци, где он предлагает эффективные решения по сокращению длины туннеля за счет придания ему конической или двойно-конической, наподобие песочных часов, формы.В «А3» № 10/2001 расчеты по профессорским программам даны в виде таблиц, причем сам сеньор недавно нашел и прислал программы по нашей просьбе. К моменту выхода этого номера из печати мы разместим их на сайте в разделе «Приложения». Правда, рассеянный профессор безвозвратно потерял исходники, поэтому программы остаются на итальянском языке, если кто умеет переводить, не имея кода, помощь примем с благодарностью.

А пока отметим: в своих исследованиях профессор не первый, и не единственный.На этом направлении происходили даже целые трагедии. Давние читатели журнала могут помнить заметку в «А3» №2/2003 о судебном процессе по поводу фазоинверторного туннеля, но не так давно: корпорация Bose увидела, что другая корпорация, JBL, использовала в своих динамиках фазоинверторные тоннели с изогнутой линейкой-А, сильно ущемляющие интеллектуальную собственность Bose Corp. В качестве доказательства приводился патент США, где упоминалось, в том числе, что неплохо было бы сделать тоннель с эллиптической образующей , тогда он будет короче и тише с точки зрения реактивного шума.Напрасно JBL пытался объяснить суду, что у Bose эллипс, а у JBL экспонент. В суде пояснили, что эллипсы-шмеллипсы дело десятое, а продано много колонок, подсчитала бухгалтерия Bose: прибыль JBL составила 5676718 долларов и 32 цента, которые предлагалось выплатить в кассу обиженной стороны. Привезли как хорошие, в том числе и медные, и во всех колонках тоннели поменяны на другие, FreeFlow, типа улучшенной модели. Вот как это происходит…

Очень и очень многие предлагали отказаться от цилиндра как формы туннеля. Кто-то — в стиле Матарацци с вариациями, кто-то — в скромном, локальном масштабе, ограничиваясь приданием криволинейных обводов концам цилиндрического тоннеля, чтобы уменьшить шум струи от турбулентности. Самое радикальное средство борьбы как с длиной, так и с шумом не только изобрел Мэтью Полк, основатель одноименной компании, но и пользуется исключительно им уже не один год.Суть устройства под названием PowerPort заключается в следующем: часть функций тоннеля берут на себя один-два на каждом конце трубы кольцевого зазора между стенкой ящика и «грибком», размещенным на строго рассчитанном расстояние от него, однако, вы можете увидеть все на рисунке. Практически все домашние акустические системы Polk Audio оснащены такими туннелями. И лишь бы кто-то посягнул, его 32 копейки плюс еще что-то плакали. Для себя, любимые, такую ​​штуку попробовать никто не запретит, тем более, что когда-то давно Полк выложил на своем корпоративном сайте таблицу в экселе, по которой можно все просчитать, я ее потом с этого сайта плюнул (получив позже, задним числом, благо автора — я не с целью наживы) и даже перевел сопроводительную инструкцию на великий и могучий, все это есть на нашем сайте.

Кстати, и работы профессора Матарацци, и революционная разработка Мэтью Полка напоминают нам об этом: гимнастическая формула Гельмгольца, между прочим, не учитывает очень важный для практики эффект: в подавляющем большинстве случаев (почти всегда) один из концов туннеля примыкает к стеновому корпусу сабвуфера, это касается как круглых труб, отпиленных заподлицо со стеной, так и труб, оснащенных аэродинамическим наконечником, и уж тем более — приклеенных к стене щелевых портов.Близость стены создает конечный эффект, напоминающий то, к чему намеренно стремился автор PowerPort — виртуальное продолжение туннеля. Поэтому современные специалисты-прикладники рекомендуют внести в формулу, непосредственно выведенную из работ фон Гельмгольца, поправку, чисто эмпирическую, но оттого не менее необходимую, она выделена красным, чтобы было понятно, где классик XIX века, а где практика ХХ.

А вообще-то, дорогие друзья, пора браться за дело, а не век копаться в бумажках.В том-то и дело…

К вопросу о толщине: проталкивая тот же объем воздуха через более узкий туннель, его придется разгонять до большей скорости. И «скорость — смерть»

Гельмгольц так же написал бы свою формулу, только фотографа в тот момент не было

Окончательная и актуальная формула, заменяющая компьютерную программу. Это правильно и проверено несколько раз. Значение «хвоста», выделенного красным, будет объяснено в тексте

.

Может ли туннель быть нестандартным? Да, вся компания построила на этом свой бизнес, патент на легко размещаемый сабвуфер тиражировался со стонами тысяч басовых труб SAS Bazooka.А производителям встраиваемых сабвуферов для домашних кинотеатров вообще все равно…

Можно тоннель оставить внутри, а согнуть как удобнее? Вот ответ

Экзотические, отчаянные решения: спиральный или винтовой тоннель

Щелевой тоннель объединен с коробкой, из чего его можно сделать длиннее обычного, «вставного», регулировать длину, правда, значительно сложнее…

Значит, корректировать нужно не длину, а сечение: так это сделал один житель столицы Пермского края

Предложен отход от цилиндрической формы тоннеля как для уменьшения его длины, так и в виде локальной «аэродинамической обработки» для снижения шума струи

Самое эффективное решение в этой области: PowerPort Мэтью Полк.Изобретение не осталось на бумаге, оно является составной частью почти всех колонок Polk Audio

.

Подготовлено по материалам журнала «Автозвук», февраль 2007 г. www.avtozvuk.com

Методика расчета акустического фазоинвертора Ю. Любимова по материалам журнала РЭБ (Р-7/68) основана на простейших измерениях, проведенных с четко определенным образцом громкоговорителя, установленным в акустической фазе инвертора и на номографическом определении размеров последнего.
Прежде всего, руководствуясь рис. 1 и таблицей, необходимо изготовить «стандартный объем» — герметичный фанерный ящик, все стыки которого тщательно подогнаны, проклеены и промазаны пластилином во избежание подсоса воздуха. Далее измеряется собственная резонансная частота громкоговорителя, находящегося в свободном пространстве. Для этого его подвешивают в воздухе подальше от крупных предметов (мебели, стен, потолка).

Диаметр диффузора
динамик, мм
Размеры, мм
А В ИЗ
200 255 220 170
250 360 220 220
300 360 220 270
375 510 220 335

Схема измерения представлена ​​на рис.2. Здесь ЗГ — градуированный звуковой генератор, В — ламповый вольтметр переменного тока и R — резистор на 100…1000 Ом (при больших значениях сопротивления измерение точнее). Вращая ручку регулировки частоты звукового генератора в диапазоне от 15…20 до 200…250 Гц, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра. Частота, при которой отклонение максимально, является резонансной частотой громкоговорителя в свободном пространстве FB.
Следующим шагом является определение резонансной частоты громкоговорителя ФЯ при его работе на «стандартной громкости».Для этого динамик ставится диффузором на отверстие «стандартной громкости» и слегка прижимается, чтобы избежать подсоса воздуха на стыке поверхностей. Метод определения резонансной частоты тот же, но в этом случае она будет в 2-4 раза выше.
Зная эти две частоты, по номограммам находят размеры фазоинвертора. В зависимости от диаметра диффузора громкоговорителя выберите номограмму, приведенную на рис. 3 (для диаметра 200 мм), на рис. 4 (для диаметра 250 и 300 мм.) или


рис. 2

На рис. 5 (для диаметра 375 мм). По выбранной номограмме определяют объем фазоинвертора, для чего точки, соответствующие найденным частотам, соединяют прямой линией на осях «Резонансная частота FВ» (см. рис. 4 точка А) и «Резонансная частота ФЯ» (точка Б). Отмечают точку пересечения С со вспомогательной осью и отсюда проводят вторую прямую через точку D к оси «оптимального объема».Величина, соответствующая новой точке пересечения Е, является искомым объемом. Если нет особых соображений по проектированию ящика особой конфигурации, то расчет внутренних размеров его для заданного объема можно производить по номограмме, приведенной на рис. 6. Ширина фазоинвертора будет в 1,4 раза больше высоты, а высота в 1,4 раза больше глубины. Использование номограммы не представляет сложности: между крайними осями, на которые нанесены значения объема, проводится прямая линия.Точки пересечения прямой с осями А, В, С будут определять ширину, высоту и глубину ящика. Диаметр выреза под громкоговоритель равен размеру C, указанному в таблице.
Далее, задав диаметр тоннеля, нужно определить его длину и проверить, входит ли он в коробку фазоинвертора. Длину тоннеля находят из графиков, приведенных на рис. 7, для трех внутренних диаметров: графики А — для диаметра 50 мм, Б — для диаметра 75 мм и Б — для диаметра 120 мм. .Выбрав соответствующие графики, по частоте


рис. 3


рис. 4


рис. 5

ФБ и объема фазоинвертора, определенного ранее, находят длину тоннеля (пример на рис. 7Б). Она должна быть на 35-40 мм меньше внутренней глубины ящика. Если это не сработает, можно немного изменить конфигурацию короба, сохранив его объем, или взять другой диаметр тоннеля.
Фазоинвертор изготовлен из фанеры толщиной около 20 мм.Если такой толстой фанеры нет, то для увеличения жесткости нужно вклеить бруски по диагонали или крест-накрест внутри короба размером 25 х 75 мм. Коробка собирается с помощью винтов и клея, все швы проклеены. Заднюю стенку рекомендуется крепить саморезами (по пять штук с каждой стороны) с войлочной прокладкой. Туннель изготовлен из толстостенной картонной трубы.
Сделав фазоинвертор и установив в него динамик, начинают его демпфировать. Для этого рекомендуется полностью закрыть громкоговоритель с тыльной стороны слоем стекловаты толщиной 25-50 мм, прикрепив его к плате вокруг держателя диффузора с помощью кольца, ввинчиваемого шурупами или шурупами.Достаточность демпфирования проверяют по схеме, показанной на рис. 8. Сопротивление резистора R принимают около 0,5 Ом. Если известен коэффициент демпфирования К усилителя, с которым будет работать блок, и сопротивление звуковой катушки громкоговорителя переменному току r, то его можно определить по формуле R = r/K, Ом.
Перемещение переключателя из одного положения в другое, прослушивание щелчка в

Я начал заниматься строительством колонн в начале 80-х.И если сначала это был просто «динамик в коробке», то, естественно, началось изучение влияния параметров коробки (и фазоинвертора) на звучание динамика.

Существует много «сборщиков сабвуферов», но для подавляющего большинства это просто «динамик в коробке», и чем больше, тем лучше. Да, в какой-то степени это правильно для закрытого ящика. А вот для фазоинвертора…

Фазоинвертор требует тщательной настройки. Что мы видим на практике? В качестве фазоинвертора люди ставят канализационные трубы произвольной длины, делают «щелевые фазоинверторы» по образу: «Вася делал по таким размерам», при этом ставят другой динамик.Тот, кто это представляет, ограничивается изготовлением закрытой коробки (и это правильно!).

Конечно, есть отличные программы-симуляторы, такие как JBL SpeakerShop. Но все они требуют введения кучи исходных параметров. И даже зная их, получается нестыковка с практикой, как правило — огромный (динамик оказался немного другим, коробка немного другого размера, не знаем что и сколько наполнителя, т.к. труба фазоинвертора немного другая, мы не знаем акустического сопротивления и т.д.)

Существует простая методика настройки фазоинвертора, при которой не нужно знать точные исходные данные динамиков, ящиков, а также не требуются сложные измерительные приборы и математические расчеты. Все давно продумано и проверено на практике!

Хочу рассказать о простой методике настройки фазоинвертора, которая дает погрешность не более 5%. Техника, которая существует уже более 30 лет. Я пользовался им еще школьником.

Чем бокс с фазоинвертором отличается от закрытого бокса?

Любой динамик, как и механическая система, имеет свою резонансную частоту.Выше этой частоты динамик звучит «достаточно ровно», а ниже этого уровня он создает. звуковое давление падает. Падает со скоростью 12 дБ на октаву (т. е. в 4 раза для половины частоты). Частота, при которой уровень падает на 6 дБ (т.е. в 2 раза), считается «нижним пределом воспроизводимых частот».

АЧХ динамика в открытом космосе

Установив динамик в бокс, его резонансная частота несколько увеличится, за счет того, что к упругости подвеса диффузора добавится упругость воздуха, сжатого в боксе.Повышение резонансной частоты неизбежно «подтянет» и нижнюю границу воспроизводимых частот. Чем меньше объем воздуха в ящике, тем выше его упругость, а значит, выше резонансная частота. Отсюда и желание «сделать коробку больше-ой-ой-больше».


Желтая линия — АЧХ динамика в закрытом ящике

В какой-то степени можно сделать коробку «больше», не увеличивая ее физических размеров… Для этого коробку наполняют абсорбирующим материалом.Не будем вдаваться в физику этого процесса, но по мере увеличения количества наполнителя уменьшается резонансная частота динамика в ящике («эквивалентный объем» ящика увеличивается). Если наполнителя слишком много, то резонансная частота снова начинает расти.

Опустим влияние размера коробки на другие параметры, такие как добротность. Оставим это опытным «строителям динамиков». В большинстве практических случаев из-за ограниченного пространства объем короба оказывается достаточно близким к оптимальному (мы не строим колонны размером со шкаф).И смысл статьи не в том, чтобы перегрузить вас сложными формулами и расчетами.

Отвлекся. С закрытым ящиком все понятно, а что нам дает фазоинвертор? Фазоинвертор представляет собой «трубу» (не обязательно круглую, можно прямоугольного сечения и узкую щель) определенной длины, которая вместе с объемом воздуха в коробке имеет свой резонанс. При этом «втором резонансе» повышается звуковая мощность динамика. Резонансную частоту выбирают несколько ниже резонансной частоты динамика в ложе, т.е.е. в области, где звуковое давление начинает снижаться в динамике. Следовательно, там, где у динамика спад, появляется подъем, который в какой-то мере компенсирует этот спад, расширяя нижнюю граничную частоту воспроизводимых частот.


Красная линия — АЧХ динамика в закрытом ящике с фазоинвертором

Следует отметить, что ниже резонансной частоты фазоинвертора падение звукового давления будет круче, чем у закрытого ящика, и составит 24 дБ на октаву.

Таким образом, фазоинвертор позволяет расширить диапазон воспроизводимых частот в сторону более низких частот. Так как же выбрать резонансную частоту фазоинвертора?

Если резонансная частота фазоинвертора выше оптимальной, т.е. будет близка к резонансной частоте динамика в ложе, то мы получаем «сверхкомпенсацию» в виде выпуклого горба на АЧХ. Звук будет бочкообразным. Если частоту выбрать слишком низкую, то подъем уровня не будет ощущаться, т.к. на низких частотах отклик динамика слишком сильно падает (недокомпенсация).


Синие линии — не оптимальная настройка фазоинвертора

Это очень тонкий момент — либо фазоинвертор даст эффект, либо не даст никакого, либо, наоборот, испортит звук! Частота фазоинвертора должна быть подобрана очень точно! Но где взять эту точность в гараже-доме?

На самом деле коэффициент пропорциональности между резонансной частотой динамика в ящике и резонансной частотой фазоинвертора, в подавляющем большинстве реальных конструкций, равен 0.61 — 0,65, а если принять его равным 0,63, то погрешность будет не более 5%.

1. Виноградова Е.Л. «Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками», Москва, изд. Энергия, 1978

2. «Подробнее о расчете и изготовлении громкоговорителя», г. Радио, 1984, вып. 10

3. «Настройка фазоинверторов», г. Радио, 1986, вып. 8

Теперь перенесем теорию на практику — это нам ближе.

Как измерить резонансную частоту динамика в коробке? Как известно, на резонансной частоте «Импеданс» звуковой катушки увеличивается.Грубо говоря, сопротивление растет. Если для постоянного тока оно будет, например, 4 Ом, то на резонансной частоте оно вырастет до 20 — 60 Ом. Как это измерить?

Для этого последовательно с динамиком нужно включить резистор номиналом на порядок выше собственного сопротивления динамика. Нам подойдет резистор на 100 — 1000 Ом. Измеряя напряжение на этом резисторе, мы можем оценить «модуль импеданса» звуковой катушки динамика.На частотах, где импеданс динамика высок, напряжение на резисторе будет минимальным, и наоборот. Итак, как его измерить?


Измерение импеданса динамика

Абсолютные значения нам не важны, нужно только найти максимальное сопротивление (минимальное напряжение на резисторе), частоты достаточно низкие, поэтому можно использовать обычный тестер (мультиметр) в режиме измерения переменного напряжения . А где взять источник звуковых частот?

Конечно, в качестве источника лучше использовать генератор звуковых частот… Но оставим это профессионалам. Но нам «никто не запрещает» создать компакт-диск с записанным диапазоном звуковых частот, созданным в любой компьютерной программе, такой как CoolEdit или Adobe Audition. Даже я, имея дома измерительные приборы, создал диск из 99 треков по несколько секунд каждый, с диапазоном частот от 21 до 119 Гц, с шагом в 1 Гц. Очень удобно! Ставлю в радио, прыгаешь по дорожкам — меняешь частоту. Частота равна номеру трека + 20. Очень просто!

Процесс измерения резонансной частоты динамика в боксе выглядит следующим образом: «затыкаем» отверстие фазоинвертора (куском фанеры и пластилина), включаем CD на воспроизведение, выставляем приемлемую громкость, и не меняя его, «прыгать» по дорожкам и находить дорожку, на которой напряжение на резисторе минимально.Вот и все — мы знаем частоту.

Кстати, параллельно, измеряя резонансную частоту динамика в коробке, мы можем подобрать оптимальное количество наполнителя для коробки! Постепенно добавляя количество наполнителя, смотрим на изменение резонансной частоты. Находим оптимальную величину, при которой резонансная частота минимальна.

Зная значение «резонансной частоты динамика в ящике с наполнителем», несложно найти оптимальную резонансную частоту фазоинвертора.Просто умножьте на 0,63. Например, мы получили резонансную частоту динамика в боксе 62 Гц — следовательно, оптимальной резонансной частотой фазоинвертора будет около 39 Гц.

Теперь «открываем» отверстие фазоинвертора, и, изменяя длину трубы (тоннеля) или ее сечение, настраиваем фазоинвертор на необходимую частоту. Как это сделать?

Да с тем же резистором, тестером и CD! Только надо помнить, что на резонансной частоте фазоинвертора, наоборот, «модуль полного электрического сопротивления» катушки динамика падает до минимума.Поэтому надо искать не минимальное напряжение на резисторе, а, наоборот, максимальное — первый максимум, расположенный ниже частоты резонанса динамика в боксе.

Естественно, частота настройки фазоинвертора будет отличаться от требуемой. И поверьте — очень… Обычно в сторону низких частот (недокомпенсация). Для увеличения частоты настройки фазоинвертора необходимо укоротить тоннель, либо уменьшить площадь его сечения.Делать это нужно постепенно, по полсантиметра…

Вот так будет выглядеть модуль импеданса динамика в коробке с оптимально настроенным фазоинвертором в диапазоне низких частот:


Вот и вся техника. Очень простой, и в то же время дающий достаточно точный результат.

Конструкция четвертьволнового громкоговорителя

Добро пожаловать на мой веб-сайт по проектированию четвертьволновых громкоговорителей. Наиболее распространенным примером громкоговорителя, использующего четвертьволновую акустическую стоячую волну, является корпус линии передачи.Громкоговорители этого типа в течение многих лет находились на периферии мейнстрима аудиотехники, и всего несколько небольших компаний производили и продавали этот дизайн корпуса. Еще более экзотическими и редкими на рынке аудиотехники являются конструкции TQWT и рупорного корпуса. Во всех этих корпусах используются акустические стоячие волны, которые можно описать как кратные четверти периода синусоидальной или косинусоидальной функции. Отсюда моя терминология «Четвертьволновый громкоговоритель» для описания содержания статей, содержащихся на этом веб-сайте.

Я интересовался громкоговорителями для линий передачи почти 25 лет. Однако в течение долгого времени отсутствие проверенной математической модели не позволяло мне на самом деле следовать и создавать этот стиль корпуса громкоговорителя. За последние 15 лет я построил несколько закрытых и портированных акустических систем на основе моделей эквивалентных схем, описанных Тиле и Смоллом. Около 15 лет назад я решил попробовать разработать собственную математическую модель для имитации громкоговорителей линии передачи с помощью компьютерной программы MathCad.Это решение запустило цепочку событий, которая в конечном итоге привела к появлению этого веб-сайта.

Мои первые корпуса в стиле двух четвертей длины волны были спроектированы математически, построены, а затем были выполнены окончательные акустические измерения и измерения импеданса. В процессе создания этих двух громкоговорителей модели MathCad претерпевали непрерывную эволюцию, которая давала более точные результаты расчетов, что приводило к лучшей корреляции между предсказаниями и измерениями.

Недавно я начал строить третий тип четвертьволнового корпуса, который мне трудно классифицировать.Снаружи это может показаться корпусом с фазоинвертором. Но с точки зрения акустики стоячие волны в четверть длины волны внутри корпуса используются для создания басового отклика, исходящего от порта. Является ли этот проект проектом линии передачи с массовой нагрузкой или дизайном фазоинвертора? Я не уверен, различия начинают становиться очень нечеткими. Некоторая информация об этом типе динамиков также включена в раздел проектов на этом веб-сайте.

Новейшие версии рабочих листов MathCad основаны на алгоритме расчета, который оказался чрезвычайно гибким.Эта гибкость позволила мне расширить исходные модели линий передачи, чтобы имитировать широкий спектр стилей корпусов. В процессе стало ясно, что направление, в котором шла моя работа, не позволяло продолжать классифицировать ее как строго теорию и проектирование линий электропередачи. Я чувствовал, что лучший способ представить и поддержать это продолжающееся исследование дизайна корпусов в четверть длины волны — это создать свой собственный веб-сайт.

Я также решил создать две группы в Facebook для обсуждения теории, дизайна и построения громкоговорителей линий передачи и акустических систем с открытыми перегородками, которые будут использоваться для уведомления заинтересованных лиц о значительных изменениях веб-сайта и разрешения обсуждения сайтов. содержание и последние рабочие листы MathCad.Я не буду уведомлять группу о каждом незначительном изменении, добавлении или пересмотре, но я буду время от времени рассылать уведомления, если будет добавлено что-то важное. Если вас интересуют четвертьволновые конструкции, я надеюсь, что вы рассмотрите возможность присоединиться к одной из этих групп Facebook.

Я намерен сделать этот веб-сайт динамичным объектом, который будет расти и меняться по мере того, как я продолжаю изучать и расширять методы математического моделирования, описанные в предыдущих разделах. Я приветствую любые комментарии, предложения или вопросы.Пожалуйста, присоединяйтесь к группам Facebook и обсуждайте дизайн четвертьволновых громкоговорителей со мной и другими участниками.

Copyright 2002 — 2021 Мартин Дж. Кинг. Все права защищены.
Содержимое этого веб-сайта предназначено для личного использования, а не для коммерческого предприятия или получения прибыли.

DD Box Design — DD Audio

Начало работы

Этот четырехэтапный процесс покажет, как спроектировать систему сабвуфера для вашего автомобиля.Многим это кажется сложной задачей для математиков и алхимиков, смешивающих акустическое искусство вуду с теоремой Пифагора. На самом деле это не так сложно, и прежде чем вы откажетесь от идеи в пользу того, чтобы призвать кого-то сделать работу за вас, прочитайте немного и повеселитесь, разработав свою собственную систему.

Преимущество самостоятельного проектирования заключается в том, что вы сами управляете всем; вы получаете систему, сделанную так, как вы действительно хотите. Мы потратили годы, работая над акустическим дизайном и дизайном корпуса, чтобы вы могли наслаждаться творческой стороной дизайна вашей системы.

Наша система DDBox избавляет от всех предположений о воспроизводимом звуке, просто следуйте таблицам размеров/портов и формулам. Имейте в виду, что воздушное пространство создает бас. Следуйте гиперссылкам для более подробных технических разделов.

Как обсуждалось на технической странице DDBox, НЧ-динамики DD созданы специально для работы в системе DDBox, НЧ-динамики и корпуса были разработаны вместе для извлечения максимальной эффективности из заданного объема корпуса.

Не начинайте процесс с заранее определенного представления о том, какой размер субмарины лучше всего, только потому, что ваш двоюродный брат услышал систему, когда он был в отпуске в доме своего дяди Льюи, и поймал попутку с парнем, который слышал систему однажды, которая взорвала задняя шина от автомобиля с 6×9 в коробке для сигар, не означает, что 6×9 — единственные динамики, вокруг которых можно спроектировать вашу систему (не коробки для сигар).

Пусть размер и форма коробки определяют количество и размер переводников.


Шаг 1. Измерение коробки

Вам нужно будет определить, где в машине вы можете разместить корпус сабвуфера, а также общее количество места, которое вы готовы отдать под корпус. Каждый таскает разные вещи, и ваш тип вещей должен быть принят во внимание при построении системы.

После того, как вы выбрали идеальное дополнительное место, вам нужно определить высоту (H), ширину (W) и глубину (D) доступного пространства.Эти три измерения будут определять, какие дополнительные возможности могут быть использованы.

Если вы измерили коробку, скажем, 13 в высоту, 32 в ширину и 10 дюймов в глубину, вы можете практически исключить использование 18-дюймовых и 15-дюймовых сабвуферов. Это известно как парадокс Карлоффсенсона, известный шведский инженер, который определил оптимальный размер фрикадельки для данной кастрюли, желая, чтобы фрикаделька была гораздо большего размера, он изобрел мясной рулет, и его парадокс впоследствии остался практически незамеченным. Но по-прежнему остается то, что после того, как вы определите свое пространство, геометрия сабвуферов должна соответствовать корпусу, а 90 564 больших вуфера не будут издавать более громкий звук, если объем корпуса неправильный.

Теперь, в самомнительном меньшинстве мира, мы используем систему измерения, основанную на футе старого чувака, разделенном на 12 равных частей, называемых дюймами, потому что не было смысла делить вещи на 10. Было решено чтобы затем еще больше разрезать эти дюймы пополам, и еще раз пополам, и еще раз пополам, пока числа не станут неудобно большими или маленькими, как бы вы на это ни смотрели. Это известно как имперская система, подразумевающая, что очень важная нога была измерена и достойна беспрекословной слепой поддержки на века вперед.

Если вы из самодовольного большинства мира, возможно, вы используете систему измерения, разработанную во Франции, если вам действительно нужно больше оснований придерживаться деления ступни некоторых парней на доли частей……, если нет, то вы Решил померить в метрах, поделил милли и порядки там. Чтобы преобразовать превосходные имперские измерения в вулканские, подобные метрическим, умножьте дюймы на 2,54 для сантиметров и для кубических футов, 28,3 литра на кубический фут.


Шаг 2. Расчет воздушного пространства

Пространство — трехмерная вещь, поэтому нам нужны три измерения В x Ш x Г, умноженные для расчета объема.

Шаг 2.1:

Нам нужно знать воздушное пространство внутри коробки, потому что это количество воздуха, которое будет подключено к сабвуферам. Коробка будет сделана из какого-то конструкционного материала, обычно из дерева, потому что это возобновляемый ресурс, и мы несем ответственность за окружающую среду. Это также довольно дешевый ресурс из-за множества государственных субсидий и спорных правил лесного хозяйства, которые несут ответственность за все леса из аккуратно уложенных деревьев, облегчающих жизнь всем пушистым животным.

Мы должны исключить толщину стенки из внешних размеров, 3/4″( или три четверти дюйма для метрических мыслителей. гласный А в другой звук А. Чтобы упростить вычисления на калькуляторе, мы преобразуем доли дюйма в десятичный эквивалент, начинает проявляться истинное превосходство имперской системы, разделив 3 на 4, чтобы получить — 0,75 ″ ) древесина является наиболее распространенной толщиной для ограждений.В нашей вышеприведенной коробке 13В x 32Ш x 10Г потребуется убрать 1,5 дюйма на размер, оставив 11,5В x 30,5Ш x 8,5Г, представляющие размеры воздушного пространства, находящегося в корпусе.

Теперь умножим 11,5″ x 30,5″ x 8,5″ = 2981,375, чтобы получить кубические дюймы.

Шаг 2.2:

Мы хотим преобразовать кубические дюймы в кубические футы, потому что это позволяет нам использовать меньшее число, а меньшие числа легче использовать. Кубический фут, как определено Орденом Менденхолла в 1893 году, составляет 12 ″ В x 12 ″ Ш x 12 ″ Г.

Умножение, 12″x12″x12″= 1728 кубических дюймов, что является количеством кубических дюймов, совместно обитающих внутри коробки с вышеупомянутыми размерами. Если вы являетесь сторонником или скупым пользователем имперской системы, этот номер 1728 стоит запомнить. Это используется много.

Теперь разделите наш внутренний объем коробки на 1728, чтобы получить эквивалент в кубических футах;

2981,375/1728=1,72533275. Помните, что точность до 8 знаков после запятой совершенно не нужна, 2 знака вполне подойдут.Если есть метрические ребята, которые все еще следуют за вами, вы можете использовать все 8, если хотите.

Наша коробка имеет 1,73 кубических фута воздушного пространства внутри стен корпуса.


Шаг 3. Преобразование общего объема в чистый объем после смещения динамиков и портов

Чистый объем — это объем воздушного пространства после вычета объема воздуха, занимаемого низкочастотным динамиком и портом. Это количество воздушного пространства, с которым рассчитывается порт. Как это сделать, не зная объема порта и саба? Это другое, что появилось раньше, курица или яйцо? В отличие от оценки временной последовательности эволюционного или причудливого спонтанного творения, мы можем оценить занятые объемы на основе многих случаев фиксированных вычислений и получить довольно близкий процент.

Занимаемый объем порта и низкочастотного динамика для настройки 40 Гц и настройки 35 Гц составляет примерно 18% и 23% соответственно. Чем больше число 23% для настройки на 35 Гц, представляющее большую длину порта для более низкой настройки, тем более длинный порт занимает больше внутреннего объема.

Умножая числа из нашей коробки:
Для настройки на 40 Гц 1,73 кубических фута x 0,82 = 1,42 кубических фута чистого объема.
Для настройки на 35 Гц: 1,73 кубических фута x 0,77 = 1,33 кубических фута полезного объема

Площадь порта для DDBox составляет 16 дюймов площади порта на кубический фут.См. «Зачем портировать».

Используя пример настройки 40 Гц, 1,42 кубических фута x 16 дюймов = 22,72 квадратных дюйма площади порта

Имейте в виду, что изменение площади порта на 10 % не будет слышно, поэтому допуск составляет плюс-минус 2 квадратных дюйма.


Шаг 4. Длина порта

Звук системы несколько настраивается путем изменения длины порта. Как мы узнали из раздела «Зачем использовать порты», площадь порта должна быть в правильном соотношении с площадью конуса, поэтому система DDBox использует вариации длины порта в качестве основного средства настройки частотных модов.

См. таблицу сайта DDBox для длины 23″. Это позволит комбинации DDBox/сабвуфера иметь эффективный бас в автомобиле вплоть до низких 30-х. DDBox очень хорошо воспроизводит все типы музыки и является идеальной настройкой, чтобы начать продвинутый набор вашей системы после того, как сабвуферы обработают.

Период «обкатки» означает время, необходимое для того, чтобы «пауки» динамика ослабли, что позволяет больше перемещаться. Мы создаем динамики с очень прочными подвесами, чтобы ими можно было наслаждаться годами, по мере их ослабления басы становятся глубже и громче.

После обкатки частоту настройки можно понизить, увеличив длину порта, попробуйте с шагом 4 дюйма. И наоборот, настройку можно поднять, укоротив порт.

Шаг 4.1: Варианты настройки

Некоторые пользователи предпочитают проигрывать определенные, усиленные по частоте типы музыки. Некоторым даже нравится, как панели кузова, ветровые стекла и нехрящевые части кузова изгибаются в такт, некоторые автомобили предлагают полный удар этим пассажирам. Эти приложения могут перейти сразу к более длинному порту, добавив 6 дюймов к диаграммам частоты настройки.Могут быть затронуты некоторые верхние частотные характеристики в диапазоне 60–80 Гц.

Эта увеличенная длина порта также хорошо подходит для приложений, где есть плохая акустическая нагрузка в транспортном средстве, или в приложениях с открытым пространством, таких как DJ-системы и домашние приложения. Увеличенная масса порта помогает улучшить низкочастотное расширение.

Некоторые пользователи хотели бы уменьшить объем коробки, зная, что их система DD превосходит ожидания по динамическому диапазону. Площадь порта может быть уменьшена на 25%, до 12 квадратных дюймов на кубический фут, при использовании нижнего диапазона размеров DDBox для данного диаметра сабвуфера.Максимальный выход немного снижается, но некоторые очень компактные конструкции могут звучать потрясающе, если их правильно рассчитать.

Размещение монитора — Genelec.com

Чтобы создать идеальное впечатление от прослушивания, необходимо учитывать несколько аспектов при размещении мониторов в помещении для прослушивания. Во-первых, вам нужно определить зону прослушивания в пространстве и подумать, где будет находиться слушатель по отношению к пространству, а также к студийным мониторам.На них будут влиять отражения от стен и излучение пространства вокруг мониторов. При тщательном планировании размещение монитора поможет вам получить наилучшие впечатления от прослушивания!

Определение зоны прослушивания

Разделите комнату по вертикали на три зоны одинакового размера: переднюю, центральную и заднюю. Для музыкального производства поместите вашу установку для прослушивания в передней части. Угол между левым и правым мониторами должен составлять 60° градусов.Каждый монитор должен быть направлен в сторону места прослушивания. Для кинопроизводства разместите установку для прослушивания в задней части.

Комнатные резонансы между поверхностями комнаты называются стоячими волнами или комнатными модами. В случае резонансов максимумы звукового давления возникают на поверхности. Расположите место прослушивания на расстоянии не менее одного метра от стен, чтобы избежать зоны максимального давления. Найдите лево-правую ось симметрии вашей комнаты. Разместите установку для прослушивания симметрично в направлении слева направо.

Для типичных двусторонних систем рекомендуемая высота акустической оси монитора находится на уровне уха, обычно от 1,2 до 1,4 метра от пола. Размещение мониторов выше с небольшим наклоном сведет к минимуму отражения от пола. Для стандартного стереофонического и многоканального воспроизведения не поднимайте мониторы настолько высоко, что требуется угол наклона более 15 градусов. Мониторы всегда должны быть направлены в сторону места прослушивания. Чем выше монитор от пола, тем меньше неравномерность частотной характеристики, вызванная отражением.Однако следует избегать размещения на половине высоты комнаты, поскольку на низких частотах потолок обычно также является отражающей поверхностью.

Предложения по размещению системы мониторинга 5.1 в двух разных базовых планировках комнаты:

Место мониторинга и прослушивания

Звук отражается от стен, потолка и пола. Уровень звука у слушателя увеличивается, когда отраженный звук находится в фазе с прямым звуком. Уровень звука уменьшается, когда отраженный звук не совпадает по фазе с прямым звуком.

Если поверхности помещения не предназначены для рассеивания звуковой энергии, большая часть отраженной звуковой энергии покидает отражающую стену под тем же углом, под которым она достигала стены. Избегайте размещения мониторов таким образом, чтобы прямые отражения от стен, потолка и пола направлялись в сторону места прослушивания.

Когда размеры комнаты совпадают с длиной волны звука, звуковая энергия накапливается, образуя резонансы. Этот резонансный звук образует в комнате стоячие волны с максимумами и минимумами звукового давления в определенных местах комнаты в зависимости от резонансной частоты.Расположение монитора в комнате влияет на то, насколько резонансы комнатного режима собирают энергию и насколько они слышны. Изменение расположения мониторов может помочь уменьшить уровни проблемных резонансов в режиме помещения.

Место прослушивания может быть расположено неблагоприятно по отношению к резонансам в помещении. Если место прослушивания находится в месте нуля для некоторых модовых резонансов, уровень частот этих резонансов становится очень низким, и эти частоты кажутся отсутствующими.Перемещение места прослушивания может решить проблему. Обычно место прослушивания перемещается вперед или назад.

Наиболее точное стереоизображение может быть достигнуто, когда отражения одинаковы для левого и правого монитора в стереопаре. Этого можно достичь, сохраняя одинаковое расстояние до ближайшей боковой стены и стены за монитором, размещая левый и правый мониторы на одной высоте в комнате и размещая место прослушивания симметрично в комнате в направлении слева направо. .

Радиационное пространство

Пространство излучения — это объем, в который монитор излучает звук. Уровень звука увеличивается, когда звуковое излучение ограничено стенами. Каждое уменьшение вдвое зоны излучения стеной рядом с монитором удваивает уровень звукового давления.

Монитор с ровной частотной характеристикой в ​​свободном пространстве производит до 6 дБ более высокий уровень звука при размещении у сплошной стены. В углу (две стены) это усиление может составлять 12 дБ. При трех границах (угол ближе к потолку) усиление может составлять +18 дБ.Особенно это заметно на низких частотах.

Подробнее о звуковом излучении в разделе «Звук 101» читайте в главе «Основы звука».

Звуковое излучение и радиационное пространство — это то, что следует учитывать при размещении мониторов в любом пространстве. Иногда пространство ограничено и выбор физического размещения мониторов невелик, и Genelec разработала инструменты и программное обеспечение для калибровки GLM, чтобы помочь решить эти проблемы в пространстве для прослушивания.

Отражения на стене и отмены

Расстояние от стены, на которой установлены мониторы, может иметь большое значение для качества звука. Когда между монитором и стеной есть зазор, на частоте, где это расстояние равно одной четверти длины волны звука, отражение стены не совпадает по фазе с монитором, и отраженный звук подавляет звук от монитора. На этой частоте уровень звука снижается. Степень снижения зависит от расстояния и от того, сколько звука отражает стена за монитором.

Отражения от стен или обратные отражения генерируют набор подавлений на разных частотах (также называемых гребенчатой ​​фильтрацией). Глубина первой канавки подавления может составлять от 6 до 20 дБ. Выравнивание выходного уровня монитора не помогает, так как такое же изменение уровня относится и к отраженному звуку.

Первое решение состоит в том, чтобы установить мониторы заподлицо с твердой стеной (создав очень большую перегородку), устраняя отражения от задней стены и, следовательно, подавление.Другая возможность — разместить монитор очень близко к стене, чтобы минимизировать зазор. Это поднимает самую низкую частоту подавления настолько высоко, что монитор становится направленным вперед, и подавление больше не происходит. Помните, что усиление низких частот необходимо компенсировать при установке монитора вплотную к стене (усиление до +6 дБ).

В качестве альтернативы монитор можно отодвинуть значительно дальше от стены, чтобы устранить обратные отражения. Частота подавления будет снижена ниже отсечки низких частот монитора.Когда монитор отодвигается от стен, он также приближается к слушателю. Это увеличивает уровень прямого звука и снижает уровень отраженного звука, что улучшает качество звука.

Акустическая обработка стен – еще одно решение. Это может означать модификацию стены и превращение ее в сильно поглощающую, чтобы амплитуда отраженной энергии была небольшой и не подавляла прямой звук. При использовании сабвуфера для воспроизведения низких частот мониторы можно разместить более свободно.Сабвуфер(ы) следует размещать близко к стене(ам). Мониторы можно размещать на таких расстояниях, где в их полосе пропускания отсутствуют низкочастотные провалы.

См. также специальный раздел «Акустика» для получения дополнительной информации о возможностях настройки и калибровки мониторов Genelec для дальнейшего улучшения качества звука.

Чтобы избежать отключения звука из-за отражения звука от стены за монитором, следуйте рекомендациям по размещению, изображенным ниже. Отражение от стены происходит только на относительно низких частотах вуфера.Важно избегать подавления, потому что отраженный звук может уменьшить выходной сигнал низкочастотного динамика, в результате чего низкочастотный выходной сигнал монитора будет казаться слишком низким, что приведет, например, к искажению звука. об ошибках в финальном миксе в музыкальном производстве. Чтобы избежать отмены, расположите монитор достаточно близко к стене. Обычно расстояние от передней панели монитора до стены не должно превышать 60 сантиметров. Это гарантирует, что низкочастотный выход не будет снижен. Кроме того, монитор должен находиться на расстоянии не менее 5 см от стены, чтобы обеспечить полный выходной сигнал через задний порт фазоинвертора.

Размещение мониторов и сабвуфера

На низких частотах очень важно, чтобы самые основные комнатные моды возбуждались одинаково. При использовании одного сабвуфера рекомендуется разместить его вдоль передней стены, немного сместив от средней оси комнаты. Использование двух или четырех сабвуферов по комнате — один из вариантов выравнивания возбуждения в комнате.

Размещение сабвуфера у стены или в углу обеспечивает максимальное воспроизведение низких частот.На низких частотах самая плоская характеристика может быть достигнута, когда резонансы комнатной моды возбуждены одинаково. Одиночный сабвуфер обычно размещают вдоль передней стены, немного сместив от средней оси комнаты. Два сабвуфера могут стать хорошим решением для получения еще более плоской АЧХ. Обратите внимание, что во время калибровки уровня выходной уровень сабвуфера устанавливается на том же уровне, что и основной монитор.

Активные сабвуферы Genelec серии 7000 имеют кроссоверный фильтр, установленный на 85 Гц.Сабвуфер воспроизводит частоты ниже 85 Гц. Более высокие частоты воспроизводятся мониторами.

Сабвуферы

Genelec Smart Active Monitoring (SAM) позволяют выбирать частоту кроссовера в диапазоне от 50 до 100 Гц. Установите кроссовер сабвуфера на частоту, при которой звучат как мониторы, так и сабвуфер.

Отрегулируйте фазу сабвуфера на кроссовере. Снижение уровня звука может происходить на частоте кроссовера, если фаза не выровнена. Настройка фазы описана в инструкции по эксплуатации сабвуфера.

Частота среза для канала низкочастотного эффекта (LFE) может быть выбрана отдельно как 85 Гц или 120 Гц. В некоторых сабвуферах содержимое LFE выше 85 Гц может быть перенаправлено на центральный монитор, что позволяет осуществлять полнодиапазонный мониторинг канала LFE.

Типичные рекомендуемые расстояния от стены за мониторами и сабвуфером показаны на рисунке ниже.

Средства постпродакшна

В некоторых случаях, например, в больших студиях постпродакшна, размещение сабвуфера вдоль передней стены не рекомендуется, так как это приводит к тому, что сабвуфер находится очень далеко от места прослушивания, и частотная характеристика сабвуфера не будет плоской.

В таких случаях мы рекомендуем размещать сабвуфер рядом с основным монитором вдоль боковых стен. Использование двух сабвуферов, по одному вдоль каждой боковой стены, может обеспечить улучшенную ровность низких частот.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.