Site Loader
Расчет фазоинвертора онлайн калькулятор. Блог › Простая методика настройки фазоинвертора

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.

Содержание

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.

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.

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:

  • 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.


Пользоваться программой несложно:

  • вводим частоту фазоинвертора;
  • указываем чистый объем короба;
  • эффективная площадь мембраны излучателя, для расче
FAQ по проектированию сабвуферов для желающих с пониманием сделать свой сабвуфер .
Данная статья в основном ориентирована на людей, которые хотят иметь сабвуфер собственной сборки, однако не имеют никаких знаний об этом и не знают с чего им начать, однако имеют очень много энтузиазма. В этой статье я попытаюсь доступным языком и наиболее полно рассказать об основных моментах в соответствии со своим пониманием и знаниями, полученными из форумов, книг, опыта других людей, также имея за своими плечами небольшой опыт.
И так начнем:
Что такое сабвуфер? – ну, прежде всего это все та же обычная колонка, что может стоять у вас на рабочем столе или полу, излучение звука происходит по средством движения мембраны динамика, за одним небольшим исключением – это то, что сабвуфер воспроизводит довольно узкий участок звукового диапазона. Как большинство могло заметить, что акустические системы с сабвуфером имеют несколько колонок и всего одни сабвуфер (по крайней мере большинство). Но почему так? — ведь все мы знаем, что для получения стерео эффекта нам необходимо 2 колонки, а в системах 5.1 с декодером объемного звучания вообще 5 колонок, тут в дело и вмешивается физика. Всё дело в длине звуковой волны на разных частотах: не вдаваясь в подробности, скажу, что на средних и высоких частотах длина волны сопоставима с физическими размерами самих излучателей (динамиков ), из-за чего мы имеем такую неприятную особенность как направленность излучения ( при прослушивании музыки если отойти в бок от колонки, то становится тише 😉 ) , также немаловажный факт что стерео образ в основном формируется на средних и высоких частотах, тогда как в области работы сабвуфера длина волны значительно больше физических размеров излучателя и от того будете вы находиться прямо напротив излучателя или отойдете в бок от этого громкость не измениться.
Так мы подходим к тому, что в звуковом диапазоне работы сабвуферов можно обойтись всего одним.
Но все-таки сабвуферные динамики, отличаются от мидбасовых, которые могут находиться в двухполосных колонках, возможно находящихся у вас на столе. А отличаются они тем, что динамики сабвуфера излучают только самые низкие частоты и работают только в поршневом режиме (это значит, что центральная часть диффузора динамика и его края движутся совместно), а мидбасовые работают и в поршневом режиме и не в поршневом (когда края диффузора отключаются) так вот в зависимости от конкретного сабвуферного динамика простирается до 150-300 Гц (обычно), но нам важно другое, а именно то что пока динамик движется в поршневом режиме то его работу можно смоделировать с помощью вычислений или же специальных программ типа jbl speaker shop , bassbox , и прочих, но из-за особенностей излучения я не рекомендую использовать сабвуферные динамики на частотах выше 100-120 Гц т.к. тут уже начинается такой неприятный эффект как возможность определения откуда идет излучение, а нам надо чтобы мы не могли этого определять, только тогда при прослушивании музыки нам будет казаться, что бас идет прямо из настольных колонок. Вернемся к нашему поршневому режиму работы динамика и возможность смоделировать это. В этом нам помогут параметры тиля-смолла.
Основными из них являются:
FS – резонансная частота, измеряется в герцах
Qts – полная добротность, влияет на силу излучения динамика на резонансной частоте (чем больше добротность, тем громче динамик может кричать на своей резонансной частоте без изменения подводимого напряжения), не изменяется ни в чем
VAS – эквивалентный объем (это не объем оформления, в который следует устанавливать динамик!), в этом объеме в закрытом ящике у динамика возрастет резонансная частота и добротность в 1.41 раза, измеряется в литрах и прочих мерах объема
Немного комментариев: FS и QTS определяют какой вид оформления следует использовать для динамика, а также нижнюю воспроизводимую частоту , когда VAS будет определять необходимый для этого объем .
Если хотите более подробно почитать – вам сюда:
http://www.avtozvuk.com/az/Az_0305/htm/020-027.htm
http://www.avtozvuk.com/az/Az_0405/htm/054-057.htm
Пару правил подбора динамиков для будущего саба
FS/QTS =:
1)меньше 50 – то это динамик для закрытого вида оформления или бандпасс 4-ого порядка
2)70-100 – это динамик для фазоинверторного вида оформления (фазика )
3)если больше 100 – это динамик для оформления бандпасс 6-ого порядка
4 40-70 для бандпассов 4-го порядка
Вот так вот мы подобрались к видам оформления динамиков :
Основными являются :
ЗЯ – закрытый ящик
ФИ – закрытый ящик с фазоинвертором
БП – бандпасс (или полосовой сабвуфер)
(кликните по картинке для увеличения)

Каждый из видов оформления имеет свои преимущества и недостатки:
ЗЯ — быстрый и правильный бас, минусы – самая низкая эффективность относительно ФИ и БП, если вы хотите низко играющий сабвуфер (до 30 Гц) то повышенные требования к размерам и ходу диффузора динамика (читай цена). Излучателем является только сам динамик. Самый простой в настройке.
Могу посоветовать использовать 12”- динамики с линейным ходом +-8мм и более
ФИ – при правильной настройке – довольно неплохой и ровный бас, на самых низких частотах (30-45) Гц может быть немного затянут, меньшие требования к динамику относительно хода и размера диффузора из-за того что излучателем на низших частотах является фазоинвертор и он “тормозит” диффузор динамика не давая ему болтаться, однако ниже частоты настройки фазоинвертора динамик не получает никакого сопротивления движению и поэтому нужно использовать фильтр ифранизких частот, в противном случае можно испортить динамик механически. Излучателями являются динамик и фазоинвертор, тяжелее в настройке. Многие новички полагают что труба – фазоинвертор является просто дыркой, но это не верно, она тоже излучает звук, но ниже чем воспроизводит динамик. Подробнее можно почитать здесь: http://www.avtozvuk.com/az/1998/01/p56-59.htm . рекомендую использовать 10”- 12” динамики.

БП – при правильной настройке является лидером по эффективности по преобразованию подводимого к динамику сигнала, вместе с тем имеет затянутый характер баса, не рекомендуется для музыки, излучателем является только фазоинвертор (-ы), является самым сложным в настройке и не рекомендуется для использования людьми без опыта, поэтому далее обсуждать их не буду.
Ну, вроде основное уже выше изложено, можно приступать к проектированию:
Прежде всего, необходимо определиться с тем какой вид оформления вы будете использовать ЗЯ или ФИ, и тогда уже исходя из этого будем выбирать динамик. И так, начнем :
1) Не забываем про формулу fs/qts = меньше 50 – зя, больше 50 – фи, однако на граничном участке надо смотреть более конкретно
для ЗЯ можно порекомендовать динамик с параметрами FS – до 25 Гц , QTS – 0.55-0.7
для ФИ можно порекомендовать динамик с параметрами FS – 20-35 Гц , QTS – 0.4 -0.5 (можно использовать и динамики с добротностью и от 0.3 , но стоит смотреть за тем чтобы вас устараивала нижняя воспроизводимая чатота получившиегося сабвуфера ,имхо в таком случае стоит использовать динамики с резонансной частотой до 25 гц )
2) Так же извечный вопрос, можно ли использовать автомобильные сабвуферные динамики в домашних условиях ?- ответ крайне просто – да можно , но хочу немного пояснить разнице между домашними и авто сабвуферными динамиками :
а) Из-за того, что условия эксплуатации разные к авто динамикам предъявляются дополнительные требов

FAQ по динамикам и сабвуферам

Создано 05.03.2007 19:59. Обновлено 17.04.2020 08:58. Автор: Неизвестно.

В связи с множественными вопросами, как рассчитать корпуса для динамиков я выкладываю несколько статей, связанных с расчетом акустического оформления для сабвуферов. Не забываем, что акустическое оформление важно для НЧ динамиков. И так начинаем….

В последнее время стало слышно очень много вопросов про динамики и сабвуферы. Подавляющее большинство ответов можно получить на первых трех страницах любой книги, написанной профессионалами. Материал адресован в первую очередь начинающим, ленивым;) и сельским самодельщикам, подготовлен на основе книг И.А. Алдощиной, В.К. Иоффе, отчасти Эфрусси, журнальных публикаций в Wireless World , АМ и (немного) личного опыта . Не использовалась информация из Интернета и ФИДОнета.

Материал никоим образом не претендует на полноту освещения проблемы, а представляет собой попытку объяснить на пальцах азы акустики.

Чаще всего вопрос звучит примерно так: «нашел динамик, что с ним делать?», или «Товарищ, а говорят такие сабвуферы бывают…». Здесь мы рассмотрим только один вариант решения этой проблемы: По имеющемуся динамику сделать ящик, с оптимальными параметрами на HЧ, насколько это возможно. Этот вариант сильно отличается от задачи заводского конструктора-натянуть нижнюю частоту системы до необходимой по ТУ величины

[Q] Hашел по случаю большой динамик без опознавательных знаков. Как узнать, можно ли сделать из него сабвуфер?

[A] Hужно измерить его T/S параметры. Hа основании этих данных принимать решение о виде HЧ оформления.

[Q] Что такое T/S параметры?

[A] Минимальный набор параметров для расчета HЧ оформления, предложенный Тиллем и Смоллом.

  • Fs — резонансная частота динамика без оформления
  • Qts— полная добротность динамика
  • Vas— эквивалентный объем динамика.

[Q] Как измерить T/S параметры?

[A] Читаем статью «Измерение параметров Тиля-Смолла в домашних условиях»

[Q] У меня теперь есть параметры динамика, что с ними делать?

[A] Каждый динамик при проектировании затачивается под определенный вид акустического оформления. Чтобы узнать, подо что именно, посмотрим на добротность.

  • Qts > 1,2 это головки для открытых ящиков, оптимально 2,4
  • Qts < 0.8-1.0 — головки для закрытых ящиков, оптимально 0,7
  • Qts<0.6 — для фазоинверторов, оптимум — 0,39
  • Qts<0.4 — для рупоров

Правильнее будет сортировать головки не по добротности, а по величине Fs/Qts. Приведу по памяти, неохота формулы просчитывать.

  • Fs/Qts > 30 (?) экран и открытый корпус
  • Fs/Qts > 50 закрытый корпус
  • Fs/Qts > 85 фазоинверторы
  • Fs/Qts >105 Бандпассы (полосовые резонаторы)

Упругость, мясистость, сухость и др. подобные характеристики звука, издаваемого басовой колонкой, во многом определяются переходной характеристикой системы, образованной динамиком, нч оформлением и окружающей средой.

Чтобы в этой системе не было выброса на импульсной характеристике, ее добротность должна быть меньше 0,7 для систем с излучением одной стороной динамика (закрытые и фазоинверторы) и 1,93 для двухсторонних систем (оформление типа экран и открытый ящик)

[Q] Где почитать про открытое оформление?

[A] Открытые ящики и экраны — простейший тип оформления. Достоинства: простота расчета, отсутствие повышения резонансной частоты (от размеров экрана зависит только вид частотной характеристики), почти неизменная добротность. Hедостатки: большой размер передней панели.

Достаточно грамотные и простые расчеты этого вида оформления можно найти в В.К. Иоффе, М.В.Лизунков. Бытовые акустические системы, М., Радио и связь. 1984. Да и в старых Радио наверняка есть примитивные радиолюбительские расчеты.

[Q] Как расчитать закрытый ящик?

[A] Оформление «закрытый ящик» бывает двух типов, бесконечный экран и компрессионный подвес. Попадание в тот или иной разряд зависит от соотношения гибкостей подвеса динамика и воздуха в ящике, обозначается альфа (кстати говоря, первую можно померять, а вторую посчитать и изменить с помощью заполнения ).

Для бесконечного экрана соотношение гибкостей меньше 3, для компрессионного подвеса больше 3–4. Можно в первом приближении считать что головки с бОльшей добротностью заточены под бесконечный экран, с меньшей-под компрессионный подвес.

Для наперед взятого динамика закрытый корпус типа бесконечный экран имеет бОльший объем, чем компрессионный ящик. (Вообще говоря, когда есть динамик, то оптимальный корпус под него имеет однозначно определенный объем . Ошибки, возникшие при измерении параметров и расчетах, можно в небольших пределах поправить с помощью заполнения).

Динамики для закрытых корпусов имеют мощные магниты и мягкие подвесы в отличие от головок для открытых ящиков. Формула для резонансной частоты динамика в оформлении объемом V

Fс=Fs*SQRT(1+Vas/V)

,а приближенная формула, связывающая резонансные частоты и добротности головки в корпусе (индекс «с») и в открытом пространстве (индекс «s») Fc/Qtc=Fs/Qts

Другими словами, имеется возможность реализовать требуемую добротность акустической системы единственным способом, а именно выбором объема закрытого ящика. Какую добротность выбрать? Люди, которые не слышали звучания натуральных музыкальных инструментов, обычно выбирают колонки с добротностью более1,0.

У колонок с такой добротностью (=1.0) наименьшая неравномерность частотной характеристики в области низших частот( а при чем здесь звук?), достигнутая ценой небольшого выброса на переходной характеристике. Максимально гладкая АЧХ получается при Q=0.7, а полностью апериодичная импульсная характеристика при Q=0.5. Hомограммы для расчетов можно взять в вышеприведенной книге.

Более подробнее и калькулятор можно найти в статье «Расчет закрытого ящика».

[Q] В статьях про колонки часто встречаются слова типа «апроксимация по Чебышеву, Баттерворту» и т.п. Какое это имеет отношение к колонкам?

[A] Акустическая система представляет собой фильтр верхних частот. Фильтр может быть описан передаточной характеристикой. Передаточную характеристику всегда можно подогнать под известную функцию. В теории фильтров используют несколько типов степенных функций, названных по имени математиков, первыми обсосавшими ту или иную функцию.

Функция определяется порядком(максимальным показателем степени, т.е. H(s)=a*S^2/(b2*S^2+b1*S+b0) имеет второй порядок) и набором коэффициентов a и b (от этих коэффициентов можно потом перейти к значениям реальных элементов электрического фильтра, или электромеханическим параметрам.)

Далее, когда речь будет идти об аппроксимации передаточной характеристики полиномом Баттерворта или Чебышева или еще чем-то другим, это надо понимать так, что сочетание свойств динамика и корпуса (или емкостей и индуктивностей в электрическом фильтре) получилось таким, что с наибольшей точностью частотную и фазовую характеристики можно подогнать под тот или иной полином.

Hаиболее гладкой частотная характеристика получается, если ее можно аппроксимировать полиномом Баттерворта. Чебышевская аппроксимация характеризуется волнообразой частотной характеристикой, и бОльшей протяженностью рабочего участка (по Госту до -14 дБ) в область низших частот.

[Q] Какой вид аппроксимации выбрать для фазоинвертора?

[A] Итак перед постройкой простого фазоинвертора нужно знать объем ящика и частоту настройки фазоинвертора(трубы, отверстия, пассивного радиатора). Если в качестве критерия выбрать наиболее гладкую АЧХ( а это не единственно возможный критерий), то получится следующая табличка

А) Qts < 0,3 — наиболее гладкой будет кривая квазитретьего порядка. Фазоинвертор настраивается на 40-80% выше частоты резонанса.

Б) Qts = 0,4— лучше описывается баттервортовскими кривыми. Фазоинвертор настраивается на частоту резонанса.

В) Qts> 0,5 — придется допустить волны на АЧХ, по Чебышеву. Фазоинвертор настраивается ниже частоты резонанса.

Кроме того в этих случаях будет и различный объем корпуса.. Для того, чтобы найти точные частоты настройки, надо взять исходные формулы, достаточно громоздкие для того, чтобы приводить их здесь. Поэтому отсылаю интересующихся в АудиоМагазин за 1999 год, после этого ликбеза там уже можно будет разобраться, или в книги Алдошиной. И даже статьи Эфрусси в Радио за 69 год сгодятся.

Заключение

Если после прочтения всего этого у Вас еще осталось желание что-то склепать самому, то можно взять в Интернете какую-нибудь программу типа WinspeakerZ  и расчитать все это самому, памятуя о том, что из Г.. конфетку не сделать.

Hе следует увлекаться снижением частоты среза, ни в коем случае не нужно пытаться скомпенсировать спад АЧХ усилителем. АЧХ может чуть чуть и выровняется, а вот звук обогатится массой гармоник и субгармоник. Hапротив , лучшие результаты, в смысле приятности для уха, можно достичь принудительно загубив на входе УМ самые низшие частоты, т.е. частоты ниже частоты среза HЧ колонки.

Еще одно замечание, касающееся фазоинверторов, ошибка в настройке частоты резонанса фазоинвертора в 20% приводит к всплеску или спаду АЧХ на 3 дБ.

Читайте также

 

Фазоинвертор для сабвуфера, акустической колонки и короба

Построить полноценную акустическую систему в салоне автомобиля под силу любому автовладельцу. Многие устанавливают фронтальные громкоговорители. Именно с них начинается качественный звук. Они обеспечивают натуральное звучание даже при низкой частотности.  Когда этого становится мало, задумываются об использовании сабвуфера. Он подчеркивает глубину басов, усиливает давление звука. С помощью грамотно выбранного и установленного сабвуфера можно полностью изменить звуковое сопровождение.

Описание фазоинвертора

Сабвуферы бывают разнообразны по видам и качеству. Но для достижения наибольшего качества акустики рекомендуется осуществлять оформление их корпусов. Наиболее востребованный метод оформления — закрытый короб и фазоинвертор. Иногда звуковые фанаты предпочитают бандпасс, пассивные излучатели либо акустические нагрузки. Что такое фазоинвертор и как устанавливается — рассмотрим подробно.

Закрытый короб (ящик)

Закрытый короб (ящик) — это корпус динамика. Его объем соизмерим с объемом колонки.

Фазоинвертор для сабвуфера — это конструкция, представляющая собой специальное корпусное отверстие. Также, это может быть встроенная внутрь него труба, которая соединяет внутренний объем и внешнее пространство. По другому она называется порт фазоинвертора. Такая система отличается от закрытого короба тем, что он не гасит колебания исходящие от тыльной части диффузора. А наоборот, таким способом дополняет излучение. Это дает значительное увеличение звука.

Фазоинвертор имеет и другую разновидность — пассивный излучатель. Портом здесь выступает специальная система или простой динамик, который не подключен к усилителю.

Короб Фазоинвертор

Расчет короба

Систему акустики так же как и сабвуферы можно легко просчитать при помощи онлайн программ. Их просто скачать из интернета. Автоматический расчет осуществляется методом подстановки данных о звуковых элементах. Здесь надо выяснить информацию о технических характеристиках необходимых для расчета.

Сабвуфер схема

Всю информацию можно получить из встроенной программы базы данных. Если характеристики уже известны, их вводят вручную. Онлайн программа удобна еще и тем, что дает возможность подобрать динамики которые обеспечат лучшую отдачу.

Самыми простыми формами акустики являются закрытый короб и фазоинвертор. Для них не обязательно знать точные данные. Достаточно расчета с помощью формул.

Как рассчитать закрытый ящик

Понадобиться выяснить три главных показателя динамика. Результатом будет подбор внутреннего объема колонки. Обратите внимание на отношение резонансной частоты в паспорте к добротности. Если показатель меньше цифры 100, не рекомендуется устанавливать этот динамик в закрытом ящике. Так как в запертом корпусе воздух сжимается, и увеличивается жесткость подвески.

Выведены специальные формулы, которые связывают резонансную частоту, добротность и объем: Fc, Qtc, Vb соответственно, с такими же параметрами в паспорте. Формулы можно внимательно рассмотреть на фото.

Пользуясь формулами подбирается необходимый объем корпуса. Важно стремиться к тому, чтобы резонансная частота колонок не была выше 50 Гц. А добротность приближалась к показателю 0,7.

Как рассчитывается фазоинвертор

Расчет фазоинвертора происходит способом выбора динамиков, добротность которых от 0,3 до 0,5, а отношение резонансной частоты 50 (не менее).

Расчет ФИ короба сабвуфера

В этом случае необходимо вычислить следующие параметры:

  1. Объем сабвуфера.
  2. Площадь сечения.
  3. Длину и диаметр трубы.
  4. Порт фазоинвертора.

Информация о коробе подбирается по таким же формулам, как при расчете закрытого ящика. Только здесь отличается добротность колонки: от 0,6 до 0,65. Данные порта выясняются с использованием значения частоты, при которой осуществляется настройка фазоинвертора. Она выбирается наравне с резонансной частотой динамика. Но может быть и меньше. Расчет проводится по формулам, которые также есть на фото.

Длина расчетная иногда получается больше, чем рекомендованное максимальное значение. Но есть способы, которые помогают уменьшить эту длину. Выход круглого фазоинвертора размещается на плоскости панели. Это позволяет выигрывать в длине примерно 0,85. А труба фазоинвертора имеет на конце фланцы, которые способны усиливать эффект в большую сторону.

Примерно 15% от длины позволяет сэкономить размещение фазоинвертора вплотную к одной стороне колонки. Если использовать порт как усеченный конус сечения (круглого или прямоугольного), это даст возможность сделать длину меньше на 35%.

Рекомендации по настройке системы

Вышеперечисленные методы достаточно просты и не требуют сложных приборов для измерения и математических расчетов. Важно учесть еще несколько моментов:

  • частота резонанса должны быть немного ниже частоты резонанса динамиков, находящихся в коробе;
  • фазоинвертор расширяет воспроизводимые частоты в сторону низкой частотности. надо уметь выбрать правильную;
  • при выборе слишком низких частот отдача динамиков упадет.
Короб Фазоинвертор

Для того, чтобы настроить фазоинвертор онлайн, в одной из программ, понадобятся очень точные данные о всех параметрах. Но все равно программа может выдавать большую погрешность. Поэтому большинство пользователей стараются настраивать акустику своими руками.

трансмиссионные линии (TQWT, ALT) / Блог компании Pult.ru / Хабр
Сегодня самым популярным акустическим оформлением как домашних, так и студийных АС заслуженно считается фазоинверторное. Применение фазоинвертора — это простой и недорогой способ получить достаточное количество низких частот без использования большой площади излучающей поверхности динамиков и шкафоподобных корпусов. Однако, как и другие рациональные решения в электроакустике, применение фазоинверторов имеет недостатки. И недостатки критично сказываются на верности воспроизведения. Среди самых вредных недостатков этих АС можно выделить бубнение, турбулентное гудение, резонансное дребезжание, уханье и прочие “злокачественные” особенности ФИ-звучания.
От всего вышеописанного хочется избавиться. Сложно найти меломана, который хотя бы раз не ругал фазоинверторную акустику и не искал альтернативу. С последней всё не так просто. Среди возможных вариантов относительное распространение получила лабиринтная акустика. Проблема лабиринтов в том, что они не технологичны и требуют высокой культуры производства, что закономерно отражается на стоимости. Относительно бюджетный вариант лабиринта — трансмиссионная линия, она позволяет добиться плавной АЧХ, при этом сохранить высокое звуковое давление в НЧ диапазоне, но менее требовательна к расчетам, производственным затратам и конструктивно проще классической лабиринтной акустики. Под катом речь о её истории, особенностях и современном применении.

Общие сведения


Трансмиссионная линия представляет собой полый волновод переменного или постоянного сечения. Один конец волновода закрыт, второй открыт. Динамический излучатель размещается со стороны закрытого конца. Труба, как правило, свернута и качественно задемпфирована. Суть в том, чтобы уменьшить амплитуду колебаний диффузора динамического излучателя в области наиболее низких частот вблизи резонансной частоты трубы и при этом компенсировать уменьшение отдачи от динамика собственными колебаниями трансмиссионной линии в основной, наиболее низкочастотной моде.

В подавляющем большинстве случаев этого можно добиться, когда длина трансляционной линии совпадает с четвертью длины колебаний на частоте собственного резонанса динамика. Гапоненко в своей книге “Акустические системы своими руками” описывает это следующей формулой:


Где L — т.н. “акустическая” длина, которая превышает реальную геометрическую длину линии на величину:
где S — площадь поперечного сечения трансляционной линии.

Иными словами, необходимо настроить корпус на резонансную частоту, при которой воздух на выходе из волновода будет двигаться синфазно с колебаниями диффузора. Правильно спроектированная трансмиссионная линия характеризуется высокой точностью в НЧ диапазоне при сохранении достаточно мощных, акцентированных басов.


Суть в том, что спроектировать ТЛ легче, чем другие типы лабиринтного оформления, при этом типичных фазоинверторных проблем не будет. Характерные гундосые и турбулентные призвуки не характерны для такой акустики. Главным достоинством таких АС является верность воспроизведения в НЧ диапазоне, при этом с сохранением достаточно небольших габаритов.

“Обратной стороной” трансляционной линии, как и у конструктивно родственных лабиринтов, является критичность к верному расчету. Значительные ошибки при расчетах существенно отразятся на звуке, проявятся ненужные дребезжащие резонансы, либо внушительная неравномерность АЧХ. Радует здесь то, что рассчитать её проще, чем более сложные типы лабиринтов.

Хорошо забытая труба Войта


Самое раннее упоминание об использовании трансмиссионной линии, которое мне удалось обнаружить — это опыт Пола Войта. Этого пионера электроакустики мир предпочел забыть знает, как отца электродинамического излучателя. В 1930-м Войт разработал, запатентовал и даже пустил в ограниченную серию акустические системы с трансмиссионной линией оригинальной конструкции.
Paul Voigt

Дело в том, что в то время Войт разрабатывал АС для кинотеатров, которые традиционно для того времени оформлялись в рупоры. Затем он переключился на радиоприёмники и домашнюю акустику, где применяемый им широкополосный двухдиффузорный динамик с механическим кроссовером не отличался мощным низом. Это вызвало необходимость в поиске нового акустического оформления более подходящего для подобных АС.

Начав разработку, он экспериментировал и в определенный момент решил установить динамик в не очень традиционном месте, т.е. не в начале конусовидного рупора, а на одной из его сторон. В такой конструкции порт используется для регулировки заднего потока. Сама регулировка осуществляется увеличением, либо уменьшением количества демпфирующего материала в зависимости от типа используемого драйвера. Резонансная частота зависит от длины волновода, а также положения динамика.


Современный вариант TQWT

Трансмиссионная линия, названная позже трубой Войта — в разрезе очень напоминает классический рупор, снабженный дополнительными стенками. Сам Войт назвал динамик TQWT (Tapered Quarter Wave Tube) — конической четвертьволновой трубой. Такое название корпус получила по той причине, что как и во всех других классических типах ТЛ, для первой моды в трубе умещается четверть длины волны, для второй три четверти, для третьей пять и т.д.


Относительным недостатком такой конструкции является невозможность выбрать низкую частоту среза, так как в этом случае можно получить выражение искажения на НЧ. В остальном оформление позволяет создать сравнительно компактную напольную акустику с “ровными” НЧ, близкую по характеристикам к более сложным лабиринтам.

TQWT — практически не применяется в массовой акустике, но очень часто используется радиолюбителями при создании собственных АС. Проблема в том, что полноценной, развитой теории, описывающей акустические процессы TQWT-систем, пока нет, чего нельзя сказать о хорошо описанных фазоинверторах.

ATL — трансмиссионная линия в полочниках


Когда упоминаются трансмиссионные линии, как правило речь идёт о напольных системах. Считается, что формфактор и объем полочников требуют максимально компактных решений, коим является фазоинвертор. Однако есть компания, которая нашла сравнительное эффективное конструкторское решение по трансмиссионной линии в полочниках. Основатели и разработчики из PMC являются принципиальными противниками ФИ-акустики и убеждены, что будущее за их инновацией. PMC одна из немногих современных компаний, которые специализируются на АС с трансмиссионной линией.

За десятилетия существования компания разработала десятки моделей для студийных и домашних АС с трансмиссионной линией, некоторые из которых существуют до сих пор. До 2000-х годов они производили преимущественно напольные системы, так как классическая ТЛ зачастую предполагала именно такой формфактор.


Позже инженеры несколько усложнили конструкцию и создали т.н. «трансмиссионную линию последнего поколения» или ATL (Advanced Transmission Line). Особенность такой конструкции в дополнительных элементах, позволяющих получить достоинства ТЛ в полочниках.
Относительный минус этой конструкции в том, что по сложности и технологичности ATL близка к прочей лабиринтной акустике, что гарантированно увеличивает стоимость. Радует лишь то, что один из руководителей PMC Питер Томас считает, что:
”мы действительно верим в то, что с повышением цены должно расти и качество… наши покупатели далеко не дураки.” (из интервью Саше Метсону в 2010 году).»

Итог и несколько слов в защиту ФИ


Несмотря на ощутимые минусы фазоинверторной акустики, физика её работы хорошо описана, и большинство акустических эффектов предсказуемы. Это безусловно позволяет получить прогнозируемый результат, что очень важно при массовом производстве. Ряд компаний освоили трансляционные линии, однако она остается менее технологичной и более дорогой.

Возможно, в определенный момент трансмиссионные линии станут достаточно доступными и массовыми, но это произойдет не раньше момента, когда будут теоретически описаны основные процессы, происходящие в трансмиссионной линии. Если говорить о массовых и недорогих (до $500) АС найти что-то кроме ФИ и колонок с пассивным излучателем будет крайне сложно.

Тем, кому надоели проблемы фазоинверторных АС, при этом эстетика или габариты помещений не позволяют применять закрытый ящик, пожалуй, стоит задуматься над приобретением или созданием собственной трансмиссионной линии. Я буду признателен за любые мнения относительно трансляционной линии, особенно интересны люди, которым доводилось самостоятельно создавать такие АС.

Традиционная реклама
Мы продаём акустические системы, в нашем каталоге представлены как традиционная акустическа с ФИ, так и АС с другими типами акустического оформления, в том числе с трансляционной линией.

Аудио-кулибиным на заметку — Ferra.ru

 где:
• L — кажущаяся длина фазоинвертора (включает толщину передней стенки и обычно превышает истинную длину круглой трубы где-то в полтора раза),
• S — площадь выходного отверстия,
• V — свободный объем ящика (за вычетом объема самого фазоинвертора)

Всё подставляется в единицах измерения СИ. С помощью этой формулы оценивают отношение длины к площади фазоинвертора, пренебрегая вычислением свободного объема и задавая просто внутренний объем ящика. Оценив размеры фазоинвертора, расчет уточняют.

Необходимо подчеркнуть, что строгое аналитическое решение очень сложно (а для нестационарных «прыжков» звукового сигнала и подавно), поэтому при расчетах пользуются разного рода допущениями.

Итак, чем меньше частота настройки фазоинвертора, тем меньше должен быть его диаметр (или тем больше длина). Диаметр не должен быть слишком малым, иначе могут возникнуть нелинейные искажения и призвуки. Если порт фазоинвертора делается некруглого сечения – например, щелевидный, – то, вероятно, придется прибегнуть к сложному профилированию со стороны входа. Обычно площадь проходного сечения фазоинвертора составляет 0.25 – 1.0 от эффективной площади диффузора. Диаметр фазоинверторной трубы стараются выбрать из верхнего предела, то есть как можно более близким к эффективному диаметру диффузора.

Если частота конструируемого фазоинвертора безапелляционно задана в требованиях свыше (или не может быть изменена по другим соображениям), то с увеличением его диаметра приходится увеличивать длину трубы. Большую длинную трубу проблематично втиснуть в ящик (нужен запас как минимум в 40 миллиметров), ведь его объем фактически уже зафиксирован выбранным динамиком. Более того, слишком длинная труба фазоинвертора может привести к увеличению неравномерности частотной характеристики акустической системы.

Кстати, следует различать понятия резонансной частоты ящика и резонансной частоты фазоинвертора. Чем меньше отношение гибкости воздуха в ящике к гибкости подвижной системы динамика, тем выше резонансная частота фазоинвертора будущей колонки по отношению к основному резонансу подвижной системы. То есть, если задать объем меньше, чем нужно, это приведет к повышению упругости воздуха в ящике и, следовательно, повышению резонанса колонки, выражающемуся в гулкости и акцентировании верхних басов.

Пассивный излучатель нетрудно сделать из старого динамика, близкого по площади к диффузору рабочего низкочастотника. Настройку же проводить изменением присоединенной массы (десятки граммов).

При необходимости свободный объем корректируют заполнением части ящика не поглощающим звук материалом (например, пенопластом), или наоборот, облицуют стенки ящика звукопоглотителем (поролон, вата). Но шибко увлекаться подобной корректировкой не следует.

Немного практических советов

Частоту фазоинвертора в самопальном корпусе легко подстроить (в том числе, под конкретное помещение или индивидуальные пристрастия), вырезав трубу из картона с запасом по длине и постепенно укорачивая ее, согласуясь со слуховыми ощущениями.

Согласно некоторым маститым рекомендациям, при расположении порта фазоинвертора на передней панели вместе с динамиками расстояние между ним и краями динамиков должно быть не менее 80 – 100 мм. Наверное, именно поэтому так любят размещать порт на тыльной стороне колонки, ведь тогда вырисовывается экономия от более компактной лицевой панели. Однако существуют удачные решения, когда при определенных ухищрениях порт фазоинвертора буквально окружает басовый динамик. Хорошо зарекомендовали себя фазоинверторы, порт которых выведен либо на верхнюю, либо на нижнюю часть корпуса. Аналогично и для пассивного излучателя: например, Philips ныне умудряется делать супербасовитыми очень маленькие по объему колонки с верхним WOOX-излучателем.

Фазоинвертор стараются настроить так, чтобы его резонансная частота не отличалась от собственной резонансной частоты динамика (в свободном воздухе) более чем на 1/3 октавы, а еще лучше, чтобы совпадала. Но при этом следует учитывать зависимость от так называемой полной добротности динамика, являющейся ключевым параметром для всех расчетов и методик.

Программы расчета

В Интернете накопилось множество программ, значительно облегчающих жизнь начинающему аудио-кулибину. Большая часть из них – заброшенные бесплатные (например, BlauBox.exe под DOS), поддерживаемые платные (www.trueaudio.com) или «шароварные», то есть условно платные. Из наиболее доступных очень популярна JBL SpeakerShop. Чуть ли не десять лет назад многоуважаемая фирма явила миру серьёзную программу и стала задарма раздавать налево и направо. Теперь эту программу просто так не заполучить (не ищите на www.jblpro.com), но поиск в Рамблере приведет вас к десяткам живых ссылок и тысячам умерших. Упакованный дистрибутив (jblspkrshp.zip) занимает 2.37 Мб — вполне терпимо.

Для выполнения прикидочного (что называется, в первом приближении) расчета колонки с фазоинвертором необходимо знать три параметра:

• Собственную резонансную частоту басового динамика при его колебаниях в открытом воздухе (Fs).
• Эквивалентный объем данного динамика (Vas) в литрах.
• Демпфер-фактор или, другими словами, полную добротность динамика (Qts).

Кстати, если басовых динамиков в колонке несколько (одинаковых, как в MicroLab Solo-3), то программа позволяет внести соответствующие коррективы. В программе имеется встроенная база данных параметров распространенных фирменных динамиков. В том случае когда информации о вышеперечисленных параметрах нет, придется либо измерить их самостоятельно (например, по журнальной статье Эфрусси, по книге Алдошиной или откопав методику где-нибудь на www.radioland.net.ua), либо поискать результаты сторонних измерений (рекомендую http://audiotest.ru; кстати, там можно найти рецепты значительного улучшения разделительных фильтров для Solo-2, Defender 50 – буквально за копейки).

Далее выбирается стратегия расчета. Первая состоит в подгонке размеров корпуса под конкретный басовый динамик. Вторая – в подборе динамика под существующий корпус. Нас интересует первая. Программа позволяет высчитать необходимое не только для фазоинверторного варианта (vented box), сравнив его с наглухо закрытым корпусом (closed box), но и посчитать варианты с пассивным излучателем (passive radiator) и разнообразные сабвуферные (band-pass). Правда, в последних двух случаях потребуется знать дополнительные начальные параметры.

Короб для сабвуфера: Фазоинвертор, закрытый ящик, сравнение

В автозвуке существует множество вариантов акустических оформлений коробов. Поэтому многие новички не знают, что выбрать лучше всего. Наиболее популярные виды коробов для сабвуфера – это закрытый ящик и фазоинвертор.

А также существуют такие оформления, как бандпасс, четвертьволновый резонатор, фриэир и другие, но при построении систем они применяются крайне редко по разным причинам. Решать, какой выбрать короб для сабвуфера должен сам владелец динамика исходя из требований к звучанию и опыта.

Советуем обратить внимание на статью из какого материала лучше делать сабвуферный короб. Мы наглядно продемонстрировали как влияет жёсткость короба на качество и громкость баса.

Закрытый ящик

Данный тип оформления самый простой. Закрытый ящик для сабвуфера несложно рассчитать и собрать. Его конструкция представляет собой короб из нескольких стенок, чаще всего из 6.

Пример расчёта сабвуферного оформления закрытый ящик Пример расчёта сабвуферного оформления закрытый ящик Короб закрытый ящик который был изготовлен своими рукамиКороб закрытый ящик который был изготовлен своими руками

Преимущества ЗЯ:

  1. Несложный расчет;
  2. Несложная сборка;
  3. Маленький литраж готового короба, а следовательно компактность;
  4. Хорошие импульсивные характеристики;
  5. Быстрый и четкий бас. Хорошо отыгрывает клубные треки.

Недостаток у закрытого ящика всего один, но он порой является решающим. У данного типа оформления очень низкий уровень КПД относительно других коробов. Закрытый ящик не подойдет для тех, кому хочется высокого звукового давления.

Однако он подойдет для любителей рока, клубной музыки, джаза и подобного. Если человеку хочется баса, но нужно место в багажнике, то закрытый ящик – это идеальный вариант. Закрытый ящик будет плохо играть если выбран неправильный объем. Какой объём короба нужен для данного типа оформления уже давно решили опытные люди в автозвуке путем вычислений и экспериментов. Выбор объема будет зависеть от размера сабвуферного динамика.

Короб закрытый ящик который был изготовлен своими рукамиКороб закрытый ящик который был изготовлен своими руками

Чаще всего встречаются динамики таких размеров: 6, 8, 10, 12, 15, 18 дюймов. Но также можно найти динамики других размеров, как правило в инсталляциях они используются очень редко. Сабвуферы диаметром 6 дюймов выпускаются несколькими компаниями и в инсталляциях также встречаются редко. В основном люди выбирают динамики диаметром 8-18 дюймов. Некоторые люди указывают диаметр сабвуферного динамика в сантиметрах, что не совсем правильно. В профессиональном автозвуке принято выражать размеры в дюймах.

 

Рекомендуемый объём для сабвуфера закрытый ящик:

  • для 8-дюймового сабвуфера (20 см) требуется  8-12 литров чистого объема,
  • для 10-дюймового (25 см)  13-23 литров чистого объема,
  • для 12-дюймового (30 см) 24-37 литров чистого объема,
  • для 15-дюймового (38 см) 38-57- литров чистого объема
  • а для 18-дюймового (46 см) потребуется  58-80 литров.

Литраж дан приблизительно, так как для каждого динамика нужно выбирать определенный объем, исходя из его характеристик. Настройка закрытого ящика будет зависеть от его объема. Чем больше объем короба, тем меньше будет частота настройки короба, бас получится более мягкий. Чем объем короба меньше, тем частота короба будет выше, бас получится более чёткий и быстрый. Не стоит слишком увеличивать или убавлять объем, так как это чревато последствиями. При расчёте короба придерживайтесь объёму который был указа выше Если будет перебор объема, то бас получится расплывчатым, нечетким. Если объема не будет хватать, то бас будет очень быстрым и «долбить» по ушам в худшем смысле этого слова.

От настройки короба зависит многое, но не менее важный момент — это «Настройка магнитолы».

Фазоинвертор

Короб закрытый ящик который был изготовлен своими рукамиКороб закрытый ящик который был изготовлен своими рукамиКороб закрытый ящик который был изготовлен своими рукамиКороб закрытый ящик который был изготовлен своими руками

Данный тип оформления довольно сложнее рассчитать и построить. Его конструкция значительно отличается от закрытого ящика. Однако у него есть преимущества, а именно:

  1. Высокий уровень КПД. Фазоинвертор будет воспроизводить низкие частоты намного громче, чем закрытый ящик;
  2. Несложный расчет корпуса;
  3. Перенастройка в случае необходимости. Это особенно важно для новичков;
  4. Хорошее охлаждение динамика.

Также фазоинвертор имеет и недостатки, число которых больше, чем у ЗЯ. Итак, минусы:

  • ФИ громче, чем ЗЯ, но бас здесь уже не такой четкий и быстрый;
  • Размеры ФИ короба гораздо больше по сравнению с ЗЯ;
  • Большой литраж. Из-за этого готовый короб будет занимать больше места в багажнике.

Исходя из преимуществ и недостатков можно понять, где используются ФИ короба. Чаще всего их используют в инсталляциях, где необходим громкий и выраженный бас. Фазоинвертор подойдет для слушателей любого репа, электронной и клубной музыки. А также он подойдет для тех, кому не нужно свободное место в багажнике, так как короб будет занимать почти все пространство.

Короб закрытый ящик который был изготовлен своими рукамиКороб закрытый ящик который был изготовлен своими руками
ФИ короб поможет получить больше баса, чем в ЗЯ от динамика маленького диаметра. Однако для этого потребуется гораздо больше места.

Какой объем короба требуется для фазоинвертора?

  • для сабвуфера диаметром 8 дюймов (20 см) понадобится 20-33 литров чистого объёма;
  • для 10-дюймового динамика (25 см) – 34-46 литров,
  • для 12-дюймового (30 см) – 47-78 литров,
  • для 15-дюймового (38 см) – 79-120 литров
  • и для 18-дюймового сабвуфера (46 см) нужно 120-170 литров.

Как и в случае с ЗЯ, здесь даны неточные цифры. Однако в ФИ корпусе можно «играть» с объемом и брать значение меньше рекомендуемых, выясняя при каком объеме сабвуфер играет лучше. Но не стоит слишком сильно увеличивать или ужимать объем, это может привести к потере мощности и выходу динамика из строя. Лучше всего опираться на рекомендации производителя сабвуфера.

 

От чего зависит настройка ФИ короба

Чем больше объем короба, тем меньше будет частота настройки,  скорость баса уменьшается. Если же нужна частота повыше, то объем необходимо уменьшить . Если у вас номинальная мощность усилителя превышает номинал динамика, то объём рекомендуется делать поменьше.  Это нужно для того, чтобы распределить нагрузку на динамик и исключить его превышение хода. Если же усилитель слабее динамика то объём короба рекомендуем сделать чуть больше. Это компенсирует громкость из-за недостачи мощности.

Короб закрытый ящик который был изготовлен своими рукамиКороб закрытый ящик который был изготовлен своими руками
Площадь порта также должна зависеть от объема. Средние значения площади порта динамиков следующие:

для 8-дюймового сабвуфера потребуется 60-115 кв.см,

для 10-дюймового – 100-160 кв.см,

для 12-дюймового – 140-270 кв.см,

для 15-дюймового – 240-420 кв.см,

для 18-дюймового – 360-580 кв.см.

Длинна порта так же влияет на частоту настройки сабвуферного короба, чем длиннее будет порт тем ниже настройка короба, чем короче порт соответственно частота настройки выше. При расчете короба для сабвуфера прежде всего необходимо ознакомиться с характеристиками динамика и рекомендуемыми параметрами корпуса. В некоторых случаях производитель рекомендует совершенно иные параметры короба, чем те, которые даны в статье. Динамик может иметь нестандартные характеристики, из-за чего он будет требовать определенного короба. Такие сабвуфер чаще всего встречаются у компаний-производителей Kicker и DD. Однако у других производителей такие динамики также имеются, но в гораздо меньших количествах.

Объёмы даны примерные, от и до. Он в зависимости от динамика будут отличаться, но как правило они будут находиться в одной и той же вилке… К примеру для 12 дюймового сабвуфера это 47-78 литров а порт будет от 140 до 270 кв. см, а как более подробно рассчитать объём, всему этому мы будем учиться в последующих статьях. Надеемся что данная статья ответила вам на ваш вопрос, если у вас есть замечания или предложения вы можете оставить свой комментарий ниже.

Информация которую вы узнали отлично подойдет для тех кто хочется научиться считать короба самостоятельно.

 

Что означают системы Bass Reflex для вашего сабвуфера

Händlersuche
  • Kategorien
    • Lautsprecher
    • Системы SoundBar
    • Беспроводная Аудио
    • Открытый лаутшпрехер
    • Heimkino-Systeme
    • Системы SoundBar
    • Standlautsprecher
    • Regallautsprecher
    • Центр Лаутшпречер
    • Сабвуфер
    • Surround-Lautsprecher
    • Outdoor-Lautsprecher
    • Kabellos
    • Системы SoundBar
    • WLAN-Lautsprecher
    • Патио-Lautsprecher
  • Entdecken
    • Höre Jedes Wort
    • Технология ПДД
    • VoiceAdjust-Technologie
    • Объемный звук
    • Привет-Fi
    • Film und Fernsehen
  • Produkt-Serien
    • Подпись E-Serie Lautsprecher
    • T-Serie Lautsprecher
    • HTS сабвуфер
    • Панель команд
    • MagniFi Soundbars
    • Signa Soundbars
    • Атриум Наружный-Lautsprecher
    • Polk Assist WLAN-Lautsprecher
  • Über uns
  • Поддержка
Suche Меню ,

Конструкция динамика Bass Reflex — простое объяснение

Что такое низкочастотный динамик Bass Reflex?

Динамик с отражением низких частот похож на обычный динамик с закрытым корпусом, но, кроме того, имеет открытый туннель или порт, который позволяет воздуху свободно циркулировать внутри и снаружи корпуса. Этот вентиль помогает повысить эффективность сабвуфера, внося существенный вклад в низкие частоты. Этот тип корпуса очень популярен и является выбором диапазона, когда он уложен на герметичный корпус.Это как сладкое место, если хотите, для корпусов НЧ-динамиков. Это дает лучший баланс между эффективностью, расширением нижнего уровня и сложностью сборки. Хотя сборка корпуса с отражением низких частот довольно проста, его разработка потребует немного больше усилий, и конечный результат не терпит ошибок проектирования, как это делает герметичный корпус.

Почему стоит выбрать динамик с отражением низких частот ?

Вот некоторые плюсы:

  • +3 дБ КПД по сравнению с эквивалентным объемом герметичного корпуса.
  • Нижняя частота среза. Обычно после достижения резонансной частоты драйвера отклик начинает снижаться, но в этот момент порт начинает работать и расширяет частотную характеристику.
  • Меньшее искажение на резонансной частоте. На данный момент порт выполняет большую часть работы. Динамик еле движется на резонансной частоте коробки. Это означает меньше искажений и большую мощность.

Есть и плохие моменты для динамика с бас-рефлексом.После достижения резонансной частоты отклик ухудшается с крутым спадом 24 дБ / октава. Вентиляционное отверстие, если оно не спроектировано правильно или имеет высокий уровень шума, может стать шумным, поскольку воздух выходит из порта. Переходный ответ не так хорош, как запечатанный эквивалент.

Как работает басовый рефлекс?

Мы знаем, что вся цель корпуса состоит в том, чтобы отделить волны, создаваемые задней частью динамика, от волн, генерируемых спереди. Поскольку эти волны не в фазе, когда они встречаются, они взаимно компенсируют друг друга.Вы можете провести аналогию с математикой, положительные числа в фазе и отрицательные числа не в фазе. И так же, как в математике: — х + х = 0.

Но подождите минуту! Если я использую порт, не означает ли это, что обратные волны проходят через порт и достигают передних волн и достигают подавления? Это очень хороший вопрос, потому что на первый взгляд это похоже на правильную теорию. На самом деле что-то еще происходит. Порт действует как резонатор Гельмгольца, и обратные волны обращают фазу и выходят из порта в фазу с передними волнами.Из-за этого он не только не отменяет фронтальные волны, но и усиливает их (+ x + x = 2x). Отсюда эффективность +3 дБ.

Этот эффект происходит только при достижении резонансной частоты порта. Выше этой точки (более высокие частоты) масса воздуха внутри порта слишком велика, чтобы реагировать на движение динамика, и она действует как идеально герметичный корпус. Ниже этой точки порт действует как дыра в запечатанном ящике. Обратные волны не меняют фазу и выходят из порта только для подавления фронтальных волн.Вот почему громкоговоритель Bass Reflex имеет такой крутой спад (24 дБ / октава) ниже точки резонансной частоты.

Как спроектировать громкоговорители — видео курсы

Достижение желаемого f B (резонансная частота)

Чтобы достичь желаемой резонансной частоты блока, теперь вы должны учитывать также размеры порта , Воздух внутри порта имеет собственную массу и резонирует в соответствии с движением воздушной «пружины» внутри коробки (дополнительную информацию об этой «пружине» см. В статье о закрытой коробке).Внутренний объем коробки и внутренний объем порта являются ключевыми для определения резонансной частоты.

  • Изменение размера коробки:
    • Увеличение размера коробки => уменьшение резонансной частоты
    • Увеличение размера коробки => увеличение резонансной частоты
  • Для заданного диаметра порта, изменение длины порта :
    • Увеличение длины порта => понижение резонансной частоты
    • Увеличение длины порта => увеличение резонансной частоты

Помните, что при выборе размеров порта для достижения определенной резонансной частоты есть две вещи это имеет значение: масса воздуха внутри порта и соответствие.Если порт должен иметь объем 2 л, вам не нужно просто выбирать какие-либо размеры для радиуса и длины, чтобы просто достичь этого целевого объема. Соответствие должно быть принято во внимание. Если порт широкий, он более податлив, потому что воздух движется с меньшими ограничениями. Это означает, что порт должен быть достаточно длинным, чтобы соответствовать требуемому соответствию. И наоборот, маленький порт менее совместим и не должен быть длинным. Таким образом, радиус и длина порта взаимосвязаны и должны соответствовать друг другу, чтобы достичь желаемого результата.Вы можете увидеть это соотношение между длиной и радиусом на визуальном графике чуть ниже.

Размер порта

Наиболее часто используемые формы для порта отражения басов — цилиндрические или прямоугольные. Прямоугольные порты сделаны из кусков материала, который вы используете для изготовления коробки, но чаще всего используются круглые порты. Они сделаны из различных материалов (в основном из пластика), но если в вашем местном магазине аудио нет портов с бас-рефлексом, вы можете успешно использовать, например, PVC pipe .Для продолжающегося обсуждения этих отверстий мы собираемся сосредоточиться на цилиндрическом, поскольку это более популярно.

Размеры порта играют важную роль в определении резонансной частоты (f B ) блока. Я не собираюсь писать формулу для расчета f B коробки, потому что вы собираетесь использовать специализированное программное обеспечение для этого.

  • Но я собираюсь отметить, что (для данного динамика) настроенная частота коробки (f B ) будет зависеть от 3 факторов:
    • Длина порта
    • Радиус порта
    • Объем коробка (V B )
Выбор размеров порта

Размеры порта несколько на ваш выбор.Например: если вы хотите достичь определенного значения f B с использованием определенного объема коробки, вы можете изменить длину порта по своему выбору, но вам придется соответственно изменить радиус порта, чтобы первые 2 значения (f B и V B ) остаются постоянными. Несмотря на то, что у вас есть свобода выбора размеров, которые вам нравятся, в действительности существуют определенные факторы, которые необходимо принимать во внимание всерьез.

Диаметр порта должен иметь минимальное значение.Когда частота достигает значения резонанса (f B ), порт излучает почти всю акустическую мощность (динамик очень мало перемещается, а порт выполняет большую часть работы), и поэтому вентиляционное отверстие должно иметь минимум смещение объема, чтобы предотвратить сжатие мощности.

Г-н Тиле и г-н Смол разработали собственную формулу принятия решения, которая является рекомендуемым минимальным диаметром для порта. В зависимости от того, кому вы больше нравитесь, вы получите другой результат.Но в действительности это не имеет большого значения, потому что вы всегда будете стремиться к большему порту. Увеличение диаметра порта означает, что вам нужно увеличить длину порта, чтобы сохранить ту же резонансную частоту , чтобы вы могли понять, что существуют некоторые ограничения в отношении того, насколько большим вы можете стать. Вентиляционные отверстия работают нелинейно независимо от того, какие размеры вы выберете, но если выбрать большее, почти наверняка получится менее нелинейная работа. Следовательно, больший диаметр означает меньшую турбулентность воздуха, и это приведет к меньшему шуму порта при больших объемах.

Соотношение диаметра к длине

Для фиксированного объема ящика и для поддержания требуемого f B приведен реальный пример взаимосвязи между диаметром и длиной порта:

  • Диаметр порта 2 ″ (5 см ) => Длина 2,3 дюйма (5,8 см)
  • Диаметр порта 3 дюйма (7,5 см) => Длина 6,2 дюйма (15,5 см)
  • Диаметр порта 4 дюйма (10 см) => Длина 12,3 дюйма (30,8 см) )
  • Диаметр порта 6 ″ (15 см) => Длина 30 ″ (75 см)

Эти цифры только для того, чтобы подчеркнуть.Для их генерации использовалась случайная коробка. Пожалуйста, не используйте их для своего проекта.

Как видите, слишком большой диаметр может привести к впечатляющим длинам порта для отражения басов. Более длинные порты имеют тенденцию резонировать сами, и это вносит некоторые незначительные изменения частотной характеристики. Вы не должны слишком беспокоиться об этом и думать о том, как маленькие вентиляционные отверстия намного хуже.

Как проектировать громкоговорители — курсы видео

Рекомендуемый минимальный размер

Вы должны согласовать размер громкоговорителя низких частот с размером порта.Вот несколько рекомендаций для минимального размера вентиляционного отверстия по сравнению с размером динамика:

  • 1 ”вентиляция => 4” динамика
  • 2 ”вентиляция => 4” или 5 ”динамика (максимум 6 ″)
  • 3 ″ Vent => 6 ″ динамик (макс. 8 ″)
  • 4 ″ vent => 8 ″ или 10 ″ динамик (макс. 12 ″)
  • 6 ″ vent => 12 ″ или 15 ″ динамик

По мере увеличения диаметра длина порта увеличивается, поэтому, если вы используете большие сабвуферы и нуждаетесь в более длинном вентиляторе, вы можете использовать одно из этих решений.

  • Используйте колено 90 °, чтобы перенаправить вентиляционное отверстие вверх или вниз. ,Таким образом, вам не нужно делать корпус очень глубоким, чтобы вместить длинное отверстие.
  • Используйте несколько портов. Чтобы найти объединенный диаметр 2 портов, используйте формулу: d t = (d 1 2 + d 2 2 ) 1/2 . Таким образом, если у вас есть два 5 ″ порта, он будет равен одному 7.07 ″ порту.

Еще один способ увеличить линейность вентиляционного отверстия — это использовать расширяющийся канал. Наличие факела на обоих концах вентиляционного отверстия уменьшает искажения и сводит к минимуму шум, который создает воздух, когда он выходит из порта.На высоких уровнях громкости говорят, что расширяющийся порт уменьшает шум примерно на 5 дБ, что является значительным. Некоторые компании, такие как B & W, пошли еще дальше и превратили факел в порт в текстуру мяча для гольфа. Они называют это Flowport и еще больше снижает турбулентность воздуха.

Дополнительные факторы, которые следует учитывать

Дозвуковая фильтрация. Ниже резонансной частоты сборки коробчатого порта вентиляционное отверстие действует как отверстие в запечатанной коробке. В результате соответствие коробки действительно высоко, и динамик перемещается без ограничений.При отсутствии внутренней воздушной «пружины» низкочастотный динамик больше не демпфируется и может достигать впечатляющих отклонений по сравнению с указанным Xmax, если нажимать слишком сильно. В заключение, используйте пассивный или активный фильтр, чтобы уменьшить вероятность повреждения динамика.

Демпфирующий материал. Как и в герметичных корпусах, демпфирующий материал можно использовать для уменьшения резонансов панели и стоячих волн. В отличие от герметичного корпуса, вы не заполняете коробку демпфирующим материалом, потому что вы закроете порт. Просто поместите 1-2 ″ абсорбирующего материала на стенки корпуса (на одну из каждой противоположной стороны или все стены).

Заключение

Конструкция динамика с отражением низких частот, хотя и не сложная в сборке, займет немного больше времени для проектирования. Тем не менее, в следующей статье мы расскажем больше о разработке блока отражения басов, потому что мы упомянули только основные принципы (ознакомьтесь с настройками отражения басов). Это не должно мешать вам попробовать что-то более сложное. Построить и спроектировать герметичный корпус довольно просто, и вам обязательно стоит начать с одного из них.Портированные блоки не так терпимы к ошибкам проектирования и сборки. Итак, когда вы готовы сделать шаг вперед и подумать о преимуществах сабвуфера с бас-рефлексом, вы обязательно должны попробовать его.


Список литературы
  1. Кулинарная книга по дизайну громкоговорителей, 7-е издание Вэнса Дикасона (Audio Amateur Pubns, 2005).
  2. Аудио Эксперт: все, что вам нужно знать об аудио от Итана Винера (Focal Press, 2012).
  3. Источник изображения: ссылка.
.
объяснений выравнивания басовых рефлексов — шаг за шагом

Каковы выравнивания перенесенных блоков?

Выравнивание басовых рефлексов похоже на описание того, как будет звучать коробка. Хорошая аналогия была бы с запечатанными коробками. Если вы не читали статью, я призываю вас сделать это, так как это будет иметь больше смысла. Но я все равно кратко объясню. Чтобы рассчитать объем запечатанного ящика, сначала нужно решить, какой Q или вы хотите. Q tc — это коэффициент Q и , Q мс и Q блока.Поскольку Q и и Q мс являются характеристиками громкоговорителей и являются фиксированными, только Q можно изменить, изменив громкость динамика. Обратным образом, зная, какой Q и вы хотите, и учитывая, что Q и и Q мс указаны производителем колонок, вы можете рассчитать громкость динамика.

Герметичные и выравнивания басовых рефлексов

Вот звуковые характеристики, соответствующие различным значениям Q tc для герметичных боксов:

  • Q tc = 0.5: Совершенные переходные процессы, но низкая эффективность.
  • Q tc = 0,707: это число, которого большинство людей пытаются достичь, поскольку оно дает хорошие переходные процессы и плоскую реакцию с минимальным отсечением.
  • 0,7 tc <1,2: лучшая эффективность, несколько ухудшенные переходные процессы, более крутой спад.
  • Q tc > 1.2: Высокая эффективность, плохие переходные процессы, плохая частотная характеристика.

Поскольку перенесенный корпус является более сложным, чем герметичная коробка, это не так просто, как выбрать значение Q tc .Вместо этого есть несколько хорошо известных выравниваний басовых рефлексов, из которых вы можете выбирать. Я провел аналогию с герметичным корпусом, потому что это легче понять, но для отражения басов процесс намного сложнее. Небольшое изменение Q в запечатанной коробке приведет к незначительному изменению ответа. Однако, для отражения баса, может вызвать заметное увеличение или уменьшение в области баса, которые упоминаются как «смещение». У перенесенных ящиков гораздо более крутой спад, и если они сталкиваются с проблемами смещения, это может вызвать серьезные переходные звоны.

Итак, чтобы определить объем коробки и размер вентиляционного отверстия, 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:

Вспомогательные выравнивания

включают активное выравнивание электронного фильтра для достижения желаемого отклика.Этот тип выравнивания не особенно популярен, и мы не будем заострять на нем внимание. Вместо этого мы сосредоточим наше внимание на выравнивании бас-рефлекса без посторонней помощи, которое не требует дополнительных электронных устройств для достижения предсказуемой реакции. Из-за этого более простого дизайна это более широко распространено.

Плоские выравнивания без посторонней помощи

обычно требуют значений Q и ниже 0,4 и делятся на 6 категорий:

  1. SBB 4 или стреловой ящик Super Forth-Order — характеризуется большим коробка, низкая частота настройки (более длинная вентиляция) и хороший переходный процесс (что ставит термин «бум-бокс» на место).
  2. SC 4 или F-Order Sub-Chebyshev — примерно такого же размера корпуса и f 3 , как SBB 4 , но с другой частотой настройки. Несколько ухудшенные переходные процессы по сравнению с SBB 4 .
  3. QB 3 или Квази-Баттерворт третьего порядка третьего порядка — это наиболее популярное вентилируемое выравнивание, поскольку оно дает меньшую коробку и меньшее значение f 3 . Однако переходный отклик не так хорош, как SBB 4 или SC 4 .
  4. B 4 или Forth-Order Butterworth .
  5. BE 4 или Бессель Forth-Order .
  6. IB 4 или Butterworth Inter-Order .

Три последних выравнивания отражения баса называются дискретными выравниваниями , потому что они существуют только для одного значения Q против . Их довольно сложно получить, потому что потери в боксе влияют на величину выравнивания. Из трех дискретных юстировок BE 4 имеет наилучшие переходные характеристики.

Несопоставленные неплоские выравнивания

генерируются с использованием более высокого значения для Q по сравнению с . Эти выравнивания рефлекса баса имеют тенденцию иметь низкую переходную реакцию и частотную характеристику. По этой причине они не подходят для высококачественных аудиоприложений. Однако, если отрицательные части не являются проблемой, неплоские выравнивания могут достигать более низких значений f 3 . Эти выравнивания делятся на 3 категории:

  1. C 4 или Чебышев Forth-Order — могут быть полезны для низких значений пульсаций (менее 1 дБ).
  2. BB 4 или бум-бокс Forth-Order — имеет пик отклика, близкий к спаду, аналогично высоким Q tc герметичных коробок (1.2 или выше).
  3. SQB 3 или Super Quasi-Butterworthworth третьего порядка — это высокое значение Q против расширения выравнивания QB 3 .

Потери в ящиках

Прежде чем мы объясним выравнивание басовых рефлексов, нам нужно сначала поговорить о потерях в ящиках. При изготовлении коробки необходимо учитывать, что возможна утечка воздуха или другие факторы, которые изменят результат.Все эти факторы в совокупности описывают убытки бокса. Вы столкнетесь с тремя основными типами потерь:

  • Утечка воздуха — Q L .
  • Поглощение из демпфирующего материала — Q A .
  • Вентиляционные потери — Q P .

Общие потери (Q B ) представляют собой сумму всех 3, которые складываются следующим образом:

1 / Q B = 1 / Q L + 1 / Q A + 1 / Q P

В сценарии реального мира, где 9009 звукопоглощающий материал отсутствовал бы, или 1 ″ стеновой облицовки, Q A будет минимальным.Кроме того, учитывая, что порт не заблокирован, Q P также ничтожно мал. Итак, когда мы говорим о потерях в ящиках, мы говорим о утечках в ящиках, то есть Q L . В результате различные величины Q L будут влиять на частотную характеристику по-другому.

Регулировка потерь в ящике

При изготовлении ящика необходимо учитывать потери в ящике, а точнее, утечку (Q L ). Итак, перед тем как начать сборку, учтите, что в коробке будет нормальная утечка, которая равна Q L = 7.После того, как вы заполнили коробку, вам нужно будет измерить потери в ячейке и посмотреть, приближается ли значение к 7. Если действительно Q L составляет около 7, то вы можете поздравить себя. В противном случае вам придется принять корректирующие меры.

Как проектировать громкоговорители — видеокурсы

Обнаружение того, что Q L ниже, означает, что вам придется сделать коробку больше. Обычно это означает, что вам придется делать коробку заново. Если Q L выше, то вам придется сделать коробку меньше.Это делается довольно легко, помещая твердые предметы (прямоугольные кусочки дерева) внутри коробки, чтобы уменьшить объем нетто. Если вы боитесь низкого результата Q L , вы можете увеличить объем ящика, а после измерения потерь ящика вы можете уменьшить объем на соответствующую величину.

Как измерить потери в ящиках?

Вы не можете предсказать, сколько потерь вы будете иметь за предопределенный корпус. В результате, только после того, как коробка завершена, вы можете увидеть, насколько это потеря.Чтобы измерить потери в корпусе, вам нужно будет сделать некоторые измерения для динамика и корпуса. После того, как вы получите эти значения, вам нужно будет выполнить несколько вычислений. Поскольку написать все эти формулы довольно сложно, я предпочитаю добавить электронную таблицу Excel, в которую вы вводите необходимые значения, и Q L рассчитывается для вас.

Электронная таблица Excel для расчета Q L : Расчет QL

Объяснение терминов внутри электронной таблицы относительно корпуса:

  • f b — резонансная частота блока.
  • f H и f L — Кривая полного сопротивления корпуса покажет 2 пика. Обратите внимание на частоты, которые соответствуют этим двум пикам. f H представляет значение для большего пика, а f L — значение для меньшего пика.
  • R 0 — полное сопротивление при f b .

Как рассчитать размер коробки с помощью выравнивания басовых рефлексов?

Прежде всего, ознакомьтесь с этой таблицей в формате Excel: таблица выравниваний.Теперь выполните следующие действия:

  1. Выберите желаемое выравнивание и перейдите к соответствующей таблице.
  2. Затем перейдите к столбцу Q L = 7, поскольку это типичный показатель потерь.
  3. Узнайте Q ts вашего водителя, измерив его, или найдите его в техническом паспорте.
  4. Если Q ts ниже 0,4, вы получите ровное выравнивание. Если оно выше 0,4, выравнивание будет неплоским. Вы также можете узнать по пику-дб или рябь-дБ из таблицы (если это 0, он плоский).В той же строке с вашим значением Q ts вы будете иметь: H (коэффициент настройки), α (коэффициент соответствия системы или объем коробки), f 3 / f с (коэффициент f 3 ) ,
  5. Определите V как и f с вашего динамика, либо измерив его, либо просмотрев его в техническом паспорте.
  6. Рассчитать объем коробки: V b = V как / α.
  7. Рассчитайте частоту настройки: f b = H * f с .
  8. Если вы хотите вычислить f 3 , вы можете сделать это, взяв из таблицы значение коэффициента f 3 и умножив его на f с . Вычислить f 3 = (f 3 / f с ) * f с .
  9. Выберите диаметр для порта. Больше лучше. Половина диаметра — это радиус (R).
  10. Рассчитайте длину порта: L v = [(14630000 * R 2 ) / (f b 2 * V b )] — (1.463 * R). Длина и радиус указаны в дюймах, а объем в кубических дюймах.
Давайте сделаем пример из реальной жизни для 8-дюймового вуфера со следующими характеристиками:

Q ts = 0,52; f с = 47 Гц; V как = 7,86 L

  1. Выбранное выравнивание: SQB 3 (поскольку Q ts имеет высокое значение, это неплоское выравнивание).
  2. Глядя в средний столбец, где Q L = 7.
  3. Q ts = 0.52
  4. Н = 0,8116; α = 0,1971; f 3 / f с = 0,6835.
  5. f с = 47 Гц; V как = 7,86 л.
  6. V b = 7,86 / 0,1971 = 39,88 л (2433,63 кубических дюймов).
  7. f b = 0,8116 * 47 = 38,14 Гц.
  8. f 3 = 0,6835 * 47 = 32,12 Гц.
  9. Выбор диаметра 4 дюйма. Это означает, что R = 2 ″
  10. L v = [(14630000 * 4) / (1454,66 * 2433,63)] — (1,446 * 2) = (58520000/3540103.24) — 2,93 = 16,53 — 2,93 = 13,6 ″
Итак, для нашего 8 ″ вуфера мы получили:
  • SQB 3 выравнивания.
  • Объем коробки 39,88 л.
  • Частота настройки 38,14 Гц.
  • f 3 = 32,12 Гц.
  • Порт диаметром 4 ″.
  • Длина порта 13,6 ″.

Заключение

Аналогично Q tc из запечатанных коробок, выравнивание басовых рефлексов работает аналогичным образом. Это похоже на выбор кривой отклика еще до того, как вы сделали коробку.В отличие от закрытого корпуса, Bass Reflex имеет дополнительный элемент (вентиляционное отверстие), и это не так просто, как выбрать значение Q tc . Драйвер Q TS является важной переменной в этом уравнении и будет определять, будет ли выравнивание плоским или неплоским.


Ссылки
  1. Поваренная книга по дизайну громкоговорителей, 7-е издание, Вэнс Дикасон (Audio Amateur Pubns, 2005).
  2. Источник изображения: ссылка.
.
Герметичный корпус объяснен подробно и калькулятор

Герметичный корпус / Закрытый ящик / Акустическая подвеска / Пневматическая подвеска

Это много названий для герметичного корпуса. Объяснение последних имен простое. Поскольку коробка герметична, воздух внутри шкафа действует как пружина. Когда динамик движется, он толкает «пружину», а затем его толкает «пружина», аналогично подвеске, поэтому термин акустическая подвеска Логически, если объем коробки меньше, «пневматическая пружина» ”Жестче.И наоборот, если объем становится больше, эффективность «воздушных пружин» уменьшается.

Слишком большое увеличение объема приведет к отрицательному эффекту пружины, а корпус представляет собой бесконечную перегородку . На самом деле, термин «бесконечная перегородка» — это именно то, на что это похоже, перегородка, которая распространяется бесконечно. Это не приведет к резонансам, дифракции и другим преимуществам. Но в реальном мире мы можем договориться, что бесконечная перегородка — это просто негабаритная запечатанная коробка.

Пара соответствующих параметров T / S

C мс — соответствие подвески (паук и окружающая среда, если быть точным).Если подвеска жесткая, водитель не подчиняется. Таким образом, чем проще переместить динамик, тем он более совместим. C мс измеряется в м / ш.

V как — Воздух внутри шкафа имеет свои собственные требования. Если коробка маленькая, воздух меньше податлив, а если коробка больше, воздух податливее. V как описывает объем воздуха внутри шкафа (измеряется в литрах), где соответствие динамика соответствует соответствию воздуха внутри шкафа.

  • Это упрощение:
    • Если (объем корпуса) < (V как ), то это корпус акустической подвески.
    • Если (объем корпуса) > = (V как ), то он начинает становиться бесконечной перегородкой.
  • Пример: если V при = 30 л и я делаю коробку объемом 29 л или ниже, воздух внутри коробки начинает действовать как подвеска, и я только что сделал акустическую подвеску. Я просто хотел, чтобы все было так просто.Потому что если вы хотите получить действительно технический, термин «акустическая подвеска» действителен только тогда, когда соответствие водителя в 3 раза (или более) больше, чем соответствие коробки.

Почему стоит выбрать герметичный корпус?

Есть много причин, по которым вы хотели бы выбрать герметичный корпус. Вот некоторые из них:

Спад очень плавный

Спад составляет около 12 дБ / октава. Это сравнивается с другими корпусами, такими как Bass-Reflex, который имеет крутой спад около 24 дБ / октава.На этом графике вы можете видеть частотную характеристику драйвера. Синий — для запечатывания, красный — для отражения басов. Давайте рассмотрим, ради аргумента, что они оба играют линейно до 60 Гц, а затем начинают падать. В то время как басовый рефлекс будет звучать громче, чем запечатанный аналог, когда он достигнет резонансной частоты, он начнет быстро спадать, в то время как запечатленный будет продолжать играть даже самые низкие ноты (конечно, при более низком выходе). Из графика видно, что запечатленные игры при 30 Гц громче, чем басовые рефлексы, благодаря этому плавному спаду.Пожалуйста, поймите, что этот график существует только для того, чтобы подчеркнуть, что в реальной жизни все не так идеально.

Имеет отличный переходный отклик

Это означает, что динамик очень «живой». Он может без особых усилий воспроизводить кратковременные внезапные звуковые волны, например, барабаны. Для хорошего переходного процесса динамик должен запускаться и останавливаться именно тогда, когда это необходимо. Внутренняя воздушная «пружина», которая действует как подвеска, помогает в достижении этих хороших переходных процессов.Также помогает тот факт, что он имеет пологий спад в 12 дБ / октава.

Сложность строительства очень проста .

Вам просто нужно убедиться, что коробка не пропускает воздух, и вы в значительной степени настроены. Единственное, что вам нужно рассчитать заранее — это внутренний объем коробки. Теперь нет конкретного лучшего уровня громкости для каждого динамика. Вам просто нужно понять, для чего вы его используете, каков ваш вкус к звуку, а затем вы можете рассчитать громкость коробки.Вмешательство в объем влияет на другой параметр T / S (называемый Q).

Как проектировать громкоговорители — видео курсы

Мы поговорим о Q через секунду и как это влияет на частотную характеристику. Помимо того факта, что его легко построить, если вы неправильно сделали объем после того, как сделали коробку, это не так уж важно. Допустим, вы хотели герметичный корпус на 25 л, и после того, как это сделано, из-за некоторых строительных ошибок у него есть 28 л. Он будет звучать хорошо даже с дополнительными 3 л.Для полосы пропускания такого рода ошибки являются катастрофическими для конечного результата. Вы даже можете купить сборных коробок , так как единственной переменной является объем.

Основным негативным моментом для герметичного корпуса является низкая эффективность. Для сравнения с бас-рефлексом: вам понадобится усилитель мощностью 200 Вт для управления определенным сабвуфером в запечатанном корпусе, на том же выходе, вам понадобится всего 100 Вт для управления тем же сабвуфером в корпусе с бас-рефлексом. Sealed будет звучать плотно и глубоко, но не громко (если только вы не качаете серьезные ватты).Если вы хотите громко, есть, конечно, лучшие варианты там.

Наполнение / заполнение коробки

Распространенной практикой является заполнение коробки абсорбирующим материалом. Может быть использовано много материалов: полиуретан, стекловолокно, волокно из ацетата целлюлозы, длинноволокнистая вата и т. У наполнения есть различные преимущества:

Поглощение стоячих волн

Весь смысл в том, чтобы отделить волны, генерируемые передней частью динамика, от тех, которые генерируются задней.Очевидно, что поглощение некоторых обратных волн принесет пользу.

Уменьшает резонансы панели

Размещение впитывающего материала на стенках корпуса обеспечивает низкие резонансы. Толщина демпфирующего материала важна, если вам необходимо поглощать звуковые волны определенных частот. Задняя панель — это та, которая больше всего нуждается в этом демпфировании, потому что задние волны отражают заднюю панель, возвращаются к динамику и выходят через динамик.

Увеличивает внутренний объем коробки

Это немного сложнее понять, но технический термин — изотермическое распространение.Давление и температура взаимосвязаны (например, если давление повышается, температура повышается). В нашем случае мы говорим о звуковом давлении. Теперь, когда мы добавляем в смесь увлажняющий материал, это в некоторой степени создает эту изотермическую среду. Этот материал, хотя и не является хорошим проводником температуры, он проводит температуру лучше, чем воздух. В этом случае давление падает, что означает, что скорость звука падает, что означает, что податливость коробки возрастает, что в точности то же самое, что увеличение размера коробки.Добавление начинки в коробку приведет к увеличению объема на 15-25%. Мы говорим об эффектах, которые происходят при увеличении громкости, потому что, очевидно, физический размер коробки останется прежним.

Повышение эффективности

Если демпфирование коробки выполнено правильно, вы ожидаете повышения эффективности до 15%. Вот как выглядит сумка из поли наполнителя .

Q

Когда люди говорят о Q, они пытаются описать демпфирование водителя или всю конфигурацию водителя / коробки.В действительности, Q — это сложный термин, он учитывает все механические, электрические и пневматические свойства динамика / корпуса и описывает, как он влияет на резонанс. Так что это фактически описывает демпфирование в обратном направлении. Это упоминается как фактор качества, но общепринято, что оно описывает демпфирование.

  • Более точно:
    • Когда Q понижается => демпфирование повышается.
    • Когда Q повышается => демпфирование снижается.
Что это за демпфирование?

Конус имеет тенденцию сильно вибрировать при резонансе, и демпфирование контролирует это.Разбиваем демпфирование на более мелкие части:

  • Q мс : Механический Q. Он описывает демпфирование, создаваемое подвеской водителя: объемного звучания и паука динамика.
  • Q и : электрический Q. Он описывает демпфирование, создаваемое катушкой-магнитом в сборе. Когда катушка движется через магнитное поле, она генерирует ток, который противодействует этому движению (отсюда и электрическое демпфирование).
  • Q ts : Итого Q. Это число, которое вам понадобится при определении желаемого объема коробки: Формула: 1 / Q тс = 1 / Q мс + 1 / Q и ,
  • Q tc : описывает общее значение Q, если принять во внимание также демпфирование коробки.
    • При увеличении громкости коробки => Q и т. Д. уменьшается.
    • При уменьшении громкости коробки => Q tc увеличивается.
Демпфирование динамика колонки (Q tc )

Когда вы регулируете громкость коробки, вы в основном пытаетесь достичь определенных значений Q tc , потому что эти значения преобразуются в характеристики, которые имеют следующие описание:

  • Q tc = 0.5: идеальные переходные процессы, но низкая эффективность (чрезмерно затухающие).
  • Q tc = 0,707: это число, которого большинство людей пытаются достичь, поскольку оно дает хорошие переходные процессы и плоскую реакцию с минимальным отсечением.
  • 0,7 tc <1,2: повышенная эффективность, несколько ухудшенные переходные процессы, более крутой спад.
  • Q tc > 1.2: Высокая эффективность, плохие переходные процессы, плохая частотная характеристика (при демпфировании).

Как проектировать громкоговорители — видеокурсы

Что касается значения Q и , вы можете стремиться получить 0.7 значение, и вы не ошибетесь. Вы можете немного подняться, например, на 0,8-0,9, чтобы получить немного более забавный звук, который будет переводиться в несколько дБ на нотах баса (за счет кратковременного отклика). Переход к Q tc из 1.2 — это толчок, и он должен делать это только в том случае, если пространство является важным фактором и вам нужна небольшая коробка. Вам следует избегать выхода за пределы 1,2, потому что вы получите «НЧ-динамик с одной нотой». Это означает, что он будет воспроизводить очень узкий частотный диапазон, громкий (см. График), и он будет подавлять остальную часть частотного спектра.

Чтобы рассчитать Q и , объем ящика (V c ) в соответствии с требуемым Q и и резонансную частоту ящика (f c ), используйте следующие формулы:

  • Q tc = Q ts * (V как / V c + 1) 1/2
  • V c = V как / [(Q tc / Q ts ) 2 -1]
  • f c = f с * (V as / V c +1) 1/2
  • f 3 = { {(1 / Q tc 2 -2) + [(1 / Q tc 2 -2) 2 + 4] 1/2 } / 2} 1/2 * f c

Рекомендованные динамики для герметичного корпуса

Если вы хотите построить герметичный корпус, выбрать правильный сабвуфер будет очень легко.Вы смотрите на низкий резонанс свободного воздуха (F s ), высокую массу конуса и длинные звуковые катушки. Не стоит слишком увлекаться реальными значениями, потому что большинство из них будет хорошо работать в запечатанном корпусе. Если вы действительно хотите получить более техническую информацию, вы можете рассчитать коэффициент полезного действия (EBP)

  • EBP = F с / Q es
    • Если EBP около 50 или меньше, то низкочастотный динамик подходит для герметичного.
    • Если EBP> 100, то низкочастотный динамик подходит для отражения низких частот.
    • Если EBP находится между 50 и 100, то это хорошо для закрытого или басового рефлекса.

Также следует учитывать длину звуковой катушки, поскольку в герметичном корпусе сабвуфер будет иметь более продолжительный отклонение, чем эквивалентный басовый рефлекс.

  • Что вы ищете для этих X макс. значений (пожалуйста, не особо подчеркивайте это):
    • Для небольших низкочастотных громкоговорителей (6 ″ — 8 ″) X макс. должно составлять 2-4 мм. ,
    • Для больших вуферов (10 ″ — 12 ″) X макс. должно быть 5–8 мм.

Заключение

Когда вы строите корпус, вы должны сосредоточиться на герметизации коробки. Вы можете убедиться в этом, нанеся силиконовый герметик на все соединения. Если вы сделаете это, убедитесь, что вы еще не установили динамик, потому что пары свежего силикона «атакуют» динамик. Удостоверьтесь, что вы дали ему отдохнуть не менее 12 часов, прежде чем поместить его в динамик.

После выяснения, какой Q или вы хотите поразить, вы можете узнать объем коробки. Примите во внимание, что после того, как вы вычислили чистый объем коробки, вы должны добавить объем, смещенный сзади водителя (магнитная сборка), кроссоверов, креплений и т. Д., Чтобы вы получили общий объем коробки. Кроме того, если вы добавите начинку, это эффективно увеличит объем коробки, так что имейте это в виду. Если вы строите свою первую акустическую систему, то, вероятно, безопаснее сделать герметичный корпус.


Список литературы
    1. Поваренная книга по дизайну громкоговорителей, 7-е издание Вэнса Дикасона (Audio Amateur Pubns, 2005).
    1. Карманный справочник Newnes Audio и Hi-Fi инженера Вивиана Капелма (Elsevier, 2016).
    1. Аудиоэксперт: все, что вам нужно знать об аудио Этана Винера (Focal Press, 2012).
  1. Источник изображения: ссылка.
.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *