Как рассчитать объем сабвуфера по динамику – Инструкция, как расчитать короб для сабвуфера

Как рассчитать короб для сабвуфера ⋆ Doctor BASS

Расчет короба для сабвуфера

Итак, вы определились с сабвуфером, подобрали к нему усилитель, выбрали акустическое оформление и решили самостоятельно изготовить корпус. Перед тем как создать чертеж вам нужно рассчитать короб для сабвуфера, то есть получить исходные данные. Для закрытого ящика — это объем; для фазоинвертора — это объем корпуса, площадь сечения порта и его длина; для четвертьволнового резонатора — длина и площадь сечения тоннеля; для бандпассов — объем отсеков, площадь и длина портов, форма корпуса. Все эти параметры нужно рассчитать и для этого применяются специальные программы. Основой для всех калькуляций являются параметры Тиля — Смолла.

Смысл правильного расчета сабвуфера заключается в том, что бы спроектировать такое оформление, в котором динамик будет выдавать бас, подходящий для ваших вкусов и музыкальных предпочтений. Например, для закрытого ящика плавность АЧХ и характер звучания будет зависеть от объема корпуса, который вам нужно будет подобрать исходя из характеристик вашего сабвуферного динамика; для фазоинвертора частота настройки и горб АЧХ зависит от объема корпуса, объема порта, его длины формы и сечения и т.д.

Программы для расчета корпуса сабвуфера

JBL speaker shop

Программа для расчета оформления динамиков и сабвуферов в частности. Программка старая и не работает с последними операционками, но до сих пор лучше ничего не придумано, по этому приходится применять небольшие ухищрения для работы. Программа строит графики АЧХ, учитывает передаточную функцию салона, учитывает параметры Тиля — Смолла — то есть все что нужно, чтобы правильно рассчитать короб для сабвуфера.

BassBox 6 Pro

Программа для расчета сабвуферов, работает на основах JBL speakershop, в 5й версии у них был  даже одинаковый интерфейс — в 6й его изменили. Но программа работает хорошо и

кому-то возможно будет удобнее работать с ней.

 

 

Bassport

Узконаправленная  программа, предназначена для  расчета портов фазоинвертора, корпус в ней не рассчитать. Все внимание направлено на проектирование портов, учитывает воздушные потоки, формы,  расстояния до стенок и перегородок.

 

UniBox (Unified Box Model)

Очень простая программка, работает на  Microsoft Windows Excel 2000. Может симулировать уровень звукового давления, кривую импеданса динамиков, АЧХ и т.п.

---

Скачать программы в разделе ЗАГРУЗКИ

---

Какую программу выбрать

Для расчета корпуса сабвуфера мы рекомендуем пользоваться JBL speakershop или BassBox 6 Pro:

Объем корпуса и площадь порта для сабвуфера

Фундаментом для расчета является объем предполагаемого корпуса, а от него зависит площадь порта.

Любой корпус содержит в себе какой-то объем воздуха. Так вот на определение оптимального размера влияет большое количество факторов:  это ход  динамика, резонансная частота, мощность, передаточная функция салона, сама настройка корпуса и т.п.  Тем не менее, проходя через воронку всех этих зависимостей, на выходе проявляются какие-то общие результаты и диапазоны, которые и применяются для первоначального определения объема. Диапазоны эти привязаны к площади диффузора динамика, как к одному из основных параметров. Даны они в кубофутах, это результаты множества опытов энтузиастов АЗ по всему миру, но нужно отметить что наибольший вклад внесли конечно американские коллеги. Такие диапазоны стали формироваться на американских форумах с начала 2000 годов, так же сюда замешаны общие рекомендации разных производителей и вот выведены примерные значения, которые все это время проверялись практикой и незначительно корректировались.

Если перевести в понятные нам литры, то получатся вот такие цифры.

Это лишь примерные рамки для отправной точки расчетов. Так как зависимостей очень много, и разные динамики в одном и том же объеме будут играть по разному. Так же один и тот же корпус в разных системах так же будет звучать по разному. Так вот для нахождения оптимального объема нужно учесть основные факторы, которые влияют на поведение сабвуфера.

Расчет корпуса закрытого ящика

Объем закрытого ящика влияет на итоговую резонансную частоту и добротность динамика.  И от этого будет зависеть на сколько динамик будет низко играть  и какой будет характер звучания.

Как ориентироваться в представленном диапазоне.

1) Смотрите на линию рассчитанной АЧХ в программе для расчета и подбирайте  тот предполагаемый график звучания, который вам подходит.

2) Так же ориентируйтесь на такой объем, что бы итоговая добротность была близка к 0,7.

3) Учитывайте мощность. В случае если усилитель у вас чуть меньше РМС сабвуфера и соответственно связка будет настроена на номинал усилителя. Двигайтесь в большую сторону, если же усилитель настроен на номинал динамика или просто равен по заявленной мощности сабвуферу – берите среднее значение. Если же вы очень опытный любитель АЗ и учли подъемы импеданса понижения напряжения и тп. и настроили мощный усилитель выше заявленного номинала динамика, что бы выжать из сабвуфера максимум, тогда ужимайте объем.

Чем больше объём ящика, тем легче двигаться диффузору и тем эффективность больше что и нужно на сравнительно малой мощности. Меньший  же объем имеет большую упругость и будет являться своего рода подушкой безопасности для динамика, что нужно на повышенных мощностях.  Это относится не только к ЗЯ но и к ФИ так как большой объем при высокой мощности может приводить к не достаточному демпфированию динамика на частоте настройки или превышению хода на других частотах.

К примеру, возьмем 10 саб с RMS 300 Вт, а усилитель — 250 Вт. В таком случае ориентируйтесь на объем в районе 18-20 литров.

Но при этом не забывайте про добротность и примерную АЧХ.  Вот среди этих параметров и нужно искать компромисс.

Расчет корпуса фазоинвертора

В случае с объемом действуйте так же как с ЗЯ. Только вместо добротности добавляется зависимость объема от настройки корпуса. Настройкой называют частоту, на которой сабвуфер будет наиболее эффективно работать, а соответственно и громче играть.

Настройка корпуса выбирается из музыкальных предпочтений. Если грубо то Low, srewed и всевозможные заниженные треки это 27-33 Гц; рэп, дабстеп и тп. 30-37 гц; джаз, рок инструментал, клубная музыка 40-45 Гц; а если всего понемногу – это 35-40 Гц.

Общее такое правило, чем ниже настройка, тем больше объем. Это связано с резонансной частой, а так же дает меньшее удлинение порта при понижении настройки.

Ориентируйтесь на максимум объема для настройки ниже 30 Гц и на минимум при настройке свыше 40 Гц.

Таким образом, при определении объема в представленных диапазонах ищите компромисс между мощностью настройкой и формой АЧХ.

Для фазоинвертора нужно еще определять площадь порта. Вообще основная задача, сделать порт таким, чтобы скорость в нем не превышала определенных значений, после которых, могут появляться шумы или чтобы он не запер ящик. Либо чтобы порт не был слишком большим, для правильной нагрузки сабвуфера.

Существует общая рекомендация  12 – 16 дюймов на кубофут. То опять же примерный диапазон. И площадь порта зависит, в том числе от мощности сабовой связки и чем итоговая мощность выше, тем больше нужен порт и наоборот. На слабых мощностях большой порт не нужен. Но это не все,  тут еще нужно учитывать форму порта, внутреннюю его площадь, шероховатость и тп. Как видите, опять все уходит гораздо глубже и из теории можно не выбраться. К счастью существует безопасное значение это как раз верхнее значение рекомендаций 16 квадратных дюймов на 1 кубофут объема или 3,65 кв.см. на 1 литр объема для щели. Для круглого порта можно использовать 3,2 3,65 кв.см. на литр. Эти значения гарантированно дадут вам порт, который будет хорошо работать в абсолютном большинстве переменных, даже не смотря на некоторые допущения и опускание некоторых зависимостей.

В принципе с опытом приходит понимание, где можно уменьшить порт, возможно для экономии места или иногда нужно правильно нагрузить связку на малой мощности. Но и данные рекомендации на 1 литр  не разочаруют и это отношение можно применять практически всегда.

Итоги

Итак, подведем итог. Чтобы подобрать объем для закрытого ящика определяемся с размером динамика и, учитывая итоговую добротность , мощность и разумеется саму АЧХ  выбираем объем из предложенного диапазона.

Для объема фазоинвертора берем во внимание АЧХ, мощность и желаемую настройку. Чтобы найти площадь порта в квадратных сантиметрах умножаем объем на 3 ,65. А длину уже считаем в программе для расчета которая вам нравится.

Видео

Представленные ниже видеоролики еще больше помогут вам в понимании принципов расчета сабвуферов. Но если вдруг, у вас нет времени или вы попросту не хотите разбираться, то можете заказать расчет у нас. Это услуга есть в нашей группе в ВК — вот ссылка на заявку.

Видео о выборе объема и порта:

Ролик о том, как преобразовать нужный объем в размеры будущего ящика:

Удачи в расчетах!

Читайте еще:

Жмите на кнопку, что бы поделиться материалом:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

doctorbass.ru

Автозвук своими руками — Расчет фазоинверторного корпуса

Расчет фазоинверторного корпуса (короба) можно разложить на 3 части, но перед этим необходимо найти параметры Тиля-Смола для сабуферного динамика иначе не чего не выйдет. Для расчета ФИ короба достаточно трех параметров Fs, Vas и Qts

• Fs – резонансная частота динамика, указывается в Гц (герцах).
• Vas – эквивалентный объем, указанный в литрах.
• Qts – полная добротность динамика. 

Данные параметры можно найти в инструкции к сабвуферному динамику или на сайте производителя.   

1. Расчет чистого объема и частоты настройки порта фазоинвертора.

 Чистый объем (Vb) – это внутренний объем короба, без учета объема порта фазоинвертора и объема вытесняемого динамиком.

 Настройка порта (Fb) – это конфигурация порта (длинна, ширина, высота) относительно чистого объема корпуса, настроенного на определенную частоту, для ее усиления, что приводит к формирования нужной АЧХ.   

 Данный расчет мы можем произвести в программах JBL SpeakerShop или BassBox 6 prо. Я рекомендую использовать первую, она проще и намного понятнее. В программе вводим параметры Fs, Vas и Qts, далее изменяя значения Vb (объем) и Fb (настройка порта) добиваемся желаемого графика АЧХ. Для универсального короба график должен быть не сильно горбатым с пиком в районе 35Гц — 40Гц. Если с программой возникли какие либо трудности, инструкцию к ней можно посмотреть здесь.  

 

  В программе мы узнали какой чистый объем короба и настройка порта нам нужна, в данном примере Vb — 45л. Fb — 36Гц.   

2. Расчет порта фазоинвертора.

Расчета порта фазоинвертора будем выполнять в программе BassPort.

 Вводим в программе:

• Необходимую частоту настройки порта ФИ (Fb)
• Полученный ранее чистый объем ящика (Vb)
• Эффективную площадь диффузора сабвуферного динамика (замеряется, длинна по центру динамика от одной середины подвеса до противоположной середины подвеса)
• Максимальный ход диффузора в одну сторону (указывается в инструкции или на сайте производителя как Xmax, может быть указан как в одну сторону, так и сразу в обе)
• Вводим размеры порта W и h
• Нажимаем кнопку пересчитать. 

 В данном примере рассчитан щелевой порт, выстой 35см и шириной 4см, длинна которого составила 61см и имет объем 8,5л. (округленно)   

 При подборе размеров порта нельзя, что бы длинна порта L превышала 1000мм., а максимальная скорость воздуха на выходе была красной.  

 3. Считаем общий объем корпуса ФИ и делаем чертеж.

 У нас есть следующие данные, которые необходимо сложить, что бы получить общий объем короба (грязный объем)  — чистый объем 45л., объем порта 8,5л., а так же добавляем сюда объем который вытеснит сам динамик, это в пределах 2-4л. возьмем в данном случае 3л., но так как это щелевой порт и одна из стенок так же вытеснит какой то объем, его тоже нужно учесть, здесь же это будет 4л. 

 Для расчета литража стенки, умножаем длинну внутренней стенки порта на высоту и толщену, затем делим на 1000. 

 Считаем: 45+8,5+3+4= 60,5л. 

 Итого нам нужен короб с общим объемом 60,5л.

 Переходим к чертежу короба.

 У нас есть объем 60,5 литра. Замеряем багажник, смотрим какие габариты нас устроят, например: высота — 39см, длина – 50см осталось узнать ширину. Отнимаем от высоты и длинны толщену стенок в данном случае это 2см и получаем: высота – 35см., длинна 46см. 

 Теперь считаем ширину короба:  60,5 • 1000 ÷ 35 ÷ 46 = 37,57см (округлим до 38см) – ширина корпуса, без учета стенок, со стенками будет 42см.

 Ну а дальше чертим или рисуем.

 Вот так, выглядит расчет фазоинверторного корпуса под определенный сабвуферный динамик, который будет играть так как нужно нам.  

xn—-7sbbce1bhcohohb2cfm1mqa.xn--p1ai

Параметры Тиля — Смолла (Fs, Qts, Vas) ⋆ Doctor BASS

Параметры сабвуфера Fs, Qts, Vas. Параметры Тиля — Смолла

Тиль и Смолл

Тиль и Смолл это два ученых, которые сформировали единый, общепринятый подход к вычислению характеристик низкочастотных динамиков на основе основных параметров (Fs, Qts, Vas).

Невил Тиль/A. Neville Thiele (слева), Ричард (Рихард) Смолл/Richard Small (справа)

Параметры Тиля — Смолла определяют поведение динамика в диапазоне низких частот

Для нас с вами эти параметры очень важны, так как они используются для расчета правильного акустического оформления динамика или проще — для расчета корпуса сабвуфера. Все необходимые данные вы можете найти в технической документации на саб, часто они указываются и на коробках. Ниже мы подробнее рассмотрим основные параметры для понимания звуковых процессов и нюансов при выборе сабвуфера.

Параметры (Fs, Qts, Vas)

Fs — резонансная частота динамика

Резонансная частота (Fs) — частота резонанса сабвуфера без акустического оформления (без корпуса).

Fs меньше 25 Гц считается низкой, а больше 40 Гц — высокой. Резонансная частота  зависит от общей жесткости подвеса сабвуфера  и массы его подвижной системы. Общая жесткость, в свою очередь, зависит от жесткости центрирующей шайбы и жесткости подвеса диффузора. 

Развернуть расчет Fs

Fs — резонансная частота динамика, Гц

,

где:

Сms — гибкость подвеса подвижной системы динамика, м/Н,

Mms — масса подвижной системы (включая массу двигаемого воздуха), кг.

Qts — полная добротность

Полная добротность (Qts)  — это упругость (контроль) динамика в районе резонансной частоты (Fs).

Другими словами — чем выше добротность, тем сильнее «болтается» саб в районе своей резонансной частоты (Fs), а чем ниже, тем эффективнее колебания гасятся (контролируются).

Складывается из механической добротности, которая зависит в основном от материала центрирующей шайбы, а не подвеса диффузора, как многие думают и электрической добротности, зависящей от величины магнита, длины обмотки катушки и ширины зазора в магнитной системе. От полной добротности механическая составляет 10-15%, а электрическая 90-85%, соответственно.

Низкой добротностью считается значение 0.3-0.35, высокой — 0.5-0.6.

Развернуть расчет Qts

Qts — полная добротность на частоте Fs,

,

где:

• Qms — механическая добротность на частоте Fs,

,

Fs — резонансная частота динамика, Гц,

Mms — масса подвижной системы (включая массу двигаемого воздуха), кг,

Rms — механическое сопротивление подвеса подвижной системы (определяет «потери» в подвесе), Н·с/м,

• Qes — электрическая добротность на частоте Fs,

,

Mms — масса подвижной системы (включая массу двигаемого воздуха), кг,

Fs — резонансная частота динамика, Гц,

Re — сопротивление звуковой катушки, Ом,

Bl — коэффициент электромеханической связи (индукция поля в магнитном зазоре умноженная на длину провода звуковой катушки), Тл·м.

Vas — эквивалентный объем

Эквивалентный объем (Vas) — объем воздуха в корпусе, обладающий той же упругостью, что и сабвуфер. Зависит от жесткости подвеса и площади диффузора (диаметра) динамика.

Чем больше диаметр и мягче сабвуфер, тем больше Vas.

Нужно отметить особенность  связи Vas и Fs. Так как, резонансная частота (Fs)  определяется жесткостью подвеса и массой подвижной системы, а эквивалентный объем (Vas) — диаметром диффузора и той же массой подвижки, может получится, что  два сабвуфера одного диаметра и с одинаковой Fs будут совершенно разными — один тяжелый и жесткий, другой легкий и мягкий. Соответственно, эквивалентный объем для этих динамиков будет совершенно разным, как и размер правильного корпуса — вот почему данный параметр очень важен при расчетах короба для саба.

Развернуть расчет Vas

Vas — эквивалентный объем, л,

,

где:

• ρ — 1,18421 кг/м³ — плотность воздуха при температуре 25 °C и влажности 0 %,
• с — 346,1 м/с — скорость звука при 25 °C,
• Sd — площадь диффузора, м.

Видео

Используйте параметры  Тиля — Смолла для того, чтобы рассчитать корпус для сабвуфера. Применяйте эти параметры для правильного выбора типа корпуса сабвуфера (ЗЯ, ФИ, ЧВ, FreeAir) или для подбора динамика под задуманный тип, как это правильно сделать читайте здесь.

Читать еще:

Жмите на кнопку чтобы поделиться материалом:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

doctorbass.ru

FAQ по динамикам и сабвуферам

В связи с множественными вопросами, как рассчитать корпуса длядинамиков я выкладываю несколько статей, связанных с расчетом акустического оформления для динамиков. Не забываем, что акустическое оформление важно для НЧ-головок. 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 Worrld , АМ и (немного) личного опыта . HЕ 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 «Товарищч, 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.

• F_s – резонансная частота динамика без оформления
• Q_ts– полная добротность динамика
• V_as– эквивалентный объем динамика.

[Q] Как измерить T/S параметры?

[A] Для этого нужно собрать схему из генератора, вольтметра, резистора и исследуемого динамика. Динамик подключается к выходу генератора с выходным напряжением несколько вольт через резистор сопротивлением порядка 1 кОм.

1. Снимаем V(F)=АЧХ сопротивления динамика в области резонанса. Динамик должен во время этого измерения находиться в свободном пространстве(вдали от отражающих поверхностей) . Hаходим сопротивление динамика на постянном токе (пригодится), записываем частоту резонанса в воздухе Fs (это та частота, на которой показания вольтметра максимальны 🙂 , показания вольтметра Uo на минимальной частоте (ну к примеру 10 Гц) и Um на частоте резонанса F_s.

2. Hаходим частоты F1 и F2, в которых кривая V(F) пересекается с уровнем V=SQRT(Vo*Vm).

3. Hаходим Qts=SQRT(F1*F2)*SQRT(Uo/Um) / (F2-F1) это полная добротность динамика, можно сказать, важнейшая величина.

4. Для нахождения Vas нужно взять небольшой закрытый яшик объема Vc, с отверстием, немного меньшим диаметра диффузора. Плотно прислонить динамик к отверстию и повторить измерения. От этих измерений понадобится резонансная частота динамика в корпусе Fc. Hаходим Vas=Vc*((Fc/Fs)^2-1).

Эта методика написана в Аудио Магазине •4 за 99 год. Я ее не проверял.. Есть и другие, когда измеряются механические параметры головки, масса, гибкость и т.п.

[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.

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

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

• F_s/Q_ts >30 (?) экран и открытый корпус
• F_s/Q_ts >50 закрытый корпус
• F_s/Q_ts >85 фазоинверторы
• F_s/Q_ts >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

F_с=F_s*SQRT(1+V_as/V)

,а приближенная формула, связывающая резонансные частоты и добротности головки в корпусе (индекс «с») и в открытом пространстве (индекс «s») F_c/Q_tc=F_s/Q_ts

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.

[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) Q_ts < 0,3 -наиболее гладкой будет кривая квазитретьего порядка Б) Q_ts = 0,4- лучше описывается баттервортовскими кривыми В) Q_ts> 0,5- придется допустить волны на АЧХ, по Чебышеву. В случае А) фазоинвертор настраивается на 40-80% выше частоты резонанса В случае Б)-на частоту резонанса, В случае В) 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 програмку типа WinspeakerZ : http://www.trueaudio.com/downloads/winspkse.exe 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.

baseacoustica.ru

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.

1avtozvuk.ru

Как рассчитать короб для сабвуфера

Как рассчитать короб для сабвуфера своими руками

 

   Когда-то встала задача сделать хороший и качественный звук в своей машине, в дополнение к колонкам, решил что для НЧ звучание, мне необходим сабвуфер. Но от готового решения купить готовый сабвуфер заставило отказаться цена,и материалы короба.Качественным будет сделать сабвуфер своими руками. И начал с расчета короба под нч динамик.

 

 

 

Итак, представляю вашему вниманию Динамик HERTZ ES 300.

Общие характеристики:
Тип сабвуфер
Типоразмер 30 см (12 дюйм.)
Количество полос 1
Мощность 350 Вт (номинальная), 700 Вт (максимальная)
Чувствительность 92 дБ
Диапазон воспроизводимых частот 25 — 250 Гц
Импеданс 4 Ом

 

Сабвуфер:
Корпус нет
Рекомендуемый корпус закрытый ящик, фазоинверторный

 

НЧ-динамик:
Размеры 300 мм
Материал диффузора пресованная целлюлоза
Материал подвеса пористая резина
Установочная глубина 141 мм
Установочное отверстие 276 мм

 

Электро-акустические параметры:

    Теперь необходимо знать какого типа бывают короба сабов.

    Есть ЗЯ (самая простая кострукция, из названия все понятно), есть ФИ (Фазоинвертор) ЗЯ но с портом (порт бывает круглый(кусок трубы пластиковой) или щелевой (внутри короба делают дополнительные стенки определенной длины и объема, так же есть рупор, есть ЧВ(как я называю багажник давай до свидания) и многое другое. Я для себя выбрал ФИ самое приемлемое для меня. Позже через годик сделаю ФИ с двумя динами. Но сейчас не об этом. Тип Корпуса выбран.
      Теперь необходимо прикинуть чистый объем ( у меня он 50 литров) и в зависимости от музыки которую вы слушаете выбираем частоту порта ( у меня 35 ГЦ, что то среднее и более для всех форматов музыки).
Далее скачал программу JBL SpeakerShop абсолютно бесплатная. Пользуясь мануалом, а именно

 

 

    Я ввел даныые своего динамика желаемый чистый объем и настройку порта.
Подводя итоги:
Чистый объем — 50 литров
Нстройка 35 Гц
Порт — 5×32 см
Длина порта — 70 см
Зная это открываем следующее видео и расчитываем короб

 

    Вот что у меня получилось

Расчет Закончен. Фанера куплена. Переходим к следующему этапу.

Фанера была распилена на следующие куски:

А — 69,6х35,6 см — 2 шт
В — 32х32 см
С — 69,6х32 см
D — 33,8х32 см
E — 62,8х32 см
F — 36,2х32 см
G — 25,2х32 см

   Все отпилил минут за 15 электро-лобзиком. В кое каких местах срезы получились не идеально ровными их немного пришлось шлифовать очень грубой шкуркой (80) прибитой к брусочку, чтобы сделать плоскость.Сначала к доске А прикручиваем доску B,

затем C

и D.

   Далее берем стенку Е и лобзиком отрезаем отверстие под динамик диаметром 276 мм. Потом к стенке E прикручиваем стенку порта G

   Перед тем как соединить 2 заготовки грунтуем и закрашиваем порт черной краской, прикручиваем и накрываем нашу «будку» крышкой… прикручиваем))

и с левого бока делаем отверстие для терминала.

    Перед тем как прикручивать стенку к стенке, на все стыки наносил герметик. затем по краям стягивал 2 саморезами (по 1 с каждого края) временно, лишний силикон выдавился, убираем его туалетной бумагой или салфеткой. Затем берем 2 сверла. Сверлом 2,5 мм сверлим примерно 5 см отверстие, затем сверлим 9 мм сверлом углубление для шляпки. Лично я делал промежутки в 3 см между саморезами. прикрутили. ждем минут 40 и прикручиваем далее по порядку доску за доской. После того как прикрутили стенки A B C D на все внутренние стыки наносим силикон и срезаем пальцем, окутанным салфеткой ( я срезал строительным ластиком для силикона, на углах этого ластика разные срезы по мм). Смысл в том что все стыки внутренние с обилием должны быть промазаны силиконом, чтобы воздух вытесняемый сабом не выходил через щелку и он не свистел. Как все собрал промазал отверстия от саморезов силиконом и срезал под плоскость.

   На 88 клей клеим карпет… выложу видео по котрому наклеил.

 

 

и вот фото в машине))

Есть некоторые косяки по углам при поклейки карпета но это мой первый опыт…

Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!

vashesamodelkino.ru

Объёмы акустического оформления | журнал АвтоЗвук

На камне выбито: одна из фундаментальных зависимостей электроакустики запрещает одновременно увеличивать чувствительность и уменьшать нижнюю граничную частоту громкоговорителя и объём оформления. А если не выбито, так надо выбить…

Это — к скульпторам. Мне же давно хотелось прояснить, как именно эта зависимость реализуется. Результатам этих прояснений и посвящены эти заметки. Для начала пара предварительных замечаний. Под чувствительностью громкоговорителя повсюду в пределах данного материала (если не сказано иного) будет подразумеваться так называемая опорная чувствительность (reference sensitivity), то есть чувствительность на тех частотах, где амплитудно-частотная характеристика системы имеет более или менее прямолинейный горизонтальный характер, или, как говорят акустики, нормированная частотная характеристика имеет единичное (более или менее) значение. Реальная чувствительность системы в некоторой полосе может быть как выше опорной (если в данной полосе наблюдается акустическое усиление), так и ниже неё (если имеет место спад АЧХ). В большинстве формул, однако, вместо чувствительности фигурирует значение КПД (опорного КПД) громкоговорителя η (это по-гречески, по-нашему — «эта»), которое связано с чувствительностью SPL простой зависимостью:

(1a)     η = 6,026 10^-1210^SPL/10,

(1b)     или SPL = 10lg(η/6,026 10^-12)

Один из вариантов записи формулы для вычисления КПД электродинамического преобразователя выглядит так:

(2a)     η = 4π² Fs³ Vas/(c³ Qes)

Здесь, как всегда,
Fs — частота собственного резонанса головки (Гц),

Vas — эквивалентный объём воздуха (м³),

Qes — электрическая добротность головки,

c — скорость звука в воздухе (334 м/с).

Первый и самый простой вывод, который следует из рассмотрения формулы (2), заключается в том, что один из параметров Тиля — Смолла связан с двумя другими через КПД преобразователя, в частности, для эквивалентного объёма можем записать:

(2b)     Vas=c³Qes η/(4π²Fs³)

Итак, для головки с фиксированным значением Qes мы можем получить зависимость эквивалентного объёма Vas от аргументов (или SPL) и частоты Fs. Чтобы перейти от Vas к объёму ящика Vb (на данном этапе рассматриваем только закрытый ящик — ЗЯ), потребуется значение целевой добротности головки в ящике Qtc и полной добротности головки на воздухе Qts. Параметр Qtc — это основная характеристика «настройки» ЗЯ. (Мы привыкли к тому, что настраивается только фазоинвертор (ФИ), но сочетание параметров Qtc и нижней частотной границы ЗЯ тоже можно и даже принято называть настройкой.) В частности, для настройки Баттерворта Qtc = 0,707, для Бесселя 0,577. Настройки Чебышева тоже существуют, в зависимости от величины допустимого выброса на АЧХ (0,5 или 1 дБ) добротность Qtc может быть 0,86 или 0,95. Можно показать, что объём ящика Vb связан с эквивалентным объёмом Vas зависимостью:

(3)     Vb = Vas Qts²/(Qtc² — Qts²).

Теперь нам надо связать частоту резонанса головки в ящике Fc с частотой собственного резонанса (на воздухе) Fs. Для этого тоже существует соответствующая формула:

(4)     Fc = Fs Qtc/Qes.

Наконец, значение частоты, соответствующей нижней частотной границе громкоговорителя по уровню -3 дБ (обозначается как F3), с частотой Fc связано жёстко, через константу k, которая известна для каждой настройки:

(5)     F3 = k Fc.

(k может быть как больше, так и меньше единицы, в частности, для Баттерворта k = 1,0.)

Добротность Qts связана с Qes через добротность Qm механических потерь в подвесе и в ящике известным соотношением:

(6)     Qts = Qes Qm/(Qes + Qm).

Предположим сначала, что механические потери отсутствуют, Qm >> Qes, и тогда Qts = Qes. (Такое предположение можно считать обоснованным для головок с Qes не больше 0,3, имеющих добротность механических потерь не меньше 3,0.) Позже посмотрим, как меняется объём ящика, когда добротность потерь становится сравнимой с электрической добротностью. Как и всегда, в качестве отправной точки берём ЗЯ с баттервортовской добротностью. На первом рисунке приведены графики полученной зависимости для Qes, равной 0,2, 0,4 и 0,6.

Рис. 1. ЗЯ с полной добротностью Qtc = 0,707:

Для нас с вами практической пользы от таких графиков не очень много — какой смысл говорить о ящиках объёмом 1 — 5 кубометров, когда у нас объём салона в лучшем случае около трёх кубов? Действительно, счёт объёма ящика идёт на кубометры, если задаёмся чувствительностью 100 дБ и нижней частотной границей 16 Гц, мы с вами такие задачи перед собой не ставим, и теперь хорошо видно, почему и ставить их не надо. До практических результатов ещё доберёмся. В частности, мы видим, что функция монотонна относительно каждого аргумента (SPL и F3), то есть не существует такой области значений аргументов, где удалось бы уменьшить объём ящика, не проигрывая в протяжённости полосы по басам либо в чувствительности системы.

А вот теперь уже можно задаться вопросом: а как изменится объём ящика при наличии механических потерь? Поскольку рассмотрение всех вероятных сочетаний электрической и механической добротности выходит далеко за пределы любой журнальной статьи, надо было выбрать какое-то типичное значение механической добротности Qm. В результате обработки статистики, набранной нами в ходе многочисленных тестов, было получено осреднённое значение 3,3. Примерно такую же (3,333) величину механической добротности можно получить при использовании головки с механической добротностью 5 и добротностью потерь в ящике 10. Значение Qm = 3,333 было принято для дальнейших расчётов. На рис. 2 вы можете увидеть зависимости для объёма ЗЯ с учётом добротности потерь.

Рис. 2. ЗЯ с добротностью потерь 3,33 и полной добротностью Qtc = 0,707:

Расчёты показали, что учёт механических потерь приводит, как правило, к увеличению объёма ящика. Но зависимость эта нелинейная, и в тех случаях, когда электрическая добротность Qes приближается к «ящичной» добротности Qtc (в нашем случае — 0,6 и 0,707), присутствие потерь позволяет несколько выиграть в величине объёма. Правда, даже в этом случае ящики получаются значительно более объёмистыми, нежели для головок с низкой Qes, и если мы хотим узнать размеры минимально возможных ящиков для каждого значения добротности Qes, наличие потерь надо будет учитывать. К практическим реализациям мы перейдём чуть позже, но уже сейчас можно сделать некоторые предварительные выводы.

1. Головки с высокой полной добротностью (Qts > 0,5) малопригодны для работы в компактном оформлении.
2. При изменении граничной частоты на 1/3 октавы потребный объём ящика меняется вдвое (ну то есть как бы на октаву).
3. То же происходит с объёмом ящика при изменении потребной чувствительности на 3 дБ.

Теперь уже можно оставить настройку Баттерворта позади и спросить: а как будет меняться объём ящика при сохранении значений всех аргументов, но при изменении добротности Qtc? Расчёты дали простой ответ: чем выше добротность, тем компактнее ящик. А значит, чтобы получить параметры «минимально возможного» ящика, надо задаться некоторыми ограничениями. И тут нам уже не обойтись без использования «стандартной» передаточной функции салона (она же «функция АвтоЗвука»). С привлечением к работе этой функции возникают следующие любопытные закономерности (мы продолжаем нумерацию).

4. С ростом добротности Qtc и минимальной неравномерности АЧХ объём ящика уменьшается.
5. В диапазоне значений полной добротности Qtc от 0,4 до 0,67 неравномерность АЧХ в салоне может быть выдержана не выше 0,4 — 0,6 дБ.
6. При более высокой и более низкой добротности Qtc неравномерность АЧХ в салоне растёт.

При тестировании сабвуферов мы исходим из того, что неравномерности АЧХ менее 2 дБ (в диапазоне 25 — 100 Гц) достаточно для получения высшей оценки за форму частотной характеристики (сама эта рекомендация была получена на основе практики). Тогда для ящика с минимальным объёмом зададимся неравномерностью 1,9 дБ и получим настройку с такими параметрами:

Qtc = 0,80; Fc = 70,1 Гц (F3 = 63 Гц).

Вот для неё мы уже можем строить графики для практического применения. Обратите внимание, для головки с добротностью 0,6 также учтены механические потери в подвижной системе и ящике (рис. 3).

Рис. 3. Графики распределения объёмов ЗЯ с Qtc = 0,80 и Fc = 70 Гц

Для удобства ниже приводится таблица 1, в которую включены все те значения, на основании которых построены графики, показанные выше.

Таблица 1. Объёмы ЗЯ с неравномерностью АЧХ в салоне 1,9 дБ

SPL, дБ	Qes = 0,20	Qes = 0,30	Qes = 0,40	Qes = 0,50	Qes = 0,60
80	1,369	1,493	1,711	2,106	2,754
81	1,723	1,880	2,154	2,651	3,467
82	2,170	2,367	2,712	3,338	4,364
83	2,731	2,980	3,414	4,202	5,494
84	3,439	3,751	4,298	5,290	6,917
85	4,329	4,722	5,411	6,660	8,708
86	5,450	5,945	6,812	8,384	10,96
87	6,861	7,485	8,576	10,55	13,80
88	8,637	9,423	10,80	13,29	17,37
89	10,87	11,86	13,59	16,73	21,87
90	13,69	14,93	17,11	21,06	27,54
91	17,23	18,80	21,54	26,51	34,67
92	21,70	23,67	27,12	33,38	43,64
93	27,31	29,80	34,14	42,02	54,94
94	34,39	37,51	42,98	52,90	69,17
95	43,29	47,22	54,11	66,60	87,08
96	54,50	59,45	68,12	83,84	109,6
97	68,61	74,85	85,76	105,5	138,0
98	86,37	94,23	108,0	132,9	173,7
99	108,7	118,6	135,9	167,3	218,7
100	136,9	149,3	171,1	210,6	275,4

Как нетрудно заметить, в таблице достаточно было бы привести значения для диапазона, перекрывающего лишь 10 дБ разброса чувствительности SPL, остальные значения получаются путём переноса десятичной запятой. Скажем, объём ящика для SPL 90 дБ в десять раз больше, нежели для значения SPL, равного 80 дБ. Указанная закономерность, впрочем, напрямую связана с тем высказыванием, которое было выше приведено под номером 3.

С закрытым ящиком как будто всё ясно. С фазоинверторным оформлением, как обычно, несколько сложнее. Начнём с того, что не так уж просто понять, какую именно настройку считать наиболее компактной. В ходе математических экспериментов проявились следующие зависимости.

7. Чем выше добротность головки в ящике Qtc, тем меньший выигрыш по ширине полосы даёт ФИ по сравнению с ЗЯ. По этой причине настройки с добротностью Qtc > 0,707, как нам представляется, смысла не имеют.
8. Оформление с ФИ при той же граничной частоте F3 всегда компактнее, чем ЗЯ, когда на десятки процентов, а когда и в три-четыре раза.

Последнее утверждение кажется на первый взгляд несколько неожиданным — по нашему опыту, ящик с ФИ всегда объёмистее, чем ЗЯ. Как разрешается это противоречие, мы увидим чуть позже, а пока идём дальше. Те же математические эксперименты показали, что почти все настройки, известные из классической литературы (для свободного поля), в условиях автомобильного салона проявляют себя не наилучшим образом. Исключение составляет лишь настройка, известная по работам г-на Тиля как «максимально ровная настройка» Баттерворта четвёртого порядка (B4). При надлежащем выборе частоты настройки ящика Fc (не частоты настройки фазика Fb, а частоты резонанса головки в ящике, на импедансной кривой это — верхний горб двугорбой кривой) результирующая АЧХ в салоне становится подозрительно похожей на нашу «нормированную» АЧХ, которую мы стремимся построить при тестировании сабвуферов, правда с шириной полосы немного больше, чем «наши» 4/3 октавы. Так что для расчёта опорной настройки для расчётов мы взяли за основу именно нашу «стандартную» АЧХ с величиной среднего акустического усиления 4,0 дБ. Вернее говоря, задача стояла обратная: найти такую настройку (сочетание Qtc, Fc и Fb), при которой АЧХ в салоне будет иметь максимум на 35 Гц, а ширина полосы по уровню -3 дБ составит 4/3 октавы. Откуда взялась величина усиления 4 дБ? Дело в том, что при анализе предварительных результатов было сформировано следующее правило.

9. Чем меньшее акустическое усиление обеспечивает оформление с ФИ, тем более компактным получается ящик.

Ну а 4 дБ — это практически минимальное значение акустического усиления из того, что мы получаем в наших тестах. (Обтекаемое выражение «практически минимальное» означает, что нам встречались показатели и немного ниже, но при этом было очевидно, что данная головка для работы в ФИ совсем не приспособлена.)

Итак, «минимальная настройка» имеет следующие параметры. Qtc = 0,58, Fc = 53 Гц, Fb = 32,6 Гц. Частота F3, измеренная по свободному полю, составляет 37,3 Гц.

Вот тут и открылась страшная тайна: наши ящики с ФИ выходят больше потому, что у них нижняя граничная частота по свободному полю должна быть значительно ниже, чем у ЗЯ — чтобы в салоне получились сравнимые результаты.

Теперь, используя все те же зависимости, можем построить аналогичные зависимости и для ФИ (рис. 4).

Рис. 4. Графики распределения объёмов ящиков с ФИ: с Qtc = 0,58, Fc = 53 Гц, Fb = 32,6 Гц

Обратите внимание, за основу для построения двух последних графиков были выбраны зависимости для оформления (и головок) с потерями, поскольку ящики получались чуть более компактными. И тоже для удобства пользования все данные мы свели в таблицу 2. Цветом выделена область значений функции, не превышающих 85 л (три «кубика»).

Таблица 2. Объёмы ящика с ФИ, имеющегоо стандартизованную форму АЧХ

SPL	Qes = 0,20	Qes = 0,30	Qes = 0,40	Qes = 0,50
80	2,451	2,949	3,896	5,669
81	3,086	3,712	4,905	7,137
82	3,885	4,673	6,175	8,985
83	4,891	5,883	7,774	11,31
84	6,157	7,407	9,786	14,24
85	7,751	9,325	12,32	17,93
86	9,758	11,74	15,51	22,57
87	12,28	14,78	19,53	28,41
88	15,47	18,61	24,58	35,77
89	19,47	23,42	30,95	45,03
90	24,51	29,49	38,96	56,69
91	30,86	37,12	49,05	71,37
92	38,85	46,73	61,75	89,85
93	48,91	58,83	77,74	113,1
94	61,57	74,07	97,86	142,4
95	77,51	93,25	123,2	179,3
96	97,58	117,4	155,1	225,7
97	122,8	147,8	195,3	284,1
98	154,7	186,1	245,8	357,7
99	194,7	234,2	309,5	450,3
100	245,1	294,9	389,6	566,9

Из сравнения данных таблиц 1 и 2 нетрудно заключить, что все без исключения ящики с ФИ имеют больший объём, нежели соответствующие ЗЯ. Тогда, спрашивается, ради чего огород городить? Чтобы найти ответ на этот вопрос, попробуем учесть акустическое усиление и прибавить к данным первого столбца те самые 4 дБ. А результат для ФИ и ЗЯ сведём в общую таблицу 3.

Таблица 3. Сравнение объёмов ЗЯ и ФИ

Как можно заметить, с учётом такой поправки фазику удаётся отыграть некоторое количество объёма (9 — 29%) у закрытого ящика. Исключение составляет только вариант с добротностью головки 0,50; как было уже сказано, головки с высокой добротностью мало приспособлены для работы в ФИ.

Что будет, если выбрать настройку с акустическим усилением не 4 дБ, а меньше или, наоборот, больше? Чем меньше усиление, тем физически меньший вклад в излучение вносит фазоинвертор и тем объём такого оформления ближе к объёму ЗЯ. Чем больше усиление, тем больше объём ящика с ФИ, но тем больший выигрыш в объёме (по сравнению с ЗЯ) он даёт с учётом акустического усиления. Получается так: если конструктор акустики, работающей в условиях свободного поля, платит относительным усложнением конструкции за снижение нижней частотной границы, то создатель акустики, работающей в компрессионной среде, платит той же монетой за сокращение объёма ящика. Одновременно с наращиванием акустического усиления, конечно же, увеличивается неравномерность АЧХ. Однако рост этой неравномерности не столь важен, поскольку происходит за пределами того диапазона (4/3 октавы), который нас интересует.

В своём стремлении выявить закономерности для установления объёмов оформления мы совершенно не касались немаловажного вопроса о реализуемости ящиков в данных конкретных объёмах с использованием тех или иных головок. Подробное рассмотрение этих закономерностей выходит за рамки любого одиночного журнального материала. Однако если ввести в рассмотрение ограничения по возможным значениям объёма ящика Vb, а также параметров Vas и Mas (масса подвижной системы) в зависимости от типоразмера, плюс ограничения на величину силового фактора Bl (уже вне зависимости от типоразмера), то можно получить любопытные результаты.

Идём снизу. Головки калибра 8 дюймов позволяют перекрыть примерно 2/3 диапазона по SPL снизу вверх (по нашей таблице получается наоборот, сверху вниз), то есть от 80 и до 94 дБ/Вт. Причём для головок с более высокой Qes «область покрытия» шире, чем у «восьмёрок» с мощным магнитом и, соответственно, низкой добротностью. Кстати, это общая закономерность: с учётом конструктивных ограничений область применения головок с низкой электрической добротностью смещается вниз, то есть в область более высокой чувствительности и большего объёма ящика.

Теперь переходим к наиболее известному в нашей отрасли (хотя и редкому) калибру 18 дюймов. Совершенно очевидно, что ящики на головках с такими статями оккупируют нижнюю часть таблицы — с большими объёмами и соответствующей чувствительностью. Головки с добротностью 0,2, как оказалось, вообще нереализуемы (мы же с вами не раз отмечали, что чем больше калибр, тем выше (на круг) добротность). Головки с добротностью 0,3 позволяют построить ящик с чувствительностью не ниже 97 дБ/Вт, но и объём там будет нешуточный. (Если у неё чувствительность ниже, значит, сабвуферы с «правильной» формой АЧХ на них не получаются, но они, наверное, и не для того создаются, по крайней мере в нашей отрасли.) Головки с добротностью выше 0,4 и дальше позволяют работать с опорной чувствительностью от 96 дБ/Вт и выше.

«Пятнашки» с добротностью около 0,20 — редкость чрезвычайная, один из таких раритетов нам недавно встретился «на ковре». На них реализуются ЗЯ с чувствительностью 92 — 94 дБ/Вт, и всё тут. По крайней мере так у меня получилось. Головки с более высокой добротностью покрывают более широкую область — от тех же 92 дБ/Вт и дальше.

Наконец, головки калибра 12 и 10 дюймов совместно перекрывают 3/4 диапазона, не вторгаясь лишь в область 84 дБ/Вт и ниже и оставив свободными ячейки с чувствительностью 100 дБ/Вт и немного ниже.

Может возникнуть вопрос: а что будет, если головки играют не по нашим правилам, в частности, чувствительность у них ниже, нежели положено? Это будет означать, что параметры головки не позволяют уложить АЧХ в заданный допуск 1,9 дБ при заданном объёме ящика. То есть либо ящик будет больше, либо же АЧХ будет иметь более высокую неравномерность. Так что приведённой выше таблицей можно пользоваться в качестве универсального определителя минимального объёма ящика. Правда, сказанное относится только к закрытому ящику, для фазоинвертора зависимости уже не столь однозначны.

www.xn--80aeatqv1al.xn--p1ai

No related posts.