Максимальный ход диффузора как узнать

20

Как лучше рассчитать фазоинвертор для акустической системы

Любители хорошего акустического звучания знают, что его качество в первую очередь зависит от передачи низкочастотной составляющей звука. Использование фазоинвертора способно существенно увеличить уровень звукового давления при одной и той же подводимой мощности. Но всё это возможно лишь при правильном расчёте размеров фазоинверторного (ФИ) отверстия, выравнивающего гармонические колебания и обеспечивающего качественный звук.

Виды акустических систем

Звук — это колебание, имеющее механическую природу возникновения, распространяющееся под давлением вызванным источником излучения. Акустическая система, представляющая собой звуковую колонку, преобразует электрические сигналы в механические, воспринимаемые слухом человека. Частота этих колебаний лежит в границах от 20 гц до 20 КГц. Существуют различные виды акустических систем:

1. Акустический лабиринт. Имеет вид лабиринта, выполненного в виде туннеля, находящегося в середине колонки. Его предназначение — усиливать низкие частоты за счёт множества изгибов. Внутренние стенки лабиринта покрываются демпфирующим покрытием, за счёт чего лабиринт не привносит в звук паразитные призвуки.
2. Открытого типа. Представляет собой систему, в которой стенка, противоположная направлению излучения динамиков, не устанавливается. В таком типе исполнения невозможно получить хорошие низкие частоты из-за отсутствия компрессии, а средние и высокие звуки кажутся более открытыми и воздушными.
3. Закрытого типа. Выполняется из полностью герметичного корпуса, создающего внутри замкнутый объём воздуха. Этот объём образует внутреннее давление, мешающее нормальному ходу диффузоров динамика. Такого рода колонки имеют большие габариты с накладкой на внутренние стенки — демпфера. Достоинством этой системы является чистота звука, в гамму которого не примешиваются нежеланные посторонние звуки.
4. Изобарического типа. Отличается сложностью изготовления и дороговизной, но из-за конструктивных особенностей позволяет увеличивать мощность и глубину низкочастотной составляющей. В середине колонки располагаются два динамика, разделённые звуконепроницаемой перегородкой и направленные в одну сторону. Эти динамики подключаются параллельно друг другу и работают в фазе.
5. Пассивная. Основное её предназначение — повысить эффективность воспроизведения низкочастотной составляющей звука за счёт использования пассивного излучателя. Этот излучатель располагается в глубине отверстия, выполненного в корпусе колонки и не обладает магнитной системой. При подаче сигнала диффузор излучателя движется не с помощью преобразования электрического сигнала, а под воздействием потока воздуха, вызванного установленным низкочастотным динамиком. Такая конструкция позволяет достичь глубокого баса, но может привнести гул в звук.
6. С дипольным излучателем. Дипольного вида акустика воспроизводит звук в двух направлениях. Другое название такого типа — биполярный. По своему типу относится к открытому виду. Для получения приемлемых низких частот потребуется использование динамиков с большими размерами диффузоров.
7. Контрапертурная. Редко используемая конструкция. Динамики в ней направляются в верхнюю или нижнюю сторону, и к ним подводится одинаковый сигнал. При столкновении звука, излучаемого динамиками, он изменяет своё направление, распространяясь радиально. К недостаткам такой системы относят возникновение реверберации, из-за чего «размывается» стереопанорама. Достоинства заключаются в появлении эффекта «растворения» звуковых колебаний в помещении.
8. Фазоинверторная. Эта система изготавливается в виде классической колонки закрытого типа, но со специальным отверстием. В него устанавливается труба, уходящая вглубь ящика. Такой подход позволяет получить низкочастотный звук значительно ниже по частоте, чем возможности динамиков. Такая система очень востребована, так как позволяет в относительно небольших размерах корпуса воспроизвести глубокие басы, выдавая частоты, недостижимые простым применением динамиков.

Использование фазоинверторного типа даёт возможность не только расширить нижний частотный диапазон, но и повысить коэффициент полезного действия. При этом частотный диапазон не изменится. Отверстие фазоинвертора выполняется разного вида и размеров. Размещаться оно может на любой поверхности колонки. При разработке акустической системы наиболее важно выполнить правильно расчёт размера фазоинверторного короба, от чего зависит не только диапазон воспроизводимой частоты, но и качество всего звука в целом.

Соотношение запасов и потерь

Таким образом, динамик, имеющий достаточно мощные пружины и тяжелую подвижку, будет накапливать много энергии. Соответственно, и ее количество в устройстве значительно превысит потери. Такой динамик может считаться высокодобротным. Колебания в нем будут затухать медленно. В легком устройстве с не особенно мощными пружинами энергии накапливается меньше. Соответственно, показатель отношения между имеющейся и израсходованной энергией в нем будет небольшим. Такой динамик считается низкодобротным и, соответственно, более качественным.

Принцип работы устройства

Любая колонка фазоинверторного типа имеет в своём составе отверстие — фазоинвертор. Часто он называется акустическим туннелем или портом. Принцип работы его заключается в изменении фазы звукового колебания, вызванного задней стороной диффузора на сто восемьдесят градусов. При возникновении резонанса в ящике амплитуда колебания диффузора достигает минимального значения.

Связано это с тем, что при движении вперёд динамик создаёт разрежение в середине закрытой колонки, тем самым вытесняя воздух в фазоинверторный канал и увеличивая разряжение. Поэтому на частоте резонанса механические волны излучаются через отверстие, а не диффузором динамика.

От размера и вида фазоинверторного порта зависят объём воздуха и частота резонанса, на которую настроен канал. Объём воздуха в канале начинает резонировать и усиливать воспроизведение частоты при наступлении момента, когда диффузор излучает частоту, на которую рассчитан фазоинвертор.

По своей форме классический туннель выполняется кольцевой формы. Но для увеличения полезной внутренней площади ему часто придают щелевой вид. Отказ от цилиндрической формы тоннеля позволяет сократить его длину и снизить шумы, возникающие при выбросе воздуха.

При ошибках в расчёте щелевого фазоинвертора настроить его гораздо сложнее, чем классический вид, так как он изготавливается совместно с колонкой. Сам расчёт выполняется сложнее, чем для систем закрытого типа: при этом, кроме объёма ящика, учитывается настраиваемая частота резонанса. Оптимальные размеры подбираются с учётом амплитудно-частотной характеристики колонки, а именно её равномерности.

Получаем размеры корпуса по известному литражу

Итак, подходим к финальному этапу мероприятий. Теперь нам нужно рассчитать, какие же геометрические размеры будет иметь фазоинверторный корпус, если известен его общий литраж – 60,3 л. Проводим замеры багажника, определяя приемлемые габариты. К примеру, нам подходит конструкция длиной в 60 см и высотой в 40 см. Остается узнать ширину. Определимся, что стенки ящика мы будем выполнять из фанеры толщиной 1,8 см. Теперь нам нужно отнять от длины и высоты конструкции толщину стенок (1,8х2) и получить такие значения: длина – 56,4; высота – 36,4 см. Далее проводим такие вычисления: 60,3х1000:36,4:56,4=29,4. Это и будет ширина корпуса, правда, без учета толщины стенок. Прибавим ее и получим 33 см. Так выглядит примерный расчет корпуса сабвуфера с фазоинвертором под определенный динамик. Отметим, что эта статья является лишь общим руководством, в ней не учтены многие тонкости и нюансы, которые возникают в процессе работы.

Расчёт низкочастотного туннеля

Существует несколько способов для проведения вычислений размеров ФИ. Наиболее популярным является расчёт фазоинвертора онлайн или с использованием специализированных программ. Такие способы обычно требуют знаний множества параметров используемых динамиков. Существуют варианты и проще, но с большим расхождением конечного результата с реальным значением. Хотя в любом случае после расчёта и изготовления приходится проводить настройку.

Простая формула для вычисления

Метод вычисления заключается в использовании несложных формул и происходит методом подбора данных, когда за основу используется желаемая длина ФИ канала.

• F — желаемая частота настройки;
• C — скорость звука;
• π — математическая постоянная, равная 3,14;
• K — коэффициент, зависящий от размеров фазоинвертора.

При этом коэффициент K равен квадратному корню отношения S/LV, где:

• S — площадь отверстия;
• L — длина канала;
• V — объем колонки.

В качестве единиц измерения везде используются метры, а для частоты — герцы. При определении значений объёма считается, что лучше выбрать узкий фазоинвертор, но такой подход неверен, ведь при этом в нём возрастает скорость движения воздуха, а это вносит искажения в звучание. Проектирование широкого и длинного ФИ также лишено смысла, ведь длина фазоинвертора не должна превышать длину волны в момент наступления резонанса. Выполнение этого правила помогает избавиться от стоячих волн.

Использование специализированных программ

Существует много программ, позволяющих автоматизировать расчёты при построении акустических систем, например, Bassport. Эта программа специально разработана для автоматизации проведения расчёта порта фазоинвертора. При разработке программы учитывалось, что когда скорость потока воздуха в трубе становится более шести метров в секунду, то становятся заметными шумы.
Интерфейс программы интуитивно понятен, тем более она имеет локализацию на русском языке. Для получения нужных результатов понадобится ввести:

• скорость звука;
• объем колонки;
• частоту фазоинвертора и динамика;
• диаметр диффузора;
• ход диффузора.

После ввода всех данных останется нажать кнопку «Пересчитать» и получить результат, соответствующий максимальной добротности, зависящей, прежде всего, от соотношения объёма ящика к диаметру порта. Программа Bassport позволяет выполнить расчёт для различных форм, но чаще всего, при скоростях потока до шести метров в секунду, применяется несложная форма для трубчатого или щелевого вида.

Необходимо отметить следующие нюансы при использовании программы. Измерение диаметра диффузора происходит между расстояниями противоположными средним точкам подвесов. Цвет отображения цифры скорости потока, обозначает возможные возникновения шума: чёрный — шума нет, красный — шум заметно слышимый.

Использование онлайн-программ построено по такому же принципу: вводятся параметры системы и выдаётся результат. Сайты с такими программами легко находятся по запросу «фазоинвертор онлайн-калькулятор» в любой поисковой системе. Хотя для достоверности результатов следует перепроверить полученные данные на нескольких сайтах.

После выполнения расчётов останется изготовить и настроить фазоинвертор. В домашних условиях выполнить такие операции несложно, при этом какие-то особые материалы не понадобятся.

Электрический и механический показатели

Рассчитываться добротность динамиков может несколькими способами. В некоторых случаях при определении этого параметра принимаются во внимание только потери на звук, а также на трение. При использовании такой методики расчета получают показатель механической добротности.

Иногда при вычислениях учитываются только значения расхода на сопротивление мотора динамика. Такая добротность называется электрической. Этот показатель в динамиках обычно имеет небольшие значения. В любом случае механическая добротность в звукоизлучателях всегда превышает электрическую. Обычно такой показатель в динамиках имеет значение больше единицы.

О чем нужно знать

Измерить параметры ТС, включая добротность, правильно при конструировании акустических систем очень важно. Чтобы избежать больших погрешностей, перед выполнением измерений динамик обязательно нужно «размять». Дело в том, что у новых или не эксплуатировавшихся некоторое время устройств подобного типа параметры ТС могут значительно отличаться от показателей, использовавшихся до начала расчетов оборудования.

«Разминать» динамики перед измерениями можно, к примеру, синусоидальными сигналами, просто музыкой, белым и розовым шумом, тестовыми дисками. Длиться при этом процедура подобной подготовки устройства должна, по мнению специалистов, в течение минимум суток.

Рассчитываем порт фазоинвертора

Для этого мы воспользуемся помощью программы BassPort, которая проводит быстрый, удобный, а главное — очень точный расчет фазоинвертора онлайн.

Нам нужно будет ввести следующие значения: 1. Требуемую частоту настройки порта. 2. Чистый объем (полученный ранее). 3. Площадь диффузора динамика (замеряем длину по центральной оси динамика от середины подвеса до такой же точки напротив). 4. Ход диффузора (максимальный) в одну из сторон (указан в описании как Xmax). 5. Теперь нам нужно выбрать сечение порта. 6. Ввести его габариты. 7. Далее – жмем кнопку «Рассчитать» — получаем длину порта (L), а также его литраж.

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.

Онлайн расчет порта фазоинвертора

Автор: Sobich Aleksej

В этой статье я хочу рассказать и показать о том как можно рассчитать сабвуфер и на что надо обратить внимание, при проектировании в следующих программах: WinISD 0.44, WinISD 0.50а7. Расчёт ящика будет производится для десяти-дюймового динамика Audiobahn 1051T. Начнём! Запускаем программу WinISD 0.50a7

1. Создаём новый проект (New Project). 2. Нажав эту кнопку выбираем динамик из базы программы. 3. Просмотр Т/С параметров.

4. Т/С параметры. Нажимаем дальше(Next)

5. Выбор количества динамиков. 6. Тип установки.

Нормальный – все динамики стоят на одной панели.

Изобарический динамики стоят лицом к лицу.

7. Эффективность динамика. Показывает к какому типу корпуса больше подходит. 8. Выбор типа ящика.

Закрытый ящик – название говорит само за себя

Фазоинверторный – ящик оснащенный трубой(фазоинвертором).

Банд пасс 4-го порядка – динамик находится между двух камер одна из них имеет фазоинвертор.

Банд пасс 6-го порядка – находится между двух камер обе оснащены фазоинверторами.

Пассивный излучатель – в одном закрытом ящике динамик и пассивный излучатель(динамик без магнита)

Выбираем какой тип нам подходит и нажимаем дальше (Next)

Далее программа предлагает способ оформления АЧХ различными способами. Я не заостряю внимания на этом пункте и нажимаю далее. Если же выбрать Пассивный излучатель то программа предложить ввести следующие Т/С параметры пассивного излучателя:

1. Vas – это возбуждаемый закрытый объем воздуха динамиком.
2. Fs – резонансная частота.
3. Xmax – максимальный ход диффузора.
4. QMS – Механическая добротность.
5. SD – площадь диффузора.

Далее будем рассматривать программу на примере Банд пасс 4ого порядка.

9-10. Опять можно указать количество и тип установка динамиков. 11. Дополнительные возможности. Вкладка Box.

12-13. Камеры ящика 14. Объем камеры. 15. Частота настройки камеры.

16. Количество Фазоинвертора(ов) 17. Диаметр Фазоинвертора(ов) 18. Длинна Фазоинвертора(ов) 19. Тип круглый или прямоугольный. можно менять нав на кружок. 20. Вид фазоинвертора.

Переходим к основному расчёт ящика:

21. Нажимаем на схематично показанном ящике правой кнопкой мыши удерживая передвигаем курсор по оси (X) тесть по горизонтали меняем объём по оси(Y) по вертикали чтобы изменить частоту. Аналогично Левой кнопкой мыши чтобы изменить параметры нижней камеры. Макушка кривой должна находиться выше красной линии между 35Гц и 120Гц если это сабвуфер как можно шире и ровнее.

Transfer function magnitude. АЧХ

Примерно так, но нижний предел 40Гц, а верхний 113Гц, это тоже подходит. Там где я пометил красными чёрточками на практике там будет срезаться частота кроссовером.

Выбираем график: Maximum Power.

На этом графике программа показывает максимальную мощность относительно частоты. Видно, что имеется спад мощности пик спада 60 ватт на 39 герцах на практике диффузору динамика не хватает хода(Xmax) и появляются неприятные звуки – искажения. На готовом изделии это надо тоже учесть и ограничить мощность

Выбираем график Maximum SPL

Maximum SPL. Этот график показывает максимальное звуковое давление

Также видно спад. По той же причине. Последние два графика от другого динамика, я показал их чтобы наглядней было. Вот графики для нашего подопытного. Первый немного неправдоподобный на частоте от 0 Гц и до 25 Гц у всех динамиков есть спад.

Теперь надо определиться с размерами ящика в который будет установлен динамик. Для этого запускаем программу WinISD 0.44 нажимаем новый проект.

Нам надо ввести параметры нашего динамика в эту программу т.к. в её базе его нет для этого нажимаем «New» Перейдём к WinISD 0.50a7

22. Нажав эту кнопку можно увидеть Т/С параметры которые надо ввести в WinISD 0.44.

Вводим параметры нажимаем ОК и закрываем это окно чтобы не мешалось. Создаём новый проект.

23. Переставляем галочку чтобы выбрать динамик. Нажимаем дальше, и делаем точно также как и в WinISD 0.50a7

Переносим параметры ящика из WinISD 0.50a7 в WinISD 0.44.

24. Нажимаем чтобы начать рассчитывать размера ящика. 25. Нажимаем и программа выдаёт оптимальный на её взгляд размеры. В распоряжении мы имеем 10 дюймовый динамик полный его внешний диаметр 300 мм чтобы уместить его в ящик размеры W и D недолжны быть меньше 300 мм 26. Ширина вписываем 300мм равняется 0,300 МЕТРА 30. Можно поменять единицы измерения просто нажав на размерность в данном случае буква «m» 28. Длина вписываем 0,300 метра 27. Нажимаем на «H» программа показывает высоту. 31. Обратить внимание на L1 и L2 это высота камер смотреть надо чтобы глубина врезки динамика не превышала значение L2. Но надо учесть толщину материала он будет внахлест ещё в нутрии есть полка в которой стоит динамик и её толщину тоже учесть сам динамик он ведь тоже занимает бьём его я уже учёл если ящик большой там внутри должны стоять распорки их надо тоже учитывать . Получается 7 деталей чтобы рассчитать правильно детали надо учитывать что какие-то из них будут нахлестываться т.к программа показывает внутренние диаметры. Буквой «P» я буду укалывать толщину материала которую надо прибавлять к другим значениям. 1)D x W 2)D x W 3)D x W 4)H+(P*3) x D 5) H+(P*3) x D 6) H+(P*3) x W+(P*2) 7) H+(P*3) x W+(P*2) Получаем размеры деталей если толщина материала 20мм: 1) 300х300 2) 300х300 3) 300х300 4) 420х300 5) 420х300 6) 420х 340 7) 420х 340

Теперь можно переходить к расчёту фазоинвертора.

32. Тип фазоинвертора мы будем использовать прямоугольный 33. Длинна. Когда конец фазоинвертора смещён со стенкой ящика то он виртуально удлиняется, и фактически получается что он настроен не на ту частоту и большей длинны WinISD 0,44 этого не учитывает виртуальное удлинение можно рассчитать самому по формуле но проще заглянуть в программу WinISD 0.55a7 повторяю: это действительно только когда конец фазоинвертора смещён со стенкой ящика а когда он выступает это не действует. Итак программа WinISD 0,44 показывает 28,86см а WinISD 0,55а7 25,64см.Ф фазоинвертор будет установлен в деталь № 4 420х300 от 420 отнимаем 20 это высота фазоинвертора получаем ровно 400 т.к фазоинвертор прямоугольный добавляется ещё одна деталь 8)300х255 Вот конечные размера деталей И их количество . 1) 300х300 2) 300х300 3) 300х300 4) 400х300 5) 420х300 6) 420х340 7) 420х340 300х255

34. Сопротивление воздуха. Сопротивление воздуха в фазоинверторе надо делать как можно меньше увеличивая площадь отверстия фазоинвертора.

Большое спасибо “Sobich Aleksej” за статью

Добавил: Павел (Admin) Автор: Sobich Aleksej

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.

Сайт установщиков

Конструкция корпусов с фазоинвертором требует наличия одного или нескольких рассчитанных отверстий. Отверстия должны настраивать корпус на частоту Fb. Данная программа включает в себя расчет размеров отверстия, что облегчает эту задачу.

Обычно используются два типа отверстий: порты и воздуховоды. Порт представляет собой отверстие, прорезанное в стенке корпуса (обычно в передней стенке). Отверстие может быть круглым, квадратным и прямоугольным. Воздуховод обычно представляет собой трубу, которая закреплена на стенке корпуса (обычно в передней стенке). Воздуховод обычно устанавливается заподлицо с внешней поверхностью корпуса.

И порты и воздуховоды должны быть достаточно большими, чтобы избежать наложения нежелательного звучания, например свиста, создаваемого турбулентностью воздуха, перемещающегося внутрь и наружу корпуса через порт. Размером, который оказывает самое большое влияние на появление таких помех, является площадь поперечного сечения. Нелинейность отверстия, понижающая выходную мощность при высоком уровне мощности, также определяется слишком маленьким поперечным сечением. Одним из способов увеличения площади поперечного сечения является использование нескольких портов и воздуховодов. Практичность такого метода зависит от используемой вами конструкции. Чем больше площадь поперечного сечения, тем длиннее должны быть порты или воздуховоды. Эта длина часто ограничивает размеры порта или воздуховода, которые могут быть использованы в конкретном корпусе. Это может быть одной из многих задач при выборе конструкции корпуса с фазоинвертором при выборе объема корпуса Vb и частоты настройки Fb, необходимых для определения размеров отверстия, подходящего для данного корпуса.

Слишком большая длина воздуховода может создать резонанс органной трубы при очень высокой выходной мощности. Не используйте воздуховоды слишком большой длины. Одним из способов понижения требуемой длины воздуховода является увеличение объема корпуса (или объема соответствующей камеры). Помните, что резонансная частота корпуса (или камеры) является производной от их объема и размеров воздуховода. Если резонансная частота корпуса поддерживается постоянной, то чем меньше объем корпуса, тем длиннее должен быть воздуховод, и наоборот.

Расчет воздуховода оптимизирован для воздуховодов в виде труб. Алгоритм окончания расчета подразумевает, что воздуховод будет закреплен на одном конце заподлицо, а другой конец будет находиться достаточно далеко от внутренних стенок, чтобы была возможность избежать препятствования циркуляции воздуха. Основным правилом является поддержание конца воздуховода на расстоянии по крайней мере одного диаметра от любой боковой стенки или других внутренних структур. Нижеследующая таблица содержит некоторые справочные значения для корпусов с одним воздуховодом.

Минимальный диаметр/площадь воздуховода в таблице представлены для громкоговорителей, которые перемещаются на расстояние, близкое к Xmax. При вычислении размеров воздуховода получается минимальный рекомендованный размер для работы без искажений при максимальном перемещении. Примечание: Минимальный рекомендованный диаметр воздуховода для отверстия для верхней частоты в конструкции корпуса, предназначенного для воспроизведения определенной полосы частот, может быть больше, чем указано в таблице, потому что перемещение воздуха через отверстие имеет большую скорость на более высоких частотах. Для вычисления размеров воздуховода выберите Vent в меню Box или нажмите Ctrl + V. Откроется окно Vent Dimensions.

Имейте в виду, что оно имеет секции для всех трех конструкции корпусов с фазоинвертором. Если какая-либо конструкция не используется, данная секция не появляется. Также обратите внимание на текстовую инструкцию. Ее можно прочитать, используя линейку прокрутки.

Окно Vent Dimensions разработано для вычисления одного из двух размеров отверстия, Dv или Lv. Сначала введите количество портов, выберите, будет ли Dv представлять собой диаметр или площадь отверстия, затем введите Dv или Lv и неизвестный параметр будет автоматически рассчитан. Каждый из параметров описывается ниже.

Vent Parameters

Number: Количество портов, которое вы хотите использовать. Все порты должны быть одинакового размера.

Diameter/Area: Размер первого отверстия, Dv, может быть введен либо в виде диаметра (для круглого порта или воздуховода), либо в виде поперечного сечения отверстия. При вводе данного значения в виде площади вы сможете рассчитывать квадратные и прямоугольные порты.

Minimum Size: Нажатие данной кнопки приведет к тому, что программа порекомендует вам минимальные диаметр или площадь воздуховода, которые позволят избежать шумов в отверстии при максимальном отклонении громкоговорителя. Программа также рассчитывает приблизительную длину воздуховода. Эти рекомендации могут показаться слишком большими, потому что приводятся в расчете на максимальное отклонение громкоговорителя. Если вы не будете подавать на громкоговоритель сигнал такого высокого уровня, вы можете использовать более умеренные рекомендации, которые приведены в таблице на предыдущей странице.

Dv: Dv может представлять собой либо диаметр отверстия (если оно круглое), либо поперечное сечение, в зависимости от того, какая из кнопок Diameter или Area нажата. После того, как введено значение Dv и вы переместили курсор, будет автоматически рассчитано значение Lv. Значение Dv может быть введено в дюймах (квадратных дюймах, если нажата кнопка Area) или сантиметрах (или квадратных сантиметрах, если нажата кнопка Area). Для изменения единиц измерения для Dv дважды щелкните на ярлыке единиц измерения.

Важно: Алгоритм расчета отверстия оптимизирован для расчета воздуховодов, имеющих круглое сечение. Также он хорошо работает при расчете воздуховодов, имеющих квадратное сечение. При другой форме сечения, например, прямоугольнике, когда высота и ширина отверстия не одинаковы, расчет будет не совсем точен. Узкие щели рассчитывать не рекомендуется.

Если значение Dv введено в виде площади сечения, значение появится в соответствующей колонке электронной таблицы параметров корпуса с индикацией “а”, показывающий отличие площади от диаметра. Если корпус имеет несколько воздуховодов или портов, перед значением Dv будет указано количество портов и знак х. Например, два воздуховода диаметром по 4 дюйма обозначаются 2 х 4,00. Два порта с поперечным сечением в 16 дюймов обозначаются как 2 х 16,00а.

Lv: Длина воздуховода. После ввода значения Lv и перемещения курсора в другую позицию, значение Dv будет рассчитано автоматически. Значение Lv может вводиться в дюймах или сантиметрах. Для изменения единиц измерения Lv дважды щелкните на ярлыке единиц измерения.

На что влияет добротность динамика

Влияет Q в акустических системах в первую очередь на АЧХ и на импульсные характеристики АС. То есть этот показатель в значительной мере определяет особенности звучания динамиков. При добротности 0,5, к примеру, можно достичь наилучшей импульсной характеристики. При показателе же 0,707 получается ровный АЧХ. Также при:

• добротности 0,5-0,6 динамики выдают аудиофильский бас;
• показателях 0,85-0,9 бас становится упругим и рельефным;
• добротности 1,0 в срезе появляется «горбик» амплитудой 1,5 дБ, воспринимаемый ухом человека как хлесткий звук.

При дальнейшем росте показателя Q «горб» в звуке растет и из динамиков начинают исходить характерные гудящие шумы.

Показатель Vas

Этот параметр для динамиков может измеряться по двум методикам:

• добавочной массы;
• добавочного объема.

В первом случае измерения делают с использованием каких-либо грузиков (10 грамм на каждый дюйм диаметра диффузора). Это могут быть, к примеру, гирьки от аптечных весов или старые монеты, номинал которых соответствует их весу. Такими предметами нагружают диффузор и измеряются его частоту. Далее производят необходимые расчеты по формулам.

При использовании метода добавочного объема звукоизлучатель герметично закрепляют в специальном измерительном ящике магнитом наружу. Далее измеряют резонансную частоту и вычисляют электрическую и механическую добротность динамика, а также полную. Затем с учетом полученных данных по формуле определяют Vas.

Считается, что чем меньше Vas при прочих равных величинах, тем более компактное оформление можно использовать для динамика. Обычно небольшие значения этого параметра при той же резонансной частоте являются результатом сочетания тяжелой подвижной системы и жесткого подвеса.

Задачи с трубами

Закономерным финалом саги о фазоинверторе будут практические аспекты его воплощения в жизнь. Ключевым элементом здесь становится именно труба, она же — тоннель, она же в результате рабской транслитерации с английского — порт. Именно она, труба, позволит реализовать на практике два главных параметра, определяющие акустический облик задуманного фазоинвертора: объём корпуса и частота его настройки. Эти две величины, одна в литрах, вторая — в герцах, становятся результатом либо самостоятельного расчёта, либо следования ранее сделанным калькуляциям. Их источником могут быть изготовители динамика, наши тесты или же советы специалистов, основанные на их практике. Во всех трёх случаях бывает, что даются готовые размеры тоннеля, обеспечивающие настройку известного объёма на нужную частоту, но, во-первых, не каждый раз, а во-вторых, слепое копирование не всегда возможно и всегда непохвально. Так что более общей и гораздо более продуктивной будет такая постановка задачи: известны объём и частота, а вопрос об их физической, в материале, реализации станем решать самодеятельно. Часть истории будет организована по принципу вопросов и ответов: номенклатура вопросов известна, в редакционной почте они повторяются с регулярностью, дающей повод для статистических выкладок, которые так любит наш тестовый департамент. Не стану отнимать у них любимую игрушку, у нас — свои. Итак, что вначале, рассчитываем тоннель или покупаем трубу, которой этим тоннелем предстоит стать? По идее надо вначале купить — трубы бывают не любого диаметра, а из некоторого ряда значений, если брать готовые, а не накручивать самому из бумаги на клею, как пионер из кружка юного космонавта. Но начать придётся всё же с хотя бы грубой прикидки, и дело здесь в том, что…

Толщина имеет значение

Если тоннель действительно труба (есть ведь и варианты), какой она должна быть в диаметре? Самый общий и самый грубый ответ: чем больше, тем лучше. Совет действительно радикален и может вызвать протестную реакцию: а если я возьму и сделаю тоннель диаметром вдвое больше динамика? Не возьмете и не сделаете, как бы ни старались, об этом больше ста лет назад позаботился некто Герман Гельмгольц, резонатором имени которого фазоинвертор и является, а позже — создатели автомобилей, сделавшие их по габаритам меньше существовавших в то время паровозов. Итак, по порядку, почему больше и почему что-то этот процесс остановит.

К вопросу о толщине: проталкивая тот же объём воздуха через более тесный тоннель, его придётся разгонять до более высокой скорости. А «скорость — это смерть»

Во время работы вблизи частоты настройки, где, собственно, и выполняет свои функции тоннель фазоинвертора, добавляя от себя к звуковым волнам, порождаемым колебаниями диффузора, внутри тоннеля движется воздух. Движется колебательно, туда-сюда. Объём движущегося воздуха — точно такой же, какой во время каждого колебания приводится в движение диффузором, он равен произведению площади диффузора на его ход. Для тоннеля этот объём — произведение площади сечения на ход воздуха внутри тоннеля. Площадь сечения реально всегда меньше площади диффузора (если кто ещё не отказался от угрозы сделать такой же, а то и больше, скоро никуда не денутся и откажутся), и, чтобы переместить такой же объём, воздуху надо двигаться быстрее, скорость в тоннеле с уменьшением диаметра возрастает пропорционально уменьшению площади его сечения. Чем это плохо? Всем сразу. Прежде всего тем, что модель резонатора Гельмгольца, на которой всё основано, предполагает, что потери энергии на трение воздуха о стенки тоннеля отсутствует. Это, разумеется, идеальный случай, но чем дальше мы от него отойдём, тем меньше работа фазоинвертора будет походить на то, чего мы от него ожидаем. А потери на трение в тоннеле тем выше, чем больше скорость воздуха внутри. Теоретически формула, да и несложная программа, на ней основанная, этих потерь не учитывает и безропотно выдаст вам расчётную длину тоннеля при диаметре хоть в палец, но работать такой фазоинвертор не будет, всё умрёт в завихрениях воздуха, пытающегося стремительно летать по тесному тоннелю взад-вперёд. Текст когда-то виденного мной агитационного плаката ГАИ «Скорость это смерть» к движению воздуха в тоннеле подходит безусловно, если смерть отнести к эффективности фазоинвертора.

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

Впрочем, намного раньше, чем фазик погибнет как средство звуковоспроизведения, он станет источником звуков, для которых не предназначен, вихри, возникающие при излишне высокой скорости движения воздуха, создадут струйные шумы, нарушающие гармонию басовых звуков самым бессовестным и неэстетичным образом.

Окончательная и фактическая формула, заменяющая компьютерную программу. Она правильная, проверили неоднократно. Смысл выделенного красным «хвостика» будет объяснен в тексте

Что следует принять за минимальное значение площади сечения тоннеля? В разных источниках вы найдёте разные рекомендации, далеко не все из них авторами были когда-либо опробованы хотя бы путём вычислительного эксперимента, о других уж не говорим. Как правило, в такие рекомендации закладываются две величины: диаметр диффузора и максимальная величина его хода, то самое Xmax. Это разумно и логично, но в полной мере относится лишь к работе сабвуфера на предельном режиме, когда о качестве звучания говорить уже немного поздно. Основываясь на многочисленных практических наблюдениях, можно взять на вооружение куда более простое правило, оно небезупречно и не совсем универсально, но работает: для 8-дюймовой головки тоннель должен быть не меньше 5 см в диаметре, для 10-дюймовой — 7 см, для 12-ти и больше — 10 см. Можно ли больше? Даже нужно, но вот именно сейчас нас кое-что остановит. А именно — длина тоннеля. Дело в том, что…

Длина имеет значение

Как и было сказано, её скомандует великий Герман фон Гельмгольц. Вот он, у доски в Гейдельбергском университете, а на доске — та самая формула. Ну ладно, в этот раз её написал я, но придумал — он и написал бы точно так же. Эта немудрёная, поскольку выведена для идеального случая, зависимость показывает, какова будет частота резонанса некоей полости (нам привычнее ящик, хотя Герман фон делал эдакие пузыри с трубами-хвостиками) в зависимости от объёма V, длины L и площади сечения хвостика. Обратите внимание: параметров динамика здесь нет, и было бы странно, если бы они были. В любом случае полезно запомнить и никогда не поддаваться на провокации: настройка фазоинвертора полностью и исчерпывающе определяется размерами ящика и характеристиками тоннеля, соединяющего этот ящик с окружающей средой. Помимо этого в формулу входят только скорость звука в атмосфере планеты Земля, обозначенная «с», и число «пи», не зависящее даже от планеты.

Может ли тоннель находиться снаружи ящика? Да целая фирма на этом построила свой бизнес, патент на удобный для размещения сабвуфер был растиражирован сотнями тысяч басовых труб SAS Bazooka. А производители встроенных сабвуферов для домашних театров вообще не парятся…

Для практических целей, а именно — вычисления длины тоннеля по известным данным, формулу легко преобразовать, вспомнив родную школу, а константы подставить в виде чисел. Это делали многие. Многие же публиковали результаты этого волнующего процесса, и автору немного удивительно, как можно было зрелищно обделаться при операции с тремя-четырьмя числами. В общем, треть опубликованных на бумаге и в Сети преобразованных формул непостижимым образом являются ахинеей. Правильная приводится здесь, если подставлять величины в показанных чёрным единицах.

Эта же формула плюс некоторые поправки заложена и во все известные программы по расчёту фазоинверторов, но прямо сейчас формула для нас удобнее, всё на виду. Смотрите: что будет, если вместо минималистского тоннеля поставить другой, попросторнее (и потому получше)? Потребная длина возрастёт пропорционально квадрату диаметра (или пропорционально площади, но ведь мы трубу-то собрались по диаметру покупать, по-другому не продают). Перешли от 5-сантиметровой трубы к 7-сантиметровой, это к примеру, длина при той же настройке понадобится вдвое больше. Перешли на 10 см — вчетверо. Беда? Пока — полбеды. Дело в том, что…

Калибр имеет значение

Беда сейчас будет. Ещё раз глядим на формулу, на этот раз — в знаменатель, фокусируйте зрение. При всех прочих равных длина тоннеля будет тем больше, чем меньше объём ящика. Если для того, чтобы настроить на 30 Гц 100-литровый объём, имея в распоряжении 100-миллиметровую сантехническую трубу, надо открыжить и вклеить в ящик отрезок говнопровода протяжённостью 25 сантиметров, то при объёме ящика 50 л это будет полметра (что уже не меньше, чем полбеды), и при довольно распространённых 25 л тоннель такой толщины должен будет иметь метровую длину. Это уже беда, без вариантов.

Можно ли тоннель оставить внутри, но согнуть как удобнее? Вот вам ответ

В наших, практических условиях объём ящика в первую очередь определяется параметрами динамика, и в силу причин, читателям этой серии уже хорошо известных, для головок калибра 8 дюймов оптимальный объём редко превышает 20 л, для «десяток» — 30 — 40, лишь когда дело доходит до 12-дюймового калибра, мы начинаем иметь дело с объёмами порядка 50 — 60 л, и то не всегда.

Вот и получается какой-то парад суверенитетов: частота настройки ФИ определяется тем басом, который мы от него хотим получить, будь он на «восьмёрке» или на «пятнашке» — не важно. А частота настройки ящика опять не зависит от динамика, чем меньше объём, тем длиннее подавай тоннель. Итог парада: как мы неоднократно замечали в тестах малокалиберных сабвуферов, желательный и многообещающий вариант оформления в ФИ физически невозможно (или затруднительно) реализовать. Даже если не жалко места в багажнике, нельзя объём ящика ФИ делать больше оптимального, а оптимальный нередко оказывается настолько мал, что настроить его на инвариантную к прочим факторам частоту 30 — 40 Гц немыслимо. Вот пример из недавнего теста 10-дюймовых сабвуферных головок («А3» №11/2006): если взять за аксиому диаметр трубы 7 см, то для того, чтобы сделать фазоинвертор на головке Boston, понадобился бы её кусок длиной 50 см, для Rainbow — 70 см, А для Rockford Fosgate и Lightning Audio — около метра. Сравните с рекомендациями в тесте этого номера, относящимися к 15-дюймовым головкам: ни у одной таких проблем не отмечено. Почему? Не из-за динамика, как такового, а из-за исходного объёма, выбранного по параметрам динамика. Что делать? Встречать беду во всеоружии. Оружие нам выковали поколения специалистов (и не только). Знаете, в чём тут дело?

Форма имеет значение

Вы едва ли могли не заметить: я очень люблю копаться в патентах, поскольку считаю, пусть дорога от изобретения к реальной жизни не столь уж коротка, патент — отражение мысли в виде вектора, то есть — с учётом направления. Большинство новаций, предложенных (и неуклонно предлагаемых) неутомимыми умами в отношении фазоинвертора, сконцентрировано на борьбе с двумя мешающими факторами: длина тоннеля, когда его сечение велико, и струйные шумы, когда его сечение, стремясь сократить длину, попытались уменьшить. Первое, простейшее решение, о допустимости которого нас спрашивают в редакционной почте раз по пять в месяц: можно ли тоннель поместить не внутрь ящика, а снаружи? Вот ответ, окончательный, фактический и настоящий, как бумага на квартиру профессора Преображенского: можно. Хоть частично, хоть целиком, внутрь ящика тоннель запихнули исключительно из эстетических соображений, у фон Гельмгольца он торчал снаружи, и ничего, он это пережил. Да и современность наша даёт примеры: вот, скажем, ветераны car audio не могут не помнить (многие, честно говоря, не могут забыть) «басовые трубы» фирмы SAS Bazooka. Они ведь начались с патента на сабвуфер, который удобно поместить за сиденьем грузовика — любимого транспорта американцев. Для этого изобретатель протянул трубу фазоинвертора вдоль корпуса снаружи, заодно уж придав её распластанную по поверхности цилиндрического корпуса форму. Это — один пример, есть другой: некоторые фирмы, выпускающие встроенные сабвуферы для домашних кинотеатров, выводят наружу трубу-тоннель полосового сабвуфера-бандпасса. Тип сабвуфера в данном случае значения не имеет: это тот же резонатор имени сами знаете кого. Ещё одно решение тоже, судя по письмам, ищут, но опасаются. «Можно ли гнуть тоннель?» Ответ — в стиле Филиппа Филипповича и очевиден. Иначе не выпускали бы сразу несколько компаний (DLS, JL Audio, Autoleads, etc. etc.) гибкие трубы специально для этой цели. А в области патентной документации есть даже интересная подсказка, как можно эту задачу решить не без изящества и материальной экономии: была в своё время предложена конструкция модельного тоннеля, который бы собирался из типовых элементов в любой желаемой форме, иллюстрация поведает об остальном. От себя добавлю: большая часть изображённых в патенте деталей трогательно напоминает номенклатуру элементов канализационных сетей местного значения, что и является практическим рецептом внедрения интеллектуального эксцесса американского изобретателя.

Экзотические, отчаянные решения: свернуть тоннель спиралью или винтом

Борясь с неуместной длиной тоннеля, часто идут по пути строительства так называемых «щелевых портов», их достоинство — в конструктивной интеграции с корпусом, что позволяет, при известном воображении, сделать тоннель довольно протяжённым, на прилагаемой схеме — сразу несколько вариантов, которым вопрос, разумеется, далеко не исчерпывается (три верхних эскиза принадлежат перу известного хай-эндщика Александра Клячина, остальное было делом техники).

Недостаток же щелей — в трудности подгонки длины, это не сантехнический ПВХ — махнул пилой, и дело в шляпе. Но есть решения и здесь: не так давно один из героев рубрики «Своя игра» пермяк Александр Султанбеков (не грех лишний раз напомнить стране имена её героев) продемонстрировал на практике, как можно настраивать щелевой порт, изменяя его сечение при неизменной длине, он это делал, укладывая внутрь фанерные проставки, как показано на фото где-то поблизости, поищите.

Щелевой тоннель интегрирован с ящиком, от этого его можно сделать длиннее обычного, «вставного», подгонять длину, правда, гораздо труднее…

В сворачивании тоннеля фазоинвертора некоторые светлые умы дошли до крайностей: один светлый предложил, например, свернуть тоннель в виде спирали вокруг цилиндрического корпуса громкоговорителя, другой на хитрую формулу Гельмгольца ответил тоннелем-винтом, такая концепция нам здесь, в России, знакома…

Значит, надо подгонять не длину, а сечение: вот как это делал один житель столицы Пермского края

Но вообще-то все эти решения (даже с винтом) — лобовые, здесь тоннель неизменной длины просто приделывается или складывается так, чтобы не мешал. Известны (и даже продаются в товарных количествах) реализации другого принципа. Здесь дело вот в чём.

Сечение имеет значение

Не площадь, как таковая, а характер её изменения по длине тоннеля. До сих пор мы, ведомые учением фон Гельмгольца в его самой простой, школьной форме, считали непременным, что поперечное сечение тоннеля постоянно. А нашлись люди, которые это условие нарушили и даже нажили на этом денег.

Опытные читатели помнят, например, статью нашего итальянского коллеги профессора Матарацци, где он предлагает эффективные решения по сокращению длины тоннеля путём придания ему конической или дважды конической, как песочные часы, формы. В «А3» №10/2001 расчёты по программам профессора приведены в виде таблиц, а сами программы сеньор недавно по нашей просьбе нашёл и прислал. Ко времени выхода этого номера из печати мы их выложим на сайт в разделе «Приложения». Правда, исходный код рассеянный профессор потерял безвозвратно, так что программки остаются на итальянском, если кто знает, как перевести, не имея кода, примем помощь с признательностью.

Уход от цилиндрической формы тоннеля предлагался и для сокращения его длины, и в виде локальной «аэродинамической обработки», для снижения струйных шумов

А пока отметим: в своих изысканиях профессор и не первый, и не единственный. На этом направлении происходили даже целые трагедии. Давние читатели журнала, возможно, помнят заметку в «А3» №2/2003 о судебном иске по поводу тоннеля фазоинвертора, не столь давним напомню: корпорация Bose усмотрела, что другая корпорация, JBL, использовав в своих колонках тоннели фазоинвертора с криволинейной образующей, названные Linear-A, тяжко посягнула на интеллектуальную собственность Bose Corp. В доказательство был приведен патент США, где упоминалось, в числе прочего, что неплохо было бы тоннель сделать с эллиптической образующей, он тогда будет и короче, и тише с точки зрения струйных шумов. Напрасно JBL пыталась втолковать суду, что у Bose эллипс, а у JBL — экспонента. Суд пояснил, что эллипсы-шмеллипсы — дело десятое, а колонок продали много, бухгалтерия Bose посчитала: нажива JBL составила 5676718 долларов и 32 цента, что и предлагалось внести в кассу обиженной стороны. Занесли как миленькие, включая медяки, а во всех колонках тоннели поменялись на другие, FreeFlow, типа — улучшенная модель. Вот как бывает…

Уход от цилиндра как формы тоннеля предлагали очень и очень многие. Кто — в стиле Матарацци с вариациями, кто — в скромном, локальном масштабе, ограничиваясь приданием криволинейных обводов концам цилиндрического тоннеля с целью снижения струйных шумов от завихрений. Наиболее же радикальное средство борьбы и с длиной, и с шумами не только придумал, но и эксклюзивно пользуется им уже не один год Мэттью Полк, основатель компании своего имени. Суть устройства под названием PowerPort такова: часть функций тоннеля берёт на себя одна или две, на каждом конце трубы, кольцевая щель между стенкой ящика и поставленным на строго рассчитанном расстоянии от неё «грибком», впрочем, на рисунке всё видно. Такими тоннелями снабжаются практически все домашние громкоговорители Polk Audio. И ежели только кто покусится, плакали его 32 цента плюс ещё кое-что. Для себя же, любимых, никто не запретит такую штуку попробовать, тем более что когда-то давно Полк выложил на свой корпоративный сайт таблицу в «Экселе», по которой можно всё рассчитать, я её тогда же с этого сайта попёр (получив на это позже, задним числом, благословение автора — я же не с целью наживы) и даже перевёл сопроводительные инструкции на великий и могучий, это всё лежит у нас на сайте.

Самое эффектное решение в этой области: PowerPort Мэттью Полка. Изобретение не осталось на бумаге, оно — составная часть почти всей акустики Polk Audio

A propos, и труды профессора Матарацци, и революционная разработка Мэттью Полка напоминают нам вот о чём: гимназическая формула Гельмгольца, помимо прочего, не учитывает очень существенный для практики эффект: в огромном большинстве случаев (практически — всегда) один из концов тоннеля прилегает к стенке корпуса сабвуфера, это касается как круглых труб, отпиленных заподлицо со стенкой, так и труб, снабжённых аэродинамической законцовкой, а в ещё большей степени — щелевых портов, прилепившихся к стенке. Близость стенки создаёт концевой эффект, напоминающий то, чего намеренно добивался автор PowerPort — виртуального удлинения тоннеля. Поэтому-то к формуле, непосредственно произведенной из трудов фон Гельмгольца современные прикладные спецы рекомендуют вводить поправку, чисто эмпирическую, но оттого не менее нужную, она выделена красным, чтобы было ясно, где классик XIX века, а где — практика XX.

А вообще-то, друзья дорогие, пора браться за дело, не век же в бумажках копаться. Дело-то как раз в этом…

Про сабостроение…vol2

vol 1 тут
рассмотрим программу bass port, эта программа является вспомогательным инструментом при постройке ФИ портов, рассмотрим 2 варианта портов-труба и щелевой на повседнев.Возьмём для примера динамик kicx pro300.
открываем программу:

1.Скорость звука — это значение задано программой(344 м/с) трогать его не нужно.
2.Частота настройки ФИ-это и есть та частота на которую мы хотим настроить наш порт(в нашем случае возьмём 35 ГЦ).
3.Внутренний объём ящика-указываем чистый литраж с которым будет работать динамик(если наприме короб на 70 литров-5литров вытесняет динамик, 15 литров вытесняет порт-укзываем в нашем случае 50литров)
4.Диаметр диффузора-диаметр диффузора мерием линейкой от центра подвеса как на картинке

замеряем диаметр подвеса

(в нашем случае 240мм)
5.Количество НЧ динамиков-здесь указываем колличество динамиков на корпус(в нашем случае1)
6.Максимальный ход диффузора-это параметр максимального хода от пика до пика, пишут на сайтах производителя динамика или в инструкции как Xmax (у нас Xmax 16,2мм, в платных и light версиях программы ставим x max как написан в характеристиках динамика, в betta версиях умножаем xmax на 2(в данном примере 16,2*2=32,4).
7.Количество портов-здесь указываем количество портов, пока что ставим 1 но потом возможно будем менять если нам не будет подходить скорость воздуха или длина порта.
8.Сечение порта-круг(труба) или прямоугольник (щелевой).
Нажимаем пересчитать в правой графе "Граничные значения"-в этой графе параметры неизменны-их задаёт программа-это минимальные значения порта для параметров динамика которые мы ввели.
9.D-это диаметр порта(трубы)его задаём мы(допустим у нас валяется труба 100мм-вводим это значение).
нажимаем внизу пересчитать.
10.L-это длина трубы, её уже нам выдаёт программа(если мы будем делать например 2 трубы то L указывает длину каждой трубы а не общую длину, у нас пока 1 труба, и её длина составляет 30,2 см)
11.Это геометрия портов, мы выбираем форму порта, мы рассмотрим простой порт, также там есть экспо, песочные часы-но попервой они сложны в изготовлении и расчётах.
12.Макс.скорость воздуха-по этому параметру мы должны подгонять порт(а точнее менять их диаметр и количество)У нас получилось 10,26 м/с-этот порт получится шумным(красное значение-это ярко выраженый шум порта, розовый-менее выраженый, нормальным значением считается показатель чёрного цвета-чего мы и будем добиватся путём подгона порта).
13.Объём порта-это тот литраж который вытеснят трубы находясь в коробе полностью, это нам пригодится при постройке короба, с этой программы и нужно начинать проектировку короба.Как только мы подгоним параметры уже потом нужно будет считать грязный литраж короба.
Итак что мы имеем:для этого динамика одной 100мм трубы мало(скорость воздуха красная)
Меняем в пункте количество портов на 2, нажимаем справа пересчитать, теперь нажимаем внизу пересчитать.У нас скорость воздуха получилась 5,13-это нормальный показатель(черного цвета).Теперь смотрим на длину труб-она составляет 68,6 см-этому тоже стоит обратить внимание, влезут ли такие порты в ваш коробок(для примера если порты будут в крыло, то ширина короба должна быть не менее 82 см-это 68 длина порта+10см растояние от стенки до входа в порт(тут тоже момент-внутри короба вход в трубу от стенки не должен быть меньше диаметра трубы(у нас 10см))+4см собеих краёв толщина фанеры.Если вас устраиваёт всё то можете рисовать короб.Так же можно поигратся с портами меняя их диаметр и количество(это зависит от наличия труб в магазине или хлама в сарае)

Ну допустим нас не устраивает такая длина, меняем диаметр порта на 80мм.в количестве 2 шт.

у нас получилась длина портов 42,6см, и скорость воздуха с небольшим шумом, которые будет слышно только близко от порта(розового цвета)8,02м/с.
Если нас всё устривает то только сейчас мы можем приступить к расчёту короба:Мы имеем 2 трубы диаметром 80мм длиной по 42,6 см КАЖДАЯ!и объём портов 4,2литра(это объём двух портов а не одного)
Итог- 5 литров вытесняет динамик, 4.2 литра вытесняет порт(динамику нужно 50литров чистого как было выше написано) = 59,2 литров нужен короб, округлим до 60(грязный объём).
считаем по формуле из прошлого поста 60000 делим на ширину 50,6(это с учётом порта 42,6+8см вход в порт) и делим например на высоту 40см=29,6см глубина короба.Теперь прибавляем толщину стенок(по 2 см с каждой стороны) и имеем такие размеры — ширина 54,6 высота 44см, глубина 33,6 см.
получается такой коробок

Весь это пост считается сугубо ознакомительным, и параметры написаные в данном посте указаны только для ознакомления работы программы, программа програмой а головой думать всё равно придётся…след пост будет по щелевым портам vol3.

Автозвук от А до Б

1.Скорость звука — это значение задано программой(344 м/с) трогать его не нужно.

2.Частота настройки ФИ — это и есть та частота на которую мы хотим настроить наш порт(в нашем случае возьмѐм 35 ГЦ).

3.Внутренний объѐм ящика — указываем чистый литраж с которым будет работать динамик(если например короб на 70 литров-5литров вытесняет динамик,15 литров вытесняет порт — указываем в нашем случае 50литров)

4.Диаметр диффузора меряем линейкой от центра подвеса как на картинке:

(в нашем случае замер дал 240мм)

5.Количество НЧ динамиков — здесь указываем количество динамиков на корпус(в нашем случае1)

6.Максимальный ход диффузора — это параметр максимального хода от пика до пика. Его можно найти на сайте производителя динамика или в инструкции как Xmax.

(у нас Xmax 16,2мм, в платных и light версиях программы ставим x max как написан в характеристиках динамика, в betta версиях умножаем xmax на 2 (в данном примере 16,2*2=32,4).

7.Количество портов — здесь указываем количество портов, пока что ставим 1 но потом возможно будем менять если нам не будет подходить скорость воздуха или длина порта.

8.Сечение порта — круг(труба) или прямоугольник (щелевой). Нажимаем пересчитать.

В правой графе «Граничные значения»-в этой графе параметры неизменны, их задаѐт программа. Это минимальные значения порта для параметров динамика, которые мы ввели.

9.D-это диаметр порта(трубы)его задаѐм мы(допустим у нас валяется труба 100мм-вводим это значение).

нажимаем внизу пересчитать.

10.L-это длина трубы, еѐ уже нам выдаѐт программа (если мы будем делать, например 2 трубы то L указывает длину каждой трубы, а не общую длину, у нас пока 1 труба, и еѐ длина составляет 30,2 см).

11.Это геометрия портов. Поле, в котором мы выбираем необходимую форму порта.

12.Макс. скорость воздуха. По этому параметру мы должны подгонять порт (а точнее менять их диаметр и количество). У нас получилось 10,26 м/с.

Этот порт получится шумным (красное значение — это ярко выраженный шум порта, розовый — менее выраженный, нормальным значением считается показатель чѐрного цвета, чего мы и будем добиваться путѐм подгона порта).

13.Объѐм порта — это тот литраж, который вытеснят трубы, находясь в коробе полностью, это нам пригодится при постройке короба.

Получается в нашем случае одной 100мм трубы мало(скорость воздуха красная). Меняем в пункте количество портов на 2 , нажимаем справа пересчитать, теперь нажимаем внизу пересчитать.

У нас скорость воздуха получилась 5,13-это нормальный показатель(черного цвета).

смотрим на длину трубы — она составляет 68,6 см.

Тут нужно глянуть на размеры ящика, влезут ли такие порты в ваш коробок или нет.

Тоже, кстати, важный момент:

Внутри короба вход в трубу не должен быть ближе к стенке, чем диаметр порта. Если в расчете вас устраивает все, то можете смело рисовать короб. Если нет, то можно поиграться с портами меняя их диаметр и количество, подбирая приемлемый для вас вариант в плане исполнения.

допустим нас не устраивает длина портов, меняем диаметр порта на 80мм.в количестве 2 шт.

у нас получилась длина портов 42,6см, и скорость воздуха с небольшим шумом, которые будет слышно только близко от порта (розового цвета)8,02м/с.

Если нас всѐ устраивает, то так и оставим.

У нас получилось 2 трубы диаметром 80мм длиной по 42,6 см КАЖДАЯ! И объѐм портов 4,2литра (это объѐм двух портов, а не одного)

Итог- 5 литров вытесняет динамик,4.2 литра вытесняет порт (динамику нужно 50литров чистого как было выше написано) = 59,2 литров нужен чистый объем ящика, округлим до 60.

60000 делим на ширину 50,6(это с учѐтом порта 42,6+8см вход в порт) и делим например на высоту 40см=29,6см глубина короба. Теперь прибавляем толщину стенок(по 2 см с каждой стороны) и имеем такие размеры — ширина 54,6 высота 44см, глубина 33,6 см.

получается такой коробок:

Теперь посчитаем щелевой порт:

Щелевой порт сложнее в изготовлении и если вы захотите поменять настройку, то это будет гораздо сложнее

Все исходные данные оставляем из предыдущей методики и переходим сразу к пункту 8.

8. Меняем сечение порта с круга на прямоугольник.

У нас меняется картинка, и появляются разделы размера порта.

W — ширина порта в миллиметрах, еѐ мы задаѐм сами.(50мм)

H — высота порта, тоже мы еѐ задаѐм сами.(400мм)

L-длина порта, нам уже длину порта задаѐт программа.

9. Площадь порта, программа выдаѐт исходя из тех параметров, которые мы ввели в пунктах W и H.

Какая именно нам нужна площадь порта, мы должны определиться сами. В интернете не сложно найти рекомендации по площади порта для каждого динамика. Но нужно понимать это что всего лишь приблизительные советы. От площади порта сильно зависит звук сабвуфера, и окончательно определять параметры порта придется уже из практики.

В нашем случае площадь составляет 200 см2 (если в сантиметрах то 5см*40см=200кв.см).

Расчетный порт у нас вышел следующих размеров:

Вытесняемый объѐм порта составляет с округлением 17 литров. Считаем грязный объем ящика.

50литров нам нужно чистого объѐма+17литров вытеснил порт+5литров вытеснил динамик+2 литра можно накинуть на толщину стенок фанеры (так как программа выдаѐт литраж порта только внутри его, без учѐта стенок). Получаем 74 литра грязного объѐма.

Теперь размеры ящика.

74000/60см (ширина коробка, которую мы сами выбираем. Тут нужно подумать. Так как порт щелевой и нам желательно полностью разместить его в коробе)/40см(это как раз высота короба и высота порта)=30,8см получившаяся глубина коробка

Опять прибавляем толщину стенок с каждого края=Ш-64см, В-44см, Г-

Длина порта считается по его центру.

Ну и собственно остается дело за малым. Спилить это дело. )))

Нюансов и конструкций фазоинверторов существует великое множество, подсмотреть отличную идею всегда можно на автозвуковых ресурсах в разделах инсталляций. Там же можно найти как рекомендации по вашему сабвуферу, так и готовые чертежи.

Бандпассы делятся на 4го и 6го порядка. По сути бандпассы это гибриды:

4го порядка ФИ с ЗЯ

Как видно из рисунков, в таком оформлении динамик находится внутри ящика. Бандпассы обладают весьма высокой отдачей, правда, полоса отдачи гораздо уже, чем в ФИ. Корпуса бандпассов уже достаточно громоздкие и в расчете сложные.

Несмотря на то, что бандпассы очень любят фирмы изготовители корпусных сабвуферов, вопреки уверенности новичков в том, что их заводской бандпасс рассчитывали спецы, их никто не рассчитывает. Корпус изготавливается с ориентацией на людей далеких от звука и снабжается кучей оргстекла, хрома, лампочек и украшений. Я думаю не нужно говорить вам о том, что такие ящики в заводском исполнении поют просто отвратительно.

Если вы обладатель заводского ящика с таким оформлением, то вам есть смысл задуматься над тем, чтобы вытащить из него динамик и сделать коробок другого оформления.

Оформление ЧетвертьВолновой резонатор или ЧВ.

Пожалуй, одно из самых любопытных оформлений! Его свойства позволяют любому новичку сделать практически полноценный сабвуфер начального уровня с копеешными затратами! А самое главное, что он сможет вполне сносно работать без усилителя, прямо от магнитолы!

Главное отличие от оформлений, описанных выше в том, что собственно коробка у динамика нет вовсе. Динамик установлен сразу прямиком в тоннель.

Плюсы этого оформления:

— КПД такого оформления примерно на 300% выше, чем у закрытого ящика!

— ЧВ снижает резонанс динамика. В ФИ, скажем, или в ЗЯ, как и в любом компрессионном оформлении, резонанс динамика наоборот растет.

Если совсем простыми словами, то в ЧВ динамик может спеть так низко, как не смог бы нигде.

— оформление чв имеет очень низкий спад ниже настройки.

К примеру, саб в фазике ниже настройки резко теряет громкость с крутизной в 24дб на октаву и практически там не поет. ЧВ имеет спад всего 6дб на октаву! Ниже чем закрытый ящик!

Соответственно нет никакой необходимости настраивать ЧВ низко. Да и не любит он этого.

-скорость баса в чв вполне сопоставима со скоростью баса в зя! То есть бас получается вполне музыкальным и быстрым.

— ЧВ можно достаточно просто рассчитать. Для этого потребуется из всех параметров динамика только диаметр диффузора (от середины до середины подвеса) и его резонанс.

Расчет осуществляется 2мя не хитрыми формулами. При этом, конечно, разные динамики в ЧВ запоют по-разному но на размерах чв это никак не скажется. Сделал ящик один раз и меняй динамики, слушай. Хотя никто не мешает корректировать ящик под конкретный динамик, регулируя площадь и длину тоннеля.

— ЧВ не слишком требователен к прямоте рук. Если где-то ошиблись на сантиметр-два это катастрофически не отразится на результате а кривой распил компенсируется обилием герметика ) Тем более ЧВ это не компрессионный вид оформления то есть в нем воздух так сильно не сжимается как в зя или фи.

— достаточно сложен в изготовлении, придется запастись терпением и включить мозг.

— ящик выходит достаточно большого размера.

— ход динамика в этом оформлении БОЛЬШЕ, чем в других оформлениях.

Это значит, что вы не сможете влить в динамик максимум мощности и при большом перегрузе есть риск порвать динамик. Впрочем, до того как порвется динамик, он начнет отчаянно хрипеть и трещать. Перегруз динамика в чв слышно сразу. (хотя как по мне так это плюс )

Для постройки сверхбюджетного саба в ЧВ в принципе подойдут практически любые динамики, начиная от мидбасов и заканчивая динамиками от музыкальных центров старых, комповых колонок, старых советских колонок и т.д. Отдавать предпочтение стоит динамикам с бОльшим размером подвеса.

Но если вы решили построить серьезный саб в ЧВ, то вам поможет подобрать динамик вот эта табличка:

Диаметры и количество динамиков тоже, чем больше, тем лучше, но тут нужно учитывать, что и ящик в размерах будет вырастать ощутимо. По этому прикиньте сначала на бумаге размеры будущего ящика. Устроят они вас или нет. Для работы саба от магнитолы советую использовать пару динамиков диаметром 13-20см мощностью 20-25вт. Подключите их к тыловым каналам магнитолы, да и все.

По поводу сборки ящика, тут действуют все те же три правила с прочностью, глухотой и герметичностью.

Теперь давайте посчитаем какой ни будь чв.

Допустим, есть два 13ти сантиметровых динамика. Меряем диаметр от середин подвесов. Получается 11.5см.

В школе на геометрии нам говорили, что площадь круга считается пR^2 (радиус в квадрате умноженный на число ПИ).

Если диаметр 11.5см то радиус 5.75см а площадь 3.14*5.75^2=103.8см2 Поскольку динамиков у нас два то умножаем 103.8*2=207.6см2 .Это мы получили эффективную площадь наших динамиков.