Фазоинвертор: короче!

Оглавление

Расчёт фазоинвертора

При резонансе, сопротивление звуковой катушки растёт. Для измерения, к динамику последовательно подключают резистор, номинал которого выше сопротивления динамика на порядок, от 100 — до 1000 Ом. При измерении напряжения можно оценить сопротивление звуковой катушки. На частотах, где будет высокое сопротивление — напряжение на резисторе минимально и наоборот.

Нам не важны абсолютны значения, только максимальное сопротивление на катушке (минимальное на резисторе). Для этого воспользуемся мультиметром в режиме замера переменного напряжения. В качестве источника, профессионалы используют генератор звуковых частот. А для нашей задачи подойдёт специальный компакт диск.

Процесс измерения выглядит таким образом:

  • Отверстие фазоинвертора затыкается куском фанеры.
  • Диск с записями звуковых частот включается на приемлемую громкость.
  • Переключая по трекам, следим за напряжением на резисторе, как только она прыгнет до минимума, вот и нужная частота.

Побочно, подбирается оптимальный объем наполнителя для динамика, постепенно добавляя небольшое количество и отслеживая колебания резонансной частоты. А найдя этот параметр, нужно его умножить на 0,63, и получится необходимая частота для фазоинвертора. Но нам нужно ещё измерить длину, для этого открываем отверстие, включаем тестовый диск с записью. И смотрим на показание резистора. Но теперь ищем не минимальное сопротивление, а максимальное. Частота фазоинвертора будет сильно отличаться от нужной. Для его повышения укорачивают длинную тоннеля или увеличивают его диаметр.

Расчёт показателей с помощью программы Bass Port

Интерфейс программы прост и понятен, все поля и настрой подписаны.

Необходимо ввести эти параметры:

  • Скорость звука (по умолчанию 344 м/с, влажность 50% температура 20° C ).
  • Объем ящика.
  • Частота фазоинвертора.
  • Диаметр динамика.
  • Низкие частоты динамика.
  • Ход диффузора.
  • Сечение порта.
  • Количество отверстий в корпусе.

После этого нажимается кнопка пересчитать и получаете результат. Учитывайте что скорость воздуха не должна быть больше 13 м/c.

Расчёт фазоинвертора по методике журнала «Радио»

Собираем схему с генератором звуковой частоты и резистором в 1000 Ом, меньшую мощность брать не рекомендуется. Динамики размещаем вдали от потолка и стен. Подключаем вольтметр и измеряем напряжение на частоте 500 Гц. И находим максимальные (Fs) и минимальные показатели (Us). Чтобы узнать необходимый объем ящика (V), берём такого же размера коробку с дыркой под динамик, но не из картона. Устанавливаем динамик и герметизируем все отверстия. Проводим измерения и вычисляем Fs. Полученные данные подставляем в формулу: Vas = (( Fs ’/ Fs )^2-1)* V.

Для настройки фазоинвертора, закрываем отверстие туннеля и вычисляем максимальный показатель (Fs), добавляем звукопоглощающий материал и снова замеряем. Полученный результат добавляем в формулу Fb = 0,63* Fs. Длина туннеля вычисляется: LV= 31*10^3* S /(Fb ^2* V), где S — площадь порта фазоинвертора (в см ²), а V — объем ящика (в литрах).

Фазоинвертор напрямую влияет на качество звучания акустики. Существует несколько методик расчёта фазоинвертора, у них одинаковый первый этап — замер показателей. Использование программного обеспечения, часто даёт неправильный результат. Также можно воспользоваться онлайн сервисами, но у них те же минусы.

[Q] Как расчитать закрытый ящик?

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

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

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

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

Fс=Fs*SQRT(1+Vas/V)

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

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

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

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

Самостоятельное изготовление порта

Фазоинвертор так же, как и динамик, участвует в воспроизведении звука. Для избегания эффекта интерференции канал размещается поближе к излучателю низкой частоты на расстоянии, не превышающем его длину волны. В качестве ФИ используются жёсткие конструкции, например, в самодельных изделиях применяются канализационные пластиковые трубы.

Но при попытках рассчитать фазоинвертор для сабвуфера потребители сталкиваются с тем, что диаметр таких труб не совпадает с вычисленными значениями, поэтому труба изготавливается из подручного плотного материала — ватмана. Для того чтобы сделать канал самостоятельно, потребуются:

Вырезанная из ватмана полоска, ширина которой совпадает с длиной трубки, в несколько витков наматывается на поверхность газетной бумаги. При этом перед каждым витком наносится эпоксидный клей. Его получают путём смешивания смолы и отвердителя согласно инструкции. После того как выполнены все витки, изделие обтягивается по кругу нитью для придания жёсткости и ставится на просушку.

Через сутки основание извлекается. В случае возникновения трудностей его можно поломать изнутри и достать частями. Изготовленный канал такого вида имеет хорошую прочность и легко подвергается дополнительной обработке. Далее полученная трубка устанавливается в отверстие колонки, но не до конца и начинается прослушивание звука. В заводских условиях используется специальный прибор. Такое устройство работает на основе мультивибратора, который настраивается на резонансную частоту динамической головки. После подключения динамика запускается генератор и длина трубы регулируется по максимуму колебанию в ней воздуха.

Аналогично можно провести настройку и самостоятельно. Для этого на вход подаётся сигнал низкой частоты. Трубка выдвигается вперёд или погружается внутрь ящика, а после оценивается объём выходящего воздуха. Установив положение максимального его выхода, излишки трубы удаляют снаружи, а сам порт герметизируют. При желании для придания конструкции оконченного вида выполняется раскрыв трубы, но можно обойтись и без этого.

Расчет ФИ короба с помощью програм JBL SpeakerShop и BassPort. — DRIVE2

Прежде чем приступить к расчетам фазоинверторного корпуса под конкретный сабвуферный динамик, необходимо узнать какие у динамика параметры Тиля-Смолла и понять, что такое:Для адекватного расчета достаточно трех параметров.Fs – резонансная частота динамика, указывается в Гц (герцах).Vas – эквивалентный объем, указанный в литрах.

Qts – полная добротность динамика.

1. Расчет чистого объема и частоты настройки фазоинвертора. Для этого необходима программа для расчета сабвуферных корпусов, их достаточно много, как платных, так и бесплатных, наиболее популярная и простая в обращении, программа JBL SpeakerShop. В программе необходимо указать параметры Тиля – Смолла, подбирая объем ящика и настройку порта фазоинвертора, получить необходимый график АЧХ.

2.Расчет порта фазоинвертора. Очень быстро и удобно, а главное с большой точностью, рассчитать порт на нужную частоту, можно в программе BassPort.

Вводим в программе: Необходимую частоту настройки порта ФИ Полученный ранее чистый объем ящика Эффективную площадь диффузора 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) Выбираем сечение порта Вводим габариты порта Нажимаем кнопку рассчитать, и получаем необходимую длину порта «L», а так же другие не менее важные данные, в частности – литраж порта, который добавится к объему корпуса сабвуфера.

3.Считаем общий объем корпуса ФИ. В программе JBL SpeakerShop мы узнали, какой необходим чистый объем для конкретного сабвуфера, а так же не какую частоту лучше настраивать порт ФИ. В Bassportе мы посчитали, какой длинны должен быть порт ФИ, исходя из его площади, и узнали какой объем будет занимать порт.

Теперь складываем: чистый объем + объем порта + 3 – 4 литра (объем вытесняемый динамиком) и получаем общий внутренний объем будущего ФИ корпуса. Если в корпусе будут использоваться скругления, ребра жесткости, если корпус будет щелевой и пр. это так же необходимо учесть в общий объем.Пример:*Чистый объем – 45 л.

*Порт щелевой, площадью 140 куб.см. на 36 Гц — 8,5 л., плюс 3,8 л. на стенку порта из 18 мм. фанеры. *Вытеснение динамиком – 3 л.*Итого — 60,3 л. общий объем ФИ корпуса.Теперь, казалось бы самое не понятное, как получить размеры корпуса исходя из известного литража?У нас есть объем 60,3 литра.

Совет

Замеряем багажник, смотрим какие габариты нас устроят, например: высота — 40 см, длинна – 60 см осталось узнать ширину. Отнимаем от высоты и длинны толщину стенок (пусть будут 18 мм фанера) и получаем: высота – 36,4 см., длинна 56,4 см.

Теперь считаем: 60,3 * 1000 / 36,4 / 56,4 = 29,4 – ширина корпуса, без учена стенок, со стенками 33 см.

Вот так, примерно выглядит расчет фазоинверторного корпуса под определенный сабвуферный динамик. Прошу вас не воспринимать данную статью как четкое руководство по изготовлению ФИ сабвуфера, очень много не учтенных моментов и тонкостей.

Кому интересен автозвук вступайте vk.com/sound_paradise

Дело — труба

Еще одним способом обуздания противофазного тылового излучения стал фазоинвертор, по-русски буквально «разворачиватель фазы». Чаще всего он представляет собой полую трубку, смонтированную на передней или задней поверхности корпуса. Принцип работы понятен из названия и незамысловат: раз избавляться от излучения обратной стороны диффузора трудно и нерационально, значит нужно синхронизировать его по фазе с фронтальными волнами и использовать на благо слушателей.

Амплитуда и фаза движения воздуха в фазоинверторе меняются в зависимости от частоты колебаний диффузора

По сути труба с воздухом является самостоятельной колебательной системой, получающей импульс от движения воздуха внутри корпуса. Обладая совершенно определенной частотой резонанса, фазоинвертор работает тем эффективнее, чем ближе колебания диффузора к частоте его настройки. Звуковые волны более высоких частот сдвинуть с места воздух в трубе просто не успевают, а более низкие хотя и успевают, но чем они ниже, тем сильнее смещается фаза излучения фазоинвертора, и, соответственно, его эффективность. Когда поворот фазы достигает 180 градусов, тоннель начинает откровенно и весьма эффективно глушить звук басового драйвера. Именно этим объясняется очень крутое падение звукового давления АС ниже частоты настройки фазоинвертора — 24 дБ/окт.

В борьбе с турбулентными призвуками конструкторы фазоинверторов постоянно экспериментируют

У закрытого ящика, между прочим, на частотах ниже резонансной спад АЧХ куда более плавный — 12 дБ/окт. Однако в отличие от глухой коробки, коробка с трубой в боковой стенке не заставляет конструкторов идти на любые хитрости ради максимального снижения резонансной частоты самого динамика, что довольно хлопотно и дорого. Тоннель фазоинвертора настроить куда проще — достаточно подобрать ее внутренний объем. Это, правда, в теории. На практике, как всегда, начинаются непредвиденные сложности, например, на больших уровнях громкости воздух на выходе из отверстия может шуметь почти как ветер в печном дымоходе. К тому же инертность системы частенько становится причиной падения скорости атаки и ухудшения артикуляции на басах. Одним словом, простор для экспериментов и оптимизации перед конструкторами фазоинверторных систем открывается просто невероятный.

Фазоинвертор

Плюсы: Энергичная отдача на НЧ, возможность воспроизведения самых глубоких басов, относительная простота и дешевизна изготовления (при изрядной сложности расчета).

Минусы: В большинстве реализаций проигрывает закрытому ящику в скорости атаки и четкости артикуляции.

Динамики для сабвуфера

Сабвуфер — отдельная колонка, предназначенная для воспроизведения звуков самых низких частот. Главная составляющая любой акустической системы — динамик или головка громкоговорителя. Её задача — преобразовать электрический сигнал в колебания воздуха.

Сабвуфер — отдельная колонка, предназначенная для воспроизведения звуков самых низких частот

Для этого используют громкоговорители разных принципов действия. В сабвуферы устанавливают, как правило, электродинамические головки.

В сабвуферы устанавливают, как правило, электродинамические головки

Под действием электрического тока в звуковой катушке (6) она колеблется в поле постоянного магнита вместе с диафрагмой (диффузором) (3), закреплённой на гибком подвесе (2). Эти механические перемещения преобразуют электросигнал в звуковые волны.

Параметры динамиков

Работу динамиков описывает множество параметров, которые можно найти в техническом паспорте. Многие из них используются в расчёте акустических систем. Главные среди параметров электродинамических головок:

  • резонансная частота (Fs),
  • добротность (Qts),
  • эквивалентный объём (Vas).

Динамик — колебательная система. Чем легче диафрагма (диффузор) и жёстче подвес, тем выше резонансная частота. Для воспроизведения низких звуковых частот используют мягкие подвесы и тяжёлые диффузоры. Резонансная частота больших сабвуферных динамиков примерно 20—50 Гц.

Добротность отражает способность подвеса динамика гасить резонансные колебания диффузора. Чем лучше у него это получается, тем ниже добротность.

Эквивалентный объём динамика равен объёму воздуха, жёсткость которого при воздействии на него диффузора такая же, как жёсткость подвеса. Как понятно, эта величина не эквивалентна размерам корпуса колонки, как порой ошибочно полагают. Параметр зависит от механических свойств подвеса и размеров диффузора. Измеряется в литрах.

Размер динамика для сабвуфера

Для создания высокого звукового давления, эффективного и корректного преобразования сигнала в колебания воздуха требуются диффузоры большой площади. По этой причине в сабвуферах используют головки диаметром 6—15 дюймов.

Чем больше диаметр головки, тем сильнее звуковое давление, которое потенциально может обеспечить сабвуфер. Но большим динамикам требуются и большие короба. По этой причине размеры выбирают, ориентируясь на объём салона автомобиля.

Таблица: диаметр динамиков

Класс автомобиля Модель автомобиля Количество и диаметр (в дюймах) НЧ динамиков
Малый класс Mercedes А, Citroen C2, Volkswagen Polo, Peugeot 206, Mitsubishi Colt 1х8, 2х6
Компактный класс BMW-1, Audi A3, Citroen C4, Mitsubishi Lancer 1х10, 2х8
Средний класс Audi A4, Ford Mondeo, Volkswagen Bora, Opel Vectra, Volvo S60, BMW-3 1х10, 1х12, 2х10
Бизнес-класс Mercedes Е, BMW-5, Audi A6, Toyota Camry 1х12, 2Х10, 2х12
Класс люкс Mercedes S, Audi A8, Volkswagen Phaeton, BMW-7, Bentley 1х12, 2х12
Внедорожники 1х12, 2х12, 1х15

Конкретный выбор за владельцем автомобиля. Когда требуется большая отдача от колонки, жертвуют местом. И наоборот, желая сэкономить пространство, останавливаются на динамиках меньшего диаметра.

Наиболее универсальный вариант — использование в сабвуфере головки 10–12 дюймов.

Наиболее универсальный вариант — использование в сабвуфере головки 10–12 дюймов

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 = (C/2 π) * K, где:

  • 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.

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.

Где установить: в багажнике или под сиденьем

Если активный сабвуфер можно поставить практически куда угодно, то от местоположения пассивного устройства напрямую будет зависеть чистота и мощность его звучания на низких частотах. В зависимости от предпочтений автовладельца и наличия свободных пространств в разных типах машины, предлагается несколько мест для установки:

  • по центру впереди — оптимальная позиция для связи с фронтальными динамиками, что обеспечит практически идеальное звучание треков в салоне. Однако в большинстве автомобилей впереди нет места для размещения каких-либо крупногабаритных устройств, поэтому расположение по центру впереди больше подойдёт для микроавтобусов;
  • в багажнике, с направленностью динамика вперёд — один из самых популярных среди водителей способов размещения сабвуфера. Подходит для всех видов транспортных средств;
  • в багажнике, с направленностью динамика назад — больше подходит для авто в кузове хэтчбек, так как звуковая волна не встречает препятствия на своём пути. Расположение в багажнике назад неприемлемо для автомобилей в кузове седан или купе, так как звук будет сильно деформироваться из-за специфики конструкции багажного отсека;
  • на полу под сиденьем — ещё один вариант, который, однако, не пользуется широкой популярностью у водителей. Из-за того, что сабвуфер расположен вровень с полом, к тому же корпус находится под сиденьем, звук встречает множество преград на своём пути;
  • на задней полке — один из лучших вариантов размещения сабвуфера во всех типах автомобилей. Главное условие — полка должна быть достаточно широкой и прочной, чтобы выдерживать низкочастотные басы.

Фотогалерея: основные места для размещения устройства в автомобиле

Оптимальный вариант расположения сабвуфера в автомобиле — багажник вашего авто Качество звучания сабвуфера, расположенного под передним сиденьем, будет несколько ниже Одно из самых простых и практичных мест для сабвуфера — задняя полка автомобиля

При выборе места для установки сабвуфера необходимо точно рассчитать, насколько безопасным будет энергия басов для окружающих объектов. Дело в том, что резонанс от корпуса может в некоторых случаях повредить как место установки, так и стёкла в машине.

Процесс расчета

Расчет производится следующим образом:

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

Расчет чистого объема корпуса

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

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

Расчет порта фазоинвертора

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

Пользоваться программой несложно:

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

Вариант №3. Расчет размера фазоинвертора по номограмме


рис. 9. Номограмма В области низких частот работа громкоговорителя не зависит от формы ящика или типа фазоинвертора, а определяется лишь двумя параметрами акустического оформления — объемом ящика-фазоинвертора V и частотой его настройки Fb. К нахождению этих величин и сводится в основном расчет акустического оформления.

Для того чтобы уяснить методику расчета громкоговорителей с помощью номограммы, рассмотрим несколько примеров.

Пример 1.Рассчитать оптимальное акустическое оформление для известной низкочастотной головки. Допустим, что с помощью измерений параметры головки определены: Qa=3,2, Qe=0,33, Vas=0,120м3, fs=40 Гц. При работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением (Rg=0) Qt головки составит 0,3. Отметим на оси абсцисс точку Qt=0,3, проведем через нее перпендикулярную оси прямую и найдем ординаты точек пересечения прямой с кривыми в верхней и нижней частях номограммы: Vas/V=3, fb/fs=1,25, f3/fs=1,47. Подставляя в полученные отношения измеренные значения параметров головки Vas=0,120м3, fs=40 Гц, находим: V=0,04 м3, fb=50 Гц, f3=59 Гц. Таким образом, если не принимать мер к дополнительному регулированию Qt, для получения гладкой частотной характеристики громкоговорителя заданную головку достаточно поместить в ящик-фазоинвертор объемом 0,04 м3 и настроить его на частоту 50 Гц. Частота среза громкоговорителя при этом окажется равной 59 Гц.

Пример 2.Для той же исходной головки с Qa=3,2, Qe=0,33, Vas=0,120м3, fs=40 Гц требуется так рассчитать параметры ящика-фазоинвертора, чтобы частота среза громкоговорителя оказалась равной 35 Гц. При оговоренной частоте среза расчет начинается с определения f3/fs. В рассматриваемом случае f3/fs=0,875. Далее через точку с ординатой 0,875 на кривой f3/fs проводится прямая, перпендикулярная оси абсцисс, и определяются координаты точек пересечения ее с кривыми Vas/V и fb/fs , т. е. Qt=0,415, Vas/V=1.05, fb/fs =0.93. Подставляя в полученные отношения значения параметров головки Vas=0,12м3, fs=40 Гц, находим V=0,114 м3, fb=37 Гц. Следовательно, для того чтобы получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя с частотой среза f3=35 Гц, объем ящика-фазоинвертора должен составлять 0,114 м3, а частота настройки — 37 Гц. Кроме того, поскольку требуемое значение общего Q головки отличается от измеренного (при работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением Qt=0.3), для достижения желаемой формы частотной характеристики потребуется дополнительное регулирование этого параметра.

Пример 3.Дана низкочастотная головка (Qa=3,2, Qe=0,33, Vas=0,12м3, fs=40 Гц) и задан объем акустического оформления 19 V=0,06 м3. Требуется рассчитать громкоговоритель, обладающий гладкой частотной характеристикой. Определим отношение Vas/V =2. Через точку с ординатой 2 на кривой Vas/V проведем прямую, перпендикулярную оси абсцисс, и найдем координаты точек пересечения ее с кривыми fb/fs и f3/fs : Qt=0,345; fb/fs=1,1; f3/fs=1,2. Подставляя в последние отношения значения параметров головки, находим fb=44 Гц, f3=48 Гц. Таким образом, чтобы с данной головкой и в ящике оговоренных размеров получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя, потребуется настроить ящик-фазоинвертор на частоту fb=44 Гц и с помощью средств регулирования довести общее Q головки до значения 0,345.

Заряжаем….

В статье выяснили, чем хороши различные типы акустического оформления и чем плохи. Казалось бы, теперь «цели ясны, за работу, товарищи..» Не тут-то было. Во-первых, акустическое оформление, в которое не установлен собственно динамик — всего лишь с той или иной степенью тщательности собранная коробка. А зачастую и собрать-то ее нельзя, пока не будет определено, какой динамик окажется в нее установлен. Во-вторых, и в этом главная потеха в проектировании и изготовлении автомобильных сабвуферов — характеристики сабвуфера немногого стоят вне контекста характеристик, хотя бы самых основных, автомобиля, где он будет работать. Есть еще и в-третьих. Мобильная акустическая система, одинаково приспособленная для любой музыки — редко достигаемый идеал. Грамотного установщика можно узнать обычно по тому, что, «снимая показания» с клиента, заказывающего аудиоустановку, он просит принести образцы того, что клиент будет слушать на заказанной им системе после ее завершения.

Как видно, факторов, влияющих на решение — очень много и свести все к простым и однозначным рецептам нет никакой возможности, что и превращает создание мобильных аудиоустановок в занятие сильно родственное искусству. Но некоторые общие ориентиры наметить все же можно.

Как правильно установить и подключить сабвуфер в машине

Установка самодельного устройства в машине, а также его подключение потребуют наличия определённого инструмента. Итак, помимо того, что нужны сабвуфер и усилитель к нему, придётся заранее побеспокоиться и о следующих приспособлениях:

  • предохранитель;
  • провода (три проводка в одной обмотке — на питание, на «+» к аккумулятору и провод к магнитоле);
  • конденсатор;
  • кусачки;
  • изолента;
  • пластиковые хомуты;
  • комплект гаечных ключей.

Подключение проводов производится по следующей схеме:

  1. Изначально провод сабвуфера выводится к усилителю.
  2. От усиливающего устройства провод подводится к автомагнитоле.
  3. Провод питания «+» необходимо защитить от повреждений — например, завернуть его в гофру.
  4. Предохранитель ставится на этом же проводе «+» на минимальном расстоянии от аккумулятора.

Сабвуфер можно подключить самостоятельно, опираясь на параметры данной схемы

Видео: подключение и настройка сабвуфера

Самостоятельное проектирование, изготовление и подключение сабвуферов в автомобиле доступно практически каждому водителю. Залогом успеха дела станет как грамотный расчёт габаритов и объёма изделия, так и аккуратная сборка корпуса. При этом автолюбитель может самостоятельно подобрать нужный размер динамиков, чтобы создать в салоне то звучание низких частот, которое его больше всего устраивает.

Главная →

Тюнинг →

Закрытый ящик

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

Преимущества ЗЯ:

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

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

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

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