Выбираем лучший сабвуферный динамик опираясь на его характеристики и ваши музыкальные предпочтения

Оглавление

СТОЛКНОВЕНИЕ ДВУХ ЧАСТОТ

Вот здесь мы и дошли до главного секрета автомобильных сабвуферов. А заключается он в том, что они начинают работать там, где домашняя акустика заканчивает свою деятельность. Частота раздела «фронт — сабвуфер» приходится на значение 50 — 100 Гц. Это — экстремальные границы, большинство систем настроены на раздел на частоте не ниже 60 и не выше 85 Гц. Именно внутри этого коридора и сидит волшебная частота начала подъёма АЧХ под действием передаточной функции. И примерно там же должна находиться резонансная частота сабвуфера (в ящике), если перед конструктором системы стоит задача получить вменяемую АЧХ.

На приведенный иллюстрациях, предельно идеализированных для пущей наглядности, показаны типовые случаи взаимодействия резонансной частоты сабвуфера и частоты перехода передаточной функции.

Своего рода парадокс: в практике домашней акустики, чтобы получить нижнюю граничную частоту 50 Гц, надо и резонансную частоту басовых динамиков в оформлении делать примерно такой же, а в автомобиле, чтобы ровно и спокойно доиграть до 20 Гц, резонансную частоту самого низкочастотного звена в системе можно выбирать в районе 60 — 80 Гц. При этом дома будет «вуфер», а в машине — действительно САБвуфер, по конечному результату.

В принципе это — главное, на чём основан расчёт сабвуфера в оформлении типа ЗЯ, дело за малым: научиться выбирать сабвуфер и объём ящика, которые, вместе взятые, позволят «попасть» в настройку. Ровно через месяц и выберем.

Выбор чемпионов. Если резонансная частота сабвуфера (с учётом оформления, в сборе) находится вблизи «волшебной частоты» на переходной функции, это, при определённых условиях, может произвести на свет идеально ровную АЧХ, а ход диффузора не растёт ниже 80 Гц, сохраняя вполне допустимые величины

При этом обратим ещё раз внимание: у САБвуфера, способного с постоянной отдачей звучать до 20 Гц, собственная резонансная частота — около 80 Гц. Так вот у нас происходит

Теперь, если выбирать резонансную частоту ниже области перехода, не доходя, разумеется, до фанатизма из предыдущего примера, АЧХ ниже 80 Гц будет подниматься параллельно самой себе, приближаясь к «общенародной», но без выраженного горба на 40 — 50 Гц, происхождение которого к закрытому ящику отношения не имеет

Другой пример неудачного выбора параметров сабвуфера. Или взяв неподходящий динамик (предназначенный для free air), или чересчур пожадничав с объёмом ящика, сделали сабвуфер с резонансной частотой заметно выше «волшебной». Результат: отдача сабвуфера начинает падать там, где передаточная функция ещё не работает в полную силу, а когда она наконец возьмётся за дело, будет поздно, АЧХ провалится, и компенсировать это придётся увеличением подводимой к сабвуферу мощности (что ему может не понравиться) и коррекцией АЧХ в области раздела между фронтом и сабвуфером, это ведь тоже может оказаться где-то здесь, на 80 — 100 Гц

Резонансная частота (Fs)

Резонансная частота — это частота резонанса НЧ головки без оформления, т.е. без полки, короба… Измеряется она следующим образом: динамик подвешивается в воздухе, как можно дальше от окружающих предметов. Так его резонанс будет зависеть только от него самого, т.е. от массы его подвижной системы и жесткости подвеса. Есть мнение, что низкая резонансная частота позволяет сделать отличный сабвуфер. Это не совсем верно, для определенных конструкций слишком низкая частота резонанса будет только помехой. Для справки: низкая частота резонанса, это 20-25 ГЦ. Редко встретишь динамик, у которого резонансная частота ниже 20 ГЦ. Ну а выше 40 ГЦ, будет слишком высоко для сабвуфера.

Собираем из старого сервера домашний NAS с медиаплеером на XPEnology

Не фонтан, конечно, — всего четыре SATA и нет поддержки RAID, но зато малое энергопотребление. Цену на сегодняшний день определить не удалось, но когда-то она стоила 220 долларов. В идеале бы, конечно, лучше иметь мать с возможностью подключения шести дисков и поддержкой RAID. Но такое удовольствие обойдется в некислую сумму. Попробуем прикинуть из того, что есть на рынке б/у. Предложили комплект на Intel 7600 + мать Asus можно приобрести за 1500–2000 рублей (напомню, что это б/у).

До замены корпуса система состояла из Ubuntu-сервера, шары на ней — и, собственно, все. Внутри было два диска по 500 Гбайт. Сейчас приобретен новый корпус, установлена еще пара жестких дисков. Итого три HDD по 500 Гбайт и один на 1,5 Гбайт.

Проверка динамика мультиметром

Для проверки контактов необходимо провести измерение сопротивления, установив мультиметр в режим определения данной характеристики.

Щупы необходимо подключить к контактам соблюдая полярность динамика и при неподвижном диффузоре подвигать ними. Если на дисплее мультиметра показания постоянно меняются, то это будет означать что проводка повреждена и ее необходимо заменить.

В случае если перевернуть динамик и покрутить его, слышны посторонние звуки (например, постукивание), то, скорее всего от гильзы, в которой расположена катушка, отпало несколько витков или вся обмотка. Это можно исправить, заново намотав обмотку.

QTS 4.3.3 — «Ум в движении»: развитие базовых функций и новые приложения


 
Компания QNAP выпустила операционную систему QTS версии 4.3.3 для сетевых накопителей, получившую еще более быстрый веб-интерфейс, развитие базовых функций, поддержку 64-битной архитектуры и новые фирменные приложения.
 
Основные нововведения:

  • Монитор ресурсов: доступны графики с дополнительными показателями для более детального анализа и эффективного управления емкостью и производительностью;
  • Qtier 2.0: отслеживается производительность NAS и часы пиковой загрузки для выбора оптимального времени и скорости выполнения операций автоматического тиринга;
  • Сетевой и виртуальный коммутатор: одни и те же порты LAN могут одновременно использоваться сервисами NAS, внутренними виртуальными машинами и контейнерами. Поддерживаются функция преобразования T2E (Thunderbolt to Ethernet) для применения разъема Thunderbol в роли интерфейса Ethernet, а также Thunderbolt-NAT для доступа Thunderbolt-устройств к сетевым ресурсам через NAS;
  • Time Machine через SAMBA: полная совместимость с macOS Sierra для расширенных сценариев резервного копирования по протоколу SMB;
  • Поддержка exFAT: платная лицензия обеспечивает совместимость с exFAT-носителями для прямого чтения и изменения файлов;
  • Qfiling: новое приложение для настройки условий и расписания автоматического перемещения файлов между папками на NAS;
  • Внешние ресурсы в файловом менеджере File Station: возможны прямой просмотр и передача файлов с NAS в публичные облачные сервисы, а также подключение папок c удаленных NAS по протоколам FTP и SMB/CIFS. Поддерживаются Google Drive, Dropbox, Яндекс.Диск, Amazon Drive, Microsoft OneDrive, Box и HiDrive;
  • Дисководы USB/SATA: можно подключить совместимый привод для прямого доступа к содержимому оптических дисков через File Station;
  • Мультимедийные приложения: Музыкальная станция получила новый режим Spotlight и поддержку «умных» списков воспроизведения; Видеостанция позволяет помечать сцены, переключать звуковые дорожки и загружать дополнительные данные из онлайн баз данных, таких как IMDb. Также добавлены многозонные элементы управления для мультимедийных приложений. Станция загрузки имеет встроенную поисковую систему BT Search;
  • Дополнительные пакеты: QmailAgent обеспечивает централизованное управление учетными записями email и серверами IMAP; Qcontactz помогает управлять списками контактов с различных устройств и платформ; В усовершенствованный Qsync добавлена новая структура групповых папок и функция автовосстановления данных; IFTTT Agent позволяет автоматизировать различные процессы с участием NAS; При помощи Browser Station (beta-версия) можно использовать виртуальные браузеры для доступа к файлам накопителя, ресурсам локальной сети и Интернет; DJ2 Live позволяет вести потоковые, в том числе живые трансляции на различные веб-площадки, а также записывать медиаконтент на NAS.

Перед обновлением рекомендуется сделать копию настроек системы, а после потребуется переустановить некоторые приложения в 64-битной версии, например Transmission, Virtualization Station и другие.
 
Доступность и совместимость
 
QTS 4.3.3 уже доступна для скачивания в «Центре загрузки» для всех устройств из серий от TS-x12 до TS-x85, а также моделей HS-210 и IS-400 Pro.

Нахождение индуктивности катушки динамика L

Для этого нужны результаты одного из отсчетов из самого первого теста. Понадобится импеданс (полное сопротивление) звуковой катушки на частоте около 1000Гц. Поскольку реактивная составляющая (XL) отстоит от активной Re на угол 900, то можно воспользоваться теоремой Пифагора:

Рис. 6. Формула импеданс катушки на определеной частоте

Поскольку Z (импеданс катушки на определенной частоте) и Re (сопротивление катушки по постоянному току) известны, то формула преобразуется к:

Рис. 7. Формула импеданс катушки на определеной частоте

Найдя реактивное сопротивление XL на частоте F можно рассчитаь и саму индуктивность по формуле:

Рис. 8. Формула индуктивности катушки

Тиль и Смолл

Тиль и Смолл это два ученых, которые сформировали единый, общепринятый подход к вычислению характеристик низкочастотных динамиков на основе основных параметров (Fs, Qts, Vas). Невил Тиль/A. Neville Thiele (слева), Ричард (Рихард) Смолл/Richard Small (справа)

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

Нахождение площади поверхности диффузора Sd

Это так называемая эффективная излучающая поверхность диффузора. Для самых низких частот (в зоне поршневого
действия) она совпадает с конструктивной и равна:

Рис. 5. Формула расчета площади поверхности диффузора

Радиусом R в данном случае будет являться половина расстояния от середины ширины резинового подвеса одной стороны до
середины резинового подвеса противоположной. Это связано с тем, что половина ширины резинового подвеса также
является излучающей поверхностью

Обратите внимание, что единица измерения этой площади — квадратные метры.
Соответственно и радиус нужно в нее подставлять в метрах

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.

Нахождение площади поверхности диффузора Sd

Это так называемая эффективная излучающая поверхность диффузора. Для самых низких частот (в зоне поршневого действия) она совпадает с конструктивной и равна:

Рис. 5. Формула расчета площади поверхности диффузора

Радиусом R в данном случае будет являться половина расстояния от середины ширины резинового подвеса одной стороны до середины резинового подвеса противоположной. Это связано с тем, что половина ширины резинового подвеса также является излучающей поверхностью

Обратите внимание, что единица измерения этой площади — квадратные метры. Соответственно и радиус нужно в нее подставлять в метрах

Как сабвуферы используются вместе с динамиками

Когда сабвуферы используются вместе с динамиками, вы сразу заметите улучшение качества звука. Это связано с тем, что сабвуферы избавляют колонки от необходимости работать с низкими частотами. Это позволяет вашим динамикам сосредоточиться на средних и высоких частотах, для воспроизведения которых они были созданы.

Как настроить сабвуферы

Если вы решили, что сабвуферы необходимы для оптимального качества звука, или, может быть, вы просто хотите слышать больше частотного спектра, их настройка обычно не составляет труда. Возможно, вам придется выполнить небольшую настройку, чтобы добиться идеального звука, но подключение компонентов не займет много времени.

Подключите сабвуфер

Подключить сабвуфер к ресиверу домашнего кинотеатра очень просто. Вы просто подключаете кабель от ресивера к сабвуферу, используя соответствующие выходы и входы. Не все ресиверы имеют выходы для сабвуферов, и в этом случае вам понадобится набор акустических кабелей. Вы подключаете кабели к ресиверу и сабвуферу, а от сабвуфера к динамику.

Скорее всего, сабвуфер поставлялся со схемами, изображающими различные варианты настройки, для удобства пользования. Если это не так, вы также можете провести небольшое исследование в Интернете, чтобы узнать, как лучше всего настроить сабвуферы с соответствующими динамиками.

Отрегулируйте сабвуфер

На сабвуфере вы должны увидеть как минимум две шкалы, хотя более дорогие модели часто могут поставляться с дополнительными. Найдите шкалы громкости и частоты кроссовера. Частота кроссовера определяет максимальный диапазон, который будут воспроизводить сабвуферы. Вам придется потратить немного времени на то, чтобы поиграть с циферблатом, чтобы получить «точный» диапазон.

Выбор частоты кроссовера также зависит от того, к какому компоненту подключен сабвуфер. Когда дело доходит до регулировки громкости, это процесс проб и ошибок. Лучший совет – начать с средней громкости и увеличивать или уменьшать ее, пока не получите желаемый звук.

Как проверить качество звука

После того, как сабвуфер подключен и настроен, самое время проверить качество звука. Во многом это также будет зависеть от размещения сабвуфера. Вы хотите убедиться, что сабвуфер не заблокирован мебелью, безделушками или другими компонентами, потому что он отключит звук, даже если громкость и частота кроссовера находятся на идеальных настройках.

Когда вы проверяете качество звука, рекомендуется сесть на свое любимое место. Кроме того, вы хотите воспроизводить музыку в широком диапазоне частот. Многие аудиофилы рекомендуют классическую музыку из-за множества различных инструментов, включая контрабас, виолончель и скрипку, и это лишь некоторые из них, которые покрывают почти весь частотный спектр.

Послушайте, четкие ли басы и четкие ли высокие частоты, если вы заметили приглушение или несбалансированность звука, вам, возможно, придется немного изменить аранжировку. Если вы все еще не уверены в качестве звука, вы можете загрузить на свой смартфон несколько приложений, которые будут слушать за вас. Приложение проанализирует различные частоты и сообщит вам, если требуются какие-либо корректировки.

Параметры (Fs, Qts, Vas)

Fs — резонансная частота динамика

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

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

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

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

Qts — полная добротность

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

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

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

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

Qts — полная добротность на частоте Fs,

,

Qms — механическая добротность на частоте Fs,

,

Fs — резонансная частота динамика, Гц,

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

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

Qes — электрическая добротность на частоте Fs,

,

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

Fs — резонансная частота динамика, Гц,

Re — сопротивление звуковой катушки, Ом,

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

Vas — эквивалентный объем

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

Чем больше диаметр и мягче сабвуфер, тем больше Vas.

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

Vas — эквивалентный объем, л,

,

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

Нахождение резонансной частоты динамика Fs и Rmax

Динамик при этом и всех последующих измерениях должен находиться в свободном пространстве. Резонансная частота
динамика находится по пику его импеданса (Z-характеристике). Для ее нахождения плавно изменяйте частоту генератора и
смотрите на показания вольтметра.

Та частота, на которой напряжение Us на вольтметре будет максимальным (дальнейшее изменение частоты будет
приводить к падению напряжения) и будет являться частотой основного резонанса Fs для этого динамика. Для
динамиков диаметром больше 16 см эта частота должна лежать ниже 100 Гц.

Умноженные на 1000, они дадут сопротивление динамика на резонансной частоте Rmax, необходимое для расчета
других параметров.

Параметры Тиля – Смолла

Каждая модель сабвуферов индивидуальна. Так как для их изготовления используются разные материалы, и технологии. Визуально они тоже отличаются. Вид корзины,  магнитная система, диаметр катушки, высота намотки и многое другое.В результате, сабвуферы имеют разные электрические и механические параметры. Все эти показатели можно измерить, всего их насчитывается около 35.

Известны они как параметры Тиля – Смолла. Названы так в честь математиков Альберта Невила Тиля и Рихарда Смолла. Не стоит пугаться такого большого количества параметров. Для того чтобы выбрать сабвуферный динамик, нам понадобится всего три из них

Взлетаем

Итак, перво-наперво идем на сайт xpenology.me в раздел downloads и скачиваем набор для развертывания.

XPEnoboot — это образ загрузочного диска для установки и загрузки/перезагрузки сервера.

DSM — сама система. Synology Assistant — опционально, программа обнаруживает серверы XPEnology/Synology, установленные или готовые к установке узлы. Я устанавливал через веб-интерфейс — как говорится, на вкус и цвет все фломастеры разные.

ISO-образ нужно распаковать на флешку и использовать при каждом перезапуске сервера, что не совсем удобно. Либо подарить флешку серверу и сделать ее приоритетной при загрузке. Есть второй путь. В предыдущих выпусках журнала «Хакер» я писал про организацию PXE-сервера с различными вариантами загрузки. Если есть такой сервис, то можно с легкостью отдать это ему. За загрузку в XPEnology отвечают два файла (как и в любом линукс-дистрибутиве): zImage и rd.gz. Располагаем их в директории PXE-сервера, в меню дописываем:

Из меню понятно расположение файлов в подкаталоге xpenology, относительно корня TFTP-сервера. Информация была найдена на сайте xpenology.com. Рекомендую ознакомиться.

Первый вариант не сработал. Пробую по-другому. Распаковываю ISO, беру оттуда файл меню isolinux.cfg, копирую менюшку в свое меню PXE, с поправкой пути до файла ядра zImage. Копирую zImage на PXE-сервер. Вот этот вариант сработал как надо, после начала установки даже pat-файл операционной системы не потребовался. Сервер сам скачал его с сайта synology.com, что не может не улыбнуть :). В процессе установки сервер попросит ввести учетные данные администратора. После установки получаем полностью готовый к работе сервер Synology на обычном железе. Тем, кто не знаком с этой ОС, очень рекомендую! Огромное сообщество. Как результат — большое количество репозиториев, которые в разы расширяют штатную функциональность.

Рекомендую следующие списки репозиториев:

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», увеличит личную накопительную скидку и позволит накапливать профессиональный рейтинг Xakep Score! Подробнее

Вариант 2. Открой один материал

Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад

Александр «Plus» Рак

Участник сообщества OmskLUG. Инженер отдела электронного взаимодействия МКУ «Информационно технического управления».

источник

Оформление для динамика

Одними из самых распространённых коробов считаются закрытый ящик и фазоинвертор.

  1. Закрытые ящики используют в SQ — системах, которые направлены на качество звучания. Если у вас открытый кузов автомобиля типа универсала или хэтчбэка, то достаточно использовать 10-дюймовый динамик. Если у вас седан, то лучше в закрытый ящик устанавливать 12-дюймовый динамик, иначе есть шанс, что его не будет слышно.
  2. Следующий вид коробов — фазоинвертор.

Мы не будем сейчас подробно останавливаться на коробах, так как у нас уже есть отличная статья о том, как влияет короб на звук. В ней мы подробно рассмотрели упомянутые акустические оформления, проанализировав минусы и плюсы каждого.

Закрытые же ящики используются не так часто.  С чем это связано, какова причина такой разницы? Всё очень просто: сейчас популярность набирают системы, которые обладают максимальной громкостью. Однако, все дело в том, что определить, насколько качественно играет сабвуфер, зачастую не так просто, особенно, если в этом нет опыта и не с чем сравнить. Когда же мы садимся в автомобиль с высоким звуковым давлением, где все вокруг трясется, и мы всем телом ощущаем бас, тут любой новичке сможет почувствовать разницу.  Такие системы в основном собираются на коробах типа фазоинверторов.

Вообще, есть большое количество различных видов коробов: ЧВ (четвертьволновой резонатор), лабиринты, бандпассы, рупоры – подобные акустические оформления используются не так часто. В дальнейшем, мы их тоже рассмотрим и добавим в статью.

Под какой короб подойдет динамик?

Определить, для какого оформления лучше подойдёт динамик, мы можем по следующей формуле:Если по этой формуле результат получился 50 или меньше, то, следовательно, динамик отлично подходит для работы в закрытом ящике. Если же показатель больше 50, то этот динамик хорошо подойдёт для работы в фазоинверторе, превышает 100 – то лучше установить этот сабвуфер в оформление банд пасс.

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

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

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

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

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

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

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

Резонансная частота (Fs)

Резонансная частота — это частота резонанса НЧ головки без оформления, т.е. без полки, короба… Измеряется она следующим образом: динамик подвешивается в воздухе, как можно дальше от окружающих предметов. Так его резонанс будет зависеть только от него самого, т.е. от массы его подвижной системы и жесткости подвеса. Есть мнение, что низкая резонансная частота позволяет сделать отличный сабвуфер. Это не совсем верно, для определенных конструкций слишком низкая частота резонанса будет только помехой. Для справки: низкая частота резонанса, это 20-25 ГЦ. Редко встретишь динамик, у которого резонансная частота ниже 20 ГЦ. Ну а выше 40 ГЦ, будет слишком высоко для сабвуфера.

Определяемся что выбрать? Громкость или качество

В современных реалиях можно выделить два направления автозвука – SQ и SPL. В зависимости от того, на чей ты стороне, будет сильно зависеть, какой динамик лучше выбрать.

 Sound Quality (SQ). Направление соревнований в автозвуке, которое насчитывает не один десяток лет

Основная задача – добиться от системы максимального качества звучания, также во внимание берётся и её оформление – все должно быть аккуратно и красиво. Такая система – мечта всех, кто хочет иметь в своем автомобиле не громкий, но быстрый и детальный бас.
 Sound Pressure Level (SPL) Направление соревнований по уровню звукового давления, вошедшее в массы относительно недавно

Основная задача – добиться максимальной громкости от аудио системы. Бывало у вас такое, что сперва, откуда не возьмись, слышен бас, затем, минуты через 3, слышатся слова песни,  а еще через 2 минуты появляется ваз 2114 – виновник всего этого веселья? Это и есть SPL система.

Как определиться, на чей ты стороне?

Вспомните наше начало статьи, про музыку у нас в голове. Самый лучший вариант —  опыт, если у друга или знакомого стоит большой сабвуфер, от баса которого ходит ходуном вся крыша, и после прослушки дико хочется, чтобы в своей машине было также, скорее всего по венам у вас бежит кровь SPLщика.

Обратный пример: если громкость музыки не вызывает особой радости, а импонирует сбалансированное и живое звучание, здесь выбор очевиден – SQ.

[hide][top]Измерения эквивалентного объема Vas

Есть несколько способов измерения эквивалентного объема, но в домашних условиях проще использовать два: метод «добавочной массы» и метод «добавочного объема». Первый из них требует из материалов несколько грузиков известного веса. Можно использовать набор грузиков от аптечных весов или воспользоваться старыми медными монетками 1,2,3 и 5 копеек, поскольку вес такой монетки в граммах соответствует номиналу. Второй метод требует наличия герметичного ящика заранее известного объема с соответствующим отверстием под динамик.

Определение эквивалентного объема методом добавочной массы

Для начала нужно равномерно нагрузить диффузор грузиками и вновь измерить его резонансную частоту, записав ее как F’s. Она должна быть ниже, чем Fs. Лучше если новая резонансная частота будет меньше на 30%-50%. Масса грузиков берется приблизительно 10 граммов на каждый дюйм диаметра диффузора. Т.е. для 12″ головки нужен груз массой около 120 граммов (1 дюйм равен 2,54 см). Я советую всё же использовать не монеты, ибо к примеру на 100грамм понадобится аж 20штук 5-копеечных монет! А это согласитесь не очень удобно. Я использую обычный пластилин необходимый вес которого я подгоняю при помощи аптечных весов.
Итак эквивалентный объем вычисляется по формуле:
где: Sd — эффективная излучающая поверхность диффузора, м2; Cms — относительная жесткость.
Излучающая поверхность диффузора для самых низких частот (в зоне поршневого действия) она совпадает с конструктивной и равна: Радиусом R в данном случае будет являться половина расстояния от середины ширины резинового подвеса одной стороны до середины резинового подвеса противоположной. Это связано с тем, что половина ширины резинового подвеса также является излучающей поверхностью

Обратите внимание что единица измерения этой площади — квадратные метры. Соответственно и радиус нужно в нее подставлять в метрах

Рассчитываем относительную жесткость Cms на основе полученных результатов по формуле:
м/Н (метров/Ньютон), где М — масса добавленных грузиков в килограммах.

Определение эквивалентного объема методом добавочного объема

Для определения эквивалентного объема динамика методом добавочного объема герметичный измерительный ящик с круглой дыркой совпадающей по размеру с диаметром диффузора динамика. Объем ящика лучше выбрать ближе к тому, в котором мы потом собираемся этот динамик слушать. Нужно герметично закрепить динамик в измерительном ящике. Лучше всего это сделать магнитом наружу, поскольку динамику все равно, с какой стороны у него объем, а вам будет проще подключать провода. Да и лишних отверстий при этом меньше. герметизируем все щели.
Затем нужно произвести измерения (резонансной частоты динамика в закрытом ящике) и, соответственно, вычислить механическую и электрическую добротность Qmc и Qec и добротность динамика в измерительном ящике Qts’ (Qtс). После чего уже вычисляем эквивалентный объем по формуле:
Практически с теми же результатами можно использовать и более простую формулу:
где: Vb — объем измерительного ящика, м3.
Выполняем проверку: вычисляем и если измеренная в ящике Qts’=Qtc, ну или почти равна, значит — все сделано правильно, и можно переходить к проектированию акустической системы.

Выводы

Итак, мы нашли и рассчитали несколько основных параметров и можем на их основании делать некоторые выводы:
*1. Если резонансная частота динамика выше 50Гц, то он имеет право претендовать на работу в лучшем случае как мидбас. О сабвуфере на таком динамике можно сразу забыть.
*2. Если резонансная частота динамика выше 100Гц, то это вообще не низкочастотник. Можете использовать его для воспроизведения средних частот в трехполосных системах.
*3. Если соотношение Fs/Qts у динамика составляет менее 50-ти, то этот динамик предназначен для работы исключительно в закрытых ящиках. Если больше 100 — исключительно для работы с фазоинвертором или в бандпассах. Если же значение находится в промежутке между 50 и 100, то тут нужно внимательно смотреть и на другие параметры — к какому типу акустического оформления динамик тяготеет.
Лучше всего для этого использовать специальные компьютерные программы, способные смоделировать в графическом виде акустическую отдачу такого динамика в разном акустическом оформлении. Правда при этом не обойтись без других, не менее важных параметров — Sd, Cms и .
Полученных в результате всех этих измерений данных достаточно для дальнейшего расчета акустического оформления низкочастотного звена достаточно высокого класса.

Измерение эквивалентного объема Vas

Есть несколько способов измерения эквивалентного объема, но в домашних условиях проще использовать два: метод «добавочной массы» и метод «добавочного объема».

Первый из них требует из материалов несколько грузиков известного веса. Можно использовать набор грузиков от аптечных весов или воспользоваться старыми медными монетками 1,2,3 и 5 копеек, поскольку вес такой монетки в граммах соответствует номиналу.

Второй метод требует наличия герметичного ящика заранее известного объема с соответствующим отверстием под динамик.

Нахождение Vas методом добавочной массы

Для начала нужно равномерно нагрузить диффузор грузиками и вновь измерить его резонансную частоту, записав ее как F’s. Она должна быть ниже, чем Fs. Лучше если новая резонансная частота будет меньше на 30%-50%. Масса грузиков берется приблизительно 10 граммов на каждый дюйм диаметра диффузора. Т.е. для 12″ головки нужен груз массой около 120 граммов.

Затем необходимо рассчитать Cms на основе полученных результатов по формуле:

Рис. 9. Формула расчета относительной жесткости

где М — масса добавленных грузиков в килограммах.

Исходя из полученных результатов Vas(м3) рассчитывается по формуле:

Рис. 9. Формула расчета эквивалентного объема

Нахождение Vas методом добавочного объема

Нужно герметично закрепить динамик в измерительном ящике. Лучше всего это сделать магнитом наружу, поскольку динамику все равно, с какой стороны у него объем, а вам будет проще подключать провода. Да и лишних отверстий при этом меньше. Объем ящика обозначен как Vb.

Затем нужно произвести измерения Fс (резонансной частоты динамика в закрытом ящике) и, соответственно, вычислить Qmc, Qec и Qtc. Методика измерения полностью аналогична описанной выше. Затем находится эквивалентный объем по формуле:

Рис. 10. Формула расчета эквивалентного объема методом добавочного объема

Полученных в результате всех этих измерений данных достаточно для дальнейшего расчета акустического оформления низкочастотного звена достаточно высокого класса. А вот как оно рассчитывается — это уже совсем другая история.

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

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

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

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

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