Как найти объем динамика

Решил написать памятку для себя о том, как рассчитать объем акустического оформления для низкочастотного динамика. Меня интересует закрытый ящик, поэтому и формулы именно для его рассчёта. Кто-то их знает, а кому-то они могут быть полезны. Так как в текстовом редакторе написание формул затруднительно (корни, дроби и т.д.), я буду использовать известные математические правила.

Ну что же… Перед тем, как приступим, давайте вообще определим: какой динамик лучше всего подойдёт для ЗЯ. В разъяснения о мех. свойствах я вдаваться не буду, так как не владею достаточными знаниями. Всё, что я повествую, взято из книг и статей.
Так вот, для нас при выборе динамика очень важны три параметра: fs (резонансная частота), Vas (эквивалентный объем воздуха в литрах) и Qts (полная добротность динамика).

Для определения навскидку о пригодности динамика для ЗЯ существует параметр EBP.

EBP=fs÷Qts

Если результат будет меньше или равен 50, то это однозначно наш вариант. Но в некоторых источниках приемлемо и 80.

Идем дальше… Динамик нам допустим для ЗЯ подходит. А как навскидку в магазине определить под него необходимый объем? Тут тоже предлагают достаточно простой метод. Суть вот в чём: при установке в короб у динамика меняются некоторые свойства в том числе fs и Qts (Кому интересно, тот может более подробно ознакомиться с этим, воспользовавшись поисковиком). В ЗЯ эти параметры называются результирующими и обозначаются fc и Qtc. Опять же принято считать, что идеальным значением добротности динамика в ЗЯ (Qtc) является 0.7. К нему и нужно стремиться, но, если мы ещё глубже копнем, то для инструментальных жанров Qtc = 0.5-0.6, а для электронной Qtc = 0.8-0.9. Как-то так.
fc же не должно выходить за рамки сабового диапазона.

Для беглой прикидки мы смотрим на параметр Vas.
Если поставим динамик ровно в такой же объем, что и Vas, то fc и Qtc увеличатся в 1.4 раза.
Если мы хотим установить динамик в двое меньший объем, чем Vas, то fc и Qtc увеличатся в 1.7 раза.
Если втрое меньший объем, то в 2 раза…
Суть понятна, правда? Не каждый динамик в желаемом нам объёме заиграет.

Теперь более сложные расчеты:

1. Qtc = Qts√(Vas÷Vb+1), где Vb — это объем желаемого ящика.

2. fc = fs√(Vas÷Vb+1)
или
fc = fs•Qtc÷Qts

3. Vb = Vas÷((fc÷fs)²-1)

Ну вот вроде бы и всё.

А нет, не всё. Вот сайт для ленивых:
www.mh-audio.nl/Loudspeakers.html#top

P.S.: решил-таки привести пример. За основу взял свой саб Rocford Fosgate p2d2-8.
fs = 39.6
Vas = 9.9
Qts = 0.46
На данный момент динамик стоит в ЗЯ 7.5 литров.

Для начала определимся с параметром EBP=39.6÷0.46=86
Да, не лучшее значение. Динамик тяготит к ФИ. Ну да ладно.
Далее…
Qtc = 0.46√(9.9÷7.5+1)=0.701 отличный показатель.
fc = 39.6√(9.9÷7.5+1)=60.3 Гц — не плохо, а можно рассчитать этот параметр и так:
fc = 39.6•0.701÷0.46=60.3 Гц — совпало!
Проверяем объем:
Vb = 9.9÷((60.3÷39.6)²-1)=7.506 литра.

Теперь посчитаем «инструментальный» саб в ЗЯ с желаемой добротностью Qtc=, скажем, 0.6
Дам сразу ответы:
Если Qtc=0.6, то
fc = 51,6 Гц
Vb = 14,06 литра
Т.е., чтобы понизить добротность с 0.7 до желаемых 0.6, мне нужно увеличить объем ЗЯ до 14 литров.

И на последок приведу цитату с форума вегалаб: «Немного о добротности…
Грубо говоря для закрытого ящика чем больше результирующая добротность тем меньше нужен объем но тогда бас станет горбастым и через чур жестким, кислотным, вытерпеть сможет только очень современная молодежь. Но вот что есть по этому поводу, цитата из статьи в «АвтоЗвуке»(за 2000 год, №5, статья: «Саб, который построил Дженн»)
Как известно, акустическое оформление в виде закрытого ящика характеризуется коэффициентом полной добротности Qtc. Чаще всего в качестве оптимального объема предлагается тот, который соответствует значению добротности 0,707 — выравнивание Баттерворта, что дает наиболее плоскую характеристику. Однако при этом, как правило, чаще всего получается очень большой объем.
С другой стороны — наиболее плоская характеристика может быть и хороша для дома, однако в машине она ни к чему. Человеческое ухо в области низких частот имеет уменьшающуюся чувствительность с понижением частоты, а внешние шумы при этом как раз растут. Поэтому для улучшения восприятия суббасов частотную характеристику следует немножко приподнять около частоты спада. Это соответствует добротности в диапазоне 0,8 — 0,9. В этом случае получается существенно меньший объем ящика — около 40 литров. Именно этот вариант выравнивания, принадлежащий Чебышеву, и был положен в основу конструкции.
Может ли это быть выход из положения, если добротность делать более высокой, а саб будет находиться в авто типа «седан»?
Вот цитата из того же автозвука, www.avtozvuk.com/az/Az_0401/p70-75-1.htm
Чебышевские характеристики (Qtc больше 0,707) реализуются, обеспечивая АЧХ с выбросом. АС с такими характеристиками годятся только для прослушивания музыки неклассических направлений, причем многим современным потребителям аудиопродукции нравится колбасящий бас, создаваемый чебышевскими бумбоксами. Если стремиться к максимальной громкости, придется с этим смириться.»

Теперь о выборе:
Почитав интересные статьи журнала «Автозвук» за март и апрель 2006 года (кому надо, тот найдёт), я сделал следующие выводы:
1. В салоне автомобиля существует передаточная функция, т.е. с определенного значения частоты на низах начинается усиление частот с крутизной 12 дБ/окт
2. Спад АЧХ в ЗЯ начинается после частоты резонанса с крутизной 12 дБ/окт. Для ФЭ — 6 дБ/окт. Для ФИ — 18 дБ/окт.
3. Рассчитывается (приблизительно) частота, с которой начинается работа передаточной функции салона, по формуле пол скорости звука деленная на максимальную длину салона (170 м/с ÷ 2.60 м (в моём случае) = 65 Гц). С этой частоты начинается «помощь зала» на басах.
4. В аудиофильном варианте (при Qtc = 0.707 для получения ровной АЧХ), так же как и в варианте «народного баса» (Qtc >0.707) желательно, чтобы резонансная частота (fc) совпала со значением частоты, на которой начинается передаточная функция салона.
Вот такие умозаключения.

Как наш онлайн калькулятор экономит ваше время?

Представьте, сколько времени вам понадобится чтобы рассчитать длину порта по его площади и чистому объему короба, после этого высчитать вытесняемый объем портом, прибавить его к чистому объему короба, и только после этого, посчитать размеры корпуса с учетом толщины материла.

Далее необходимо сделать чертеж короба, на бумаге или в какой-либо программе, это займет не менее 20 минут. Если вы захотите визуализировать получившийся чертеж в 3D, к примеру, с помощью программы SketchUp, вам так же понадобится не менее 15 минут, это с учетом, что у вас есть опыт работы с ней.

Наш онлайн калькулятор сделает чертеж короба сабвуфера, 3D модель и все остальные расчеты примерно за 0.025 секунды — думаем звучит убедительно. А вам желаем с пользой провести сэкономненное время!

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

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

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

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

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

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

[Q] Что такое T/S параметры?

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

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

[Q] Как измерить T/S параметры?

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

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

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

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

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

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

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

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

[Q] Где почитать про открытое оформление?

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

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

[Q] Как расчитать закрытый ящик?

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

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

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

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

F_с=F_s*SQRT(1+V_as/V)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

[Q] Какой вид аппроксимации выбрать для фазоинвертора?

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

• Изготовление акустики
• Изготовление колонок
• Изготовление корпусов для акустики
• конструкции громкоговорителей
• Корпуса акустики
• настройка фазоинвертора
• расчет сабвуфера
• расчет фазоинвертора
• самодельный сабвуфер

Мощность и чувствительность – это, безусловно, важные характеристики. Но это далеко не все, чем характеризуются динамики. Более того, это даже не самые важные параметры. Многие динамики имеют почти одинаковые значения мощности и чувствительности, но при этом все они абсолютно разные.

В 60-х годах Нэйвилл Тиль предложил использовать математическую модель, которая описывала бы работу динамика. А в начале 70-х вместе с его коллегой Рихардом Смоллом она была доработана и используется по сей день как самая удобная.

В этой модели фигурируют много параметров, но обычно выделяют три самых важных, которые так в их честь и называются – параметры Тиля-Смолла:

• резонансная частота динамика (Fs),
• полная добротность (Qts),
• эквивалентный объем (Vas).

Резонансная частота, Fs

Каждый динамик представляет собой колебательную систему, имеющую на разных частотах разные свойства. Чтобы понять суть, можно повторить школьный опыт – возьмите любую сумку с длинной ручкой и положите в нее какую-нибудь увесистую вещь. Попробуйте раскачать её, и вы заметите, что это получится сделать только с одной частотой. Если дёргать её слишком часто или слишком медленно, ничего не получится. Это называется «входить в резонанс». Частота, с которой сумка будет раскачиваться охотнее всего, и есть частота резонанса. Наигрались? Тогда снова вернемся к динамикам.

В любом динамике, по сути, происходит то же самое – диффузор имеет определенную массу и крепится на подвесе, который обладает определенной упругостью, а это значит, что у всего этого хозяйства есть своя резонансная частота, Fs. Чем легче диффузор и жестче подвес, тем она выше, а чем тяжелее диффузор и мягче подвес – тем она ниже. Для больших сабвуферов резонанс может быть около 20–50 Гц, для мидбасов – 40–100 Гц. Среднечастотники в зависимости от конструкции будут иметь Fs где-то между 100 и 1000 Гц, ну а для твитеров, за редким исключением, эта величина будет еще выше.

Диффузор динамика имеет определенную массу и крепится на подвесе, имеющем некоторую упругость. А это значит, что для всей этой подвижной колеблющейся системы есть и частота, на которой она будет входить в резонанс. Эта частота обозначается как Fs.

Механическая добротность, Qms

Теперь внимательно посмотрим на подвес, на котором держится диффузор. Его можно сравнить с автомобильной подвеской, в которой есть пружины (они придают упругость), и амортизаторы (они придают вязкость). Амортизаторы нужны обязательно, они демпфируют, гасят собственные колебания. Без них даже на самой маленькой кочке автомобиль начнет раскачиваться.

В динамике, в общем-то, то же самое. Если сделать подвес диффузора, например, из обычной упругой резины, то любой легкий толчок будет вызывать резонанс, диффузор будет болтаться как автомобиль без амортизаторов. Нам этого не нужно, он не должен трепыхаться сам себе на уме, а должен точно повторять своим движением форму электрического сигнала. Поэтому верхние подвесы и центрирующие шайбы динамиков делают из материалов, обладающих не только упругостью, но и вязкостью.

Само соотношение упругих и вязких сил показывает величина механической добротности, Qms. Чем лучше «амортизатор» динамика гасит собственные колебания, тем добротность ниже. И соответственно, чем подвес динамика упруже, тем механическая добротность выше.

Электрическая добротность, Qes

Но это еще полдела. Тормозить собственные колебания диффузора будет еще и сам усилитель. Каким образом? Вспомним, во что превращается электродвигатель, который раскручивают насильно? Он превращается в генератор, сам начинает вырабатывать ток. Точно так же ведет себя и динамик, который входит в резонанс. Но подключен-то он к усилителю, а у усилителя выходное сопротивление очень маленькое, то есть мы как бы замкнули им выходы нашего генератора. А что будет происходить с генератором, выходы которого сильно нагружают? Он будет тормозиться. И вот насколько эффективно это будет происходить, как раз и характеризуется электрической добротностью динамика, Qes.

Полная добротность, Qts

Как видите, способность динамика демпфировать, гасить колебания собственного диффузора складывается из двух составляющих – механической и электрической. Электрическое «торможение» диффузора вносит на порядок больший вклад в общую характеристику динамика, чем механические свойства подвеса. Поэтому механическая добротность для динамиков обычно бывает порядка 3–15 (амортизатор так себе, не очень вязкий), в то время как электрическая – 0,2–1 (вязкий амортизатор, хорошо гасит ненужные колебания). Ну а результирующую добротность можно найти по формуле:

Добротность динамика показывает его способность к гашению собственных резонансных колебаний диффузора. Чем лучше он их демпфирует, или, иными словами, «тормозит», тем добротность ниже. Результирующая добротность обозначается как Qts (total) и образуется из двух составляющих – Qms (mechanical) и Qes (electrical).

Эквивалентный объем, Vas

Третий из основных параметров Тиля-Смолла – это эквивалентный объем, Vas. Любое вещество обладает своей жесткостью, способностью к сжатию. Воздух, естественно, не исключение – его тоже можно сжимать и разжимать. Очевидно, что большой объем воздуха сжать легче, а маленький объем воздуха будет обладать большей жесткостью. Так вот, эквивалентный объем динамика – это такой объем воздуха, который при воздействии на него диффузора обладает жесткостью, равной жесткости подвеса.

Зависит эквивалентный объем от двух вещей. Во-первых, от собственно механических свойств самого подвеса: чем он мягче, тем эквивалентный объем больше. Во-вторых, от размера диффузора. Большой диффузор сжимает воздух сильнее, чем маленький, и для него такой же жесткостью, что и подвес, будет обладать уже больший объем воздуха. Измеряется Vas, естественно, в литрах (или в кубических метрах, дюймах, футах, тут уж как вздумается производителю).

Эквивалентный объем динамика – это такой объем воздуха, который при воздействии на него диффузора обладает такой же жесткостью, что и подвес. Зависит от жесткости подвеса и размера диффузора.

Как рассчитать объём и размер короба для сабвуфера – задача, которую придётся решать любому, кто планирует изготовить низкочастотную звуковую систему своими руками.Основным параметром при вычислении объёма будущей низкочастотной колонки является диаметр громкоговорителя. Диффузор динамика создаёт определённое давление воздуха. Воздушные волны должны без помех распространяться во внутреннем объеме акустической системы.

Если короб будет слишком маленьким, то внутри колонки возникнет много отражённых волн в противофазе, которые буду гасить друг друга. Это негативно скажется на качестве звучания. Бас будет сухим и жёстким. Если объем короба получится слишком большим, в нём возникнет эффект реверберации и бас будет гулким, но «размазанным». Поэтому необходимо рассчитать объем сабвуфера по динамику.

Как посчитать объём короба для сабвуфера

Чтобы рассчитать литраж короба для сабвуфера нужно выбрать конструкцию низкочастотного устройства. Мощные низкочастотные системы делятся на три группы:

• Закрытый корпус
• Фазоинвертор
• Бандпас

Закрытый ящик является самым простым в изготовлении. Он может иметь форму куба, прямоугольного параллелепипеда или трапеции со скошенной передней или задней стенкой. Закрытый короб, по своим габаритам, меньше других конструкций. Снижение объёма, при сохранении акустических характеристик достигается заполнением внутреннего пространства каким-либо демпфирующим материалом. Правильно рассчитать сабвуфер с закрытым ящиком достаточно просто. У него имеется только одна характеристика, это объём. Вырезать из соответствующего материала заготовки для конструкции «закрытый ящик» может даже неподготовленный любитель.

Несмотря на много достоинств закрытый короб имеет один существенный недостаток. Это самый низкий КПД из всех конструкций. Для того чтобы получить от закрытого ящика максимальное качество звука, динамик нужно максимально нагружать. Только в этом случае акустические характеристики изделия будут на высоком уровне. Посчитать короб для сабвуфера с закрытым ящиком можно исходя из диаметра громкоговорителя.

• 8 дюймов – 10-12 литров
• 10 дюймов –13-25 литров
• 12 дюймов – 26-36 литров
• 15 дюймов – 38-58 литров

Чем больше диаметр динамика, тем больший получается разброс по объёму. Посчитать объем сабвуфера для мощных громкоговорителей сложнее, чем для компактных изделий. Это связано с индивидуальными характеристиками разных моделей.

Как рассчитать фи короб для сабвуфера

Фи или короб с фазоинвертором использует, для улучшения акустических характеристик, обратный ход диффузора динамика, точнее воздушную волну, которая при этом образуется. При расчёте сабвуфера в литрах делается поправка на толщину материала и учитывается только внутренний объём. Внутреннее пространство конструкции сообщается с окружающей атмосферой через специальный порт или тоннель, в котором находится определённый воздушный объём. Эта часть ящика называется фазоинвертор. Его размеры выбираются таким образом, чтобы энергия обратного хода диффузора передавалась в окружающее пространство в фазе с воздушной волной прямого хода диффузора. Этот эффект достигается в узком диапазоне частот и повышает КПД акустической системы. Фазоинвертор может иметь щелевую или туннельную конструкцию и настраиваться на определённую частоту. От этого зависит принцип его работы.

Правильно рассчитать объём короба для сабвуфера со щелевым фазоинвертором сложнее, чем для закрытого ящика. Сама конструкция фазоинвертора имеет больше деталей, размеры которых выбираются исходя из типа динамика. Высчитать короб под сабвуфер можно исходя из размеров громкоговорителя.

• 8 дюймов – 20-35 литров
• 10 дюймов – 35-45 литров
• 12 дюймов – 46-76 литров
• 15 дюймов – 78-120 литров

Здесь, как и у закрытого ящика имеется допустимый разброс по объёму. Это позволяет при изготовлении колонки своими руками экспериментировать, добиваясь максимально натурального звучания низких частот. Можно подобрать корпус для сабвуфера из подручных материалов. Главное это соблюдение размеров фазоинвертора.

Недостатком щелевого фазоинвертора является то, что он один раз настраивается при изготовлении и потом его параметры изменить уже невозможно. В этом отношении удобнее туннельный фазоинвертор. Он представляет собой ящик с отверстием в одной из стенок. К этому отверстию крепится пластиковый стакан или тубус, который состоит из двух частей. Они могут вдвигаться одна в другую, изменяя частоту настройки фазоинвертора. Правильно рассчитать объем короба для сабвуфера можно только с учётом резонансной частоты динамической головки и других параметров. Часто в паспорте на динамик указывается объем колонки, рекомендуемый производителем.

Как рассчитать и вычислить объем корпуса для сабвуфера

Бандпасс или полосовая система представляет собой акустический фильтр верхних и нижних частот. Конструкция бывает четвёртого и шестого порядков. Акустическая низкочастотная система состоит из двух секций, каждая из которой оборудована фазоинвертором. Секции разделены на два объёма перегородкой, на которой установлен громкоговоритель. Передняя и задняя плоскости диффузора работают в своём пространстве. Колонка с двумя объёмами и одним фазоинвертором является бандпасом четвёртого порядка, а система с двумя фазоинверторами, относится к шестому порядку. Рассчитать ящик для сабвуфера системы бандпасс будет сложнее всего.При расчёте литража сабвуфера учитывается не только размер динамика, но и частоты срезов акустических фильтров.

Как рассчитать короб для сабвуфера

Проще всего рассчитать размер сабвуфера, если он будет сделан в виде закрытого ящика. Там нет фазоинвертора или акустических фильтров и на основе диаметра громкоговорителя вычисляется рекомендуемый объём. Для того чтобы рассчитать литры для сабвуфера достаточно перемножить ширину, высоту и глубину ящика. Нужно иметь в виду, что динамики одинакового диаметра, но от разных производителей, будут звучать по-разному. Это затрудняет самостоятельный расчёт акустической низкочастотной системы. Как рассчитывается короб для сабвуфера.Следует знать, что учитывается только «чистый» внутренний объём.

Самостоятельный расчёт не учитывает тип динамика, его резонансную частоту и выходную мощность усилителя низкой частоты. Все эти факторы оказывают влияние на размеры короба для сабвуфера.Если в процессе работы возникают сложности, лучше воспользоваться несложными компьютерными программами для выполнения расчётов. Чаще всего используются следующие программы:

• JBL Speaker shop
• BassBox 6 Pro
• UniBox

JBL Speaker shop включает в себя две утилиты. Enclosure Module позволяет сконструировать короб для звуковой системы, учитывая имеющийся динамик, или подобрать громкоговоритель под готовый корпус. В программе можно рассчитать закрытый ящик, фазоинверторную системы или рассчитать короб под два сабвуфера. Среди параметров, нужных для правильного расчёта НЧ колонки, программа учитывает компанию производитель, номер модели и резонансную частоту. Весь список параметров, используемых для точного расчёта будущей конструкции, включает в себя более десяти наименований. После того, как параметры введены, можно выбрать любой тип корпуса. Для конкретного динамика программа демонстрирует закрытый ящик, фазоинвертор или бандпасс с указанием достоинств и недостатков каждой системы. Для новичков в акустике имеется обучающий файл с наглядными примерами расчётов.Утилита Crossover Module позволяет рассчитать все параметры фильтра-кроссовера для любой акустической системы.

Как посчитать литраж корпуса для сабвуфера

Чтобы правильно узнать объём корпуса для сабвуфера нужно учитывать одну важную величину. Это передаточная функция салона автомобиля. Она определяется очень просто. Нужно самое длинное место в салоне умножит на два и на эту величину разделить скорость звука в воздухе.Если длина равна 2 м 45 см, то передаточная функция салона будет равна 343/4,9 =70. ПФС салона это частота в герцах. Это значение вводится как параметр при расчёте короба для сабвуфера с помощью компьютерных программ.

Чем больше параметров будет введено в программу конструкции акустической системы, тем с большей точностью и корректностью будет рассчитан её объём.

Объем для сабвуфера

Как узнать и посчитать объём сабвуфера в литрах. Наиболее трудоёмкими будут расчёты конструкций с фазоинвертором или бандпасс. Несмотря на высокие пользовательские параметры, конструкция бандпасс редко используется в автомобилях. Расчёт и изготовление акустической системы со щелевым фазоинвертором, требует больше деталей и столярных работ. Нужно точно рассчитать площадь порта фазоинвертора, а после изготовления и сборки конструкции нужно тщательно закруглить все внутренние углы, чтобы избежать воздушных вихревых волн. Проще рассчитать короб под сабвуфер на трубе.

Труба выполнена из пластика и состоит из двух сегментов, один из которых может перемещаться внутри другого. Такое устройство продаётся в специализированных магазинах. Передвижение составных частей трубы изменяет эффективную площадь фазоинвертора, что позволяет настраивать конструкцию на конкретную частоту.

Какой короб выбрать для сабвуфера определяется типом динамика и местом размещения басовой колонки. Если багажный отсек пустой и не используется для перевозки грузов, то низкочастотную акустическую систему лучше всего разместить там. Если часть багажника нужна для каких — либо целей, то лучше выбрать закрытый короб, так как он имеет минимальные размеры. Когда багажник использовать не удаётся, басовая колонка монтируется на полке за спинками задних кресел. В этом случае выбирается конструкция «Free Air».