Pochopení, zdokonalení a vyladění akustického designu typu „Phase-reflex“.


Všechno je jednoduché! Nepotřebujete vystudovanou fyziku, nepotřebujete pokročilou matematiku, stačí logika a zdravý rozum – to je vše, co potřebujete, abyste získali slušný zvuk. V této části se pokusíme dát vše „na polici“, popsat přístupným a srozumitelným způsobem ovládání a konfiguraci pouzdra „Phase-reflex“. Se znalostmi – prozkoumejte a vytvářejte své vlastní jedinečné systémy!

Fázový měnič- typ akustického designu, který kombinuje vysokou kvalitu zvuku, působivou hlasitost, snadnou konstrukci a další ladění, FI je také relativně malý z hlediska prostoru v kufru.

Doporučujeme použít tento typ designu všem našim uživatelům jako jejich první případ., také testujeme a doporučujeme počáteční, v reálné práci nejuniverzálnější parametry pouzdra typu FI. Ale jak všichni víte, z každého pravidla existují výjimky. A pokud námi doporučená řešení uspokojí většinu vašich požadavků, pak se vždy najdou tací, kteří potřebují něco vlastního – to jsou účastníci různých soutěží, milovníci „větru“ a milovníci „pumpování země“ . .. Tento článek je věnován právě takovým lidem, kteří si postavili standardní tělo a chtějí více - více kvality, nebo více tlaku, nebo hlubších basů, nebo...nebo...

Sekce 1. Ponoření do...


Nejprve pochopíme, jak FI funguje.

Pokud uzavřený box (CL) jednoduše eliminuje vlny vytvořené zadní stranou difuzoru, pak FI tyto vlny přemění na "užitečné", díky čemuž dochází k výraznému zvýšení účinnosti a akustického tlaku. Nepochybnou výhodou FI ve srovnání s SL je výrazně vyšší účinnost a hlasitost, mínus FI - vysoká úroveň skupinových zpoždění, vyjádřená "rozostřením" a nižší přesností basů.

Port přenáší energii v mnohem užším rozsahu než přední část difuzoru. Změny se tedy týkají pouze části celkového rozsahu subwooferu. Pro většinu je však významný nárůst objemu nebo efektivní šířky pásma mnohem důležitější než nepříliš výrazná ztráta kvality, a proto je dnes FI možná nejoblíbenějším případem.

Schematické znázornění základního provedení skříně FI je na obrázku níže.


FI má 2 složky - objem (jako přenosové médium) a port (jako přídavný emitor). Princip činnosti typu „fázový invertor“ spočívá v tom, že těleso ve fázi invertuje energii zadní strany difuzoru a pomocí portu ji předá do okolí, čímž se zvýší akustický výkon. Zjednodušeně řečeno, tělo dělá „pozitivní“ vlny z „negativních“ vln, tyto „pozitivní“ vlny zvyšují konečný návrat.

Sekce 2. Jít hlouběji.


Přišli jsme na princip práce, nyní přejdeme k praxi.

Pouzdra FI testujeme řadu let a za léta práce jsme identifikovali nejoblíbenější parametry pouzdra, které uspokojí většinu našich uživatelů. Ale pokud existuje touha dostat z basy něco opravdu speciálního, budete muset pracovat a nastavovat FI individuálně.

Při správném připojení se difuzér pohybuje nejprve nahoru, čímž se vytvoří podtlak v pouzdře, potom dolů, čímž se vytvoří komprese. A to je normální, ale ve zvláštních případech to funguje lépe v opačném pořadí. První věc, kterou se pokusíme změnit, je proto, aby se difuzor pohyboval nejprve dolů, pak nahoru. Chcete-li to provést, stačí změnit polaritu připojení reproduktoru - „smíchejte“ plus s mínusem, nyní se difuzor nejprve posune dolů a to vážně změní zvuk. Nepleťte si akustické koncovky s napájecím zdrojem, špatným připojením napájecích vodičů k zesilovači jej zaručeně spálíte.

Natáhli jsme reproduktor, poslouchali naše standardní pouzdro, pohráli si s nastavením rádia a mezními frekvencemi, doladili ekvalizéry a další „zlepšováky“ ... pořád vám něco nesedí? Přejděme tedy k podstatě problému a pozměňme korpus tak, aby vše vyhovovalo!

Nastavení. Shodněme se hned, v mnoha zdrojích je zvykem chápat určitou jednotnou frekvenci „naladěním“ FI. Můžeme prý zapnout nějaký program, do kterého potřebujeme zadat nějaké parametry a který nám hned řekne a vykreslí požadovanou krabičku. To vše je zásadně špatně. Ladění je vědomý a praktický proces, jehož výsledkem je požadovaný výsledek., bez ohledu na to, zda jde o kvalitu zvuku nebo nějaký druh nadpřirozeného tlaku nebo obzvlášť široký rozsah.

Hlasitost slouží ke změně polarity zpětné vlny z „-“ na „+“, přičemž port je jakýmsi vysílačem energie. Zjednodušeně řečeno, hlasitost je potřeba tím více, čím nižší a hlubší basy jsou potřeba, port je striktně definován, jelikož záleží na portu, jak moc a jakou frekvenci bude zesilovat. Ještě jednodušeji, hlasitost nastavuje limity provozního rozsahu, port zesiluje požadovanou část rozsahu nebo jej rozšiřuje nahoru či dolů.

Dále se zamyslíme nad tím, jak proces nastavení případu probíhá v praxi. A pro začátek si nadefinujeme hlavní parametry, které můžeme měřit, cítit, slyšet a měnit. Do fyziky nepůjdeme hluboko, to není nutné, budeme přemýšlet jednodušeji...

Hlasitost- každý ví, co to je, měřeno v decibelech (db). Hlasitost je špičková (většina soutěží SPL), maximální výsledek se měří na jedné frekvenci a průměrný (formát LoudGames) - měří se několik frekvencí, jako konečný výsledek se bere průměrná hodnota. Už slyšíme rozdíl 3 dB, rozdíl 10 dB každý velmi dobře pocítí.

Účinnost- tento parametr popisuje, jakou skutečnou hlasitost získáme při stejném příkonu. Příklad: s 500W bude méně účinné pouzdro dávat v průměru 110dB, účinnější dá 120dB. Naším úkolem je dosáhnout maximální účinnosti na všech reprodukovatelných frekvencích.

Frekvenční odezva- ve vztahu k subwooferu se jedná o frekvenční rozsah od 20 do 100 Hz. V ideálním případě by měl subwoofer reprodukovat všechny tyto frekvence a se stejnou hlasitostí, ale ve skutečnosti tomu tak samozřejmě není, subwoofer odpracuje část rozsahu a má pokles hlasitosti blíže k mezním frekvencím svých možností. Naším úkolem je, aby subwoofer skutečně reprodukoval frekvence od 20 do 100 Hz, ale moderní automobilové středobasové reproduktory jsou schopny pracovat v rozsahu již od 70-80 Hz a mnohé od 50-60 Hz, což značně zjednodušuje úkol. .

Čas zpoždění skupiny (GDT)- se měří v milisekundách a čím vyšší je, tím méně "smysluplné" budou naše basy. V praxi je velké skupinové zpoždění vyjádřeno jasným „lagem“ basů, při absenci mnoha detailů, „kulhavými“, nikoli emocionálními a „bručivými“ basy. Proč "skupinový čas" - pokud je zpoždění stejné na každé reprodukované frekvenci v celém slyšitelném rozsahu od 20 do 20000 Hz, pak budou basy dokonalé a přesné bez ohledu na to, jak velké toto zpoždění je. Navíc je přítomnost zpoždění přirozená a čím nižší frekvence, tím vyšší je zpoždění. Ale ve skutečnosti je rozdíl mezi dobou zpoždění na různých frekvencích mnohem vyšší než ideální a mnohem méně konstantní a díky tomuto nekonzistentnímu rozdílu se zvuk mění v nepořádek - jedna frekvence hraje dříve, druhá později. Naším úkolem je snížit skupinové zpoždění na přirozenou úroveň.

Maximální účinnost v celém frekvenčním rozsahu s minimálním skupinovým zpožděním je náš recept na perfektní kabinet. Ve skutečnosti, jako obvykle, všechno není tak jednoduché, vyhrát v jednom, obětovat něco jiného...

U pouzdra typu "Pass-reflex" pracujeme se třemi vzájemně souvisejícími proměnnými - objemem, plochou portu a délkou portu. Jejich změnou jsme schopni dosáhnout požadovaného výsledku pro každý z výše uvedených parametrů. Pojďme zjistit, za co je každá z těchto proměnných zodpovědná a jak změny ovlivní zvukové parametry a také to, jak změna ovlivní zdraví našeho reproduktoru a spolehlivost systému jako celku.

Hlasitost. Zvyšováním hlasitosti zvyšujeme účinnost, ale také zvyšujeme skupinové zpoždění, posouváme spodní hranici rozsahu dolů, ale také posouváme dolů horní hranici. A naopak

Podle hlasitosti nastavujeme hranice rozsahu reprodukovatelných frekvencí. Každý ví, že s klesající frekvencí se vlnová délka zvyšuje, což znamená, že čím větší je hlasitost, tím delší bude doba zpoždění zadní vlny a tím efektivnější bude převod zadní vlny z "-" na "+" při nižší frekvence budou, ale tím méně efektivní bude konverze na vyšších frekvencích.

S nárůstem hlasitosti se úroveň skupinového zpoždění také zvyšuje dole a nahoře, ale pokud je ve spodní části rozsahu vnímáno zvýšení skupinového zpoždění jako přirozené, nahoře tomu tak vůbec není. Dochází také ke změnám účinnosti, s nárůstem objemu se účinnost zvyšuje dole, ale klesá nahoře.

Objem má samozřejmě vliv jak na zpoždění skupiny, tak na efektivitu, ale tento efekt není velký a blíží se přirozeným limitům. Hlavním úkolem hlasitosti je získat požadovaný efektivní rozsah reprodukovatelných frekvencí.

Reproduktor a hlasitost vzájemně propojeny. Čím větší je použitá hlasitost, tím musí být reproduktor výkonnější. Jednoduchý příklad: pustíme 8" reproduktor v objemu 150 litrů, zvuk nebude prakticky žádný, ale 18" reproduktor ve stejném objemu dá bez problémů plné basy. Věc se má tak, že s nárůstem lineárního zdvihu, nebo s nárůstem velikosti, nebo se zvýšením účinnosti, nebo se zvýšením všech tří těchto charakteristik najednou, je reproduktor schopen efektivně působit na větší hmotu vzduch.

Na základě našich vlastních testů jsme pro vás již určili nejúčinnější hlasitost pro každý z našich subwooferů, jinými slovy, určili jsme rozsah, ve kterém bude subwoofer pracovat tak, aby bylo možné získat nejlepší kvalitu zvuku kvůli absenci „poklesu“ mezi středobasy a subwooferem, zatímco V tomto jsme naměřili mnoho různých středobasů v různých reálných podmínkách, přičemž jsme určili, že spodní rozsah, který reprodukují, je 69-84 Hz. Pokud vaše středobasy skutečně a efektivně fungují pod naznačenými limity, pak doporučujeme zvýšit hlasitost, v důsledku čehož bude subwoofer pracovat níže a obětování horní hranice bude pro systém bezbolestné.

Zjistili jsme objem, s jeho pomocí jsme nastavili počáteční hranice rozsahu, nyní zvažte port. Port má 2 parametry - plochu průřezu a délku a změnou těchto parametrů určíme, jak široký rozsah bude portem posílen, v jaké části pracovního rozsahu se tato výztuha bude nacházet, jak efektivní bude zesílení. jak to ovlivní zpoždění skupiny.

Délka portu. Zvětšením délky portu tím zvýšíme množství vzduchu v portu, to znamená, že zvýšíme zatížení reproduktoru a přinutíme ho „tlačit“ větší množství vzduchu. Více vzduchu – vyšší účinnost, ale vyšší skupinové zpoždění.

Délka portu přímo ovlivňuje reproduktor, zvyšuje nebo naopak snižuje zatížení difuzoru. Při optimální zátěži reproduktor pracuje nejefektivněji, je vytvořena slušná hladina akustického tlaku a jsou organizovány podmínky pro zajištění dostatečného zdvihu kužele, což znamená, že chlazení kmitací cívky bude dostatečné a zvuk bude příjemně hluboký a přesný . Zvětšením délky portu jistě zvýšíme účinnost, ale také zvýšíme zatížení difuzoru, bude menší zdvih, horší chlazení, vyšší skupinové zpoždění.

Je třeba mít na paměti, že zátěž na reproduktor vytváří jak skříň FI vzadu, tak interiér vozu vpředu. Provádíme všechny naše testy pro průměrný kufr středně velkého auta. Předpokládejme, že se sníží zatížení reproduktoru vpředu (poslouchejte s otevřenými dveřmi nebo je auto příliš velké, jako je minibus), v tomto případě je třeba zvětšit délku portu, čímž kompenzujeme pokles zatížení přední části zvýšením zadního zatížení. Opačný případ - uzavřený prostor kufru sedanu svým omezeným objemem výrazně "zdržuje" subwoofer, zátěž je v tomto případě také potřeba kompenzovat, ovšem zmenšením délky portu.

Změnou délky portu můžeme dosáhnout i dalšího cíle – rozšířit rozsah reprodukovatelných frekvencí buď nahoru nebo dolů, ale v tomto případě nevyhnutelně systém vyrovnáme. Zvětšením délky portu, stejně jako v případě hlasitosti, ale v mnohem menší míře, zvýšíme dobu zpoždění „zadní“ vlny, čímž zvýšíme účinnost subwooferu ve spodní části rozsahu. Jak však bylo zmíněno výše, tím obětujeme „zdraví“ reproduktoru a nutíme jej pracovat nad jeho možnosti. Optimální délka portu zesiluje celý rozsah reprodukovatelných frekvencí, jeho centrální část zesiluje plynulým pádem směrem k okraji.

Tak co máme. Na základě našich doporučení zvětšujeme délku portu v případě, že je potřeba kompenzovat zátěž reproduktoru. Zvětšujeme délku portu, abychom zvýšili návrat ve spodní části provozního rozsahu, zvýšili zatížení reproduktoru a obětovali účinnost a zvýšili skupinové zpoždění. A naopak.

Oblast přístavu. Změnou oblasti portu zužujeme nebo rozšiřujeme reprodukovatelný frekvenční rozsah subwooferu, stejně jako měníme jak účinnost, tak skupinové zpoždění.

Oblast, jako je délka portu, odlehčuje nebo zatěžuje reproduktor změnou množství vzduchu v portu. Čím větší plocha, tím vyšší skupinové zpoždění a vyšší účinnost a naopak.

Port má určitou šířku pásma. Čím větší je plocha portu, tím větší je jeho šířka pásma, tím lépe port funguje na nízkých frekvencích, ale tím užší bude rozsah. Příliš velká plocha portu však silně přetíží reproduktor až do bodu, kdy jeho účinnost klesne na nulu. A naopak, oblast portu je příliš malá a můžete zapomenout na nárůst objemu vlastní FI.

Náš port je rozumným kompromisem mezi šířkou pásma, efektivitou a skupinovým zpožděním. V důsledku toho, opět na základě našich doporučení, zvětšujeme oblast portu v případě, že je potřeba získat zvýšenou účinnost v zúženém frekvenčním rozsahu, nebo zmenšujeme oblast portu v případě, kdy je nutné rozšířit dosah nebo zmenšit skupinové zpoždění, ale je možné obětovat efektivitu.

komplexní změny. Jak vidíme, jak objem, tak port jsou zodpovědné za stejné parametry, ale ve skutečnosti jejich vliv není stejný ani v míře, ani v síle vlivu na konečný výsledek. Změnou hlasitosti upravíme frekvenční rozsah, změnou portu upravíme subwoofer pro práci ve specifických podmínkách. Jak jste však již pochopili, existuje mnoho možností pro změnu několika parametrů najednou, v důsledku čehož je možné nakonfigurovat subwoofer tak, aby fungoval individuálně. To znamená, že dobrovolně obětujete nějaký méně významný zvukový parametr, ale získáte příležitost zvýraznit mnohem významnější.

Hranice změny. Změna hlasitosti bude mít vždy méně výrazný vliv na charakter zvuku než port, ale hranice změny hlasitosti jsou mnohem širší. Užitečné změny hlasitosti jsou v rozmezí +-60 % původní hodnoty. Změny v oblasti a délce přístavu by měly být prováděny s maximální opatrností, a to maximálně do 35 %. Všechny změny, které překračují tyto limity, budou mít vážné negativní důsledky a zablokují všechny viditelné výhody. Jde o výrazné změny zvuku v negativním směru a také o velmi výrazné zvýšení zátěže reproduktoru.

Při složitých změnách také pozor na „dvojí jednání“. Například zvýšili hlasitost a prodloužili port – obě tyto akce nejenže značně sníží rozsah reprodukovatelných frekvencí, ale také vážně přetíží reproduktor. Při provádění změn tohoto charakteru je nutné dbát maximální opatrnosti a pozornosti.

Provedením jedné změny je docela možné ji kompenzovat jinou. Například zvýšením hlasitosti, snížením délky portu atd. Takové změny mohou vést jak k požadovanému výsledku, tak kompenzovat nežádoucí důsledky.

Pamatovat, jsou jakékoli změny užitečné, dokud nezpůsobí výraznější škody. Neexistují žádné takové změny, které dávají pouze plusy a nemají žádné mínusy. Když změníme doporučený případ, stojíte před konkrétní otázkou – co, do jaké míry a za co jste připraveni obětovat.

Programy pro počítačovou simulaci. V přírodě existuje řada programů, které dokážou na základě některých parametrů simulovat výsledek subwooferu. Doporučujeme, abyste se s takovými programy seznámili, a to z jediného důvodu – přispívají k pochopení prezentovaného materiálu. Výsledek simulace by pro vás ale v žádném případě neměl být vodítkem k akci vzhledem k tomu, že ani jeden program dnes nezohledňuje ani polovinu nuancí, které ve skutečnosti ovlivňují chod subwooferu. Pomocí programu není možné postavit subwoofer od nuly, ale je možné pochopit, jak ta či ona změna v krytu ovlivní charakter zvuku jako celku. Jinými slovy, program pomůže pouze tehdy, když už je na čem stavět a je potřeba provést nějaké změny na již existující a fungující budově.

Obdrželi jsme počáteční pokyny, nyní se podívejme na skutečné příklady aplikace získaných znalostí ...

Příklad 1. Středobas byl umístěn do krabice nebo dobře připravených dveří, nyní funguje mnohem níže a efektivněji než dříve a přirozená míra zpoždění na spodní hranici rozsahu středobasů se zvýšila. Ukazuje se, že již nepotřebujeme provozní rozsah od 20 do 80 Hz, ale pouze od 20 do 60 Hz. Víme, že DD zkoumá a staví ozvučnice, aby efektivně reprodukovaly frekvence „shora dolů“, to znamená, že DD obětuje úplně spodní část, aby správně sladila středobas a subwoofer a získala „pevný“ zvuk. Zvýšíme hlasitost a uvidíme, co se stalo - subwoofer nyní pracuje efektivněji a hlouběji a zvýšené zpoždění na horní hranici neovlivnilo zvuk, protože. rozdíl mezi spodním zpožděním středobasu a subwooferu se nezměnil.

Příklad 2 Nekvalitní středobas byl umístěn na regulérní místo ... Za takových podmínek je mezi subwooferem a středobasem výrazná mezera, v důsledku toho prostě neslyšíme řadu frekvencí a subwoofer hraje „odděleně od hudba". Pro získání přirozeného zvuku by bylo nejlepší nepřesouvat problém „z nemocné hlavy na zdravou“ a pracovat se středobasy. Ale pokud to není možné (a často to není možné z různých důvodů), existuje řada řešení:

Zmenšujeme objem těla. Obětujeme nízké frekvence a stále získáme "pevný" zvuk.

Zmenšujeme plochu přístavu a zkracujeme délku přístavu. Obětováním účinnosti získáme širší rozsah reprodukovatelných frekvencí.

Snižte hlasitost a zvyšte délku portu. Obětujeme „zdraví“ dynamiky a rozšiřujeme rozsah ...

Příklad 3 Potřebujete hlubší a měkčí basy...

Zmenšujeme plochu přístavu. Obětujeme efektivitu, rozšiřujeme rozsah a snižujeme rozdíl v hlasitosti mezi frekvencemi ve středu rozsahu, snižujeme skupinové zpoždění, získáváme přesné, nízké, příjemné basy, ale méně hlasité...

Snižujeme hlasitost, zvětšujeme délku portu, zmenšujeme plochu portu, v důsledku změn klesá úroveň skupinového zpoždění spolu s účinností a rozsah se výrazně rozšiřuje s plynulým poklesem za ...

Příklad 4 Chci se "prosadit" v soutěži...

V tomto případě snížíme hlasitost, zvětšíme plochu a délku portu, získáme zvýšení účinnosti ve středu rozsahu a prudký pokles na okrajích, přičemž samotný rozsah se posune nahoru blíže k rezonanční frekvenci tělo. Nevhodné pro hudbu, ale „lisování“ je již mnohem zábavnější.

Příklad 5 Chci hodně "infra" s "vánkem" ...

Zvyšujeme hlasitost, zvětšujeme plochu přístavu. Posouváme rozsah na „správné“ místo a zvyšujeme efektivitu oblasti přístavu, bingo, obětujeme vše ve prospěch účinnosti na nejnižších frekvencích.

Zvyšujeme hlasitost, zvětšujeme plochu portu, zvětšujeme délku portu. Stejný výsledek, ale v podmínkách, kdy není dostatek výkonu a v chladicím systému je nějaká „rezerva“.

Příklad 6 Potřebujete získat basy nejvyšší kvality...

Zmenšujeme plochu přístavu. Ztrácíme na efektivitě, ale získáváme širší záběr a snižujeme zpoždění skupiny.

Zmenšujeme plochu portu a snižujeme hlasitost. Ještě více ztrácíme na efektivitě, rozšiřujeme dojezd a výrazně snižujeme skupinové zpoždění ....

Zkusme to! Výsledný zvuk je nestandardní a pomocí jednoduchých manipulací s hlasitostí pouzdra nebo parametry portu již odpovídá vašemu systému! Pro personalizaci většiny systémů jsou tyto znalosti více než dostatečné. Profesionální přístup však znamená detailnější a přesnější změny.

Za co je změna zodpovědná jsme již pochopili, ale profesionál potřebuje něco víc – jde o měřené a extrémně přesné provozní režimy, ve kterých je možné „vyždímat“ maximální užitek ze subwooferu, extrémně kvalitní zvuk , extrémně vysoká úroveň hlasitosti, extrémně přesný rozsah provozu ... Odpověď na všechny tyto otázky je stejná - testy a experimenty, o kterých si můžete přečíst v další části.

Je zde i třetí sekce "Sekce 3. Odborné testování FI ...", lze si ji přečíst na webu autorů článku