Výpočet kolon s fázovým měničem. Jednoduchý způsob, jak nastavit bassreflexové reproduktory. Video: jak vypočítat porty kulatých fázových invertorů

Každý majitel vozu si může do vozu zabudovat plnohodnotný akustický systém. Mnozí instalují přední reproduktory. Tam přichází na řadu kvalitní zvuk. Poskytují přirozený zvuk i při nízkých frekvencích. Když to nestačí, zvažte použití subwooferu. Zvýrazňuje hloubku basů, zesiluje tlak zvuku. Pomocí správně zvoleného a nainstalovaného subwooferu můžete zcela změnit zvukovou stopu.

Popis fázového měniče

Subwoofery se dodávají v různých typech a kvalitě. Ale pro dosažení co nejkvalitnější akustiky se doporučuje navrhnout jejich pouzdra. Nejoblíbenější metodou návrhu je uzavřená skříň a fázový měnič. Někdy zvukaři preferují pásmovou propust, pasivní zářiče nebo akustickou zátěž. Co je fázový střídač a jak je instalován - podrobně zvážíme.

Uzavřená krabice (box) je skříň reproduktoru. Jeho objem je úměrný objemu kolony.

Fázový měnič pro subwoofer je design, který je speciálním otvorem těla. Také to může být potrubí zabudované do něj, které spojuje vnitřní objem a vnější prostor. Jiným způsobem se nazývá port fázového měniče. Takový systém se liší od uzavřeného potrubí tím, že netlumí vibrace vycházející ze zadní části difuzoru. Naopak, tímto způsobem doplňuje záření. To poskytuje výrazné zvýšení zvuku.

Fázový měnič má další odrůdu - pasivní radiátor. Port je zde speciální systém nebo jednoduchý reproduktor, který není připojen k zesilovači.

Výpočet krabice

Akustický systém i subwoofery lze snadno vypočítat pomocí online programů. Lze je snadno stáhnout z internetu. Automatický výpočet se provádí nahrazením údajů o zvukových prvcích. Zde je třeba zjistit informace o technických charakteristikách nezbytných pro výpočet.

Všechny informace lze získat z vestavěného databázového programu. Pokud jsou charakteristiky již známé, zadávají se ručně. Online program je také pohodlný, protože umožňuje vybrat reproduktory, které budou poskytovat nejlepší návratnost.

Nejjednodušší formy akustiky jsou uzavřená skříň a fázový měnič. Nepotřebují znát přesná data. Stačí vypočítat pomocí vzorců.

Jak vypočítat uzavřený box

Musíte zjistit tři hlavní ukazatele dynamiky. Výsledkem bude výběr vnitřního objemu kolony. Věnujte pozornost poměru rezonanční frekvence v pasu a faktoru kvality. Pokud je hodnota menší než 100, nedoporučujeme instalovat tento reproduktor do uzavřené krabice. Protože vzduch je v uzavřeném pouzdře stlačen a tuhost zavěšení se zvyšuje.

Jsou odvozeny speciální vzorce, které dávají do vztahu rezonanční frekvenci, faktor kvality a objem: Fc, Qtc, Vb, v tomto pořadí, se stejnými parametry v pasu. Vzorce si můžete pečlivě prohlédnout na fotografii.

Pomocí vzorců se vybere požadovaný objem pouzdra. Je důležité se snažit zajistit, aby rezonanční frekvence reproduktorů nebyla vyšší než 50 Hz. A faktor kvality se blížil 0,7.

Jak se počítá fázový měnič

Fázový měnič se vypočítá výběrem reproduktorů, jejichž kvalitativní faktor je od 0,3 do 0,5 a poměr rezonančních frekvencí je 50 (nejméně).

V tomto případě je třeba vypočítat následující parametry:

hlasitost subwooferu.
Průřezová plocha.
Délka a průměr trubky.
Port fázového střídače.

Informace o krabici se vybírají podle stejných vzorců jako při výpočtu uzavřené krabice. Pouze zde se faktor kvality kolony liší: od 0,6 do 0,65. Data portu se určují pomocí hodnoty frekvence, na kterou je naladěn bassreflex. Volí se na stejné úrovni s rezonanční frekvencí reproduktoru. Ale možná méně. Výpočet se provádí podle vzorců, které jsou také na fotografii.

Vypočtená délka je někdy získána více, než je doporučená maximální hodnota. Existují však způsoby, jak tuto délku zkrátit. Výstup kruhového fázového měniče je umístěn v rovině panelu. To vám umožní vyhrát na délku asi o 0,85. A trubka fázového invertoru má na konci příruby, které dokážou efekt výrazně zesílit.

Přibližně 15 % délky ušetří umístění fázového měniče blízko jedné strany reproduktoru. Pokud použijete port jako část komolého kužele (kulatý nebo obdélníkový), umožní to snížit délku o 35%.

Výše uvedené metody jsou poměrně jednoduché a nevyžadují složité přístroje pro měření a matematické výpočty. Je důležité vzít v úvahu několik dalších bodů:

rezonanční frekvence by měla být o něco nižší než rezonanční frekvence reproduktorů v boxu;
fázový invertor rozšiřuje reprodukovatelné frekvence směrem k nízkým frekvencím. musíte si umět vybrat ten správný;

pokud zvolíte příliš nízké frekvence, výkon reproduktorů klesne.

Aby bylo možné nastavit fázový měnič online v jednom z programů, budete potřebovat velmi přesné údaje o všech parametrech. Ale přesto může program způsobit velkou chybu. Většina uživatelů se proto snaží upravit akustiku vlastníma rukama.

Magické formule

Jedním z nejčastějších přání v autorově e-mailu je uvedení „kouzelného vzorce“, podle kterého by si čtenář ACS mohl sám spočítat fázový měnič. To v zásadě není obtížné. Fázový měnič je jednou z implementací zařízení zvaného "Helmholtzův rezonátor". Vzorec pro jeho výpočet není o moc složitější než nejběžnější a dostupný model takového rezonátoru. Prázdná láhev od Coca-Coly (pouze láhev, ne hliníková plechovka) je právě takový rezonátor, naladěný na frekvenci 185 Hz, to je ověřeno. Helmholtzův rezonátor je však mnohem starší než i tento obal oblíbeného nápoje, který postupně zastarává. Klasické schéma Helmholtzova rezonátoru je však podobné láhvi (obr. 1). Aby takový rezonátor fungoval, je důležité, aby měl objem V a tunel s plochou průřezu S a délkou L. S vědomím toho, ladicí frekvence Helmholtzova rezonátoru (nebo fázového měniče, který je totéž) lze nyní vypočítat podle vzorce:

Kde Fb je frekvence ladění v Hz, s je rychlost zvuku rovna 344 m/s, S je plocha tunelu v čtverečních. m, L je délka tunelu vm, V je objem skříně v metrech krychlových. m. \u003d 3.14, to je samozřejmé. Tato formule je opravdu kouzelná v tom smyslu, že nastavení bassreflexu nezávisí na parametrech reproduktoru, který do něj bude osazen. Objem krabičky a rozměry tunelu určují frekvenci ladění jednou provždy. Všechno vypadalo, že je hotovo. Začněme. Předpokládejme, že máme krabici o objemu 50 litrů. Chceme z něj udělat bassreflexový box naladěný na 50Hz. Rozhodli jsme se udělat průměr tunelu 8 cm. Podle právě uvedeného vzorce získáme frekvenci ladění 50 Hz, pokud je délka tunelu 12,05 cm.Všechny díly pečlivě vyrábíme, sestavujeme do konstrukce, jako na Obr. 2 a pro ověření změříme skutečně výsledný rezonanční kmitočet fázového měniče. A my k našemu překvapení vidíme, že to není 50 Hz, jak by podle vzorce mělo být, ale 41 Hz. Co je špatně a kde jsme udělali chybu? Ano, nikde. Náš čerstvě postavený fázový invertor by byl naladěn na frekvenci blízkou frekvenci získané Helmholtzovým vzorcem, pokud by byl vyroben, jak je znázorněno na obr. 3. Tento případ se nejvíce blíží ideálnímu modelu popsanému vzorcem: zde oba konce tunelu „visí ve vzduchu“, relativně daleko od jakýchkoliv překážek. V našem návrhu jeden z konců tunelu lícuje se stěnou krabice. Pro vzduch oscilující v tunelu to není lhostejné, vlivem „příruby“ na konci tunelu se zdá, že jde o jeho virtuální protažení. Fázový střídač bude nakonfigurován tak, jako by délka tunelu byla 18 cm, a ne 12, jak ve skutečnosti je. Všimněte si, že totéž se stane, pokud je tunel zcela umístěn mimo krabici a opět zarovná jeden z jeho konců se stěnou (obr. 4). Existuje empirická závislost „virtuálního prodloužení“ tunelu v závislosti na jeho velikosti. U kruhového tunelu, jehož jeden řez je umístěn dostatečně daleko od stěn krabice (nebo jiných překážek) a druhý je v rovině stěny, je toto prodloužení přibližně rovné 0,85D. Pokud nyní dosadíme všechny konstanty do Helmholtzova vzorce, zavedeme korekci pro „virtuální prodloužení“ a vyjádříme všechny rozměry ve známých jednotkách, konečný vzorec pro délku tunelu s průměrem D, který zajistí, že hlasitost V je naladěna na frekvenci Fb, bude vypadat takto:

Zde je frekvence v hertzech, objem v litrech a délka a průměr tunelu v milimetrech, jak jsme zvyklí. Získaný výsledek je cenný nejen proto, že ve fázi výpočtu umožňuje získat délkovou hodnotu blízkou konečné hodnotě, která dává požadovanou hodnotu ladící frekvence, ale také proto, že otevírá určité rezervy pro zkrácení tunelu. Téměř jeden průměr jsme již vyhráli. Tunel je možné ještě dále zkrátit při zachování stejné frekvence ladění vytvořením přírub na obou koncích, jak je znázorněno na obr. 5. Zdá se, že se vše bere v úvahu a vyzbrojeni tímto vzorcem se zdá být všemocné. Zde čelíme potížím.

První potíže

První (a hlavní) obtíž je následující: pokud je potřeba relativně malou krabičku naladit na docela nízkou frekvenci, pak dosazením velkého průměru do vzorce pro délku tunelu dostaneme velkou délku. Zkusme nahradit menší průměr - a vše dopadne dobře. Velký průměr vyžaduje velkou délku a malý jen malý. Co je na tom špatné? A tady je co. Kužel reproduktoru, který se pohybuje, svou zadní stranou „tlačí“ téměř nestlačitelný vzduch tunelem fázového měniče. Protože objem kmitajícího vzduchu je konstantní, bude rychlost vzduchu v tunelu tolikrát větší, než je kmitací rychlost difuzoru, tolikrát, kolikrát je plocha průřezu tunelu menší než plocha difuzoru. Pokud uděláte tunel desetkrát menší než difuzor, rychlost proudění v něm bude vysoká, a když dosáhne 25–27 metrů za sekundu, nevyhnutelně se objeví turbulence a hluk trysek. Velký výzkumník akustických systémů R. Small ukázal, že minimální úsek tunelu závisí na průměru reproduktoru, největším zdvihu jeho kužele a ladicí frekvenci fázového měniče. Small přišel se zcela empirickým, ale fungujícím vzorcem pro výpočet minimální velikosti tunelu:

Small odvodil svůj vzorec v jemu známých jednotkách, takže průměr reproduktoru Ds, maximální zdvih kužele Xmax a minimální průměr tunelu Dmin jsou vyjádřeny v palcích. Frekvence ladění bassreflexu je jako obvykle v hertzech. Teď už to nevypadá tak růžově jako dřív. Často se ukazuje, že když zvolíte správný průměr tunelu, vyjde vám neuvěřitelně dlouhý. A pokud zmenšíte průměr, existuje šance, že již při středním výkonu bude tunel „pískat“. Tunely malého průměru mají kromě vlastního šumu výtrysku také sklon k tzv. „orgánovým rezonancím“, jejichž frekvence je mnohem vyšší než ladicí frekvence fázového měniče a které jsou v tunelu buzeny turbulencemi při vysoké průtoky. Tváří v tvář tomuto dilematu čtenáři ACS obvykle zavolají editorovi a požádají o řešení. Mám tři z nich: snadné, střední a extrémní.

Jednoduché řešení malých problémů

Když je odhadovaná délka tunelu taková, že se téměř vejde do trupu a jen mírně zkrátí jeho délku při stejném nastavení a ploše průřezu, doporučuji použít místo kulatého tunelu štěrbinový a umístit jej ne do uprostřed přední stěny trupu (jako na obr. 6), ale blízko jedné z bočních stěn (jako na obr. 7). Pak na konci tunelu, který se nachází uvnitř krabice, bude ovlivněn efekt "virtuálního prodloužení" díky zdi umístěné vedle něj. Experimenty ukazují, že s konstantní plochou průřezu a frekvencí ladění tunel znázorněný na Obr. 7 je asi o 15 % kratší než u konstrukce na obr. 6. Štěrbinový fázový měnič je z principu méně náchylný k varhanním rezonancím než kulatý, ale abyste se ještě více chránili, doporučuji instalovat do tunelu zvukově pohlcující prvky, v podobě úzkých proužků plsti nalepených na vnitřní povrch tunelu v oblasti třetiny jeho délky. Toto je jednoduché řešení. Pokud to nestačí, budete muset jít do průměru.

Střední řešení pro větší problémy

Středně složitým řešením je použití tunelu komolého kužele, jako na obr. 8. Mé experimenty s takovými tunely ukázaly, že zde je možné zmenšit průřezovou plochu vtoku oproti minimu přípustnému podle malého vzorce bez nebezpečí tryskového hluku. Kuželový tunel je navíc mnohem méně náchylný k rezonancím orgánů než válcový. V roce 1995 jsem napsal program pro výpočet kuželových tunelů. Nahrazuje kuželový tunel posloupností válcových a postupnými aproximacemi vypočítává délku potřebnou k nahrazení tunelu s pravidelným konstantním průřezem. Tento program je vytvořen pro každého a lze jej stáhnout z webu časopisu ACS http://www.audiocarstereo.it v sekci ACS Software. Malý program, který běží pod DOSem, si můžete stáhnout a spočítat sami. A můžete to udělat jinak. Při přípravě ruské verze tohoto článku byly výsledky výpočtů pomocí programu CONICO shrnuty do tabulky, ze které si můžete vzít hotovou verzi. Stůl je sestaven pro tunel o průměru 80 mm. Tato hodnota průměru je vhodná pro většinu subwooferů s průměrem kužele 250 mm. Po výpočtu požadované délky tunelu pomocí vzorce najděte tuto hodnotu v prvním sloupci. Například podle vašich výpočtů vyšlo, že k naladění boxu o objemu 30 litrů na frekvenci 33 Hz potřebujete tunel dlouhý např. 400 mm. Projekt není triviální a umístit takový tunel do takové krabice nebude snadné. Nyní se podívejte na další tři sloupce. Ukazuje programem vypočítané rozměry ekvivalentního kuželového tunelu, jehož délka již nebude 400, ale pouze 250 mm. Docela jiná věc. Co znamenají rozměry v tabulce, je znázorněno na obr. 9.
Tabulka 2 je sestavena pro počáteční tunel o průměru 100 mm. To se hodí pro většinu subwooferů s 300mm měničem. Pokud se rozhodnete program používat sami, pamatujte: je vytvořen tunel ve tvaru komolého kužele s úhlem sklonu tvořící přímky a od 2 do 4 stupňů. Tento úhel větší než 6 - 8 stupňů se nedoporučuje, v tomto případě může na vstupním (úzkém) konci tunelu docházet k turbulenci a tryskovému hluku. I při malém zúžení je však zkrácení délky tunelu poměrně výrazné. Tunel ve tvaru komolého kužele nemusí mít kruhový průřez. Stejně jako běžný, válcový, je někdy výhodnější vyrobit jej ve formě štěrbiny. Dokonce je to zpravidla pohodlnější, protože se pak sestavuje z plochých dílů. Rozměry štěrbinového provedení kuželového tunelu jsou uvedeny v následujících sloupcích tabulky a co tyto rozměry znamenají, je znázorněno na Obr. 10. Výměna konvenčního tunelu za kuželový může vyřešit mnoho problémů. Ale ne všechny. Někdy se ukáže, že délka tunelu je tak velká, že ani jeho zkrácení o 30 - 35 % nestačí. Pro tyto těžké případy...

Extrémní řešení pro velké problémy

Krajním řešením je použití tunelu s exponenciálními obrysy, jak je znázorněno na Obr. 11. U takového tunelu se plocha průřezu nejprve postupně zmenšuje a pak stejně plynule narůstá na maximum. Z hlediska kompaktnosti pro danou frekvenci ladění, odolnosti vůči tryskovému šumu a varhanním rezonancím nemá exponenciální tunel obdoby. Ale z hlediska výrobní složitosti nemá obdoby, i když jsou jeho obrysy vypočítány podle stejného principu, jako tomu bylo v případě kuželového tunelu. Abychom ještě mohli využít exponenciální tunel v praxi, vymyslel jsem jeho modifikaci: tunel, který jsem nazval „přesýpací hodiny“ (obr. 12). Tunel přesýpacích hodin se skládá z válcové části a dvou kuželových, odtud vnější podobnost se starověkým přístrojem na měření času. Tato geometrie umožňuje zkrátit tunel oproti původnímu konstantnímu úseku minimálně jedenapůlkrát, případně i vícekrát. Pro výpočet přesýpacích hodin jsem napsal i program, dá se tam najít, na stránkách ACS. A stejně jako u kuželového tunelu je zde tabulka s hotovými možnostmi výpočtu.
Co znamenají rozměry v tabulkách 3 a 4, bude zřejmé z obr. 13. D a d jsou průměr válcové části a největší průměr kuželové části, v tomto pořadí, L1 a L2 jsou délky částí. Lmax je celá délka tunelu přesýpacích hodin, jen pro srovnání, o kolik kratší byl, ale obecně je to L1 + 2L2. Technologicky není výroba přesýpacích hodin s kruhovým průřezem vždy jednoduchá a pohodlná. Proto zde může být také vyroben ve formě profilované štěrbiny, ukáže se, jako na obr. 14. Pro výměnu tunelu o průměru 80 mm doporučuji zvolit výšku štěrbiny 50 mm, pro výměnu válcového tunelu 100 mm 60 mm. Pak bude šířka úseku konstantního úseku Wmin a maximální šířka na vjezdu a výjezdu z tunelu Wmax stejná jako v tabulce (délky úseků L1 a L2 - jako v případě kruhového úseku, tady se nic nemění). V případě potřeby lze výšku štěrbinového tunelu h změnit současným nastavením Wmin a Wmax tak, aby hodnoty plochy průřezu (h.Wmin, h.Wmax) zůstaly nezměněny. Tunelovou variantu fázového měniče jsem použil například při výrobě subwooferu domácího kina s frekvencí ladění 17 Hz. Odhadovaná délka tunelu vyšla na více než metr a výpočtem „přesýpacích hodin“ jsem ji dokázal zmenšit téměř na polovinu, přičemž ani při výkonu cca 100 wattů nebyl slyšet žádný hluk. Doufám, že vám to také pomůže...

Výpočet pouzdra fázového měniče (krabice) se dá rozložit na 3 části, ale předtím je nutné najít Thiele-Smol parametry pro subwooferový reproduktor, jinak z toho nic nebude. K výpočtu PHI boxu stačí tři parametry Fs, Vas a Qts

Fs - rezonanční frekvence reproduktoru, udávaná v Hz (hertz).
Vas je ekvivalentní objem udávaný v litrech.
Qts - plný faktor kvality reproduktoru.

Tyto parametry naleznete v návodu k subwooferovému reproduktoru nebo na stránkách výrobce.

1. Výpočet čistého objemu a frekvence ladění portu fázového měniče.

Čistá hlasitost (Vb) je vnitřní objem boxu, vyjma objemu portu fázového měniče a hlasitosti vytlačené reproduktorem.

Nastavení portu (Fb)- to je konfigurace portu (délka, šířka, výška) vzhledem k čistému objemu skříně, naladěná na určitou frekvenci, pro její zesílení, což vede k vytvoření požadované frekvenční odezvy.

Tento výpočet můžeme provést v programech JBL SpeakerShop nebo BassBox 6 pro. Doporučuji použít ten první, je jednodušší a mnohem přehlednější. V programu zadáme parametry Fs, Vas a Qts, poté změnou hodnot Vb (volume) a Fb (nastavení portu) dosáhneme požadovaného grafu frekvenční odezvy. U univerzálního boxu by graf neměl být moc hrbolatý s vrcholem v oblasti 35Hz - 40Hz. Pokud se vyskytnou nějaké potíže s programem, můžete si prohlédnout jeho pokyny.

V programu jsme zjistili, jaký čistý objem boxu a nastavení portu potřebujeme, v tomto příkladu Vb - 45 l. fb- 36 Hz.

2. Výpočet portu fázového měniče.

Port fázového měniče spočítáme v programu BassPort.

Zadejte do programu:

Požadovaná frekvence nastavení portu FI (Fb)
Dříve získaný čistý objem krabice (Vb)
Efektivní plocha kužele subwooferu (měřeno, délka ve středu reproduktoru od jednoho středu zavěšení k opačnému středu zavěšení)
Maximální pojezd difuzoru v jednom směru (uveden v návodu nebo na webu výrobce jako Xmax, lze uvést jak v jednom směru, tak v obou směrech najednou)
Zadejte velikost portu W A h
Klikněte na tlačítko přepočítat.

V tomto příkladu je vypočítán štěrbinový port, 35 cm vysoký a 4 cm široký, který je 61 cm dlouhý a má objem 8,5l. (zaoblený)

Při dimenzování portu je nemožné, aby délka portu L přesáhla 1000 mm a maximální rychlost výstupního vzduchu byla červená.

3. Zvážíme celkový objem skříně FI a provedeme nákres.

Máme následující údaje, které je potřeba sečíst, abychom dostali celkový objem boxu (špinavý objem) - čistý objem 45l., objem portu 8,5l., a také sem připočtěte objem, který vytlačí samotný reproduktor, to je v rozmezí 2-4l. vezměme v tomto případě 3 l, ale protože se jedná o štěrbinový port a jedna ze stěn také vytlačí nějaký objem, je třeba s tím také počítat, ale zde to budou 4 l.

Chcete-li vypočítat objem stěny, vynásobte délku vnitřní stěny portu výškou a tloušťkou a poté vydělte 1000.

Uvažujeme: 45 + 8,5 + 3 + 4 \u003d 60,5 litrů.

Celkem potřebujeme krabici s celkovým objemem 60,5l.

Obracíme se na výkres krabice.

Máme objem 60,5 litru. Změříme kmen, podíváme se jaké rozměry nám vyhovují např.: výška - 39cm, délka - 50cm, zbývá zjistit šířku. Od výšky a délky odečteme v tomto případě tloušťku stěny, jsou to 2 cm a dostaneme: výška - 35 cm, délka 46 cm.

Nyní vezmeme v úvahu šířku krabice: 60,5 1000 ÷ 35 ÷ 46 = 37,57 cm(zaokrouhlit nahoru 38 cm) - šířka trupu, bez stěn, se stěnami bude 42 cm.

Takto vypadá výpočet bassreflexového pouzdra pro konkrétní subwooferový reproduktor, který bude hrát tak, jak potřebujeme.

Nehlasoval jsem pro ani proti. Protože nemohu z důvodů nedůvěry v zařízení. proti pro
pocity kamarádství. Podruhé mě můžeš potkat hanbou.
Mohu hned říci, že jsem nepoužil generátor rezonanční frekvence (RFR) a ani jsem ho nesbíral. Nevím, jak to funguje v praxi. Důvodem je, že v té době jsem již měl generátor a milivoltmetr a po přečtení Golunchikovova článku jsem nechápal, jak můžete správně nastavit FI pomocí GFR. A teď tomu nerozumím. Známý, ale prakticky nefungoval.
Pojďme se zamyslet a pozorně si přečíst, co se v článcích píše:
V. Burundukov píše, že pomocí tohoto zařízení můžete rychle změřit rezonanční frekvenci akustické jednotky. Dobře, ale jak? Spustili jsme generátor, ten vygeneroval a co? Jak lze tuto frekvenci určit? Sluchově? Kolik hertzů je tam?
Může někdo odpovědět?
Dále píše, že rezonanční frekvence se určují pomocí vhodných měřicích přístrojů. Přijeli jsme. Rezonanční frekvence jsou již známy. Nejspíše dynamika a bez krabice. A s největší pravděpodobností jde o srovnání toho a toho. To znamená, že význam používání zařízení není zcela pochopen.
Co se týče nastavení FI, vše je jasné, ve všech článcích je jasně napsáno: generování probíhá na rezonanční frekvenci reproduktoru v příslušné hlasitosti. To znamená, že není
rezonanční frekvence reproduktoru v otevřeném prostoru, to je rezonance systému. Vložíme dynu do velkého objemu - jedna rezonance, vezmeme menší objem, další rezonance.
Správně nebo ne?
Časy byly staré, málokdo věděl o Thielovi a Smallovi, alespoň nebyl k dispozici matematický výpočet FI. Byly různé metody, to je jedno.
mluvčí Golunčiková je možné a možné to nastavit přijatelně, stále je objem boxu nemalý a dokonce až po okraj naplněný tlumičem zvuku. tj. rezonance dyny v boxu by se neměla moc zvýšit. Totéž zřejmě platí i pro další velké reproduktory.
Pojďme dále. Nabízíme naladění FI na rezonanční kmitočet reproduktoru v krabici.
Nech být. Nechť Fs (rezonance ve volném prostoru), která se rovná asi 30 Hz, se v rámečku stane rovnou, dobře, 40 Hz. Rezonanci v rámečku označíme Fc. V zásadě je to normální, nastavením FI na tuto frekvenci se nic ošklivého nestane. Bude to fungovat, žádný problém. Ne úplně přesné, ale pokud vezmete v úvahu i místnost a umístění reproduktorů, je vše v pořádku. Nijak hladká teoretická frekvenční odezva neděsí, každopádně v interiéru to na nízkých frekvencích připomíná hory.

Nyní si vezměme další příklad a zkusme stejným způsobem nastavit AS Saltykov.
Objem cca 9l. Din 6GD-6 nebo 10GD-34. Rezonance (Fs) těchto dynos je asi 80 Hz. Vzácné příklady níže. Ale vzácné. Takže v krabici o objemu 9 litrů půjde rezonance nad 80 Hz.
Doufám, že se s tím nikdo nebude hádat? Takže FI bude při použití tohoto zařízení naladěn na tuto frekvenci. A je potřeba, jak si pamatuješ, je potřeba (podle mě) cca 50-55Hz.
Jak se máte?
Poukázat na to, co dělám špatně?

Nyní o moderně. Podle autoritativních zdrojů (Vinogradova a Aldoshina jsou docela směrodatné, ne-li legendární) existuje celkový parametr kvality rovný 0.383 , ve kterém je FI naladěn na rezonanční kmitočet dyny v otevřeném prostoru (ne v krabici). V tomto případě je objem krabice 1,41krát menší než ekvivalentní objem dyne.
To znamená, že pružnost vzduchu v boxu je menší než odpovídající parametr dyne.
Asi umíte spočítat případy, kdy je potřeba FI naladit na rezonanci dyne v krabici, myslím tyto případy kombinací parametrů jednotky.
Pokud je faktor kvality větší než 0,383, pak je FI vždy nastaveno níže než Fs. Povinné.
Celkově bude FI fungovat vždy, jedinou výjimkou je, když je nastaven tak nízko, že se z FI stane uzavřená krabice s dírou. To je ale nepravděpodobný případ.
Pokud je celý řetězec (zesilovač, kabel k reproduktorům a reproduktory) postaven normálně, možná i hrb
na frekvenční odezvě neuškodí. Možná ani zvýšený faktor kvality dyne není překážkou. Pokud si s tím zbytek komponentů (PA a kabel) poradí, není na křivce frekvenční odezvy nic špatného.
Pokud se vám to ovšem nelíbí. Každopádně všude je slyšet konečné nastavení FI.

Něco takového. Podle mého názoru se ukazuje, že zařízení je k ničemu. Ani rychle měřit ani upravovat.

Zvuk na konci tunelu

"Voloďo, budeš ve skladišti - popadni porty pro faziky ...".
(zaslechnut v jednom z moskevských instalačních studií)

Obecně platí, že v prvním čísle jakéhokoli časopisu čtenář obvykle nečeká, že se dočká pokračování nějaké série článků. Ale vidíš, to se stává. Když byl Avtozvuk ještě malý a seděl pod křídly Salonu AV, vyšly první dva díly trilogie subwooferů – o tom, co čekat od různých typů akustického provedení a jak vybrat reproduktor do uzavřené krabice. ("Salon AV" č. 4 a 5 - 6, 1998).
Značná část těch, kteří se v přemýšlení o životě rozhodli zacházet s basovou výzbrojí svého vozu s pochopením, se od toho v zásadě již dalo obejít. Ale ne všechny. Vzhledem k tomu, že existuje alespoň jeden další, extrémně populární typ akustického designu, který není o nic horší než uzavřený box. Fázový měnič v domácí literatuře, bassreflex, ported box, ventilační box - v angličtině - to vše je ve skutečnosti zvuková implementace myšlenky Helmholtzova rezonátoru. Myšlenka je jednoduchá: uzavřený objem je spojen s okolním prostorem otvorem obsahujícím nějakou vzduchovou hmotu. To je přesně existence této hmoty - stejného sloupce vzduchu, který podle Ostapa Bendera vyvíjí tlak na každého pracovníka a dělá zázraky, když je Helmholtzův rezonátor najat jako součást subwooferu. Záludná věc pojmenovaná po německém fyzikovi zde získává prozaický název tunel (buržoazně - přístav nebo průduch). Jak funguje fázový měnič? Proč přítomnost úhledně vyrobeného otvoru určité velikosti v plášti reproduktoru dramaticky ovlivňuje práci celého souboru? Jak již bylo mimochodem zmíněno v předchozích dílech tohoto epického plátna, tunel fázového měniče slouží ke zpoždění zvukové vlny, která se objeví uvnitř reproduktorové skříně, na přesně definovanou dobu a její uvolnění směrem ven ve stejné fázi jako reproduktor vytvořený „ přední strana. Tady ve volné přírodě spojí své decibely a trefí se do uší (se správným výpočtem), že se to nebude zdát dost. To je důvod, proč ve skutečnosti milují fázový měnič - pro zvýšenou účinnost ve srovnání s uzavřeným boxem. Ale nejenom. Hrubá síla není argument, pokud není podporována věrností signálu. Zde máme na mysli další, mnohem méně triviální vlastnost fázového měniče - jeho schopnost produkovat požadovaný akustický tlak s výrazně menší amplitudou kmitů difuzoru. To zní poněkud paradoxně. Každý ví, že je to přítomnost uzavřeného objemu za difuzorem, který omezuje vibrace difuzoru, tak proč jsou najednou menší v „děravém“ pouzdře? A to kvůli mši, jak se říkalo. To je důvod, proč je otvor ve skříni fázového měniče vytvořen jako poměrně dlouhý tunel - trubka, jinými slovy, aby uvnitř zůstala nějaká vzduchová hmota. Při relativně vysokých frekvencích, nad 200 Hz, je setrvačnost vzduchové hmoty v tunelu akusticky zcela neprůhledná. Jako by byl úplně zablokovaný.

S nižší frekvencí se vzduchová komora v tunelu začíná probouzet k životu a pohybovat se, protože tlak pulzující uvnitř krabice ji tlačí zezadu. Setrvačnost vzduchové hmoty vede k tomu, že se nepohybuje v čase s vlnou, která na ni působí, ale s určitým posunem. Fázově dosahuje 180 stupňů, to znamená, že začíná být mimo fázi se zvukovou vlnou vycházející ze zadní části difuzoru na určité frekvenci, která se nazývá frekvence ladění bassreflexu.

Zde téměř veškeré úsilí reproduktoru směřuje k rozkolísání nepoddajné vzduchové hmoty uvnitř tunelu, takže na přirozené kmity nezbývá téměř nic a amplituda kmitání difuzoru je minimální. (A zvuk přichází, a jaký je to zvuk! Prostě při této frekvenci téměř celý vychází z tunelu). A protože jsou to právě velké amplitudy kmitů kužele, které způsobují zkreslení, která jsou pro ucho patrná, je situace z hlediska zvuku nejpříznivější. Ještě nižší četnost případů se však začíná měnit k horšímu. Pro velmi pomalé nízkofrekvenční oscilace již není hmota vzduchu v tunelu setrvačná a zadní část difuzoru jej pumpuje tam a zpět jako pumpa.

V tomto případě nastává situace, jako by reproduktor nebyl v pouzdře vůbec instalován, to znamená, že vlny ze zadní strany difuzoru a zepředu se setkávají v protifázi a z velké části se navzájem požírají, jako u běžného akustický zkrat. Proto pod ladicí frekvencí klesá výstup fázového měniče dvakrát rychleji než u uzavřené skříně. Horší je však něco jiného - difuzor už nic nezpomaluje a amplituda jeho kmitů na velmi nízkých frekvencích začíná růst prostě katastrofálně. Subsonické filtry, které se nacházejí na některých, obvykle plnokrevných, výhybkách a zesilovačích, jsou vyrobeny téměř výhradně pro potlačení tohoto bassreflexového zlozvyku. Takže, co přesně získáme výběrem fázového měniče jako akustického návrhu pro náš projekt? Chci vás hned varovat: výpočet fázového měniče bez počítačových programů k tomu určených je možný a existují pro něj výpočetní vzorce a nomogramy. Na prahu třetího tisíciletí však takové metody nemohu kvalifikovat jinak než masochismus. Jo a slíbil jsem, že vzorečky na stránky tohoto časopisu nepustím a zatím se držím. Takže pro případné zájemce dávám na konec článku adresu na WWW, kde je komentovaný výběr osvědčených programů různého stupně složitosti a dokonalosti. Zde je obrázek, který vysvětluje (téměř) vše. Vzali jsme 10palcový reproduktor, který je vhodný pro instalaci do fázového měniče, a simulovali jsme vlastnosti, které by byly získány, kdyby byl instalován v optimálním fázovém měniči pro něj (20 l, naladěn na 42 Hz) a uzavřené krabici stejného objemu.

Horní ze dvou černých křivek je samozřejmě naše. Oproti uzavřené skříni je v celém frekvenčním pásmu pod cca 150 Hz výkon podstatně vyšší. Co znamená „v podstatě“? Podívejte se: při frekvenci řekněme 60 Hz je rozdíl asi 4 dB. A to je ekvivalentní zvýšení výkonu zesilovače 2,5krát. Čili se skromným 100wattovým zesilovačem bude takový sub hrát, jako by k němu bylo připojeno 250 wattů. Za stejné peníze. Ale z červených křivek znázorňujících závislost amplitudy kmitů difuzoru na frekvenci je naše ta nižší. Právě tam, kde je soustředěna většina basové energie – pod 100 Hz – začíná amplituda klesat a zůstává mnohem nižší než v uzavřeném boxu, ačkoli generovaný akustický tlak je dvojnásobný! V uzavřené skříni amplituda oscilace plynule roste a při použití výkonu specifikovaného jako maximální překročí provozní rozsah (červená tečkovaná čára) již na 70 Hz a pod ním je obecně katastrofa. Právě tam budou generovány takové známé zvuky doprovázející basové tóny. Na fázovém měniči plynulost s amplitudami pokračuje až do cca 30 Hz a tam začíná amplituda neúnavně růst. Není zde však již téměř žádný zvuk, takže má smysl tuto část spektra „uškrtit“ subtónovým filtrem (pokud existuje) a užít si rázovou účinnost s minimem zkreslení ve skutečně zvukovém rozsahu. "Skvělý!" - vykřikne netrpělivý a po decibelech chtivý čtenář, zabouchne zásobník a okamžitě se pustí do opravy děr ve vlastním subwooferu. Soudruhu, přestaň! Podívejte se, co se může stát dál. Necháme vše beze změny, vyjmeme starý reproduktor z naší 20litrové krabice a nainstalujeme další - navržený pro práci v uzavřené skříni.

Jeho charakteristika v uzavřené, nativní krabici pro něj (dole na grafu) byla velmi pěkná. A po přeměně na fázový invertor se stane jako horní, to znamená, že bude vydávat výrazný „plácnutí“ mezi 50 a 100 Hz. Právě v důsledku vytváření takových kombinací dostaly fázové střídače svého času urážlivou přezdívku boom-box („chlast“), později užívané, tentokrát zcela oprávněně, pro jakési přenosné rádio. Jaký byl rozdíl mezi těmito dvěma řečníky? Ve dvou parametrech, které by pro daný akustický design měly být v určité harmonii, jinak - nechte naději každému, kdo tu takříkajíc zní. Těmito parametry jsou rezonanční frekvence Fs a celkový činitel jakosti Qts. Pro "uzavřený" reproduktor byly Fs=25 Hz, Qts=0,4. A "fázový měnič" - 30 Hz a 0,3. Zdá se, že rozdíl není tak velký, ale výsledky jsou výrazně odlišné. Parametr energetické šířky pásma Fs / Qts vynalezený najednou okamžitě ukazuje, kdo je kdo: jeho hodnota pro prvního reproduktoru je 62,5 a pro druhého - 100. Pravidlo je jednoduché: pokud je Fs / Qts znatelně menší než 100, zapomeňte na slovo "fázový měnič" . Pokud je blízko nebo více - znovu si vzpomeňte a zapomeňte na zavřenou krabici. V oblasti 90 - 100 - "zóna soumraku", kde s určitými ústupky můžete používat jedno a druhé. Co se ale stane, když budete trvat na svém a dotlačíte reproduktor do neobvyklého designu? Zkusme to, protože drama se odehrává na papíře a na obrazovce počítače, tedy „s trochou krve, na cizím území“. Nejprve vložíme „fázový invertorový reproduktor“ do uzavřené krabice a pokusíme se změnit jediným parametrem, který máme - hlasitostí této krabice.

Na grafu jsou tři křivky. Nejplošší - výsledek instalace do boxu o objemu 50 litrů, nejstrmější spadající pod 100 Hz - s objemem boxu 10 litrů. A uprostřed - naše původní charakteristika ve 20litrovém objemu. Vidíme: objem se mění z neslušně malého na neprakticky velký, ale není tu žádná dobrá charakteristika – buď začne ustupovat příliš brzy, nebo odezní příliš rychle. Reproduktor zrozený pro uzavřenou krabici, jak je patrné z následujícího grafu, má možnost buď se trefit do optima (střední křivka), nebo "ukrojit" na hlasitosti, přičemž dostává dosti znatelně "hučící" charakteristiku (tzv. horní oblouk, vestavěný v objemu 10 l).

A naopak? Je možné při instalaci „uzavřeného“ reproduktoru do fázového měniče jej nastavit tak, aby bylo dosaženo ploché frekvenční odezvy? Teoreticky - ano, přínos fázového měniče je v tom, že při konstantní hlasitosti je možné ladit frekvenci změnou průměru a délky tunelu (v praxi - vždy samozřejmě délky). Začneme experiment s horní, naprosto příšernou křivkou (objem 20 l, frekvence ladění 50 Hz) a postupnou přestavbou fázového měniče najednou při frekvenci ladění 20 Hz zjistíme, že jsme došli k velmi pěkné křivce (spodní na grafu).

Opanki, pojďme si nyní spočítat, který tunel je k tomu potřeba – a jedeme! Po půl vteřině počítačového času dostaneme údaj, že k naladění 20litrového objemu na frekvenci 20 Hz potřebujete tunel o průměru 75 mm a délce 1 m 65 cm. , rostoucí s miniaturní dámou, a ne s kompaktním detailem subwooferu. Ale na druhou stranu reproduktor s "fázovým invertorem" umožní s minimálními potížemi (zatlačit - zatlačit trubku) přebudovat frekvenci o nic horší než ekvalizér. V grafu jsou výsledky takových činností v frekvenčním rozsahu tunelového ladění od 35 do 52 Hz, které si vyžádaly délku tunelu 190 až 400 mm - bůhví co i při nejvyšší hodnotě.

V dalším díle ságy o subwooferu (samozřejmě ne poslední - téma je bezmezné a Bůh je milosrdný a možná prodlouží roky autorovi) se budeme přímo věnovat otázce praktické realizace našeho plány - pro ty, kteří to chtějí udělat sami, nebo pro ty, kteří chtějí být schopni rozlišit práci kompetentního instalátora od pokusů neznalého hacku. Souhlasím, i když jedete taxíkem, je užitečné vědět, že cesta ze Sokolniki do Izmailova prochází nějak mimo Chertanovo .... Pro ty, kteří mají přístup k internetu, jak bylo slíbeno, souřadnice hnízdiště výpočtu subwooferu programy. Hledejte pod nadpisem "Informační zdroje" a, dávám vám své slovo, najdete to.

Uvidíme se v basovém pásmu...