Расчёт корпуса сабвуфера

[Admin]

Программа для расчета сабуферов JBL SpeakerShop (размер архива 2.7 Мб)

Прежде чем приступить к расчетам корпуса сабвуфера нам нужно понимать несколько вещей:

- какие стили музыки вы слушаете. Исходя из этого, нам станет понятно, какой бас нам нужен. А если точнее – как именно должен играть сабвуфер конкретно в вашей системе.

- каким размерами мы ограничены. Учитывается как диаметр самого динамика (8,10,12,15 дюймов), так и общий размер корпуса сабвуфера.

- есть ли предпочтения по производителям динамиков. Кто-то любит конкретную марку, кому-то нравится как выглядит определенный динамик и т.п.

- каким усилителем будет «раскачиваться» сабвуфер. Его номинальная мощность. Может ли он работать на нагрузку 4,2,1 Ома.

Вот мы и подошли к расчету.

Для примера, возьмем достаточно средний динамик (и не SPL-ный и не чисто «звуковой». Скажем – универсальный) Alpine SWS-1243D

Для расчета нам нужно знать несколько его параметров.

Некоторые производители их прикладывают к динамикам. Но эту информацию можно найти и в сети.

В нашем случае мы сразу видим хар-ки головки(они называются: параметры Тиля-Смолла):

Эквивалентный объем (Vas) 61 л

Частота собственного резонанса диффузора (Fs) 30 Гц

Механическая добротность (Qms) 12,64

Полная добротность (Qts) 0,6

Линейное перемещение, одностороннее [(Hvc-Hag)/2] Xmax 12,9 мм

Максимальное механическое перемещение (от пика до пика) (Xmax) 52 мм

Магнитное линейное перемещение (Xmag) 14 мм

Электрическая добротность (Qes) 0,63

Площадь диффузора (Sd) 485 см2

1 часть. Расчет сабвуфера.

Давным давно была придумана программа – JBL Speakershop.

С тех пор прошло много времени, но никто ничего кардинально нового не придумал.

Поэтому, большинство инсталляторов пользуются именно ей.

Она удобна, имеет дружественный интерфейс и самое главное – бесплатна.

Найти ее можно в начале темы.

Нам необходимо ввести данные на динамик.

Выбираем пункт Loudspeaker

Загружаем программу и видим такой интерфейс:

Выбираем пункт Parameters- full

Иногда, производители динамиков снабжают их очень скудной технической характеристикой. В таком случае, вам нужно будет выбрать – Parameters minimum

Появляется такой экран:

Вводим те данные, которые нам известны. Желательно, чтобы их было побольше.

После этого нажимаем кнопку – calculate unknowns

Полученных данных нам вполне хватит для расчет корпуса. Нажимаем Accept.

На новом экране мы видим введенные данные в разделе Vented Box (Optimum) и в разделе Closed Box (Optimum).

Программа посчитала для вас сама оптимальные корпуса для данного динамика.

Но, как мы видим, в обоих случаях рассчитаны какие-то неимоверные объемы корпусов: 145 и 100 литров. Сделать такие ящики конечно можно, но у нас же есть ограничения по размерам корпуса.

Но все равно, ради интереса можно нажать на кнопку Plot и увидеть АЧХ работы сабвуфера внутри салона автомобиля.

Здесь нужно сделать небольшое пояснение.

В правой части экрана вы видите иконку, изображающую автомобиль (рядом стоит галочка). Эта функция введена в программу специально для того, чтобы можно было ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО представить АЧХ готового сабвуфера в салоне автомобиля.

Можно снять галочку и получить идеальную АЧХ, т.е. такую, какая должна получится, при замере сабвуфера в условиях бесконечного акустического экрана (т.е. не внутри автомобиля).

Салон автомобиля накладывает свой отпечаток на АЧХ и вы это видите. В нижней полосе частот заметно вырастает уровень звукового давления. Это – влияние переходной характеристики салона.

JBL Speakershop дает вам еще более фантастическую возможность. Вы можете замерить переходную характеристику своего салона сами (для этого вам нужно кое-какое оборудование), после чего ввести эти данные в программу и получить более реальную картинку АЧХ сабвуфера (с учетом именно вашего салона).

На практике такими измерениями никто не занимается, но функция такая есть.

Теперь давайте разберем на вышеприведенном примере, что значат эти графики (красный и желтый).

Красный график показывает нам АЧХ фазоинверторного ящика объемом в 145 литров (как посмотреть размера самого корпуса я расскажу дальше).

Видно, что в диапазоне частот от 90 до 15 Гц АЧХ медленно «возрастает» на 12 дБ (смотрим на график справа-налево). Это говорит о том, что сабвуфер будет иметь большую отдачу именно на самых низких частотах. А с 15 Гц до 5 Гц у него идет очень резкий спад На этих частотах сабвуфер не будет играть.

О чем же нам говорит такой график. О том, что такой корпус хорош для следующих жанров: электронная музыка (драмнбейс, транс, хаус), рэп. Именно для тех жанров, где требуется очень глубокий и мощный бас.

Желтый график показывает нам, что АЧХ такого типа оформления практически идеальна. Она практически во всем диапазоне линейна.

Только с 40 Гц начинается небольшой подъем (на 5дБ), который линейно продолжается до самого нижнего диапазона частот.

Это говорит нам о том, что данное оформление практически универсально. Такой сабвуфер «отыграет» любой жанр.

Большинство потребителей останется довольно результатами «игры» такого сабвуфера.

И вот тут мы подходим к самому интересному моменту.

Как мы видели раньше, указанные программой объемы ящиков совершенно не устраивают нас. У нас нет в багажнике ни 100 литров, ни тем более 145 литров свободного места.

Что же делать?

Ответ прост – корректировать объем ящика и смотреть, что получится.

Давайте сначала попробуем рассчитать подходящий нам по объему Закрытый ящик.

Нажимаем кнопку Custom в разделе Closed Box

Вставляем желательный для нас объем ящика. Вполне нормальным объемом будет 25 литров (Параметр Qtc высчитается автоматически).

Уровень демпфирования ящика (см.ниже) ставим Normal.

Нажимаем кнопку Accept и получаем вот такой экран

Мы видим, что у нас появились данные в разделе Custom.

Рисуем график (нажимаем на Plot) и сравниваем его с графиком стандартного варианта.

Что мы видим?

Мы видим, что график АЧХ нашего сабвуфера «упал» вниз на 7 дБ, но при это остался практически линейным.

Это говорит о том, что при уменьшении объема ящика мы сохраним линейность игры сабвуфера, но потеряем уровень звукового давления на частотах от 50 Гц и ниже.

Уровень давления упал на 7 дБ. Это значит, что для его подъема на прежние высоты нам нужно серьезно повышать мощность усилителя, который «раскачивает» саб. Если точнее- практически в 2 раза нужно повысить мощность.

Если у вас есть мощный усилитель – это хороший вариант.

Если же у вас есть не очень мощный усилитель, стоит рассмотреть следующий вариант:

Фазоинверторное оформление.

Нажимаем кнопку Custom в разделе Vented box.

Объем фазоинверторного корпуса всегда больше закрытого ящика. Это нужно учесть.

Предполагаем, что наш ящик будет объемом 35 литров. И при этом будет нормально задемпфирован (см.ниже). Нажимаем кнопку – Optimum Fb и Accept

И рисуем график получившегося ящика.

Мы видим кардинальные изменения в АЧХ. Но не забывайте- объем ящика уменьшился у нас практически в 5 раз.

Что говорит нам данный график?

У нас есть неплохой подъем (правда, неравномерный) со 100 Гц до 15 Гц. В самом «слышимом» диапазоне 80-35 Гц вполне нормальная картина. Сабвуфер будет играть нормально. Не идеально, но вполне прилично.

Зато мы экономим место в багажнике и не увеличивая мощность усилителя получаем в нижнем диапазоне частот прирост по уровню громкости на 6 дБ (а это равносильно увеличению подводимой мощности в 2 раза)

Можно еще поэкспериментировать с объемом ящика и понастроить кучу графиков. Я рекомендую вам потренироваться. Вы поймете зависимость построения графиков от введения каких-либо величин.

В итоге мы остановились на каком-то варианте и теперь хотим понять какого именно размера будет наш корпус.

Размеры корпуса Закрытого Ящика.

Для этого выбираем пункт Box – Dimensions (или просто нажимаем Ctrl+D)

Получаем такое вот меню:

Выбираем Custom Closed Design и в «виде корпуса» выбираем prism, slanted front (хотя можно выбрать и любое другое оформление, которое вам нравится)

Проставляем нужные нам размеры, которые мы ТОЧНО знаем. Нажимаем Calculate Unknown и получаем все остальные размеры.

Вот у нас и готов ящик. Учитывайте только то, что у нас указаны ВНУТРЕННИЕ размеры ящика. Т.е. при строительстве нужно учитывать толщину фанеры или ДСП из которой вы будете строить корпус. Не забудьте про это! Самая распространенная ошибка.

Теперь отдельно пару строк про понятие «демпфирование», которое встречалось выше.

Демпфированием называют обработку внутренней поверхности сабвуфера специальными шумо-вибропоглотительными материалами.

Именно поэтому программа дает вам сделать выбор: обработан у вас корпус изнутри, слабо обработан или вообще не обработан.

Слабая обработка – оклейка внутренних поверхностей виброизоляцией типа STP Вибропласт М1.

Средней обработкой можно считать оклейку внутренних стенок виброизоляцией, а поверх слоем специального поролона (т.н. «волнового»), который имеет специальную структуру, препятствующую созданию внутри корпуса «стоячих волн».