Мы уже знаем, что сабвуферы бывают фри эйр, которые рассчитаны для работы в полке и ящичные сабвуферы, рассчитанные на работу в ящиках. Соответственно сабвуферы обладают разными характеристиками и параметрами. Параметры эти еще зовут ТС параметрами или параметрами Тиля-Смолла, по фамилиям двух выдающихся людей предложивших измерять их и ориентироваться по этим параметрам.
Выбирая сабвуфер, гораздо проще сделать выбор (рынок огромен) исключив из списка претендентов тех, кто попросту не нужен вам. Считаю, что переслушать все просто не возможно. И здесь нам могут помочь технические характеристики головок, если разобраться в них можно исключить множество ненужных конкретно в вашем случае динамиков. Так что, предлагаю сперва изучить матчасть. Она поможет понять в какую сторону вам двигаться и где именно искать претендентов на прослушку. В итоге круг претендентов на прослушку сократится.
В общем, предлагаю не лениться просвещаться и развиваться в этом плане, а не отправлять друг друга на спец ресурсы, поехали.
Начнем с сокращений, которые попадаются вам в тех. характеристиках, так называемые параметры Thiele & Small.
Это группа параметров, введенных A.N. Thiele и позднее R.H. Small, при помощи которых, можно полностью описать электрические и механические характеристики средне — и низкочастотных головок громкоговорителей, работающих в компрессионной области, т. е. тогда, когда в диффузоре не возникают продольные колебания и его можно уподобить поршню.
Fs (Гц) — частота собственного резонанса головки громкоговорителя в открытом пространстве. В этой точке ее импеданс максимален.
Fc (Гц) — частота резонанса акустической системы для закрытого корпуса.
Fb (Гц) — частота резонанса фазоинвертора.
F3 (Гц) — частота среза, на которой отдача головки снижается на 3 dB.
Vas (куб.м.) — эквивалентный объем. Это возбуждаемый головкой закрытый объем воздуха, имеющий гибкость, равную гибкости Cms
подвижной системы головки.
D (м) — эффективный диаметр диффузора.
Sd (кв.м.) — эффективная площадь диффузора (примерно 50-60%
конструктивной площади).
Xmax (м) — максимальное смещение диффузора.
Vd (куб.м.) — возбуждаемый объем (произведение Sd на Xmax).
Re (Ом) — сопротивление обмотки головки постоянному току.
Rg (Ом) — выходное сопротивление усилителя с учетом влияния соединительных проводов и фильтров.
Qms (безразмерная величина) — механическая добротность головки громкоговорителя на резонансной частоте (Fs), учитывает механические
потери.
Qes (безразмерная величина) — электрическая добротность головки громкоговорителя на резонансной частоте (Fs), учитывает лектрические
потери.
Qts (безразмерная величина) — полная добротность головки громкоговорителя на резонансной частоте (Fs), учитывает все потери.
Qmc (безразмерная величина) — механическая добротность акустической системы на резонансной частоте (Fs), учитывает механические потери.
Qec (безразмерная величина) — электрическая добротность акустической системы на резонансной частоте (Fs), учитывает электрические потери.
Qtc (безразмерная величина) — полная добротность акустической системы на резонансной частоте (Fs), учитывает все потери.
Ql (безразмерная величина) — добротность акустической системы на частоте (Fb), учитывающая потери перетекания.
Qa (безразмерная величина) — добротность акустической системы на частоте (Fb), учитывающая потери поглощения.
Qp (безразмерная величина) — добротность акустической системы на частоте (Fb), учитывающая прочие потери.
n0 (безразмерная величина — относительная эффективность (К. П. Д.) системы.
Cms (м/Н) — гибкость подвижной системы головки громкоговорителя(смещение под воздействием механической нагрузки).
Mms (кГ) — эффективная масса подвижной системы (включает массу диффузора и колеблющегося вместе с ним воздуха).
Rms (кГ/с) — активное механическое сопротивление головки.
B (Тл) — индукция в зазоре.
l (м) — длина проводника звуковой катушки.
Bl (м/Н) — коэффициент магнитной индукции.
Pa — акустическая мощность.
Pe — электрическая мощность.
c=342 м/с — скорость звука в воздухе в нормальных условиях.
p=1.18 кГ/м^3 — плотность воздуха в нормальных условиях.
Le — индуктивность катушки.
BL – значение плотности магнитного потока, умноженный на длину
катушке.
Spl – уровень звукового давления в дБ.
А теперь давайте подробно разберемся.
Сабвуферы — единственное звено автомобильной акустики, где без расчета спроектировать сабвуфер просто немыслимо. В качестве же исходных данных для этого расчета выступают параметры динамика. Какие? Да уж не те, которыми вас гипнотизируют в магазине, будьте уверены! Для расчета, даже самого приблизительного, характеристик низкочастотного громкоговорителя требуется знать его электромеханические параметры, которых — тьма. Это и резонансная частота, и масса подвижной системы, и индукция в зазоре магнитной системы и еще, по меньшей мере два десятка показателей, понятных и не очень. Расстроены? Так же расстроены оказались лет около двадцати назад два австралийца — Ричард Смолл и Невил Тиль.
Они предложили вместо гор цифири использовать универсальный и довольно компактный набор характеристик, увековечивший, вполне заслуженно, их имена. Теперь, когда вы увидите в описании динамика таблицу, озаглавленную Thiel/Small parameters (или просто T/S) — вы знаете, о чем речь. А если такой таблицы вы не найдете — переходите к следующему варианту — этот — безнадежен.
Минимальный набор характеристик, которые вам понадобится выяснить — это:
- собственная резонансная частота динамика F;
- полная добротность Qt;
- эквивалентный объем Vas.
В принципе, есть и другие характеристики, которые полезно было бы знать, но этого, в общем-то, хватит (сюда не включен диаметр динамика, поскольку его и так видно, без документации.) Ну а теперь — что все это означает.
Собственная частота — это частота резонанса динамика без какого-либо акустического оформления. Она так и измеряется — динамик подвешивают в воздухе на возможно большем расстоянии от окружающих предметов, так что теперь его резонанс будет зависеть только от его собственных характеристик — массы подвижной системы и жесткости подвески. Бытует мнение, что чем ниже резонансная частота, тем лучше выйдет сабвуфер. Это верно только отчасти, для некоторых конструкций излишне низкая частота резонанса — помеха. Для ориентира: низкая — это 20 — 25 Гц. Ниже 20 Гц — редкость. Выше 40 Гц — считается высокой, для сабвуфера.
Полная добротность. Добротность в данном случае — не качество изделия, а соотношение упругих и вязких сил, существующих в подвижной системе динамика вблизи частоты резонанса. Подвижная система динамика во много сродни подвеске автомобиля, где есть пружина и амортизатор. Пружина создает упругие силы, то есть накапливает и отдает энергию в процессе колебаний, а амортизатор — источник вязкого сопротивления, он ничего не накапливает, а поглощает и рассеивает в виде тепла. То же самое происходит при колебаниях диффузора и всего, что к нему прикреплено. Высокое значение добротности означает, что преобладают упругие силы. Это — как автомобиль без амортизаторов. Достаточно наехать на камешек и колесо начнет прыгать, ничем не сдерживаемое. Прыгать на той самой резонансной частоте, которая присуща этой колебательной системе. Применительно к громкоговорителю это означает выброс частотной характеристики на частоте резонанса, тем больший, чем выше полная добротность системы.
Кстати самая высокая добротность, измеряемая тысячами — у колокола, который в результате ни на какой частоте, кроме резонансной звучать не желает, благо еще, что этого от него никто и не требует.
Популярный метод диагностики подвески машины покачиванием — не что иное, как измерение добротности подвески кустарным способом. Если теперь привести подвеску в порядок, то есть прицепить параллельно пружине амортизатор, накопленная при сжатии пружины энергия уже не вся вернется обратно, а частично будет загублена амортизатором. Это — снижение добротности системы. Теперь опять вернемся к динамику. С пружиной у динамика все, вроде бы, ясно. Это — подвеска диффузора. А амортизатор? Амортизаторов — целых два, работающих параллельно.
Полная добротность динамика складывается из двух: механической и электрической. Механическая добротность определяется, главным образом, выбором материала подвеса, причем в основном — центрирующей шайбы, а не внешнего гофра, как иногда полагают. Больших потерь здесь обычно не бывает и вклад механической добротности в полную не превышает 10 —15%. Основной вклад принадлежит электрической добротности.
Самый жесткий амортизатор, работающий в колебательной системе динамика — это ансамбль из звуковой катушки и магнита. Будучи по своей природе электромотором, он, как и полагается мотору, может работать как генератор и именно этим и занят вблизи частоты резонанса, когда скорость и амплитуда перемещения звуковой катушки — максимальны.
Двигаясь в магнитном поле, катушка вырабатывает ток, а нагрузкой для такого генератора служит выходное сопротивление усилителя, то есть практически — ноль. Получается такой же электрический тормоз, каким снабжены все электрички. Там тоже при торможении тяговые двигатели заставляют работать в режиме генераторов, а нагрузка их — батареи тормозных сопротивлений на крыше.
Величина вырабатываемого тока будет, естественно, тем больше, чем сильнее магнитное поле, в котором движется звуковая катушка.
Получается, что чем мощнее магнит динамика, тем ниже, при прочих равных, его добротность. Но, конечно, поскольку в формировании этой величины участвуют и длина провода обмотки, и ширина зазора в магнитной системе, окончательный вывод только на основании размера магнита было бы делать преждевременно. А предварительный — почему нет?..
Базовые понятия — низкой считается полная добротность динамика меньше 0,3 — 0,35; высокой — больше 0,5 — 0,6.
Эквивалентный объем. Большинство современных головок громкоговорителей основано на принципе «акустического подвеса». У нас, их иногда называют «компрессионными», что неправильно. Компрессионные головки — это совсем другая история, связанная с применением в роли акустического оформления рупоров.
Концепция акустического подвеса заключается в установке динамика в такой объем воздуха, упругость которого сопоставима с упругостью подвеса динамика.
При этом получается, что в параллель к уже имеющейся в подвеске пружине поставили еще одну. Эквивалентным объемом будет при этом такой, при котором вновь появившаяся пружина равна по упругости уже имевшейся. Величина эквивалентного объема определяется жесткостью подвеса и диаметром динамика. Чем мягче подвес, тем больше будет величина воздушной подушки, присутствие которой начнет беспокоить динамик. То же происходит с изменением диаметра диффузора. Большой диффузор при одном и том же смещении будет сильнее сжимать воздух внутри ящика, тем самым, испытывая большую ответную силу упругости воздушного объема.
Именно это обстоятельство зачастую определяет выбор размера динамика, исходя из имеющегося объема для размещения его акустического оформления. Большие диффузоры создают предпосылки для высокой отдачи сабвуфера, но требуют и больших объемов. Аргумент из репертуара комнаты в конце школьного коридора «а у меня больше» здесь надо применять осмотрительно.
У эквивалентного объема интересные родственные связи с резонансной частотой, без осознания которых легко промахнуться. Резонансная частота определяется жесткостью подвеса и массой подвижной системы, а эквивалентный объем — диаметром диффузора и той же жесткостью.
В результате возможна такая ситуация. Предположим, имеется два динамика одинакового размера и с одинаковой частотой резонанса. Но только у одного из них это значение частоты получилось вследствие тяжелого диффузора и жесткой подвески, а у другого — наоборот, легкого диффузора на мягком подвесе. Эквивалентный объем у такой парочки при всей внешней схожести может различаться очень существенно, и при установке в один и тот же ящик результаты будут драматически различны.
Итак, установив, что означают жизненно важные параметры, начнем наконец выбирать суженого. Модель будет такая — считаем, что вы определились, на основе, скажем, материалов предыдущей статьи этой серии, с типом акустического оформления и теперь надо выбрать для него динамик из сотен альтернатив. Освоив этот процесс, обратный, то есть выбор подходящего оформления под выбранный динамик, дастся вам без труда. В смысле — почти без труда.
Закрытый ящик, простейшее акустичнское оформление, но далеко не примитивное, напротив, имеющее, в особенности в автомобиле, ряд важнейших преимуществ перед другими. Популярность его в мобильных приложениях нисколько не угасает, потому с него и начнем.
Что происходит с характеристиками динамика при установке в закрытый ящик? Это зависит от одной-единственной величины — объема ящика. Если объем настолько велик, что динамик его практически не замечает, мы приходим к варианту бесконечного экрана.
На практике такая ситуация достигается, когда объем ящика (или другого замкнутого объема, находящегося позади диффузора, а проще говоря, что там скрывать — багажника автомобиля) превышает эквивалентный объем динамика втрое или больше. Если такое соотношение выполняется, резонансная частота и полная добротность системы останутся практически такими же, какими они были у динамика. А значит — их и выбирать надо соответственно.
Известно, что акустическая система будет обладать наиболее гладкой частотной характеристикой при величине полной добротности, равной 0,7. При меньших значениях улучшаются импульсные характеристики, но спад частотки начинается довольно высоко по частоте. При больших — частотная характеристика приобретает подъем вблизи резонанса, а переходные характеристики несколько ухудшаются. Если вы ориентируетесь на классическую музыку, джаз или акустические жанры — оптимальным выбором будет несколько передемпфированная система с добротностью 0,5 — 0,7. Для более энергичных жанров не повредит подчеркивание низов, которое достигается при добротности 0,8 — 0,9. И наконец, любители рэпа оттянутся по полной программе, если из система будет обладать добротностью, равной единице или даже выше. Значение 1,2 надо, пожалуй, признать предельным для любого жанра, претендующего на музыкальность.
Надо еще иметь в виду, что при установке сабвуфера в салоне машины происходит подъем низких частот, начиная с определенной частоты, обусловленной размерами салона.
Типичные примерные значения для начала подъема АЧХ:
- 40 Гц для большой машины, вроде джипа или мини-вэн;
- 50 — 60 для средней, вроде восьмерки или «копейки»;
- 70 — 75 для маленькой, с Таврию.
Теперь ясно — для установки в режиме бесконечного экрана (или Freeair, если вас не смущает, что последнее название запатентовано Stillwater Designs) нужен динамик с полной добротностью не ниже 0,5, а то и выше и резонансной частотой никак не ниже герц эдак 40 — 60, в зависимости от того, во что будете ставить. Такие параметры обычно означают довольно жесткий подвес, только это и спасает динамик от перегрузки в условиях отсутствия «акустической поддержки» со стороны закрытого объема. Вот пример — фирма Infinity выпускает в сериях Reference и Kappa варианты одних и тех же головок с индексами br (bass reflex) и ib (infinite baffle).Параметры Тиля-Смолла, например, у десятидюймовой Reference различаются так:
- Параметр T/S 1000w.br 1000w.ib;
- Fs 26 Гц 40 Гц;
- Qts 0,28 0,77;
- Vas 83 л 50 л.
Видно, что вариант ib по резонансной частоте и добротности — готовенький для работы «как есть», а судя и по частоте резонанса и по эквивалентному объему — эта модификация намного жестче другой, оптимизированной для работы в фазоинверторе, а, значит, более вероятно выживет в нелегких условиях Freeair.
А что случится, если, не обратив внимания на маленькие буковки, вы загоните в эти условия похожий, как две капли воды динамик с индексом br? А вот что: из-за низкой добротности частотная характеристика начнет заваливаться уже на частотах около 70 — 80 Гц, а ничем не сдерживаемая «мягкая» головка будет себя чувствовать очень неуютно на нижнем краю диапазона, причем перегрузить ее там — проще простого.
Для применения в режиме «бесконечного экрана» надо выбирать динамик с высокой полной добротностью (не меньше 0,5) и резонансной частотой (не ниже 45 Гц), уточнив эти требования в зависимости от типа преимущественного музыкального материала и размера салона. Теперь о «небесконечном» объеме. Если поставить динамик в объем, сопоставимый с его эквивалентным объемом, система приобретет характеристики, существенно отличающиеся от тех, с которыми в эту систему явился динамик. Прежде всего, при установке в закрытый объем возрастет резонансная частота. Жесткость-то увеличилась, а масса — осталась прежней. Возрастет и добротность. Судите сами — приставив в помощь жесткости подвеса жесткость небольшого, то есть неподатливого воздушного объема, мы тем самым как бы поставили вторую пружину, а амортизатор оставили старый.
С уменьшением объема добротность системы и ее резонансная частота растут одинаково. Значит, если мы увидели динамик с добротностью, скажем, 0,25, а хотим иметь систему с добротностью, скажем, 0,75, то резонансная частота тоже увеличится втрое. А какая она там, у динамика? 35 Гц? Так значит, в правильном, с точки зрения формы частотной характеристики, объеме она окажется 105 Гц, а это, знаете ли, уже не сабвуфер. Значит — не подходит. Вот видите, и калькулятор не понадобился. Смотрим другой. Резонансная частота 25 Гц, добротность 0,4. Получается система с добротностью 0,75 и частотой резонанса где-то около 47 Гц. Вполне достойно. Попробуем тут же, не отходя от прилавка, прикинуть, какого объема понадобится ящик.
Написано, что Vas = 160 л (или же 6 cu.ft, что более вероятно).
Вот некая карманная шпаргалка для мобильности.
Резонансная частота и добротность возрастут в.. если объем ящика составляет от Vas:
- 1,4 раза 1;
- 1,7 раза 1/2;
- 2 раза 1/3;
- 3 раза 1/8.
У нас — примерно вдвое, так что получается ящичек объемом литров 50 — 60. Многовато будет… Давайте следующий. И так далее.
Получается, что для того, чтобы вышло мыслимое акустическое оформление, параметры динамика мало того, что должны находиться в каком-то определенном коридоре значений, но еще и быть увязаны между собой.
Эту увязку опытные люди свели в показатель Fs/Qts.
Если величина Fs/Qts составляет 50 или меньше, динамик рожден длязакрытого ящика. Необходимый объем ящика при этом будет тем меньше, чем ниже Fs или чем меньше Vas.
По внешним данным «прирожденных затворников» можно узнать по тяжелым диффузорами и мягким подвесам (что дает низкую резонансную частоту), не очень большим магнитам (чтобы добротность была не слишком низкой), длинным звуковым катушкам (поскольку ход диффузора у динамика, работающего в закрытом ящике, может достигать довольно больших значений).
Фазоинвертор
Другой тип популярного акустического оформления — фазоинвертор, при всем горячем желании у прилавка посчитать нельзя, даже приблизительно. Но прикинуть пригодность для него динамика — можно.
Резонансная частота системы этого типа определяется уже не одной только резонансной частотой динамика, но и настройкой фазоинвертора. Это же относится и к добротности системы, которая может существенно меняться с изменением длины тоннеля даже при неизменном объеме корпуса. Поскольку фазоинвертор может быть, в отличие от закрытого ящика, настроен на частоту, близкую или даже ниже, чем у динамика, собственной резонансной частоте головки «позволено» быть выше, чем в предыдущем случае. Это означает, при удачном выборе, более легкий диффузор и, как следствие, улучшение импульсных характеристик, в чем фазоинвертор нуждается, поскольку его «врожденные» переходные характеристики не из лучших.
Они ощутимо хуже, чем у закрытого ящика, по крайней мере. Зато добротность желательно иметь по возможности ниже, не больше 0,35. Сводя это в тот же показатель Fs/Qts, формула выбора динамика для фазоинвертора выглядит просто:
Для работы в фазоинверторе подходят динамики, у которых показатель Fs/Qts составляет 90 и больше.
Внешние признаки фазоинверсной породы: легкие диффузоры и мощные магниты.
Бандпассы/Bandpass (совсем коротко)
Полосовые громкоговорители, при всех своих громких достоинствах (это в смысле наибольшей эффективности, в сравнении с другими типами) — наиболее сложны в расчете и изготовлении, а согласование их характеристик с внутренней акустикой автомобиля при недостаточном опыте может превратиться в кромешный ад, поэтому с этим видом акустического оформления лучше идти по камушкам и воспользоваться рекомендациями изготовителей динамиков, хоть это и связывает руки.
Однако, если руки все же находятся в развязанном состоянии и чешутся попробовать: для одиночных бандпассов подходят практически те же динамики, что и для фазоинверторов, а для двойных или квазиполосовых — они же или, что более желательно, головки с показателем Fs/Qts равным 100 и выше.
От себя, пожалуй, добавлю лишь то, что производитель измеряет параметры ТС на своем тестовом образце. В серии же, характеристики динамиков неизбежно плавают из за отклонений в материалах и допусках технологии. По этому заявка производителя иногда ощутимо отличается от параметров конкретно вашего динамика, и заявленные параметры ТС стоит оценивать и воспринимать лишь как инструмент предварительной и приблизительной оценки динамиков.
Теперь смело можем поговорить об акустических оформлениях, которые мы можем спилить для сабвуфера.
Фри эйр/Free air оформление сабвуфера
Излюбленное оформление новичков, которые считают, что установка саба в полку дело простое и практичное. К сожалению, все они сильно ошибаются. Грамотно оформить фришный саб гораздо сложнее, чем сделать ящик. Фри эйр сабвуфер требует от установки все то же, что и блины в полке. Это прочность, жесткость и герметичность. Но, учитывая вес и энергию саба, хорошая полка будет обладать серьезной толщиной, весом и она будет требовать серьезного крепления к кузову авто. Соответственно возрастут и требования к герметичности полки, а также к шумовиброизоляции багажника. Только учитывая все эти нюансы можно заставить играть фришный динамик как надо. В противном случае ваш саб будет просто гудеть бубнеть и долбить в затылок. Басом это назвать будет нельзя, даже если вам очень этого хочется. Ну и как вы сами понимаете, звук фри эйр саба будет во многом зависеть от содержимого в вашем багажнике.
Отличительных особенностей у данного оформления в плане звука фактически нет. В бюджетном сегменте фришные сабы не могут похвастаться ни громкостью, ни особым качеством. Это оформление, как правило, выбирают те, кто хочет обмануть судьбу и сделать все по-быстрому и подешевле. К сожалению, так не бывает.
Оформление Закрытый Ящик/ЗЯ
Данное оформление выбирают, как правило, сторонники качественного звука. А также те, кто не хочет заморачиваться на сложных конструкциях. Громкостью оформление не отличается потому, как излучение тыльной части диффузора полностью гасится внутри ящика. Вместе с тем, закрытый ящик обладает быстрым, подобранным, ровным басом, во всем диапазоне НЧ. Помимо прочего, ЗЯ является самым компактным оформлением.
Те, кто выбрали для себя данное оформление, часто задаются вопросом наполнителя в ящике. Нужен ли он? Если нужен, то какой лучше? Сколько его нужно и т.д. На что он влияет, как он работает, а главное что можно считать демпфером из наполнителей!
Тут сразу определим пару мифов:
1) Наполнитель в ЗЯ необходим обязательно для лучшего звука. Это чепуха, но об этом позже.
2) Ящик изнутри обязательно нужно оклеить виброй или шумкой для того чтобы звук был лучше. Это тоже глупость. У демпфера, сабвуфера и шумки общее только то, что они как-то, где-то, в каких то условиях влияют на звуковые колебания. Больше у них общего НИЧЕГО и шумка как демпфер работать не может, но изменить звук способна. Об этом тоже чуть позже.
3) Наполнитель необходим для гашения «стоячих волн» и эха в ящике. Эти мифические волны вызывают панику у новичков, которые предпочитают спрашивать советов гаражных спецов, вместо того чтоб, вспомнить физику. Тоже миф.
Теперь чуть-чуть теории Закрытых Ящиков.
Что такое саб с точки зрения ящика? Это некий поршень, который очень быстро сжимает и разжимает воздух внутри ящика. При этом создаются колебания звуковой частоты как внутри ящика, так и снаружи. Все, что излучается наружу, мы слышим, а то, что вовнутрь гасится. Энергия внутри ящика гасится трением материалов, упругостью стенок и частично переходит в тепло. Тут возникает миф о стоячих волнах. Такие волны возникают тогда, когда звук отражается от препятствия и возвращается к динамику в противофазе. То есть звук из динамика сталкивается с отраженным, и ослабевает в определенном диапазоне. Это приводит к тому, что динамик, на каких то частотах поет тихо.
Безусловно, стоячие волны это плохо. Но тут нужно четко понимать когда, как и где возникают стоячие волны и только тогда рассуждать о них.
В общем, из курса школьной физики мы помним, чтоесть 2 условия возникновения стоячих волн.
1) Параллельность излучающей и отражающей поверхностей (для того чтобы большая часть волны вернулась к излучателю а не ушла в сторону или рассеялась).
2) Расстояние от излучающей до отражающей поверхности должно быть равно или кратно длине волны. При этом, чем выше кратность тем меньше затухание. По сути, ощутимо погасить прямую волну, могут отражения равной длины или вдвое короче.
Очень редко, для закрытого ящика в багажник выбирается форма ровного прямоугольника или куба. Обычно это всякого рода трапеции, стенки которых никак не параллельны диффузору, имеющему форму конуса и который перемещается постоянно с достаточной амплитудой. Это во первых. И во вторых, любой из вас может разделить скорость воздуха равную 343м/с на любую частоту из рабочего диапазона саба и оценить получившуюся длину волны и кратную ей величину.
Думаю результат заставит вас улыбнуться после того, как вы их сопоставите с размерами закрытого ящика)))) Тут можно лишь добавить, что стоячую волну в авто все же ловят и очень от нее страдают. Происходит это иногда с мидбасами в дверях, которые направлены друг в друга. В этом раскладе расстояние между ними гораздо больше их диаметра и диффузоры, в таком варианте, являются точечным источником звука. То есть не конусами, а ровными и параллельными друг другу поверхностями.
При этом, в их диапазоне есть частоты, вполне попадающее длиной волны в расстояние между динамикам.
На слух это выражается так:
«…Сажусь за руль, баса нет и звук, какой то гулкий. Сажусь на заднее сидение, и мидбас отлично работает..»
Или так:
«..Слушаю клубняк, фронт вроде работает нормально, динамики трепет сильно, а баса от них почти нет, хотя порезаны достаточно низко..»
Лечится это либо доворотом мидов вверх, либо изменением полярности на одном из мидов. Тогда там где не было баса он появится, а где был пропадет:D
Как бы то ни было, стоячие волны внутри ЗЯ не способны оказать какое либо существенное влияние на звук в сабе. А значит саб в ЗЯ, мы рассмотрим только с точки зрения камеры, в которой поршнем резко сжимается и разжимается воздух, поскольку именно тут как раз собака зарыта и скрывается еще 2 мифа.
Миф о необходимости оклейки стенок ящика виброизоляцие.
Собственно говоря, откуда он пошел то? А от лени как всегда.
Вот три основных фундаментальных правила построения ЛЮБОГО коробка для саба:
1) Материал ящика должен быть максимально глухим (постучите по фанере 8ке и потом по 20ке и вы поймете о чем я).
2) Коробок должен быть максимально прочным (стыки и соединения должны быть прочнее чем сам материал).
3) Коробок должен быть максимально герметичным (100% герметичности обеспечить практически не удается, но стремиться к этому желательно).
И отсюда аксиома: правильно подобранный динамик, установленный в грамотно рассчитанный, толково спиленный и настроенный коробок ни в каком наполнителе НЕ нуждается!
Теперь опять немного нудной теории про сабвуферы.
Динамик, достаточно сильно сжимая и разжимая воздух , всегда пытается раздувать и втягивать стенки ящика, при этом стенки неизбежно войдут в резонанс с динамиком на свой частоте и ящик «начнет гудеть».
Громкость гудения будет зависеть от амплитуды с которой саб шатает стенки (чем сильнее раздуваются стенки, тем саб играет тише и тем сильнее гудит ящик). Проще говоря стенки будут сами выполнять роль диффузора.
Важно понимать, что резонировать будет ЛЮБАЯ стенка ЛЮБОГО ящика.
Но это не страшно. Сделав ящик из прочного, материала, мы максимально снизим амплитуду колебания стенок. А если материал, к тому же, будет глухим и толстым, то резонанс его стенок будет находиться далеко за пределами рабочего диапазона саба, и, стало быть, ящик ни коим образом не испортит звук. Так вот, многие, спилив сопливый ящик, наслушавшись его гудения, потом оклеивают его шумкой изнутри и травят байки о волшебном ее действии.
Виброизоляция в ящике не делает звук лучше. Я скажу больше: виброизоляция не поглощает шум даже при использовании по прямому назначению.
Даже на кузове авто она просто, за счет массы и собственной вязкости, снижает высокий резонанс металла, и высокочастотный шум просто не резонирует в салон. По этому же и в салоне становится тише и комфортнее.
Равно как и акустика в машине начинает петь лучше, потому что ей не подпевает салон и не гасит на своих резонансах энергию колебаний от динамика. Тоже самое, дает и оклейка ящика. Гудеть саб перестанет, но эффективность, раздувая стенки с шумкой, будет продолжать терять.
На звук грамотно собранного ящика из толкового материала оклейка шумкой не должна влиять НИКАК.
Если влияет, значит, ящик вы собрали тонкий.
Хозяйке на заметку: брусок дерева протянутый по диагонали стенки с любой стороны или распорка от стенки до стенки разобьют поверхности на резонирующие участки, частота которых отползет за диапазон работы саба. Эффект будет гораздо лучше чем от маневров с шумкой…
Ну, теперь собственно к теме.
Аксиомы правильного ящика это все конечно хорошо. Только вот в реальных условиях жизни, при которых, параметры на динамик производитель берет с головы, а всех законов физики учесть невозможно, приходится при изготовлении Закрытых Ящиков, в той или иной степени, прибегать к наполнителю ящика.
Разберемся, наконец, то что он делает.
Возьмем для примера ящик без наполнителя. Динамик, двигаясь в одну сторону, сжимает воздух внутри, при этом все больше растягивая свои подвесы и все сильнее опираясь на сжимаемый воздух внутри ящика. Потом двигается в другую сторону, опять же растягивая подвесы и борясь с разрежением воздуха в ящике, которое его пытается удержать. При этом, уже играет не сам динамик, а вся система саба в целом.
Звук уже будет зависеть не от параметров самого дина, а еще и от поведения воздуха внутри ящика. Сколько его там, как сильно он сожмется, как при этом будет удерживать динамик и т. д. То есть, по сути, динамик в ящике начинает считать, что его подвесы стали жестче, за счет упругости воздуха. Поскольку параметры и характеристики у всех сабов разные, соответственно оптимальный объем Закрытого Ящика для каждого саба свой.
Если мы сделаем ящик меньше оптимального, то воздух будет сжиматься, разжиматься гораздо сильнее, тем самым, влияя на ход диффузора слишком быстро и слишком сильно. Соответственно бас станет не глубоким и гудящим, но четким и быстрым. Ход динамика при прочих равных условиях уменьшится.
Если сделаем слишком большой ящик, то влияние воздуха будет слишком мало и бас размажется, а динамик быстро превысит свой ход.
Так вот, теперь набиваем частично ящик наполнителем. Теперь, при работе саба, ему приходится сжимать меньше воздуха (его вытеснил наполнитель) и помимо воздуха еще сжимать и разжимать некий материал со своей упругостью, мягкостью и т. д.
Различные материалы при сжатии ведут себя по разному. Поролон, например, относительно равномерно сопротивляется сжатию, как вначале, так и при сжатии наполовину. Синтепон и вата сначала вообще толком не сопротивляется, зато после уплотнения сопротивление резко возрастает. Короче в итоге условия работы динамика, при разном положении диффузора, будут отличаться, в зависимости от присутствия, количества и материала наполнителя, что неизбежно достаточно сильно скажется на характере звука сабвуфера.
Отсюда же можно сделать еще один логичный вывод: если ваш ящик прочен, глух и герметичен, то в принципе без разницы, где в нем располагается ваш наполнитель. Посередине ли, расклеен ли по стенкам яшика или лежит за сабом. Давление на наполнитель будет оказываться в любой точке внутри закрытого ящика.
Если сказать проще, наполнитель в ящике меняет «вязкость» воздуха внутри ящика, что на саб действует также, как если бы масса диффузора саба немного увеличилась. Саб, при этом, начинает считать, что ящик стал больше объемом.
Из-за этого с наполнителем звук становится ниже, мягче и более размазанным.
Но это только обман динамика, а не полноценная альтернатива. Любой обман не остается безнаказанным)
Чем больше наполнителя в ящике, тем больше эффективности и громкости теряет саб. Если вашему сабу нужен ящик побольше, то его придется сделать.
В общем, при помощи хорошего коробка и толково подобранного наполнителя, можно быстро и удобно получить нужный звук.
Но мы поговорили о мягких наполнителях, а ведь есть еще и твердые!
Бруски дерева, пенопласт, кирпичи
Твердыми наполнителями можно просто и удобно отнять лишний объем у динамика, когда это необходимо. Эффект от кирпича будет полностью аналогичен как если бы вы спилили ящик объемом меньше на кирпич).
Это я все к чему. Мягкий наполнитель вашего ящика при сжатии на максимальных амплитудах смещения диффузора, будет стремиться эффектом к твердому наполнителю! Кроме того, можно собственноручно стягивать наполнитель изменяя тем самым его свойства ну и как следствие эффект от него.
С точки зрения теории осталось упомянуть еще один миф о наполнителе При работе динамика воздух от сжатия резко нагревается и остывает, меняя свои свойства, а наполнитель в ящике якобы поглощая тепло, изменяет звук.
Каждый может просто прикинуть нехитрыми формулами, сколько выделится тепла при сжатии воздуха в ящике диффузором, насколько повысится при этом его температура и главное, каким образом этот нагрев способен повлиять на свойства воздуха ну и на звук.
На закуску можно посчитать, сколько тепла в ящик выделит катушка при работе саба (учитывая, что 97% электрической энергии, при работе динамика, превращается в тепло и уходит на трение в подвесах), как сильно катушка сможет нагреть воздух в сабе и насколько эта температура будет выше, чем прогрев от сжатия.
Ну и еще можно прикинуть, как сильно может разогреться воздух внутри ящика, в жару в замкнутой машине. :) В общем, мифы есть мифы. Теоретически выкладки и практические замеры на эту тему вы можете найти в статьях интернета на аудиофорумах.
Нужен ли вам наполнитель в ящике, или не нужен, решать вам.
Но лично я в Закрытом Ящике вожу связанную кофту из натуральной шерсти))
Оформление Фазоинвертор
Крайне популярное оформление среди любителей автозвука. Отличается гораздо большей громкостью звука, чем у ЗЯ, но, как следствие, хуже качеством.
Прирост громкости ящиков с фазиками относительно ЗЯ, это результат того, что звук от тыльной стороны диффузора не гасится, а выходит из порта фазоинвертора, совершая работу.
Происходит это не во всем диапазоне, а в узком диапазоне около резонанса порта. Звук от тыльной части диффа, на частоте резонанса порта выходит из порта с опозданием на пол волны. В итоге он становится идентичным тому звуку, который излучает передняя часть диффа и складывается с ним, резко усиливая громкость звука.
Соответственно, изменяя длину порта мы можем изменять настройку, на которой ящик будет увеличивать отдачу. Изменяя сечение порта можно в разумных пределах изменять отдачу порта и как следствие уровень громкости на частоте настройки.
Объем самого ящика будет влиять как на расчетные параметры порта, так и на работу динамика, ну и соответственно на звук.
То есть если сказать по-простому и сильно загрубить нюансы, то саб с фазоинвертором умеет играть громко в достаточно узком диапазоне частот и платит за это скоростью баса.
Фазоинверторы логично и правильно выбирают поклонники громкости. Это оформление хорошо поддается расчетам, не сложно в изготовлении и достаточно компактно, хотя и уже побольше ЗЯ.
Давайте немножко разберемся с разновидностями ФИ, методами их постройки и расчета.
Материал
Повседнев…
Если вы строите короб первый раз в жизни, то не обязательно покупать сразу дорогую фанеру или мдф, можно начать из старого советского шифоньера (толщина обычно 15мм).
Саморезы, из расчета толщины материала + 2-3см (в общем если доска 2см толщиной саморезы 4,5-5см длиной) если короб строится на повседнев, то саморезы можно крутить через каждые 6-7см. Предварительно нужно засверливать отверстия сверлом 3-3,5мм (чтобы при вкручивании не лопнул материал). Сверлом 10-12мм можно сделать небольшую потай чтобы шляпки саморезов не торчали.
При стыковке стенок обычно используются жидкие гвозди, также подойдут различные герметики по дереву.
Инструмент-шуруповерт, лобзик, дрель — это минимальный набор. Для более качественой сборки — фрезер, циркулярная пила, лобзик, шуруповерт, дрель, электрорубанок — но это уже фанатизм.
Не торопитесь обтягивать короба, так как возможно придется, что-нибудь переделывать или настройка порта не понравится.
Что касается SPL спорта:
Фанера 22мм, мдф. Переднюю стенку, где будет стоять динамик можно сделать двойной.
Саморезы через каждые 4-5см. Чем меньше короб будет резонировать (раздуваться-на глаз конечно не заметно), тем лучше будет результат.
Про настройки портов
Писать заумными словами о частоте настройки порта, думаю, нет смысла. Распишу просто. При расчете порта мы выбираем для себя настройку, в зависимости от предпочитаемых музыкальных жанров.
Низкая настройка например от 26 до 30 гц это флекс (надувается лобовое, раздувает двери и т. д) и ветер.
При такой настройке уши не страдают. Бас с такой настройкой глубокий и мягкий. При такой настройке про клубняк, электро, тем более попсу можно забыть, даже не всех негров отыграет такой саб.
Настройки от 30 гц до 35 гц считаются самые распространенные на повседневе. Это уже более давильный басс на слух и так же присутствует флекс кузова, хотя и не так как на 27 гц например. В этой настройке уже негры, даб степ играют отлично.
Более универсальной настройкой под негров, клубняк, электро и прочего (кроме попсы) считаются настройки от 35 до 42 гц. Будет бас уже более выраженный. Флекс, соответственно, снижается.
Ну и конечно коробки спорт для замеров это от 45-55 гц-слушать музыку на таких коробках невозможно. Короба с такой настройкой делают для замеров звукового давления на соревнованиях — в народе такой коробок еще называют «боевым».
Для новичков лучше сперва научиться делать порт из труб. Если настройка не понравится, то можно просто поменять, наростить, отрезать трубу.
Чем короче труба, тем выше настройка, соответственно, чем длинее тем ниже.
Что касается самих труб. Тут вполне можно использовать обычные канализационные трубы диаметром 80, 100, 150, 200, 250 мм-желательно не б/у)).
Настройку порта можно рассчитать различными программами, в основном используют программу bass port .Она наиболее простая в использовании.
На практике, кстати, далеко не всегда получается попасть точно в расчетную настройку. Плюс минус 2 герца отклонения это норма.
Проверить настройку можно, скачав с интернета синусы (короткие треки определенной частоты) например от 25до 60 герц.
Включаем треки близкие к расчетной настройке порта на средней громкости, идем в багажник, держим руку слегка касаясь центра динамика и смотрим на каком треке будет минимальный ход (еле ощутимый) — это и будет реальной настройкой которая получилась.
Про размеры ящика
Многие часто спрашивают на форумах размеры короба, уже имея данные по необходимому объему.
Рассчитать их совсем просто Ширину Х Высоту Х Глубину и разделить на 1000. Если динамику требуется объем 50 литров, то это не значит, что нужен короб на 50 литров, 50 литров это чистый объем с которым будет работать динамик, соответственно короб нужно делать большего объема, так как сам динамик, порты, перегородки неизбежно сжирают объем. Это все необходимо учесть.
Например, требуется 50 литров чистого объема, имеем динамик, у которого объем корзины примерно литров 5. У нас еще есть порт (допустим порт труба, прорамма басс порт выдала объем трубы 15 литров).
Получается 5 (динамик)+15 (трубы)=20 вытесняемых литров.
В итоге нам нужен короб 50 (требуемого)+20 (вытесняемого)=70 литров. Это внутренний литраж короба, так как у нас есть еще стенки, размеры которых нужно прибавить к размерам.
Теперь считаем по простой формуле-70000/Ш/В=Г, ширину и высоту мы можем задать сами, а глубину выдаст формула.
Например, динамик 12дюймов диаметром 30 см. Задаем ширину. Ее выбираем индивидуально, в зависимости от габаритов багажника. Возьмем ширину короба 60см, а высота, например, 45 см.
Что мы имеем 70000/60/45=26 см-это будет глубина короба, она неизменна, так как ее задала формула. Можно короб сделать уже или мельче, тогда соответственно глубина будет увеличиваться.
Теперь мы имеем размеры ширину 60, высоту 45, глубину 26 — это размеры ВНУТРИ короба, соответственно мы к этим размерам прибавляем толщину стенок.
Например, 2см толщина фанеры.
Внешняя ширина коробка 60+4см=64
Внешняя высота45+4=49
Внешняя глубина 26+4=30
Эти размеры и будут размерами снаружи короба, внутри у нас так и останется-60,45,26.
Про литраж
В основном, в инструкциях к динамикам указан литраж, который рекомендует производитель для ФИ и для ЗЯ.
Настройки порта, написанные в инструкции можно не брать во внимание. В крайнем случае, есть куча форумов и статей где люди уже пробовали данный динамик в разных объемах.
Для динамиков, параметры которых предполагают ФИ оформление приблизительные объемы ящиков производители рекомендуют следующие:
- для 10″ от 30 до 45литров;
- для 12″ от 40 до 65 литров;
- для 15″ от 85 до 110 литров;
- для 18″ от 160 до 220 литров.
У многих новичков бытует мнение, что чем больше коробок, тем лучше. Это отчасти справедливо в том случае, если у вас слабый усилитель, это частично компенсирует недостаток мощности. Если у вас все подобрано как надо, то при большом (завышенном) объеме динамик будет выходить на запредельный ход гораздо раньше, чем достигнет максимальной электрической мощности. В итоге оторванные шайбы, подводящие, порванный подвес и прочее.
Маленькие объемы применяют на боевых коробках.
Золотое правило SPL: меньше короб больше порт.
Если мы ставим несколько динамиков в общем коробке.
В теории, если одному 12″ сабу надо 50 литров то паре нужно дать 100. Но как показывает практика, при размещении двух таких сабов в общем объеме, лучше отнять порядка 10литров от расчетногоо суммарного объема. Например, имеем 2 динамика 12″. Ппо рекомендации одному надо 50 литров. Делаем короб 80-90 литров. Мы уже примерно определились с тем, что хотим от саба и с характеристиками ящика, к которым будем стремиться при его постройке. Давайте попробуем посчитать порты в программе Bassport
Круглые порты:
Возьмем для примера динамик kicx pro300.
Открываем программу:
1. Скорость звука — это значение задано программой (344 м/с) трогать его не нужно.
2. Частота настройки ФИ — это и есть та частота на которую мы хотим настроить наш порт(в нашем случае возьмем 35 ГЦ).
3. Внутренний объем ящика — указываем чистый литраж с которым будет работать динамик(если например короб на 70 литров-5литров вытесняет динамик,15 литров вытесняет порт — указываем в нашем случае 50литров)
4. Диаметр диффузора меряем линейкой от центра подвеса как на картинке:
В нашем случае замер дал 240 мм.
5. Количество НЧ динамиков — здесь указываем количество динамиков на корпус (в нашем случае 1)
6. Максимальный ход диффузора — это параметр максимального хода от пика до пика. Его можно найти на сайте производителя динамика или в инструкции как Xmax.
У нас Xmax 16,2 мм, в платных и light версиях программы ставим x max как написан в характеристиках динамика, в betta версиях умножаем xmax на 2 (в данном примере 16,2*2=32,4).
7. Количество портов — здесь указываем количество портов, пока что ставим 1 но потом возможно будем менять если нам не будет подходить скорость воздуха или длина порта.
8. Сечение порта — круг (труба) или прямоугольник (щелевой).
Нажимаем пересчитать.
В правой графе «Граничные значения»-в этой графе параметры неизменны, их задает программа. Это минимальные значения порта для параметров динамика, которые мы ввели.
9. D-это диаметр порта(трубы)его задаем мы (допустим у нас валяется труба 100мм-вводим это значение). Нажимаем внизу пересчитать.
10. L-это длина трубы, ее уже нам выдает программа (если мы будем делать, например 2 трубы то L указывает длину каждой трубы, а не общую длину, у нас пока 1 труба, и ее длина составляет 30,2 см).
11. Это геометрия портов. Поле, в котором мы выбираем необходимую форму порта.
12. Макс. скорость воздуха. По этому параметру мы должны подгонять порт (а точнее менять их диаметр и количество). У нас получилось 10,26 м/с.
Этот порт получится шумным (красное значение — это ярко выраженный шум порта, розовый — менее выраженный, нормальным значением считается показатель черного цвета, чего мы и будем добиваться путем подгона порта).
13. Объем порта — это тот литраж, который вытеснят трубы, находясь в коробе полностью, это нам пригодится при постройке короба.
Получается в нашем случае одной 100мм трубы мало(скорость воздуха красная). Меняем в пункте количество портов на 2, нажимаем справа пересчитать, теперь нажимаем внизу пересчитать.
У нас скорость воздуха получилась 5,13-это нормальный показатель(черного цвета).
Смотрим на длину трубы — она составляет 68,6 см.
Тут нужно глянуть на размеры ящика, влезут ли такие порты в ваш коробок или нет.
Важный момент:
Внутри короба вход в трубу не должен быть ближе к стенке, чем диаметр порта. Если в расчете вас устраивает все, то можете смело рисовать короб. Если нет, то можно поиграться с портами меняя их диаметр и количество, подбирая приемлемый для вас вариант в плане исполнения.
Допустим нас не устраивает длина портов, меняем диаметр порта на 80мм.в количестве 2 шт.
У нас получилась длина портов 42,6см, и скорость воздуха с небольшим шумом, которые будет слышно только близко от порта (розового цвета) 8,02м/с.
Если нас все устраивает, то так и оставим.
У нас получилось 2 трубы диаметром 80мм длиной по 42,6 см КАЖДАЯ! И объем портов 4,2литра (это объем двух портов, а не одного).
Итог- 5 литров вытесняет динамик,4.2 литра вытесняет порт (динамику нужно 50литров чистого как было выше написано) = 59,2 литров нужен чистый объем ящика, округлим до 60.
Считаем размеры: 60000 делим на ширину 50,6 (это с учетом порта 42,6+8см вход в порт) и делим например на высоту 40см=29,6см глубина короба. Теперь прибавляем толщину стенок(по 2 см с каждой стороны) и имеем такие размеры — ширина 54,6 высота 44см, глубина 33,6 см. Получается такой коробок:
Теперь посчитаем щелевой порт:
Щелевой порт сложнее в изготовлении и если вы захотите поменять настройку, то это будет гораздо сложнее.
Все исходные данные оставляем из предыдущей методики и переходим сразу к пункту 8.
8. Меняем сечение порта с круга на прямоугольник.
У нас меняется картинка, и появляются разделы размера порта.
- W — ширина порта в миллиметрах, ее мы задаем сами.(50мм);
- H — высота порта, тоже мы ее задаем сами.(400мм);
- L- длина порта, нам уже длину порта задает программа.
9. Площадь порта, программа выдает исходя из тех параметров, которые
мы ввели в пунктах W и H.
Какая именно нам нужна площадь порта, мы должны определиться сами.
В интернете не сложно найти рекомендации по площади порта для каждого динамика. Но нужно понимать это что всего лишь приблизительные советы. От площади порта сильно зависит звук сабвуфера, и окончательно определять параметры порта придется уже из практики.
В нашем случае площадь составляет 200 см2 (если в сантиметрах то 5см*40см=200 кв.см).
Расчетный порт у нас вышел следующих размеров:
- 5 см шириной;
- 40 см высотой;
- 84,7 см длиной.
Вытесняемый объем порта составляет с округлением 17 литров. Считаем грязный объем ящика.
50 литров нам нужно чистого объема+17 литров вытеснил порт+5 литров вытеснил динамик+2 литра можно накинуть на толщину стенок фанеры (так как программа выдает литраж порта только внутри его, без учета стенок).
Получаем 74 литра грязного объема. Теперь размеры ящика.
74000/60см (ширина , которую мы сами выбираем. Тут нужно подумать. Так как порт щелевой и нам желательно полностью разместить его в коробе)/40см(это как раз высота короба и высота порта)=30,8см получившаяся глубина
Опять прибавляем толщину стенок с каждого края=Ш-64см, В-44см, Г-34,8см.
Длина порта считается по его центру.
Рисуем коробок
Ну и собственно остается дело за малым. Спилить это дело)))
Нюансов и конструкций фазоинверторов существует великое множество, подсмотреть отличную идею всегда можно на автозвуковых ресурсах в разделах инсталляций. Там же можно найти как рекомендации по вашему сабвуферу, так и готовые чертежи.
Оформление БандПасс
Бандпассы делятся на 4го и 6го порядка. По сути бандпассы это гибриды:
4 го порядка ФИ с ЗЯ
6 го ФИ с ФИ
Как видно из рисунков, в таком оформлении динамик находится внутри ящика. Бандпассы обладают весьма высокой отдачей, правда, полоса отдачи гораздо уже, чем в ФИ. Корпуса бандпассов уже достаточно громоздкие и в расчете сложные.
Несмотря на то, что бандпассы очень любят фирмы изготовители корпусных сабвуферов, вопреки уверенности новичков в том, что их заводской бандпасс рассчитывали спецы, их никто не рассчитывает. Корпус изготавливается с ориентацией на людей далеких от звука и снабжается кучей оргстекла, хрома, лампочек и украшений. Я думаю не нужно говорить вам о том, что такие ящики в заводском исполнении поют просто отвратительно.
Если вы обладатель заводского ящика с таким оформлением, то вам есть смысл задуматься над тем, чтобы вытащить из него динамик и сделать коробок другого оформления.
Оформление четверть волновой резонатор или ЧВ
Пожалуй, одно из самых любопытных оформлений! Его свойства позволяют любому новичку сделать практически полноценный сабвуфер начального уровня с копеешными затратами! А самое главное, что он сможет вполне сносно работать без усилителя, прямо от магнитолы!
Главное отличие от оформлений, описанных выше в том, что собственно коробка у динамика нет вовсе. Динамик установлен сразу прямиком в тоннель.
Плюсы этого оформления:
- КПД такого оформления примерно на 300% выше, чем у закрытого ящика;
- ЧВ снижает резонанс динамика. В ФИ, скажем, или в ЗЯ, как и в любом компрессионном оформлении, резонанс динамика наоборот растет. Если совсем простыми словами, то в ЧВ динамик может спеть так низко, как не смог бы нигде;
- оформление чв имеет очень низкий спад ниже настройки. К примеру, саб в фазике ниже настройки резко теряет громкость с крутизной в 24дб на октаву и практически там не поет. ЧВ имеет спад всего 6дб на октаву! Ниже чем закрытый ящик.
Соответственно нет никакой необходимости настраивать ЧВ низко. Да и не любит он этого.
- скорость баса в чв вполне сопоставима со скоростью баса в зя! То есть бас получается вполне музыкальным и быстрым;
- ЧВ можно достаточно просто рассчитать. Для этого потребуется из всех параметров динамика только диаметр диффузора (от середины до середины подвеса) и его резонанс.
Расчет осуществляется 2мя не хитрыми формулами. При этом, конечно, разные динамики в ЧВ запоют по-разному но на размерах чв это никак не скажется. Сделал ящик один раз и меняй динамики, слушай. Хотя никто немешает корректировать ящик под конкретный динамик, регулируя площадь и длину тоннеля.
ЧВ не слишком требователен к прямоте рук. Если где-то ошиблись на сантиметр-два это катастрофически не отразится на результате а кривой распил компенсируется обилием герметика) Тем более ЧВ это не компрессионный вид оформления то есть в нем воздух так сильно не сжимается как в зя или фи.
Минусы оформления:
- достаточно сложен в изготовлении, придется запастись терпением и включить мозг;
- ящик выходит достаточно большого размера;
- ход динамика в этом оформлении БОЛЬШЕ, чем в других оформлениях.
Это значит, что вы не сможете влить в динамик максимум мощности и при большом перегрузе есть риск порвать динамик. Впрочем, до того как порвется динамик, он начнет отчаянно хрипеть и трещать. Перегруз динамика в чв слышно сразу (хотя как по мне так это плюс).
Для постройки сверхбюджетного саба в ЧВ в принципе подойдут практически любые динамики, начиная от мидбасов и заканчивая динамиками от музыкальных центров старых, комповых колонок, старых советских колонок и т. д. Отдавать предпочтение стоит динамикам с бОльшим размером подвеса.
Но если вы решили построить серьезный саб в ЧВ, то вам поможет подобрать динамик вот эта табличка:
Диаметры и количество динамиков тоже, чем больше, тем лучше, но тут нужно учитывать, что и ящик в размерах будет вырастать ощутимо. По этому прикиньте сначала на бумаге размеры будущего ящика. Устроят они вас или нет. Для работы саба от магнитолы советую использовать пару динамиков диаметром 13-20 см мощностью 20-25 вт. Подключите их к тыловым каналам магнитолы, да и все.
По поводу сборки ящика, тут действуют все те же три правила с прочностью, глухотой и герметичностью.
Теперь давайте посчитаем какой-нибудь ЧВ.
Допустим, есть два 13ти сантиметровых динамика.
Меряем диаметр от середин подвесов. Получается 11.5см.
В школе на геометрии нам говорили, что площадь круга считается пR^2 (радиус в квадрате умноженный на число ПИ).
Если диаметр 11.5 см то радиус 5.75 см а площадь 3.14*5.75^2=103.8 см2. Поскольку динамиков у нас два то умножаем 103.8*2=207.6 см2. Это мы получили эффективную площадь наших динамиков.
Для ЧВ оптимальным считается брать сечение в полтора раза больше чем площадь диффузоров. Хотя это вовсе не строгая рекомендация. Если делать больше, то динамик быстрее превысит ход, но отдача будет выше, если делать меньше то ход уменьшится, контроль возрастет, но вместе с тем порт потеряет эффективность.
Короче мудрить не будем и берем полтора сечения. 207.6*1.5=311.4 см2 Теперь мы можем подобрать высоту и ширину нашего порта. Подбирайте эти размеры в зависимости от того, как будете ставить динамики, чтобы они комфортно поместились.
Допустим, ставим динамики в боковую стенку тоннеля, а глубина динамиков небольшая. Тогда просто берем квадрат сечением 17.7 см.
(17.7*17.7=313.29 см2) получается почти то что нам нужно (311.4 см2).
Определимся с длиной и настройкой. Настраивать рекомендуется как можно ближе к резонансу динамики (Fs) Но для сильно маленьких динамиков не стоит настраивать чв выше 50-55 гц., иначе толк от него пропадает. В общем если резонанс дина 55 и ниже, то стройте порт ближе к резонансу дина. Если выше, то ограничьтесь 55ю герцами. Для простоты возьмем настройку нашего чв на 50 гц.
Длина порта определяется формулой:
L туннеля в метрах = (343/Fнастройки)/4
В нашем случае (343/50)/4=1.72метра.
343 этоскорость воздуха при комнатной температуре в м/с 4 это кратность. (у нас же ЧЕТВЕРТЬ волновик)
Давайте набросаем эскиз ящика и размеры.
На первый взгляд, конечно, получилось что-то эпичное, но кто мешает свернуть порт втрое или, скажем, вчетверо?
Допустим, нам понравился вот такой вариант:
В нашем случае он будет выглядеть так:
Рисуем динамики и 2 стенки, чтоб учесть их толщину:
Также рисуем ориентировочную полоску, по которой будет видно длину нашего тоннеля ну и которая и определит размеры коробка.
Убедившись, что полоска выйдет нужной нам длины, дорисовываем оставшиеся стенки и становятся понятны окончательные габариты будущего ящика.
Если не устроят размеры или габариты, то можно попробовать сделать еще один изгиб или вообще использовать другой вариант сворачивания. Тут уже чисто ваше творчество и фантазия. Но стоит учитывать что, чем меньше сгибов тоннеля, тем чв эффективнее.
Ну, теперь дальше только пилить и собирать все. Стоит еще учитывать способы повышения эффективности ЧВ. Чем ровнее стенки тоннеля и герметичнее стыки, тем ЧВ эффективнее. Также чем округлее повороты чв тем эффективность выше.
Кроме того, важно сохранять сечение постоянным даже на поворотах потому как от угла до угла на повороте сечение будет увеличиваться. Тут тоже ваша фантазия.
Можно нарезать канализационных труб полукругом, к примеру, и вклеить, а можно просто напилить уголков из того же дсп такого размера, чтобы на углах было тоже расстояние, что и на прямых участках.
Вот собственно и все. Как вы видите, спилить бюджетный сабвуфер и заставить его работать не так уж и сложно. Даже два блина из полки, будучи установленными, в такой ящик, дадут гораздо больше баса, чем когда находились в полке. Мало того это будет именно бас, который должен давать сабвуфер, а не долбежка блинов, которую пацаны с райончиков имеют в виду, когда рассказыват басни о том, «как чотка их блины выдают басы».
Справедливости ради нужно отметить, что существуют более точные и мощные программы для расчета четвертьволновых резонаторов. Выше я лишь привел простой, приблизительный метод, которого впрочем, хватит в большинстве случаев.
Конечно, мы рассмотрели далеко не все существующие варианты оформлений сабвуферов. Есть еще:
- сужающиеся и расширающиеся ЧВ;
- нагруженные ЧВ;
- рупоры;
- задненагруженные рупоры;
- передненагруженные рупоры;
- всякого рода и вида гибридные ящики.
И т. д. и т. п.
Все оформления имеют свои нюансы, плюсы и минусы, методики расчета и настройки, особенности изготовления и требования к динамикам.
Выбирать что нужно именно вам лучше всего, послушав лично все интересующие вас оформления. А еще лучше запастись парой старых шифоньеров, тестовым сабом, и попробовать различные оформления.
При выборе и расчете сабвуферов очень важно понимать что:
Ни один расчет, ни одна рекомендация, ни один график и ни одна теория не смогут вам рассказать или показать, как ваш динамик запоет в вашей машине, в вашей системе, с вашими настройками и для ваших ушей. Любой расчет, любая программа, любая рекомендация, опирается на десяток параметров, усредняет сотни и игнорирует тысячи.
Полностью обсчитать поведение саба в теории возможно. Но на практике сложно и не перспективно. Чтобы анализировать и опираться на расчеты программ, нужно разобраться, что за параметры вы туда вводите и что программа вам дает в качестве результата.
Почти всегда, при постройке расчетного ящика, его приходится корректировать.
Очень рекомендую вам при первой постройке ящика, собрать его в черновом варианте из старых шкафов, сделать его чуть больше размером и послушать в своей системе, изменяя объемы и настройки портов.
Когда звук вас полностью удовлетворит, тогда можете смело снимать размеры с чернового ящика и пилить его начисто.
Еще важный, но, к сожалению, не имеющий однозначных ответов вопрос: Куда лучше всего направлять саб и порты в различных кузовах авто?
Вопрос важный и нужный и от него зависит очень многое, но теоретически предугадать взаимодействие багажника и саба крайне сложно. Тут на выручку может прийти только практика и наш черновой коробок. Очень советую поиграться с направлением и расположением саба в багажнике.
Только один этот маневр может существенно добавить как громкости, так и качества вашей системе.
Ну и по поводу сабов еще хотел бы поднять, пожалуй, самый важный вопрос.
Безопасность
Я думаю многие видели передачи и тесты в интернете о том, как обычная книга лежащая на задней полке или бутылка воды, в случае ДТП превращаются в смертельный снаряд.
Конечно, не стоит быть пессимистами и думать только о плохом, но забывать о том, что у вас в багажнике болтается тяжеленный ящик, тоже не стоит.
Зачастую многокилограммовые, не закрепленные махины в случае ДТП срывают сидения и прилетают к водителю в гости, превращая обычное ДТП в аварию со смертельным исходом. Я, конечно, понимаю, что многие из вас просто ассы вождения и вообще бессмертны, но калечить себя по глупости это еще глупее, чем ваше самомнение.
Креплению ВСЕГО вашего дополнительного оборудования в багажнике нужно уделить максимум внимания. Все должно быть закреплено железобетонно, а не телепалось на каждом повороте, как это часто бывает у новичков. Это убережет и вас от травм и машину от пожара и железки от поломок.
