Квадратный сабвуфер для малого объема. Объёмы акустического оформления

Характерная особенность контрапертуры в том, что звук, приходящий к слушателю фактически со всех сторон, хотя и создает впечатляющий эффект присутствия, не может в полной мере передать информацию о звуковой сцене. Отсюда рассказы слушателей об ощущении летающего по комнате рояля и прочих чудесах виртуальных пространств.

Контрапертура

Плюсы: Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов.

Минусы: Акустическое пространство заметно отличается от звуковой сцены, задуманной при записи фонограммы.

И другие...

Если вы думаете, что на этом список вариантов оформления колонок исчерпывается, значит вы сильно недооцениваете конструкторский энтузиазм электроакустиков. Я описал только наиболее ходовые решения, оставив за кадром близкую родственницу лабиринта - трансмиссионную линию, полосовой резонатор, корпус с панелью акустического сопротивления, нагрузочные трубы...

Nautilus от Bowers & Wilkins - одна из самых необычных, дорогих и авторитетных в плане звучания акустических систем. Тип оформления - нагрузочные трубы

Подобная экзотика встречается довольно редко, но иногда она материализуется в конструкции с действительно уникальным звучанием. А иногда и нет. Главное не забывать, что шедевры, как и посредственности, встречаются во всех оформлениях, что бы ни говорили идеологи того или иного бренда.

Акустическое оформление в виде закрытого ящика можно рассматривать как предельный случай ящика-фазоинвертора с бесконечно малым отверстием. Эквивалентная акустическая схема низкочастотной головки в закрытом ящике может быть получена, если в схеме рис. 3 отбросить элементы, относящиеся к инвертору. Соответствующая частотная характеристика громкоговорителя совпадает с уравнением (17) при y3 = y4 = 0.

Среди множества типов частотных характеристик, которые могут быть получены для громкоговорителя в виде закрытого ящика. Наибольший интерес представляют гладкие частотные характеристики Баттерворта второго порядка. Эти характеристики образуются при условии выполнения соотношений между параметрами головки и ящика, выраженных уравнением (27) при f b /f s = 0. Особенностью громкоговорителей с частотными характеристиками Баттерворта второго порядка является то обстоятельство, что частота среза f 3 (29) совпадает с резонансной частотой головки в ящике f c .

Графическое представление уравнений (27) и (29) образует номограмму для расчета громкоговорителей с акустическим оформлением в виде закрытого ящика. На рис. 17 в прямоугольной системе координат изображены зависимости отношений V as /V , f 3 /f s , f c /f s в функции от Qt. Методика расчета акустического оформления громкоговорителя с известной частотой среза или с ящиком известных размеров полностью подобна методике для громкоговорителей в виде ящика-фазоинвертора. Номограмма построена для громкоговорителя без потерь в акустическом оформлении (Qb = бесконечность), однако практически с удовлетворительной точностью ею можно пользоваться при условии Q b >10.

Частичное заполнение (до 20% объема) закрытого ящика поглощающим материалом с целью подавления стоячих волн и улучшения неравномрсности частотной характеристики на средних частотах мало влияет на Qb. Помимо сглаживания частотной характеристики, подглушение оказывается полезным еще и в том отношении, что за счет изменения закона сжатия и разрежения воздуха при колебаниях в звукопоглощающем материале происходит увеличение эффективного объема ящика (уменьшение измеряемого отношения Vas/V). Это дает возможность по сравнению с незаполненным ящиком получать частотную характеристику с более низкой частотой среза или одну и ту же частоту среза в меньшем по размерам оформлении. Чрезмерно плотное заполнение ящика поглощающим материалом приводит к обратному результату — уменьшению эффективного внутреннего объема за счет механического вытеснения воздуха и одновременно к росту потерь в ящике. Современные тенденции в построении громкоговорителей с закрытыми ящиками заключаются в использовании головок с низкой резонансной частотой и большой гибкостью подвижной системы. Для таких громкоговорителей отношение Vas/V больше или равно 3, а частота среза в 2 раза и более превышает собственную резонансную частоту головки в свободном воздухе.

Закрытый ящик и ящик-фазоинвертор являются в настоящее время самыми распространенными типами акустических оформлений громкоговорителей. Сравнительный анализ показывает, что каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

К преимуществам громкоговорителя с закрытым ящиком относят плавный спад частотной характеристики в сторону низких частот (12 дБ на октаву для закрытого ящика и 18 дБ на октаву для ящика-фазоинвертора). Более плавный спад частотной характеристики обеспечивает меньшие переходные искажения.

К преимуществам громкоговорителя, выполненного в виде ящика-фазоинвертора, можно отнести следующие.

При прочих равных условиях в области самых низких частот к. п. д. громкоговорителя оказывается на 3 дБ выше, чем для закрытого оформления. Этот выигрыш в эффективности может быть переведен в преимущество в частоте среза или объеме оформления. Так, при одинаковых к. п. д. и объемах оформлений громкоговоритель в виде ящика-фазоинвертора будет иметь более низкую частоту среза, а при равных к. п. д. и частотах среза — меньший объем оформления.

Из-за лучшего согласования головки громкоговорителя со средой амплитуда подвижной системы в области частоты резонанса громкоговорителя оказывается во много раз меньшей, чем у закрытого ящика. Это означает, что при равной излучаемой мощности громкоговоритель в виде ящика-фазоинвертора имеет меньшие нелинейные искажения.

Корпус для сабвуфера — закрытый ящик (ЗЯ)

В рамках общей темы о выборе сабвуфера рассмотрим такое оформление или вид корпуса как закрытый ящик (ЗЯ).

Закрытый ящик это самое простое и широко применяемое оформление сабвуфера. Представляет из себя герметичный короб, то есть название его говорит само за себя.

Для какой музыки подходит ЗЯ

Сабвуфер ЗЯ отличается быстрым и собранным басом, хорошо панчит, почти не имеет задержек и имеет относительно ровную и плавную .

Пример АЧХ ЗЯ в салоне автомобиля

Исходя и этих характеристик, закрытый ящик хорошо подойдет для многих и разнообразных направлений — это популярная, клубная и рок музыка, классическая и разнообразная инструментальная — джаз, акустические композиции и т.п.

ЗЯ мало подходит жанрам, в которых много баса, там где низкие частоты являются основой композиции. Не стоит выбирать его для дабстэпа, рэпа, r&b и подобного.

Выбор динамика для ЗЯ

Для подбора сабвуферного динамика в закрытый ящик нужно отталкиваться от . Обычно эти данные указываются в сопроводительной документации, но если у вас ее нет, то параметры всегда можно отыскать в сети.

Для того, что бы понять подходит ли динамик для ЗЯ, достаточно провести простые вычисления. Нужно поделить на и если значение получилось меньше 80, то такой саб подходит для ЗЯ и будет оптимально звучать в таком корпусе.

Например, у того же динамика RE Audio SX PRO 15D2 Fs = 27.8 Гц, а Qts = 0.38.

Fs / Qts = 27.8 / 0.38 = 73.2 Такой саб вполне подходит для закрытого ящика.

Если значение для вашего динамика получилось больше 80, то стоит подыскать ему другое оформление с помощью .

Особенности изготовления закрытого ящика

Для этого корпуса в первую очередь требуется герметичность и отсутствие вибраций. В качестве материала для изготовления выбирайте фанеру или МДФ толщиной от 18 мм. Если стенки тонкие, то будут греметь и вибрировать, из за чего распространять в салон не нужные волны, которые смешиваясь с звуковыми волнами играющего динамика в итоге ухудшат чистоту и качество баса. Это одна из причин, по которой готовые сабвуферы с тонкими корпусными стенками из некачественного материала даже не рассматриваются к покупке.

Проверенные объемы для ящика смотрите в таблице.

Таблица объемов ЗЯ для различных размеров динамиков

Чистый объем для ЗЯ это внутренний объем корпуса минус объем, занимаемый динамиком.

Более точные результаты нужно рассчитывать по параметрам конкретной модели.

Чем герметичнее сабвуфер ЗЯ, тем выше его КПД и лучше качество звучания.

Пример сабвуферов с резиновыми ободами

Достоинства и недостатки ЗЯ

Плюсы:

• простота расчета (нужно вычислить только объем);
• относительная простота конструкции и изготовления;
• небольшие габариты;
• широкий спектр музыкальных жанров, быстрый и четкий бас без задержек.

Минусы:

• низкий КПД (громкость);
• не подойдет, если вам нужно много баса.

Нюансы

Не смотря на высокие требования к герметичности, некоторые аудиофилы просверливают в корпусе отверстие не больше 2 мм. для выравнивания внутреннего давления воздуха при различных температурах.

Расчет корпуса для сабвуфера

Расчет корпуса для сабвуфера по зубам не каждому автомобилисту, даже очень увлеченному музыкой и разбирающемуся в различных акустических тонкостях. Сабвуфер представляет собой сложную и самостоятельную акустическую систему, предназначенную для создания качественного звука в салоне автомобиля.
Однако, мало кто из автомобилистов знает, как рассчитать корпус для сабвуфера грамотно и без проблем.

Корпус и его расчет

Итак, непосредственно сам алгоритм расчета корпуса сабвуфера:

• На сегодняшний день существует четыре основных вида корпуса для сабвуфера;
• Корпус 3Я представляет собой конструкцию закрытого типа. Данный вид , с точки зрения проектирования и изготовления, является наиболее простым. Однако, у него коэффициент полезного действия практически отсутствует. В придачу ко всему, он является негерметичным;
• Фазоинвертор (ФИ) имеет сложный принцип расчёта, но зато обладает высоким показателем коэффициента полезного действия;
• Бандпас 4 и 6-го порядков является самым трудным, с точки зрения проектирования и практического изготовления вариантом, но обладает наивысшим показателем коэффициента полезного действия в пределах низких частот звука и при этом, полностью глушит высокие.

Примечание. Объективно каждый из описанных выше вариантов обладает рядом характерных преимуществ и недостатков, однако, выбор нужно осуществлять согласно рекомендациям программы проектирования.

Программа WinlSD 0.44

Перед тем, как перейти непосредственно к процессу проектирования, необходимо создать звуковой динамик в базе данных с помощью программы WinlSD 0.44:

• Вначале нужно навести курсор компьютерной мышки на вкладку New, после чего, необходимо поставить Owndrivers и снова кликнуть на New. После этого, загрузить параметры, выбранные в соответствии с собственными пожеланиями и возможностями. В конце просто нажать OK, Close;
• Затем необходимо выполнить создание проекта уже на основе динамика, заданных ранее размеров;
• Далее, необходимо многократно повторить вышеописанную процедуру с изменением вида корпуса, перепробовав все четыре вариации.

Непосредственный алгоритм создания самого корпуса для сабвуфера автомобиля

Вот, что нужно знать:

• Наиболее оптимальной формой будет усеченная пирамида, поскольку она является наиболее универсальной;
• Скос задней стенки должен составлять примерно 23 градуса, так как абсолютное большинство современных легковых автомобилей имеют салон с наклоном спинок задних сидений именно под этим углом;
• Обязательно необходимо рассчитать объём корпуса в соответствии с размерами свободного пространства багажника(см.).

Создание корпуса закрытого типа

Начинаем:

• Все стенки корпуса 3Я (корпуса закрытого типа) должны быть выполнены из ДСП, причем, передняя стенка должна обладать толщиной 23 мм, а боковая ровняться 220 мм;
• Теперь нужно просто выпилить из ДСП стенки указанного размера с точностью до миллиметра, а после можно переходить к непосредственной сборке корпуса;
• Соединение следует выполнять с помощью клея и специализированных саморезов с их дальнейшим вкручиванием на расстоянии 5 см друг от друга;

• Под саморезы нужно создать с помощью свёрл отверстия размером ровно 3 мм, а уже под головки саморезов необходимо будет с помощью сверла в 10 мм создать соответствующие выемки;
• Теперь пришло время выполнить разметку отверстий для акустического терминала при помощи самого простого циркуля;
• Далее нужно создать соответствующие отверстия при помощи электронного лобзика.

Примечание. Если акустический терминал будет постоянно находиться в условиях высокого давления, то от него будут регулярно исходить различного рода призвуки. С целью избегания описанного выше эффекта, необходимо акустический терминал с помощью маленькой коробочки просто экранировать.

Продолжаем:

• Перед тем, как перейти к прикручиванию заготовленных предварительно саморезов, необходимо клеем промазать всю поверхность мест соединения;
• Части корпуса, выступающие после склеивания, нужно просто аккуратно срезать с помощью рубанка;
• Аналогичным способом необходимо выполнить разметку и вырезку соответствующих отверстий уже на передней стенке с целью качественной установки автомобильного динамика;
• Нитролак для мебели нужно нанести на деревянный корпус с целью сохранения свойств анти воздействия влаги и процесса конденсации;
• Для создания красивого внешнего облика рекомендуется наружную часть корпуса покрыть карпетом(см.);
• Теперь осталось просто выполнить соединение акустического терминала и сабвуферного динамика.

Примечание. Крайне важно ознакомиться со всеми этапами инструкции и разобраться в программе проектирования, так как это позволит выполнить самостоятельную установку и индивидуально сконструировать короб непосредственно под габариты и возможности багажного отсека своего автомобиля. Также во время абсолютно всех этапов работы важна высокая степень внимательности и аккуратности, ведь любая неточность непременно скажется на конечном результате.

Инструкция самостоятельного конструирования в сочетании с фото и видео - материалами позволит выполнить работу быстро и качественно. Цена вопроса минимальна и в десятки раз отличается от операции, проведенной в мастерской.
Своими руками соорудить корпус вполне реально. Главное, повторимся, при первом создании и конструировании внимательно ознакомиться с подробной практической инструкцией.