Изчисляване на обема на кутията за субуфера. Блог › Лесен метод за настройка на фазов инвертор

› Проста техниканастройки на фазовия инвертор

Започнах да се занимавам с изграждане на колони в началото на 80-те. Първоначално беше просто "високоговорител в кутия", но след това, разбира се, започнах да изучавам ефектите на параметрите на кутията (и фазовия инвертор) върху звука на високоговорителя.

Когато стигнах до този сайт за автомобили, видях много "конструктори на субуфери" и бях много изумен, че за по-голямата част това е просто "високоговорител в кутия", а след това по-голям размервисокоговорител и чекмедже, толкова по-добре. Да, до известна степен това е вярно за затворена кутия. Но не и за фазов инвертор ...

Фазовият инвертор изисква внимателна настройка. Какво виждаме на практика? Като фазов инвертор хората монтират канализационни тръби с неразбираема дължина, правят "фазови инвертори с прорези" на изображението: "Петя направи тези отлични размери", поставиха съвсем различен високоговорител. Тези, които не могат да го направят по нормалния начин, правят затворена кутия (и го правят както трябва!).

Разбира се, има такива отлични програми за моделиране на акустика, например, Магазин за високоговорители JBL. Но те ще изискват да въведете много първоначални параметри. И дори знаейки тези параметри, несъответствието в реалността ще се окаже просто голямо (високоговорителят ще се окаже съвсем различен, кутията ще се различава малко по размер, не знаем колко пълнител е необходим, фазовият инвертор тръбата е малко по-различна и т.н.)

Има прост метод за настройка на бас рефлекс, който не изисква да знаете правилните входни данни за вашите високоговорители, кутии и не изисква сложни измервателни уреди или математика и не изисква много сложни измервателни уреди или математика. Просто казано, всичко отдавна е обмислено и тествано на практика!

Техниката за настройка на фазовия инвертор дава грешка от 5%. И е там повече от 30 години. Ползвам го от ученик.

Първо, трябва да разберете как кутия с фазов инвертор се различава от затворена кутия?

Всеки високоговорител, като механична система, има своя собствена резонансна честота. Над тази честота високоговорителят звучи „доста гладко“, но под тази честота нивото на звуковото налягане, което създава, пада. Освен това, той спада със скорост от 12 dB на октава (т.е. 4 пъти за двукратно намаляване на честотата). „Долната граница на възпроизводимите честоти“ се счита за честотата, при която нивото пада с 6 dB (т.е. 2 пъти).

Динамика на АЧХ в открито пространство

С инсталирането на високоговорителя в кутия, неговата резонансна честота ще се увеличи леко, поради факта, че еластичността на компресирания в кутията въздух ще се добави към еластичността на окачването на самия дифузьор. Повишаването на резонансната честота неизбежно ще "издърпа" долната граница на възпроизводимите честоти нагоре. Колкото по-малък е обемът на въздуха в кутията, толкова по-висока е нейната еластичност и, следователно, по-висока е резонансната честота. Това е мястото, където възниква желанието „да направим кутията повече-о-о-повече“.

Жълта линия - честотна характеристика на високоговорителя в затворена кутия

До известна степен е възможно да направите кутията "по-голяма", без да увеличавате физическите й размери. За да направите това, кутията е пълна с амортизиращ материал, като памучна вата. Няма да навлизаме във физиката на този процес, но с увеличаване на количеството на такъв пълнител резонансната честота на високоговорителя в кутията намалява („еквивалентният обем“ на кутията се увеличава). Ако има твърде много пълнител, тогава резонансната честота започва да се повишава отново.

Нека пропуснем влиянието на размерите на кутията върху други параметри, като например качествения фактор. Нека го оставим на опитни "строители на колони". В повечето практически случаи, поради ограниченото пространство, обемът на кутията се оказва доста близък до оптималния (ние не изграждаме високоговорители с размер на шкаф). И смисълът на статията не е да ви товари със сложни формули и изчисления.

Бяха разсеяни. Е, сега всичко е ясно със затворена кутия, но какво ни дава фазовият инвертор? Фазовият инвертор е „тръба“ (не непременно кръгла, може да бъде правоъгълна и тесен слот) с определена дължина, която заедно с обема на въздуха в кутията има свой собствен резонанс. При този „втори резонанс“ силата на звука на високоговорителя се повишава. Необходимо е да изберете резонансна честота малко по-ниска от резонансната честота на високоговорителя в кутията, т.е. в зоната, където високоговорителят започва да намалява звуковото налягане. Така там, където високоговорителят започва да намалява, има покачване, което до известна степен компенсира този спад, разширявайки долната гранична честота на възпроизвежданите честоти.

Червена линия - честотна характеристика на високоговорителя в затворена кутия с фазоинвертор

Между другото, под резонансната честота на фазовия инвертор, спадът на звуковото налягане ще бъде по-стръмен от този на затворена кутия и ще бъде 24 dB на октава.

Следователно фазовият инвертор ви позволява да разширите диапазона от възпроизводими честоти към по-ниски честоти. И така, как избирате резонансната честота на фазовия инвертор?

Ако резонансната честота на фазовия инвертор е по-висока от оптималната, т.е. тя ще бъде близка до резонансната честота на говорителя в кутията, тогава ще получим "свръхкомпенсация" под формата на изпъкнала гърбица в АЧХ. Звукът ще придобие форма на варел. Ако честотата е избрана твърде ниска, тогава повишаването на нивото няма да се усети, т.к. при ниски честоти изходът на високоговорителя пада твърде много (недостатъчно компенсиран).

Сини линии - не е оптимална настройка за басрефлекс

Това е много деликатен момент - или фазоинвертора ще даде ефект, или няма да даде нищо, или обратното - ще развали звука! Честотата на фазоинвертора трябва да бъде избрана много точно! Но къде да получите тази точност в ситуация гараж-дом?

Всъщност коефициентът на пропорционалност между резонансната честота на високоговорителя в кутията и резонансната честота на фазовия инвертор в по-голямата част от реалните конструкции е 0,61 - 0,65 и ако го приемем равен на 0,63, тогава грешката ще бъде не повече от 5%.

За тези, които се интересуват от четене на теорията, препоръчвам:
1. Виноградова Е.Л. "Проектиране на високоговорители с изгладена честотна характеристика", Москва, изд. Енергия, 1978 г
2. "Повече за изчисляването и производството на високоговорител", w. Радио, 1984, № 10
3. „Настройване на фазови инвертори“, добре. Радио, 1986, № 8

Сега нека прехвърлим теорията на практика - тя е по-близо до нас.

Как се измерва резонансната честота на високоговорител в кутия? Както е известно, при резонансната честота „модулът на общата електрическо съпротивление» (Импедансът) на звуковата намотка се увеличава. С други думи, съпротивлението се увеличава. Ако за постоянен токтова е например 4 ома, тогава при резонансната честота ще нарасне до 20 - 60 ома. Как да го измерим?

За да направите това, последователно с високоговорителя, трябва да включите резистор с номинален порядък по-висок от собственото съпротивление на високоговорителя. За нас е подходящ резистор с номинална стойност 100 - 1000 ома. Между другото, чрез измерване на напрежението на този резистор, можем да преценим "модула на електрическия импеданс" на гласовата намотка на високоговорителя. При честоти, където импедансът на високоговорителя е висок, напрежението през резистора ще бъде най-ниско и обратно. И така, как измервате?

Измерване на импеданса на високоговорителя

Абсолютните стойности не са важни за нас, просто трябва да намерим максималното съпротивление (минимално напрежение на резистора), честотите са сравнително ниски, така че можете да използвате конвенционален тестер (мултицет) в режим на измерване на променливо напрежение. И къде да вземем източника на звукови честоти?

Разбира се, по-добре е да използвате генератор на аудио честота като източник ... Но нека го оставим на професионалистите. Най-лесният начин е да създадете компактдиск със записани песни на аудио честоти, създадени във всяка компютърна програма, като CoolEdit или Adobe Audition. Дори аз, с измервателна апаратура у дома, създадох компактдиск с 99 песни, по няколко секунди всяка, с диапазон от честоти от 21 до 119 Hz, на стъпки от 1 Hz. Много удобно! Превключване на песни - промяна на честотата. Честотата е равна на номера на песента + 20. Доста просто!

Процесът на измерване на резонансната честота на високоговорителя в кутията е следният: „запушете“ отвора на фазовия инвертор (с парче шперплат и пластилин), включете компактдиска за възпроизвеждане, задайте приемлива сила на звука и без да го променяте , „прескочете“ над пистите и намерете пистата, на която напрежението на резистора ще бъде минимално. Това е всичко - сега знаете честотата.

Между другото, успоредно с това, чрез измерване на резонансната честота на високоговорителя в кутията, можете да изберете оптималното количество пълнител за вашата кутия! Постепенно добавяйки количеството пълнител, вижте промяната в резонансната честота. Намерете оптималното количество, при което резонансната честота ще бъде минимална.

Познавайки стойността на "резонансната честота на високоговорителя в кутията с пълнител", е лесно да се намери оптималната резонансна честота на фазовия инвертор. Просто го умножете по 0,63. Например, получихме резонансната честота на високоговорителя в кутията 62 Hz - следователно оптималната резонансна честота на фазовия инвертор ще бъде приблизително 39 Hz.

Сега „отваряме“ отвора на фазовия инвертор и чрез промяна на дължината на тръбата (тунела) или неговото напречно сечение настройваме фазовия инвертор на желаната честота. Как да го направя?

Да, използвайки същия резистор, тестер и CD! Само не забравяйте, че при резонансната честота на фазовия инвертор, напротив, „модулът на електрически импеданс“ на намотката на високоговорителя пада до минимум. Следователно не трябва да търсите минималното напрежение на резистора, а напротив, максималното - първият максимум, който е под резонансната честота на високоговорителя в кутията.

Разбира се, честотата на настройка на фазовия инвертор ще се различава от необходимата. И повярвайте ми - много силно ... Обикновено към ниските честоти (недокомпенсация). За да увеличите честотата на настройка на фазовия инвертор, трябва да скъсите тунела или да увеличите неговата площ напречно сечение(диаметър). Трябва да правите това малко по малко, половин сантиметър ...

Нещо подобно в областта на ниските честоти ще изглежда като електрически импедансен модул на високоговорителя в кутия с оптимално настроен фазов инвертор:

Ето и цялата техника. Много просто и в същото време дава доста правилен резултат.

4 години Тагове: настройка на фазоинвертор

Субуферът е важна част от всеки комплект високоговорителна система. В някои случаи нискочестотният високоговорител може да бъде сглобен на ръка. В този случай трябва да вземете предвид редица важни характеристики на субуфера, за да може високоговорителят да звучи както трябва.

Един от основните параметри на нискочестотния високоговорител е размерът на корпуса. Много е лесно да вземете решение за материала, от който ще бъде направена кутията - трябва да използвате плътен и твърд материал, който добре абсорбира звука - например пресовано дърво със средна плътност. Размерът не е толкова лесен. За да изчислите правилните линейни параметри на кутията, се използват специални програми, които трябва да научите как да използвате.

Преди да продължите с изчисляването на корпуса, трябва да вземете решение за вида на канала. Той може да бъде:

отворен - с фазоинвертор - цилиндричен отвор в една от стените, което позволява по-добре фокусиране на звука;
затворен - с плътни стени и уплътнено тяло.

Очевидно качеството на нискочестотния високоговорител зависи пряко от диаметъра на динамичния радиатор - колкото по-голям е, толкова по-добре. Следователно колоната по дефиниция не може да бъде малка, ако искате да постигнете най-високо качество на звука. Освен това формата на тялото трябва да бъде строго определена - кубична или правоъгълна. След като усвоих тези основни принципи, можете да започнете да изчислявате размерите.

Изчисляване на затворен корпус на субуфер

Ако правилният високоговорител вече е избран и остава само да го поставите в подходящ корпус, задачата става съвсем проста. Изчислете кутията за използването на нискочестотен високоговорител специална програма- това е проста работа, ако разбирате интерфейса му. Можем да кажем, че ще бъде много по-трудно да украсите тази кутия красиво. В резултат на изчислението трябва да се получи кутия с такъв обем, че звукът от вградения в нея високоговорител да има най-ясната амплитудно-честотна характеристика в определена стая или вътре в колата.

За да изчислите корпуса, ще трябва да използвате една от програмите, предназначени за това; има огромен брой от тях и по принцип всеки ще свърши работа. Добър вариант- JBL SpeakerShop, той е безплатен и има прост интерфейс, който дори неопитен потребител може лесно да разбере. Единственият проблем е, че програмата е напълно включена английски езиккоето може да бъде пречка за някои хора. Въпреки това няма да са необходими някои специални познания - основното е да натиснете правилните бутони.

За да конфигурирате правилно програмата за изчисляване на необходимата кутия, трябва да намерите инструкциите или информационния лист, който се доставя с високоговорителя. В него трябва да намерите параметрите на Thiel-Small:

Fs е резонансната честота на излъчвателя, измерена в херци;
Vas - ефективен обем на тялото, изчислен в литри;
Qts е факторът на качеството на високоговорителя, който е набор от физически сили, които възникват в близост до радиатора по време на неговата работа и са свързани с неговата мобилност.

Можете да намерите други параметри в информационния лист на високоговорителя - ако са известни, можете да ги въведете в програмата, но това изобщо не е необходимо. За доста точно изчисление на кутията са достатъчни трите горни показателя.

Процес на изчисление

Изчислението се извършва, както следва:

Нетен обем - обемът на тялото, незаето от нищо. Не включва пространството, заемано от бас-рефлексния порт и корпуса на излъчвателя, както и звукопоглъщащия материал, с който са тапицирани стените на кутията отвътре.
Настройка на порта - избор на размера на фазовия инвертор по такъв начин, че при определена честота (в случай на субуфер - ниска), звукът се усилва и получава линейна честотна характеристика.

Изчисляване на нетния обем на корпуса

Трябва да действате точно по същия начин, както в случая със затворена кутия. Отваряме програмата за изчисление, въвеждаме индикаторите Fs, Vas и Qts в съответните полета. Изграждаме изчислената честотна характеристика, която след това променяме чрез регулиране на изчисления обем на корпуса на субуфера.

Към получения обем трябва да се добавят няколко литра, за да се отчете обемът, който ще бъде зает от корпуса на високоговорителя и порта на фазовия инвертор. С високоговорителя всичко е ясно, но как да разберете колко място ще заеме фазоинверторът?

Изчисляване на басрефлексен порт

Портът на фазовия инвертор също ще бъде изчислен с помощта на специална програма - BassPort. Тази програма е проектирана специално за субуфер, тъй като за ниски честоти е необходим фазов инвертор с определени параметри.

Използването на програмата е лесно:

въведете честотата на фазовия инвертор;
посочете нетния обем на кутията;
ефективната площ на емитерната мембрана, за изчисляването на която трябва да знаете диаметъра на високоговорителя;
пикова амплитуда на трептенията на дифузора, може да се намери в инструкциите за високоговорителя;
в долната част на главния прозорец изберете формата на тръбата;
посочете размерите на фазовия инвертор;
след като щракнете върху бутона „изчисли“, програмата ще покаже параметрите на липсващия порт: неговата дължина, обем, който трябва да се добави към нетния обем на кутията, скорост на вятъра в тръбата и др.

Изчисляване на кутията на субуфера: видео

Характеристиките на кутията (фазоинвертор) пряко влияят върху звука на високоговорителя. В автомобилната акустика това често не се обръща нужното внимание, те използват принципа - колкото по-голям е високоговорителят в кутията, толкова по-добре. Фазовият инвертор изисква внимателна настройка, а не използването на импровизирани материали. За тези, които са твърде мързеливи, за да правят изчисления и измервания, те използват затворена кутия.

За да изчислите фазовия инвертор, използвайте симулационни програми (Bass Port), но за да получите резултата, трябва да въведете много параметри. А дори и да ги познавате, често се получава голямо разминаване с крайния резултат. Помогне прост методизчисляване на фазов инвертор, не е необходимо да знаете данните за вашите високоговорители, кутии, без сложни математически изчисления и измервателни уреди. Техниката съществува от 30 години, грешката е само 5%.

Разлики във фазоинвертора

Всеки високоговорител има резонансна честота. При работа над този индикатор се получава добър звук, а под - нивото на налягането пада с 12 dB на октава (честотите се намаляват 2 пъти). Долната лента за възпроизводимост се счита за ниво от 6 dB. Монтирането на високоговорителя в кутия увеличава резонансната чистота поради допълнителната еластичност на въздуха. Увеличаването на резонансната честота издърпва нагоре и долната граница. Колкото по-малко въздух има в кутията, толкова по-добра е еластичността и по-добра производителност.

Можете да направите "голяма кутия", без да увеличавате размера й. За тази употреба амортизиращ материал(памук). Колкото повече е в кутията, толкова по-ниска е честотата на високоговорителя. Но когато има твърде много пълнител, има обратен ефект. За неопитни хора качеството на кутията и нейните размери не са важни. В повечето случаи размерът на колоната е оптимален.

Фазоинвертор - тръба, не непременно кръгла, с определена дължина, която има резонанс. Благодарение на "втория резонанс", звуковата мощност на колоната се повишава. Честотата на трептене на високоговорителя в кутията трябва да е по-ниска, отколкото в нормално състояние. Така рецесията се компенсира и звукът се разширява. Тези индикатори за фазов инвертор ще бъдат с 24 dB по-високи, отколкото за заровена кутия. Той разширява ниските честоти на високоговорителя.

Да се избягвайте звуците от варели, стойностите на резонанса не трябва да са по-високи от тези на затворена кутия. И ако честотата е твърде ниска, тогава производителността на високоговорителя пада. Това е същността на настройката на фазов инвертор, за да получите положителен ефект и да не разваляте звука. И у дома можете да постигнете добър звук с грешка от 5%.

Изчисляване на фазов инвертор

При резонанс съпротивлението на звуковата намотка се увеличава. За измерване резисторът е свързан последователно към високоговорителя, чиято стойност е с порядък по-висока от съпротивлението на високоговорителя, от 100 до 1000 ома. Когато измервате напрежението, можете да оцените съпротивлението на звуковата намотка. При честоти, където ще има високо съпротивление, напрежението през резистора е минимално и обратно.

Ние не се интересуваме от абсолютни стойности, само от максималното съпротивление на намотката (минималното на резистора). За това използваме мултицет. в режим на измерване на AC напрежение. Като източник професионалистите използват генератор на аудио честота. И за нашата задача е подходящ специален компактдиск.

Процесът на измерване изглежда така:

Отворът на фазовия инвертор е запушен с парче шперплат.
Диск със записи на аудиочестота е включен с приемлива сила на звука.
Превключвайки пистите, наблюдаваме напрежението на резистора, веднага щом скочи до минимум, това е желаната честота.

Между другото, оптималното количество пълнител за високоговорителя се избира, като постепенно се добавя малко количество и се наблюдават колебанията в резонансната честота. И след като сте намерили този параметър, имате нужда от него умножете по 0,63, и получавате необходимата честота за фазоинвертора. Но все още трябва да измерим дължината, за това отваряме дупката, включваме тестовия диск със записа. И виж показанията на резистора. Но сега търсим не минималното съпротивление, а максималното. Честотата на фазовия инвертор ще бъде много различна от желаната. За да го увеличите, съкратете дълъг тунелили да увеличи диаметъра му.

Изчисляване на индикатори с помощта на програмата Bass Port

Интерфейсът на програмата е прост и ясен, всички полета и настроение са подписани.

Необходимо въведете тези параметри:

Изчисляване на фазовия инвертор по метода на списание "Радио"

Сглобяваме верига с генератор на звукова честота и резистор от 1000 ома, не се препоръчва да приемате по-малко мощност. Поставете високоговорителите далеч от тавана и стените. Свържете волтметър и измерете напрежението при честота 500 Hz. И намираме максималните (Fs) и минималните индикатори (Us). За да разберете необходимия обем на кутията (V), вземаме кутия със същия размер с отвор за високоговорителя, но не от картон. Монтираме високоговорителя и запечатваме всички отвори. Правим измервания и изчисляваме Fs. Заместваме получените данни във формулата: Vas \u003d ((Fs '/ Fs) ^ 2-1) * V.

За да регулирате фазовия инвертор, затворете отвора на тунела и изчислете максималната стойност (Fs), добавете звукопоглъщащ материал и измерете отново. Резултатът се добавя във формулата Fb = 0,63* Fs. Дължината на тунела се изчислява: LV= 31*10^3* S /(Fb ^2* V), където S е площта на порта на фазовия инвертор (в cm²), а V е обемът на кутията (в литри).

Фазовият инвертор влияе пряко върху качеството на звука на акустиката. Има няколко метода за изчисляване на фазов инвертор, те имат същия първи етап - измервателни индикатори. Използване софтуерчесто дава неверни резултати. Можете да използвате и онлайн услуги, но те имат същите недостатъци.