Une méthode simple pour mettre en place un inverseur de phase. Calcul d'un inverseur de phase et fabrication d'un inverseur de phase
La méthode de calcul de l'inverseur de phase acoustique Yu. Lyubimov basée sur les matériaux de la revue "EW" (P-7/68) est basée sur les mesures les plus simples effectuées avec une instance bien définie d'un haut-parleur installé dans inverseur de phase acoustique et sur le dimensionnement nomographique de ces derniers.
Tout d'abord, guidé par la Fig.1 et le tableau, il est nécessaire de créer un "volume standard" - une boîte en contreplaqué scellée, dont tous les joints sont soigneusement ajustés, collés et enduits de pâte à modeler pour éviter les fuites d'air. la fréquence de résonance naturelle du haut-parleur situé dans l'espace libre. Pour ce faire, il est suspendu dans les airs à l'écart des gros objets (meubles, murs, plafond).
diamètre du diffuseur haut-parleur, mm |
Dimensions, mm | ||
UN | À | DE | |
200 | 255 | 220 | 170 |
250 | 360 | 220 | 220 |
300 | 360 | 220 | 270 |
375 | 510 | 220 | 335 |
Le schéma de mesure est illustré à la Fig.2. Ici, ZG est un générateur de son gradué, V est un voltmètre à tube AC et R est une résistance d'une résistance de 100 ... 1000 Ohm (avec grandes valeurs la mesure de la résistance est plus précise). En tournant le bouton de réglage de fréquence du générateur de sons dans la plage de 15 ... 20 à 200 ... 250 Hz, la déviation maximale de l'aiguille du voltmètre est atteinte. La fréquence à laquelle la déviation est maximale est la fréquence de résonance du haut-parleur dans l'espace libre FB.
L'étape suivante consiste à déterminer la fréquence de résonance du haut-parleur FЯ, lorsqu'il fonctionne au "volume standard". Pour ce faire, le haut-parleur est placé avec un diffuseur sur le trou "volume standard" et pressé légèrement pour éviter les fuites d'air à la jonction des surfaces. La méthode pour déterminer la fréquence de résonance est la même, mais dans ce cas, elle sera 2 à 4 fois plus élevée.
Connaissant ces deux fréquences, à l'aide de nomogrammes, on trouve les dimensions de l'inverseur de phase. En fonction du diamètre du diffuseur du haut-parleur, choisir le nomogramme illustré à la Fig. 3 (pour un diamètre de 200 mm), à la Fig. 4 (pour un diamètre de 250 et 300 mm.) Ou
fig.2
Dans la Fig. 5 (pour un diamètre de 375 mm). Selon le nomogramme sélectionné, le volume de l'inverseur de phase est déterminé, pour lequel les points correspondant aux fréquences trouvées sont reliés par une ligne droite sur les axes "Fréquence de résonance FВ" (voir Fig. 4 point A) et "Fréquence de résonance Fß" (point B). Le point d'intersection C avec le petit axe est marqué et à partir de là, une deuxième ligne droite est tracée à travers le point D jusqu'à l'axe du "volume optimal". La valeur correspondant au nouveau point d'intersection E est le volume souhaité. S'il n'y a pas de considérations particulières pour la conception d'une boîte d'une configuration spéciale, le calcul de ses dimensions internes pour un volume donné peut être effectué à l'aide du nomogramme illustré à la Fig. 6. La largeur de l'inverseur de phase sera égale à 1,4 hauteurs et la hauteur - 1,4 profondeurs. L'utilisation du nomogramme n'est pas difficile: une ligne droite est tracée entre les axes extrêmes, sur laquelle les valeurs de volume sont tracées. Les points d'intersection de la ligne avec les axes A, B, C détermineront la largeur, la hauteur et la profondeur de la boîte. Diamètre de découpe du haut-parleur égal à la cote C indiquée dans le tableau.
De plus, après avoir donné le diamètre du tunnel, il est nécessaire de déterminer sa longueur et de vérifier s'il s'intègre dans le boîtier bass-reflex. La longueur du tunnel est trouvée à partir des graphiques de la Fig. 7 pour trois diamètres internes : graphiques A - pour un diamètre de 50 mm, B - pour un diamètre de 75 mm à B - pour un diamètre de 120 mm. En sélectionnant les graphiques appropriés, par fréquence
fig.3
fig.4
fig.5
FB et le volume de l'inverseur de phase, déterminé précédemment, trouvent la longueur du tunnel (exemple sur la Fig. 7B). Elle doit être inférieure de 35 à 40 mm à la profondeur intérieure du tiroir. Si cela ne fonctionne pas, vous pouvez modifier légèrement la configuration de la boîte, tout en conservant son volume, ou prendre un diamètre de tunnel différent.
L'inverseur de phase est en contreplaqué d'une épaisseur d'environ 20 mm. S'il n'y a pas de contreplaqué aussi épais, pour augmenter la rigidité, vous devez coller des barres diagonales ou transversales de 25 x 75 mm à l'intérieur de la boîte. La boîte est assemblée avec des vis et de la colle, et toutes les coutures sont scellées. mur arrière il est recommandé de fixer avec des vis (cinq pièces par côté) avec un tampon en feutre. Le tunnel est fabriqué à partir d'un tube en carton à paroi épaisse.
Après avoir fabriqué un inverseur de phase et y avoir installé un haut-parleur, ils commencent à l'amortir. Pour ce faire, il est recommandé de recouvrir complètement le haut-parleur par l'arrière avec une couche de laine de verre de 25 à 50 mm d'épaisseur, en le fixant au panneau autour du support de diffuseur à l'aide d'un anneau vissé avec des vis ou des vis. La suffisance de l'amortissement est vérifiée à l'aide du circuit illustré à la Fig. 8. La résistance de la résistance R est prise égale à environ 0,5 ohm. Si le coefficient d'amortissement K de l'amplificateur avec lequel l'unité fonctionnera est connu, et la résistance de la bobine acoustique du haut-parleur courant alternatif r, alors il peut être déterminé à partir de la formule R = r / K, Ohm.
Déplacer le commutateur d'une position à une autre, écouter un clic dans
La conclusion logique de la saga des onduleurs de phase sera les aspects pratiques de sa mise en œuvre. L'élément clé ici est précisément le tuyau, qui est aussi un tunnel, qui, du fait de la translittération slave de l'anglais, est un port. C'est elle, le tuyau, qui permettra de mettre en pratique deux paramètres principaux qui déterminent l'aspect acoustique de l'inverseur de phase conçu : le volume du boîtier et la fréquence de son accord. Ces deux valeurs, l'une en litres, la seconde en hertz, sont le résultat soit d'un calcul indépendant, soit de calculs effectués précédemment. Ils peuvent provenir de fabricants d'enceintes, de nos tests ou de conseils d'experts basés sur leur pratique. Dans les trois cas, il arrive que des dimensions de tunnel prêtes à l'emploi soient données pour garantir qu'un volume connu est réglé sur la fréquence souhaitée, mais, premièrement, pas à chaque fois, et deuxièmement, la copie aveugle n'est pas toujours possible et toujours pas louable. Ainsi, l'énoncé suivant du problème sera plus général et beaucoup plus productif : le volume et la fréquence sont connus, et nous résoudrons par nous-mêmes la question de leur mise en œuvre physique, matérielle. Une partie du récit sera organisée selon le principe des questions-réponses : la nomenclature des questions est connue, dans le courrier éditorial elles sont répétées avec régularité, donnant lieu à des calculs statistiques que notre service test affectionne tant. Je ne leur enlèverai pas leur jouet préféré, nous avons le nôtre. Alors, dans un premier temps, on calcule le tunnel ou on achète un tuyau, que deviendra ce tunnel ? En théorie, vous devez d'abord acheter - les tuyaux ne viennent pas de n'importe quel diamètre, mais d'une certaine gamme de valeurs, si vous prenez des prêts à l'emploi, et ne les enroulez pas vous-même avec du papier sur de la colle, comme un pionnier d'un jeune cosmonaute cercle. Mais vous devez toujours commencer par au moins une estimation approximative, et le point ici est que ...
L'épaisseur compte
Si le tunnel est vraiment un tuyau (il y a des options, après tout), quel devrait être son diamètre ? La réponse la plus générale et la plus grossière est : plus il y en a, mieux c'est. Le conseil est vraiment radical et peut provoquer une réaction de protestation : et si je prenais et faisais un tunnel de deux fois le diamètre de l'enceinte ? Vous ne le prendrez pas et ne le faites pas, peu importe vos efforts, il y a plus de cent ans, un certain Herman Helmholtz s'en est occupé, le résonateur dont le nom est l'inverseur de phase, et plus tard les créateurs de voitures, qui les a rendus plus petits que les locomotives à vapeur qui existaient à cette époque. Donc, dans l'ordre, pourquoi plus et pourquoi quelque chose arrêtera ce processus.
Pendant le fonctionnement, près de la fréquence d'accord, où, en fait, le tunnel inverseur de phase remplit ses fonctions, s'ajoutant de lui-même aux ondes sonores générées par les vibrations du cône, l'air se déplace à l'intérieur du tunnel. Se déplace de manière oscillante, d'avant en arrière. Le volume d'air en mouvement est exactement le même que celui pendant chaque oscillation mis en mouvement par le diffuseur, il est égal au produit de la surface du diffuseur et de sa course. Pour un tunnel, ce volume est le produit de la surface de la section et du débit d'air à l'intérieur du tunnel. La surface de la section transversale est vraiment toujours inférieure à la surface du diffuseur (si quelqu'un n'a pas encore abandonné la menace de faire la même chose, voire plus, il n'ira bientôt nulle part et refusera), et afin de déplacer le même volume, l'air a besoin de se déplacer plus vite, la vitesse dans le tunnel diminue le diamètre augmente proportionnellement à la diminution de sa section transversale. Pourquoi est-ce mauvais? Tout le monde à la fois. Tout d'abord, le fait que le modèle de résonateur de Helmholtz, sur lequel tout est basé, suppose qu'il n'y a pas de perte d'énergie due au frottement de l'air contre les parois du tunnel. C'est bien sûr un cas idéal, mais plus on s'en éloignera, moins le fonctionnement de l'inverseur de phase ressemblera à ce qu'on en attend. Et les pertes par frottement dans le tunnel sont d'autant plus élevées que la vitesse de l'air à l'intérieur est élevée. Théoriquement, la formule et le programme simple basé sur celle-ci ne tiennent pas compte de ces pertes et vous donneront docilement la longueur estimée du tunnel avec un diamètre d'au moins un doigt, mais un tel inverseur de phase ne fonctionnera pas, tout mourra dans les tourbillons d'air en essayant de revenir rapidement à travers le tunnel étroit - vers l'avant. Le texte de l'affiche de propagande de la police de la circulation que j'ai vue une fois "La vitesse, c'est la mort" correspond certainement au mouvement de l'air dans le tunnel, si la mort est attribuée à l'efficacité de l'inverseur de phase.
Cependant, bien avant que le phasique ne meure comme moyen de reproduction sonore, il deviendra une source de sons auxquels il n'est pas destiné, les tourbillons qui se produisent à des vitesses d'air excessivement élevées créeront des bruits de jet qui violent l'harmonie des sons graves dans la manière la plus éhontée et la plus inesthétique.
Quelle doit être la valeur minimale de la section transversale du tunnel ? Dans différentes sources, vous trouverez différentes recommandations, qui n'ont pas toutes été testées par les auteurs, du moins par le biais d'une expérience informatique, sans parler des autres. En règle générale, deux valeurs sont incluses dans ces recommandations: le diamètre du diffuseur et la valeur maximale de sa course, c'est-à-dire Xmax. C'est raisonnable et logique, mais cela ne s'applique pleinement qu'au fonctionnement du subwoofer à la limite, alors qu'il est déjà un peu trop tard pour parler de qualité sonore. Sur la base de nombreuses observations pratiques, une règle beaucoup plus simple peut être adoptée, elle n'est pas parfaite et pas tout à fait universelle, mais elle fonctionne : pour une tête de 8 pouces, le tunnel doit faire au moins 5 cm de diamètre, pour une tête de 10 pouces -
7 cm, pour 12 et plus - 10 cm Est-il possible de faire plus ? C'est même nécessaire, mais en ce moment quelque chose va nous arrêter. A savoir, la longueur du tunnel. Le fait est que...
La longueur compte
Comme dit, il sera commandé par le grand Hermann von Helmholtz. Le voici, au tableau noir de l'Université de Heidelberg, et sur le tableau noir, c'est la même formule. Eh bien, cette fois, je l'ai écrit, mais je l'ai trouvé - il l'aurait écrit de la même manière. Ce simple, puisqu'il a été dérivé pour le cas idéal, la dépendance montre quelle sera la fréquence de résonance d'une certaine cavité (nous sommes plus familiers avec une boîte, bien que Herman von ait fait de telles bulles avec des tuyaux d'échappement) en fonction du volume V, longueur L et aire de la section transversale de la queue. Remarque : il n'y a pas de paramètres de haut-parleur ici, et ce serait étrange s'ils l'étaient. Dans tous les cas, il est utile de rappeler et de ne jamais succomber aux provocations : le réglage de l'inverseur de phase est complètement et exhaustivement déterminé par la taille du coffret et les caractéristiques du tunnel reliant ce coffret avec environnement. De plus, la formule ne comprend que la vitesse du son dans l'atmosphère de la planète Terre, notée "c", et le nombre "pi", qui ne dépend même pas de la planète.
Pour des raisons pratiques, à savoir le calcul de la longueur du tunnel à partir de données connues, la formule est facile à convertir, en se souvenant de votre école natale et en remplaçant les constantes par des nombres. Beaucoup l'ont fait. Beaucoup ont publié les résultats de ce processus passionnant, et l'auteur est un peu surpris de voir à quel point il a été possible de chier de manière spectaculaire dans une opération à trois ou quatre chiffres. En général, un tiers des formules converties publiées sur papier et sur le Web sont d'un non-sens incompréhensible. La bonne est donnée ici si nous remplaçons les valeurs en unités indiquées en noir.
La même formule, plus quelques corrections, est incluse dans tous les programmes connus de calcul des inverseurs de phase, mais pour le moment la formule est plus pratique pour nous, tout est bien en vue. Regardez : que se passera-t-il si à la place d'un tunnel minimaliste on en met un autre, plus spacieux (et donc meilleur) ? La longueur requise augmentera proportionnellement au carré du diamètre (ou proportionnellement à la surface, mais nous allons acheter un tuyau au diamètre, ils ne le vendent pas différemment). On est passé d'un tuyau de 5 cm à un tuyau de 7 cm par exemple, la longueur avec le même réglage en nécessitera le double. Nous sommes passés à 10 cm - quatre fois. Difficulté? Jusqu'à présent - la moitié du problème. Le fait est que...
Le calibre compte
Il y aura des problèmes maintenant. Encore une fois, nous regardons la formule, cette fois - au dénominateur, concentrez votre vue. Toutes choses égales par ailleurs, la longueur du tunnel sera d'autant plus grande que le volume de la boîte sera petit. Si, pour régler un volume de 100 litres à 30 Hz, avec un tuyau de plomberie de 100 mm à votre disposition, vous devez ouvrir et coller un morceau de tuyau de merde de 25 centimètres de long dans la boîte, puis avec un volume de boîte de 50 litres ce sera un demi-mètre (ce qui n'est pas moins, que pas si mal), et avec un 25 l assez courant, un tunnel de cette épaisseur devra faire un mètre de long. C'est un désastre, pas d'options.
Dans nos conditions pratiques, le volume du caisson est avant tout déterminé par les paramètres de l'enceinte, et pour des raisons déjà bien connues des lecteurs de cette série, pour des têtes de 8 pouces, le volume optimal dépasse rarement les 20 litres, pour " dizaines" - 30 - 40, seulement lorsqu'il s'agit de calibre 12 pouces, on commence à traiter des volumes de l'ordre de 50 - 60 litres, et puis pas toujours.
Il s'avère donc une sorte de défilé de souverainetés: la fréquence d'accord du FI est déterminée par la basse que nous voulons en tirer, que ce soit sur le «huit» ou sur le «tag» - peu importe . Et la fréquence d'accord de la boîte ne dépend pas non plus du haut-parleur, plus le volume est petit, plus le tunnel est long. Le résultat du défilé: comme nous l'avons remarqué à plusieurs reprises lors de tests de subwoofers de petit calibre, il est physiquement impossible (ou difficile) de mettre en œuvre l'option de conception souhaitable et prometteuse en FI. Même si vous ne vous sentez pas désolé pour l'espace dans le coffre, vous ne pouvez pas augmenter le volume de la boîte FI par rapport à l'optimal, et l'optimal s'avère souvent si petit qu'il est impensable de le régler. une fréquence de 30 à 40 Hz qui est invariante aux autres facteurs. Voici un exemple issu d'un essai récent de têtes de subwoofer 10 pouces ("A3" n°11/2006) : si on prend comme axiome un diamètre de tuyau de 7 cm, alors pour faire un inverseur de phase sur une tête Boston , il faudrait un morceau de 50 cm de long, pour Rainbow - 70 cm, Et pour Rockford Fosgate et Lightning Audio - environ un mètre. Comparez avec les recommandations du test de ce numéro pour les têtes 15 pouces : aucun de ces problèmes n'a été relevé. Pourquoi? Pas à cause du haut-parleur en tant que tel, mais à cause du volume d'origine sélectionné par les paramètres du haut-parleur. Que faire? Affrontez l'adversité de front. Les armes ont été forgées pour nous par des générations de spécialistes (et pas seulement). Savez-vous quel est le problème ici?
La forme compte
Vous ne pouviez pas ne pas le remarquer : j'aime beaucoup me plonger dans les brevets, car je pense que même le chemin qui mène de l'invention à vrai vie pas si court, le brevet est un reflet de la pensée sous la forme d'un vecteur, c'est-à-dire en tenant compte de la direction. La plupart des innovations proposées (et constamment proposées) par les esprits infatigables à propos de l'inverseur de phase se concentrent sur la lutte contre deux facteurs perturbateurs : la longueur du tunnel, lorsque sa section est importante, et le bruit de jet, lorsque sa section, tente pour réduire la longueur, a essayé de réduire. Première solution, la plus simple, dont on nous demande la recevabilité dans un courrier éditorial cinq fois par mois : le tunnel peut-il être placé non pas à l'intérieur de la boîte, mais à l'extérieur ? Voici la réponse, définitive, factuelle et réelle, comme un article sur l'appartement du professeur Preobrazhensky : vous le pouvez. Au moins partiellement, du moins dans son intégralité, le tunnel a été fourré à l'intérieur de la boîte uniquement pour des raisons esthétiques, chez von Helmholtz il dépassait de l'extérieur, et rien, il y a survécu. Oui, et notre modernité donne des exemples : par exemple, les vétérans de l'audio automobile ne peuvent s'empêcher de se rappeler (beaucoup, pour être honnête, ne peuvent pas oublier) les tuyaux de basse SAS Bazooka. Après tout, ils ont commencé avec un brevet pour un subwoofer, qui est idéalement placé derrière le siège d'un camion - le moyen de transport préféré des Américains. Pour ce faire, l'inventeur a étiré le tube inverseur de phase le long de l'extérieur du boîtier tout en lui donnant une forme étalée sur la surface du boîtier cylindrique. C'est un exemple, il y en a un autre : certaines entreprises qui produisent des subwoofers intégrés pour les cinémas maison sortent le tube-tunnel d'un subwoofer passe-bande. Le type de subwoofer dans ce cas n'a pas d'importance : c'est le même résonateur du nom que vous connaissez qui. Une autre solution est aussi, à en juger par les lettres, qu'ils recherchent, mais qu'ils ont peur. "Est-il possible de plier le tunnel?" La réponse est dans le style de Philip Philipovich et est évidente. Sinon, plusieurs sociétés (DLS, JL Audio, Autoleads, etc. etc.) ne produiraient pas de tuyaux flexibles spécifiquement à cet effet à la fois. Et dans le domaine de la documentation des brevets, il existe même un indice intéressant sur la manière dont ce problème peut être résolu non sans grâce et sans économies de matériel: à un moment donné, la conception d'un tunnel modèle a été proposée, qui serait assemblée à partir d'éléments standard dans n'importe quel forme désirée, l'illustration dira le reste. J'ajouterai moi-même : la plupart de Les détails décrits dans le brevet rappellent de manière touchante la nomenclature des éléments des réseaux d'égouts d'importance locale, qui est une recette pratique pour introduire l'excès intellectuel de l'inventeur américain.
Aux prises avec la longueur inadaptée du tunnel, ils empruntent souvent le chemin de la construction des soi-disant "ports à fentes", leur avantage est dans l'intégration constructive avec la coque, ce qui permet, avec une certaine imagination, de rendre le tunnel assez long, sur le schéma ci-joint, il y a plusieurs options à la fois, dont la question est, bien sûr, elle est loin d'être épuisée (les trois premiers croquis ont été écrits par le célèbre artiste haut de gamme Alexander Klyachin, le reste était une question de technique) .
L'inconvénient des fentes est la difficulté d'ajuster la longueur, ce n'est pas de la plomberie en PVC - il a agité la scie, et c'est dans le sac. Mais ici aussi, il existe des solutions: il n'y a pas si longtemps, l'un des héros de la rubrique "Votre jeu", Alexander Sultanbekov de Perm (ce n'est pas un péché de rappeler une fois de plus au pays les noms de ses héros) a démontré en pratique comment vous pouvez ajuster le port fendu en changeant sa section transversale à une longueur constante, il est fait en posant des entretoises en contreplaqué à l'intérieur, comme indiqué sur la photo quelque part à proximité, regardez.
En pliant le tunnel de l'inverseur de phase, certains esprits brillants sont allés à l'extrême : l'un a proposé, par exemple, d'enrouler le tunnel en forme de spirale autour du boîtier cylindrique du haut-parleur, l'autre a répondu à la formule astucieuse de Helmholtz avec un tunnel à vis, un tel concept nous est familier ici en Russie...
Mais en général, toutes ces solutions (même avec une vis) sont frontales, ici un tunnel de longueur constante est simplement fixé ou replié pour qu'il ne gêne pas. Mise en œuvre connue (et même vendue en quantités commerciales) d'un autre principe. Voici la chose ici.
La section est importante
Pas la zone en tant que telle, mais la nature de son changement le long du tunnel. Jusqu'à présent, nous, guidés par les enseignements de von Helmholtz dans leur plus simple expression, uniforme scolaire, considérait indispensable que la section transversale du tunnel soit constante. Et il y avait des gens qui violaient cette condition et gagnaient même de l'argent dessus.
Les lecteurs avertis se souviendront par exemple d'un article de notre confrère italien, le professeur Matarazzi, où il propose des solutions efficaces pour réduire la longueur du tunnel en lui donnant une forme de sablier conique ou doublement conique. Dans "A3" n° 10/2001, les calculs des programmes du professeur sont donnés sous forme de tableaux, et le doyen a récemment trouvé et envoyé lui-même les programmes à notre demande. Lorsque ce numéro sera épuisé, nous les mettrons sur le site dans la section "Annexes". Vérité, la source le professeur distrait l'a perdu pour toujours, donc les programmes restent en italien, si quelqu'un sait traduire sans avoir le code, nous accepterons l'aide avec gratitude.
En attendant, notons : dans ses recherches, le professeur n'est pas le premier, ni le seul. Même des tragédies entières se sont produites dans cette direction. Les lecteurs de longue date du magazine se souviennent peut-être de la note de l'A3 n° 2/2003 sur le procès concernant le tunnel bass-reflex, il n'y a pas si longtemps : Bose Corporation a vu qu'une autre société, JBL, utilisait dans ses colonnes des tunnels bass-reflex avec un génératrice curviligne, appelée Linear-A, a gravement enfreint la propriété intellectuelle de Bose Corp. Pour preuve, un brevet américain a été cité, qui mentionnait, entre autres, que ce serait bien de faire un tunnel avec une génératrice elliptique, alors ce serait à la fois plus court et plus silencieux en terme de bruit de jet. En vain JBL a tenté d'expliquer au tribunal que Bose a une ellipse, et JBL a un exposant. Le tribunal a expliqué que les ellipses-shmellipses sont la dixième chose, et que de nombreuses enceintes ont été vendues, a calculé le service comptable de Bose: le bénéfice de JBL s'élevait à 5 676 718 dollars et 32 cents, qu'il était proposé de verser à la caisse de la partie offensée. Ils l'ont apporté comme de beaux, y compris des cuivres, et dans toutes les colonnes, les tunnels ont changé pour d'autres, FreeFlow, comme un modèle amélioré. Voici comment ça se passe...
De très, très nombreuses personnes ont suggéré d'éviter le cylindre comme forme de tunnel. Certains - dans le style de Matarazzi avec des variantes, certains - à une échelle modeste et locale, se limitant à donner des contours curvilignes aux extrémités d'un tunnel cylindrique afin de réduire le bruit de jet de la turbulence. Le moyen le plus radical de traiter à la fois la longueur et le bruit a non seulement été inventé, mais est exclusivement utilisé depuis plus d'un an par Matthew Polk, le fondateur d'une société qui porte son nom. L'essence du dispositif appelé PowerPort est la suivante : un ou deux, à chaque extrémité du tuyau, reprennent une partie des fonctions du tunnel, un espace annulaire entre la paroi de la boîte et un « champignon » placé à une distance strictement calculée à partir de là, cependant, tout est visible sur la figure. Presque toutes les enceintes domestiques Polk Audio sont fournies avec de tels tunnels. Et si seulement quelqu'un empiétait, ses 32 cents pleuraient, plus quelque chose d'autre. Pour moi, mes proches, personne ne m'interdira d'essayer une telle chose, d'autant plus qu'il était une fois Polk posté une feuille de calcul dans Excel sur son site Web d'entreprise, selon laquelle vous pouvez tout calculer, je l'ai ensuite sortie de ce site (après avoir reçu plus tard, avec le recul, la bénédiction de l'auteur - je ne suis pas dans un but lucratif) et même traduit les instructions d'accompagnement en grand et puissant, tout est sur notre site Web.
A propos, et les travaux du professeur Matarazzi, et l'élaboration révolutionnaire de Matthew Polk nous le rappellent : la formule du gymnase de Helmholtz, entre autres, ne prend pas en compte un effet très important pour la pratique : dans la grande majorité des cas ( presque toujours) l'une des extrémités du tunnel est adjacente à l'enceinte murale du caisson de basses, cela s'applique à la fois aux tuyaux ronds sciés au ras du mur et aux tuyaux équipés d'une pointe aérodynamique, et dans une mesure encore plus grande - les ports fendus collés au mur. La proximité du mur crée un effet final rappelant ce que l'auteur de PowerPort a intentionnellement recherché - un allongement virtuel du tunnel. Par conséquent, à la formule directement dérivée des travaux de von Helmholtz, les experts appliqués modernes recommandent d'introduire un amendement, purement empirique, mais non moins nécessaire, il est surligné en rouge afin qu'il soit clair où se trouve le classique du 19ème siècle, et où est la pratique du 20.
Mais en général, chers amis, il est temps de passer aux choses sérieuses, ce n'est pas un siècle pour fouiller dans des bouts de papier. Le point est juste ceci...
Sur la question de l'épaisseur : en poussant le même volume d'air à travers un tunnel plus étroit, il faudra l'accélérer à une vitesse plus élevée. Et "la vitesse c'est la mort"
Helmholtz aurait écrit sa formule exactement de la même manière, juste à ce moment il n'y avait pas de photographe
La formule finale et réelle qui remplace le programme informatique. Elle est correcte, vérifiée à plusieurs reprises. La signification de la queue surlignée en rouge sera expliquée dans le texte.
Le tunnel peut-il être à l'extérieur de la boîte? Oui, toute l'entreprise a construit son entreprise là-dessus, le brevet d'un subwoofer pratique a été reproduit par des milliers de tuyaux de basse SAS Bazooka. Et les fabricants de subwoofers intégrés pour home cinéma s'en fichent complètement...
Est-il possible de laisser le tunnel à l'intérieur, mais de le plier car c'est plus pratique ? Voici votre réponse
Solutions exotiques et désespérées : spirale ou tunnel à vis
Le tunnel à fente est intégré au tiroir, il peut donc être rendu plus long que le "plug-in" habituel, ajuster la longueur, cependant, est beaucoup plus difficile ...
Cela signifie qu'il faut ajuster non pas la longueur, mais la section transversale: c'est ainsi qu'un habitant de la capitale du territoire de Perm l'a fait
L'abandon de la forme cylindrique du tunnel a été proposé à la fois pour réduire sa longueur, et sous la forme d'un "traitement aérodynamique" local pour réduire le bruit de jet.
La solution la plus efficace dans ce domaine : le PowerPort de Matthew Polk. L'invention n'est pas restée sur le papier, elle fait partie intégrante de presque toutes les acoustiques Polk Audio.
Préparé sur la base des documents du magazine "Avtozvuk", février 2007.www.avtozvuk.com
Note de l'éditeur : L'article d'un acoustique italien, reproduit ici avec la bénédiction de l'auteur, s'intitulait à l'origine Teoria e pratica del condotto di accordo. Autrement dit, en traduction littérale - "Théorie et pratique d'un inverseur de phase". Ce titre, à notre avis, ne correspondait au contenu de l'article que formellement. En effet, nous parlons de la relation entre le modèle théorique le plus simple d'un inverseur de phase et les surprises que la pratique prépare. Mais c'est si c'est formel et superficiel. Mais en substance, l'article contient une réponse aux questions qui se posent, à en juger par le courrier éditorial, tout le temps lors du calcul et de la fabrication d'un subwoofer à inverseur de phase. Première question : "Si vous calculez un inverseur de phase à l'aide d'une formule connue depuis longtemps, l'inverseur de phase fini aura-t-il la fréquence calculée ?" Notre collègue italien, qui a mangé une dizaine de chiens dans sa vie sur des inverseurs de phase, répond : « Non, ça ne marchera pas. Et puis il explique pourquoi et, surtout, à quel point ça ne marchera pas. Deuxième question : « J'ai calculé le tunnel, mais il est si long qu'il ne rentre nulle part. Comment être? Et ici le signeur propose des solutions tellement originales que c'est ce côté de son travail que l'on met à la une. Ainsi, le mot clé du nouveau titre ne doit pas être compris à la nouvelle manière russe (sinon nous aurions écrit : « en bref, un inverseur de phase »), mais littéralement. Géométriquement. Et maintenant Signor Matarazzo a la parole pour parler.
Inverseur de phase : en bref !
Jean-Piero MATARAZZO Traduit de l'italien par E. Zhurkova
À propos de l'auteur : Jean-Pierro Matarazzo est né en 1953 à Avellino, en Italie. Depuis le début des années 70, il travaille dans le domaine acoustique professionnelle. De longues annéesétait en charge des tests systèmes acoustiques pour le magazine Suono (Son). Dans les années 90, il a développé un certain nombre de nouveaux modèles mathématiques du processus d'émission sonore par les diffuseurs de haut-parleurs et plusieurs projets de systèmes acoustiques pour l'industrie, dont le modèle Opera, populaire en Italie. Depuis la fin des années 90, il collabore activement avec les magazines "Audio Review", "Digital Video" et, le plus important pour nous, "ACS" ("Audio Car Stereo"). Dans les trois, il est chargé de mesurer les paramètres et de tester l'acoustique. Quoi d'autre? .. Marié. Deux fils grandissent, 7 ans et 10 ans.
Fig 1. Schéma d'un résonateur de Helmholtz. Celui dont tout vient.
Fig 2. La conception classique de l'inverseur de phase. Dans ce cas, l'influence du mur n'est souvent pas prise en compte.
Fig 3. Inverseur de phase avec un tunnel dont les extrémités sont en espace libre. Il n'y a pas d'effet de mur ici.
Fig 4. Vous pouvez sortir complètement le tunnel. Là encore il y aura un « allongement virtuel ».
Fig 5. Vous pouvez obtenir une "extension virtuelle" aux deux extrémités du tunnel en faisant une autre bride.
Figure 6. Tunnel à fente situé loin des parois de la boîte.
Figure 7. Tunnel à fente situé près du mur. Du fait de l'influence du mur, sa longueur "acoustique" est supérieure à celle géométrique.
Figure 8. Tunnel en forme de tronc de cône.
Figure 9. Les principales dimensions du tunnel conique.
Figure 10. Dimensions de la version fendue du tunnel conique.
Fig 11. Tunnel exponentiel.
Figure 12. Tunnel en forme de sablier.
Figure 13. Les principales dimensions du tunnel sous la forme d'un sablier.
Figure 14. Version fendue du sablier.
Formules magiques
L'une des demandes les plus courantes en e-mail l'auteur - pour donner une "formule magique" par laquelle le lecteur d'ACS pourrait calculer lui-même l'inverseur de phase. Ce n'est, en principe, pas difficile. L'inverseur de phase est l'une des implémentations d'un dispositif appelé "résonateur de Helmholtz". La formule de son calcul n'est pas beaucoup plus compliquée que le modèle le plus courant et le plus accessible d'un tel résonateur. Une bouteille de Coca-Cola vide (seulement une bouteille, pas une canette en aluminium) est un tel résonateur, réglé sur une fréquence de 185 Hz, cela a été vérifié. Cependant, le résonateur Helmholtz est bien plus ancien que même cet emballage d'une boisson populaire, qui devient progressivement obsolète. Cependant, schéma classique le résonateur de Helmholtz est semblable à une bouteille (Fig. 1). Pour qu'un tel résonateur fonctionne, il est important qu'il ait un volume V et un tunnel d'aire la Coupe transversale S et longueur L. Sachant cela, la fréquence d'accord du résonateur de Helmholtz (ou inverseur de phase, ce qui revient au même) peut maintenant être calculée par la formule :
où Fb est la fréquence d'accord en Hz, s est la vitesse du son égale à 344 m/s, S est la surface du tunnel en m². m, L est la longueur du tunnel en m, V est le volume de la boîte en mètres cubes. M. \u003d 3,14, cela va sans dire.
Cette formule est vraiment magique, dans le sens où le réglage bass reflex ne dépend pas des paramètres de l'enceinte qui y sera installée. Le volume de la boîte et les dimensions du tunnel déterminent une fois pour toutes la fréquence d'accord. Tout semblait fait. Commençons. Supposons que nous ayons une boîte d'un volume de 50 litres. Nous voulons en faire un caisson bass-reflex accordé à 50Hz. Ils ont décidé de faire le diamètre du tunnel 8 cm. Selon la formule qui vient d'être donnée, la fréquence d'accord de 50 Hz sera obtenue si la longueur du tunnel est de 12,05 cm. Nous fabriquons soigneusement toutes les pièces, les assemblons dans une structure, comme En figue. 2, et pour vérification, nous mesurons la fréquence de résonance réellement résultante de l'inverseur de phase. Et on constate, à notre grande surprise, qu'il ne s'agit pas de 50 Hz, comme il se doit selon la formule, mais de 41 Hz. Qu'est-ce qui ne va pas et où nous sommes-nous trompés ? Oui, nulle part. Notre inverseur de phase fraîchement construit serait accordé à une fréquence proche de celle obtenue par la formule de Helmholtz s'il était fabriqué, comme le montre la Fig. 3. Ce cas est le plus proche du modèle idéal décrit par la formule : ici les deux extrémités du tunnel "pendent en l'air", relativement loin de tout obstacle. Dans notre conception, l'une des extrémités du tunnel s'accouple avec la paroi de la boîte. Pour l'air oscillant dans le tunnel, cela n'est pas indifférent, du fait de l'influence de la "bride" en bout de tunnel, cela semble être son allongement virtuel. L'inverseur de phase sera configuré comme si la longueur du tunnel était de 18 cm, et non de 12, comme c'est le cas en réalité.
Notez que la même chose se produira si le tunnel est complètement placé à l'extérieur de la boîte, en alignant à nouveau l'une de ses extrémités avec le mur (Fig. 4). Il existe une dépendance empirique de "l'allongement virtuel" du tunnel en fonction de sa taille. Pour un tunnel circulaire dont une coupe est située suffisamment loin des parois du caisson (ou d'autres obstacles), et l'autre est dans le plan de la paroi, cet allongement est environ égal à 0,85D.
Maintenant, si nous remplaçons toutes les constantes dans la formule de Helmholtz, introduisons une correction pour "l'allongement virtuel", et exprimons toutes les dimensions dans des unités familières, la formule finale pour la longueur du tunnel avec un diamètre D, qui garantit qu'une boîte de le volume V est accordé sur une fréquence Fb, ressemblera à ceci :
Ici, la fréquence est en hertz, le volume est en litres, et la longueur et le diamètre du tunnel sont en millimètres, comme nous en avons l'habitude.
Le résultat obtenu est précieux non seulement parce qu'il permet d'obtenir au stade du calcul une valeur de longueur proche de la valeur finale, donnant la valeur requise de la fréquence d'accord, mais aussi parce qu'il ouvre certaines réserves pour raccourcir le tunnel. Nous avons déjà gagné presque un diamètre. Il est possible de raccourcir davantage le tunnel tout en conservant la même fréquence d'accord en réalisant des brides aux deux extrémités, comme le montre la fig. 5.
Maintenant, tout semble être pris en compte, et, armés de cette formule, nous semblons être tout-puissants. C'est là que nous rencontrons des difficultés.
Premières difficultés
La première (et principale) difficulté est la suivante : si une boîte relativement petite doit être réglée sur une fréquence assez basse, alors en substituant un grand diamètre dans la formule de la longueur du tunnel, nous obtiendrons une grande longueur. Essayons de substituer un diamètre plus petit - et tout se passe bien. Un grand diamètre nécessite une grande longueur, et un petit juste un petit. Qu'est-ce qui ne va pas avec ça? Et voici quoi. En mouvement, le cône du haut-parleur avec sa face arrière "pousse" de l'air presque incompressible à travers le tunnel de l'inverseur de phase. Le volume d'air oscillant étant constant, la vitesse de l'air dans le tunnel sera autant de fois supérieure à la vitesse oscillatoire du diffuseur, autant de fois la section transversale du tunnel est inférieure à la surface de le diffuseur. Si vous faites un tunnel dix fois plus petit qu'un diffuseur, la vitesse d'écoulement dans celui-ci sera élevée et lorsqu'elle atteindra 25 à 27 mètres par seconde, des turbulences et des bruits de jet apparaîtront inévitablement. Le grand chercheur des systèmes acoustiques R. Small a montré que la section minimale du tunnel dépend du diamètre du haut-parleur, de la plus grande course de son cône et de la fréquence d'accord de l'inverseur de phase. Small a proposé une formule complètement empirique mais fonctionnelle pour calculer la taille minimale d'un tunnel :
Small a dérivé sa formule dans des unités qui lui sont familières, de sorte que le diamètre du haut-parleur Ds, la course maximale du cône Xmax et le diamètre minimal du tunnel Dmin sont exprimés en pouces. La fréquence d'accord bass-reflex est, comme d'habitude, en hertz.
Maintenant, les choses ne sont plus aussi roses qu'avant. Il s'avère souvent que si vous choisissez le bon diamètre du tunnel, il ressort incroyablement long. Et si vous réduisez le diamètre, il y a une chance que déjà sur puissance moyenne le tunnel sifflera. Outre le bruit de jet proprement dit, les tunnels de petit diamètre ont également tendance à des "résonances d'organes", dont la fréquence est bien supérieure à la fréquence d'accord de l'inverseur de phase et qui sont excitées dans le tunnel par des turbulences à débits élevés.
Face à ce dilemme, les lecteurs d'ACS appellent généralement l'éditeur et demandent une solution. J'en ai trois : facile, moyen et extrême.
Une solution simple pour les petits problèmes
Lorsque la longueur estimée du tunnel est telle qu'il rentre presque dans la coque et ne raccourcit que légèrement sa longueur avec le même réglage et la même section transversale, je recommande d'utiliser un tunnel à fentes au lieu d'un tunnel rond, et de ne pas le placer dans le milieu de la paroi avant de la coque (comme sur la Fig. 6 ), mais près d'une des parois latérales (comme sur la Fig. 7). Puis au bout du tunnel, situé à l'intérieur du caisson, l'effet "d'allongement virtuel" sera affecté du fait de la paroi située à côté. Les expériences montrent qu'avec une section transversale et une fréquence d'accord constantes, le tunnel illustré à la Fig. 7 est environ 15% plus court qu'avec la construction comme dans la fig. 6. Un inverseur de phase à fentes, en principe, est moins sujet aux résonances d'orgue qu'un rond, mais pour vous protéger encore plus, je recommande d'installer des éléments insonorisants à l'intérieur du tunnel, sous la forme d'étroites bandes de feutre collées au surface intérieure du tunnel dans la région d'un tiers de sa longueur. C'est une solution simple. Si cela ne suffit pas, il faudra passer à la moyenne.
Solution moyenne pour des problèmes plus importants
Une solution de complexité intermédiaire consiste à utiliser un tunnel à cône tronqué, comme sur la Fig. 8. Mes expériences avec de tels tunnels ont montré qu'il est ici possible de réduire la section transversale de l'entrée par rapport au minimum autorisé selon la formule Small sans risque de bruit de jet. De plus, un tunnel conique est beaucoup moins sujet aux résonances d'organes qu'un tunnel cylindrique.
En 1995, j'ai écrit un programme de calcul de tunnels coniques. Il remplace un tunnel conique par une suite de tunnels cylindriques et, par approximations successives, calcule la longueur nécessaire pour remplacer un tunnel régulier à section constante. Ce programme est fait pour tout le monde, et il peut être téléchargé sur le site Web du magazine ACS http://www.audiocarstereo.it/ dans la section ACS Software. Un petit programme qui tourne sous DOS, vous pouvez le télécharger et le calculer vous-même. Et vous pouvez le faire différemment. Lors de la préparation de la version russe de cet article, les résultats des calculs à l'aide du programme CONICO ont été résumés dans un tableau, à partir duquel vous pouvez prendre la version finale. Le tableau est compilé pour un tunnel d'un diamètre de 80 mm. Cette valeur de diamètre convient à la plupart des subwoofers avec un diamètre de cône de 250 mm. Après avoir calculé la longueur requise du tunnel à l'aide de la formule, recherchez cette valeur dans la première colonne. Par exemple, selon vos calculs, il s'est avéré que vous avez besoin d'un tunnel de 400 mm de long, par exemple, pour régler une boîte d'un volume de 30 litres à une fréquence de 33 Hz. Le projet n'est pas anodin, et il ne sera pas facile de placer un tel tunnel à l'intérieur d'une telle boîte. Regardez maintenant les trois colonnes suivantes. Il montre les dimensions du tunnel conique équivalent calculé par le programme, dont la longueur ne sera plus de 400, mais seulement de 250 mm. Tout autre chose. La signification des dimensions dans le tableau est illustrée à la fig. 9.
Le tableau 2 est compilé pour le tunnel initial d'un diamètre de 100 mm. Cela conviendra à la plupart des subwoofers avec un pilote de 300 mm.
Si vous décidez d'utiliser le programme vous-même, rappelez-vous : un tunnel en forme de cône tronqué est réalisé avec un angle d'inclinaison de la génératrice a de 2 à 4 degrés. Cet angle de plus de 6 à 8 degrés n'est pas recommandé, dans ce cas, des turbulences et des bruits de jet peuvent se produire à l'entrée (étroite) du tunnel. Cependant, même avec une petite conicité, la réduction de la longueur du tunnel est assez importante.
Un tunnel en forme de cône tronqué n'a pas besoin d'avoir une section circulaire. Comme un cylindre régulier, il est parfois plus pratique de le fabriquer sous la forme d'une fente. Même, en règle générale, c'est plus pratique, car il est alors assemblé à partir de pièces plates. Les dimensions de la version fendue du tunnel conique sont données dans les colonnes suivantes du tableau, et la signification de ces dimensions est indiquée sur la fig. Dix.
Remplacer un tunnel conventionnel par un tunnel conique peut résoudre de nombreux problèmes. Mais pas tout. Parfois, la longueur du tunnel s'avère si grande que même le raccourcir de 30 à 35% ne suffit pas. Pour ces cas difficiles...
Solution extrême pour les gros problèmes
Une solution extrême consiste à utiliser un tunnel avec des contours exponentiels, comme le montre la Fig. 11. Pour un tel tunnel, la section transversale diminue d'abord progressivement, puis augmente tout aussi doucement jusqu'au maximum. Du point de vue de la compacité pour une fréquence d'accord donnée, de la résistance au bruit de jet et aux résonances d'organes, le tunnel exponentiel n'a pas d'égal. Mais il n'a pas d'égal en termes de complexité de fabrication, même si ses contours sont calculés selon le même principe que celui qui a été fait dans le cas d'un tunnel conique. Afin de pouvoir encore profiter du tunnel exponentiel dans la pratique, j'en ai proposé une modification : un tunnel, que j'ai appelé le "sablier" (Fig. 12). Le tunnel du sablier se compose d'une section cylindrique et de deux sections coniques, d'où la ressemblance extérieure avec un ancien instrument de mesure du temps. Cette géométrie permet de raccourcir le tunnel par rapport à la section d'origine, constante, au moins une fois et demie, voire plus. Pour calculer le sablier, j'ai aussi écrit un programme, il se trouve là, sur le site de l'ACS. Et tout comme pour un tunnel conique, voici un tableau avec des options de calcul prêtes à l'emploi.
La signification des dimensions dans les tableaux 3 et 4 ressort clairement de la fig. 13. D et d sont respectivement le diamètre de la section cylindrique et le plus grand diamètre de la section conique, L1 et L2 sont les longueurs des sections. Lmax est la longueur totale du tunnel du sablier, juste à titre de comparaison, combien il a été raccourci, mais en général, c'est L1 + 2L2.
Technologiquement, fabriquer un sablier avec une section circulaire n'est pas toujours facile et pratique. Par conséquent, ici, il peut également être réalisé sous la forme d'une fente profilée, il s'avérera, comme sur la Fig. 14. Pour remplacer un tunnel d'un diamètre de 80 mm, je recommande de choisir une hauteur de fente de 50 mm, et pour remplacer un tunnel cylindrique de 100 mm, 60 mm. Ensuite, la largeur de la section de section constante Wmin et la largeur maximale à l'entrée et à la sortie du tunnel Wmax seront les mêmes que dans le tableau (les longueurs des sections L1 et L2 - comme dans le cas d'une section circulaire, rien ne change ici). Si nécessaire, la hauteur h du tunnel à fentes peut être modifiée en ajustant simultanément Wmin et Wmax afin que les valeurs de la section transversale (h.Wmin, h.Wmax) restent inchangées.
J'ai utilisé la variante tunnel en sablier de l'inverseur de phase, par exemple, lorsque je fabriquais un subwoofer de cinéma maison avec une fréquence d'accord de 17 Hz. La longueur estimée du tunnel s'est avérée être supérieure à un mètre, et en calculant le "sablier", j'ai pu le réduire de près de moitié, alors qu'il n'y avait pas de bruit même à une puissance d'environ 100 watts. J'espère que ça va t'aider aussi...
Compréhension, affinement et mise au point de la conception acoustique de type « Phase-reflex ».
Tout est simple ! Vous n'avez pas besoin d'un diplôme en physique, vous n'avez pas besoin de mathématiques avancées, juste de la logique et du bon sens - c'est tout ce dont vous avez besoin pour obtenir un son décent. Dans cette section, nous allons essayer de tout mettre "sur les étagères", décrire de manière accessible et compréhensible le fonctionnement et la configuration du boîtier "Phase-reflex". Avec des connaissances - explorez et créez vos propres systèmes uniques !Inverseur de phase- un type de conception acoustique qui combine une qualité sonore élevée, un volume impressionnant, une facilité de construction et un réglage supplémentaire, ainsi que le FI est relativement petit en termes d'espace déplacé dans le coffre.
Nous recommandons d'utiliser ce type de conception pour tous nos utilisateurs comme premier cas., également, nous testons et recommandons les paramètres initiaux, les plus polyvalents en travail réel, du cas de type FI. Mais, comme vous le savez tous, il y a des exceptions à chaque règle. Et si les solutions que nous recommandons satisfont la plupart de vos exigences, il y aura toujours ceux qui ont besoin de quelque chose qui leur est propre - ce sont des participants à diverses compétitions, des amoureux du "vent" et des amoureux du "pompage du sol" . .. Cet article est dédié aux personnes qui ont construit un corps standard et qui en veulent plus - plus de qualité, ou plus de pression, ou des basses plus profondes, ou... ou...
Section 1. Plonger dans ...
Tout d'abord, comprenons comment fonctionne FI.Si la boîte fermée (CL) élimine simplement les ondes créées par la face arrière du diffuseur, le FI convertit ces ondes en ondes "utiles", grâce auxquelles il y a une augmentation significative de l'efficacité et de la pression acoustique. L'avantage incontestable de FI, par rapport à GL, est bien plus haute efficacité et le volume, moins FI - haut niveau retards de groupe, exprimés en "flou" et fidélité des basses inférieure.
Le port transmet l'énergie dans une plage beaucoup plus étroite que l'avant du diffuseur. Par conséquent, les modifications n'affectent qu'une partie de la plage globale du subwoofer. Cependant, pour la majorité, un gain significatif de volume ou de bande passante efficace est bien plus important qu'une perte de qualité pas si significative, c'est pourquoi FI est peut-être le cas le plus populaire aujourd'hui.
Une représentation schématique de la conception de base du boîtier FI est illustrée dans la figure ci-dessous.
FI a 2 composants - volume (en tant que support de transmission) et port (en tant qu'émetteur supplémentaire). Le principe de fonctionnement de la conception de type "inverseur de phase" est que le corps inverse l'énergie de la face arrière du diffuseur en phase et, à l'aide du port, la transfère à l'environnement, améliorant ainsi le rendement acoustique. En termes simples, le corps fabrique des ondes "positives" à partir d'ondes "négatives", ces ondes "positives" augmentent le rendement final.Section 2. Approfondir.
Nous avons compris le principe du travail, passons maintenant à la pratique.Nous testons les boîtiers FI depuis de nombreuses années et, au fil des années de travail, nous avons identifié les paramètres de boîtier les plus populaires qui satisferont la majorité de nos utilisateurs. Mais s'il y a un désir d'obtenir quelque chose de vraiment spécial de la basse, vous devrez travailler et ajuster le FI individuellement.
À connexion correcte, le diffuseur se déplace d'abord vers le haut, créant une dépression dans le boîtier, puis vers le bas, créant une compression. Et c'est normal, mais dans des cas particuliers, cela fonctionne mieux dans l'ordre inverse. Par conséquent, la première chose que nous essaierons de changer est de faire en sorte que le diffuseur se déplace d'abord vers le bas, puis vers le haut. Pour ce faire, changez simplement la polarité de la connexion des haut-parleurs - "mélangez" le plus avec le moins, maintenant le diffuseur va d'abord descendre et cela va sérieusement changer le son. Ne confondez pas les bornes acoustiques avec l'alimentation, en connectant mal les fils d'alimentation à l'amplificateur, vous êtes assuré de le brûler.
Nous avons étiré l'enceinte, écouté notre boîtier standard, joué avec les réglages radio et les fréquences de coupure, peaufiné les égaliseurs et autres "améliorants"... quelque chose ne vous convient toujours pas ? Passons donc à l'essentiel du problème et modifions le corpus pour que tout convienne !
Paramètre. Mettons-nous d'accord tout de suite, dans de nombreuses sources, il est d'usage de comprendre une certaine fréquence unique par le "réglage" du FI. Nous pouvons soi-disant activer une sorte de programme dans lequel nous devons entrer certains paramètres et qui nous dira immédiatement et dessinera la boîte souhaitée. Tout cela est fondamentalement faux. Le réglage est un processus conscient et pratique, dont le résultat est le résultat souhaité., qu'il s'agisse d'une qualité sonore ou d'une sorte de pression surnaturelle ou d'une plage particulièrement large.
Le volume sert à changer la polarité de l'onde inverse de "-" à "+", tandis que le port est une sorte de transmetteur d'énergie. En termes simples, plus le volume est nécessaire, plus les basses sont basses et profondes, le port est strictement défini, car cela dépend du port de combien et de quelle fréquence sera amplifiée. Plus simplement encore, le volume fixe les limites de la plage de fonctionnement, le port amplifie la partie souhaitée de la plage ou l'étend vers le haut ou vers le bas.
Ensuite, nous verrons comment le processus de constitution du dossier se déroule en pratique. Et pour commencer, nous définirons les principaux paramètres que nous pouvons mesurer, ressentir, entendre et modifier. On n'ira pas en profondeur dans la physique, ce n'est pas nécessaire, on pensera plus simplement...
Le volume- tout le monde sait ce que c'est, mesuré en décibels (db). Le volume peut être maximal (la plupart des compétitions SPL), le résultat maximal est mesuré à une fréquence et moyen (format LoudGames) - un certain nombre de fréquences sont mesurées, la valeur moyenne est prise comme résultat final. On peut déjà entendre une différence de 3 dB, une différence de 10 dB est très bien ressentie par n'importe qui.
Efficacité- ce paramètre décrit le volume réel que nous obtenons avec la même puissance d'entrée. Exemple : ayant 500W, un boitier moins performant donnera 110dB en moyenne, un plus performant donnera 120dB. Notre tâche est d'obtenir une efficacité maximale à toutes les fréquences reproductibles.
Fréquence de réponse- par rapport au subwoofer, il s'agit de la plage de fréquence de 20 à 100 Hz. Idéalement, le subwoofer devrait reproduire toutes ces fréquences et avec le même volume, mais en réalité ce n'est bien sûr pas le cas, le subwoofer travaille une partie de la plage et a une chute de volume plus proche des fréquences limites de ses capacités. Notre tâche est de faire en sorte que le subwoofer reproduise réellement des fréquences de 20 à 100 Hz, mais les haut-parleurs de basse moyenne de voiture modernes sont déjà capables de fonctionner dans la plage de 70 à 80 Hz, et beaucoup de 50 à 60 Hz, ce qui simplifie grandement la tâche. .
Temps de retard de groupe (GDT)- est mesuré en millisecondes, et plus il est élevé, moins notre basse sera "significative". En pratique, un retard de groupe important s'exprime par un « lag » net de la basse, en l'absence de nombreux détails, par une basse « molle », non émotive et « bourdonnante ». Pourquoi "temps de groupe" - si le retard est le même à chaque fréquence reproduite dans toute la plage audible de 20 à 20000 Hz, alors les basses seront parfaites et précises, quelle que soit la taille de ce retard. De plus, la présence d'un retard est naturelle, et plus la fréquence est basse, plus le retard est élevé. Mais en réalité, la différence entre le temps de retard à différentes fréquences est beaucoup plus élevée que l'idéal et beaucoup moins constante, et en raison de cette différence incohérente, le son se transforme en désordre - une fréquence joue plus tôt, l'autre plus tard. Notre tâche est de réduire le retard de groupe à un niveau naturel.
Une efficacité maximale sur toute la gamme de fréquences avec un retard de groupe minimal est notre recette pour l'enceinte parfaite. En réalité, comme d'habitude, tout n'est pas si simple, gagner en un, sacrifier autre chose ...
Ayant un cas de type "Pass-reflex", nous opérons avec trois variables interdépendantes - volume, surface de port et longueur de port. En les modifiant, nous sommes en mesure d'obtenir le résultat souhaité pour chacun des paramètres ci-dessus. Voyons ce dont chacune de ces variables est responsable et comment les changements affecteront les paramètres sonores, ainsi que comment le changement affectera la santé de notre haut-parleur et la fiabilité du système dans son ensemble.
Le volume. En augmentant le volume, on augmente l'efficacité, mais on augmente aussi le retard de groupe, on baisse la limite inférieure de la plage, mais on baisse aussi la limite supérieure. Et vice versa
En volume, nous fixons les limites de la gamme de fréquences reproductibles. Tout le monde sait qu'avec une fréquence décroissante, la longueur d'onde augmente, ce qui signifie que plus le volume est important, plus le temps de retard de l'onde arrière sera long et plus la conversion de l'onde arrière de "-" à "+" aux basses fréquences sera efficace. être, mais moins la conversion à des fréquences plus élevées sera efficace.
Avec une augmentation du volume, le niveau de retard de groupe augmente également en bas et en haut, mais si en bas de la plage une augmentation du retard de groupe est perçue comme naturelle, alors en haut ce n'est pas du tout le cas. Des changements d'efficacité se produisent également, avec une augmentation du volume, l'efficacité augmente en bas, mais diminue en haut.
Bien sûr, le volume a un impact à la fois sur le retard de groupe et sur l'efficacité, mais cet effet n'est pas important et est proche des limites naturelles. La tâche principale du volume est d'obtenir la gamme effective souhaitée de fréquences reproductibles.
Haut-parleur et volume interconnectés. Plus le volume utilisé est important, plus le haut-parleur doit être efficace. Un exemple simple : on lance une enceinte 8" dans un volume de 150 litres, il n'y aura pratiquement pas de son, mais une enceinte 18" dans le même volume donnera facilement des basses pleines. Le fait est qu'avec une augmentation de la course linéaire, ou avec une augmentation de la taille, ou avec une augmentation de l'efficacité, ou avec une augmentation de ces trois caractéristiques à la fois, le haut-parleur est capable d'agir efficacement sur une plus grande masse de air.
À la suite de nos propres tests, nous avons déjà déterminé pour vous le volume le plus efficace pour chacun de nos subwoofers, en d'autres termes, nous avons déterminé la plage dans laquelle le subwoofer fonctionnera afin qu'il soit possible d'obtenir la meilleure qualité sonore. en raison de l'absence de "chute" entre les basses moyennes et le subwoofer, tandis que nous avons mesuré de nombreuses basses moyennes différentes dans diverses conditions réelles, déterminant que la plage inférieure qu'elles reproduisent est de 69 à 84 Hz. Si votre basse moyenne fonctionne vraiment et efficacement en dessous des limites indiquées, nous vous recommandons d'augmenter le volume, à la suite de quoi le subwoofer fonctionnera plus bas et le sacrifice de la limite supérieure sera indolore pour le système.
Nous avons déterminé le volume, avec son aide, nous avons défini les limites initiales de la gamme, considérons maintenant le port. Le port a 2 paramètres - section transversale et longueur, et en modifiant ces paramètres, nous déterminons la largeur de la plage qui sera renforcée par le port, dans quelle partie de la plage de travail ce renforcement sera situé, l'efficacité du renforcement être, comment cela affectera le retard de groupe.
Longueur des ports. En augmentant la longueur du port, nous augmentons ainsi la masse d'air dans le port, c'est-à-dire que nous augmentons la charge sur le haut-parleur, le forçant à "pousser" une plus grande masse d'air. Plus d'air - efficacité supérieure, mais retard de groupe supérieur.
Longueur du port affecte directement le haut-parleur, augmentant ou, au contraire, abaissant la charge sur le diffuseur. Dans des conditions de charge optimales, le haut-parleur fonctionne plus efficacement, un niveau de pression acoustique décent est créé et les conditions sont organisées pour assurer une course de cône suffisante, ce qui signifie que le refroidissement de la bobine mobile sera suffisant et que le son sera agréablement profond et précis . En augmentant la longueur du port, on augmente certes l'efficacité, mais on augmente aussi la charge sur le diffuseur, la course sera moindre, le refroidissement est moins bon, le retard de groupe est plus élevé.
Il faut garder à l'esprit que la charge sur le haut-parleur est créée à la fois par le boîtier FI à l'arrière et par l'intérieur de la voiture à l'avant. Nous réalisons tous nos tests pour le coffre moyen d'une voiture de taille moyenne. Supposons que la charge sur l'enceinte avant soit réduite (écoute avec portes ouvertes ou un véhicule trop grand comme un minibus), auquel cas il faut augmenter la longueur du port, on compense ainsi la baisse de charge frontale en augmentant la charge arrière. Le cas contraire - l'espace fermé du coffre d'une berline, en raison de son volume limité, "retient" considérablement le subwoofer, la charge dans ce cas doit également être compensée, mais en réduisant la longueur du port.
En modifiant la longueur du port, nous pouvons également atteindre un autre objectif - élargir la gamme de fréquences reproductibles vers le haut ou vers le bas, mais dans ce cas, nous déséquilibrerons inévitablement le système. En augmentant la longueur du port, nous augmentons, comme dans le cas du volume, mais dans une bien moindre mesure, le temps de retard de l'onde "arrière", augmentant ainsi l'efficacité du subwoofer dans la partie inférieure de la gamme. Cependant, comme mentionné ci-dessus, en faisant cela, nous sacrifions la "santé" du haut-parleur, le forçant à travailler au-delà de ses capacités. La longueur optimale du port amplifie toute la gamme de fréquences reproductibles, amplifiant sa partie centrale avec une chute douce vers le bord.
Alors qu'est-ce que nous avons. Sur la base de nos recommandations, nous augmentons la longueur du port au cas où il serait nécessaire de compenser la charge sur le haut-parleur. Nous augmentons la longueur du port pour augmenter le retour au bas de la plage de fonctionnement, augmenter la charge sur le haut-parleur et sacrifier l'efficacité et augmenter le retard de groupe. Et vice versa.
Zone portuaire. En modifiant la zone de port, nous rétrécissons ou élargissons la plage de fréquences reproductibles du subwoofer, tout comme nous modifions à la fois l'efficacité et le retard de groupe.
La zone, comme la longueur du port, décharge ou charge le haut-parleur en modifiant la masse d'air dans le port. Plus la zone est grande, plus le retard de groupe est élevé et plus l'efficacité est élevée et vice versa.
Le port a une certaine bande passante. Plus la superficie du port est grande, plus son débit, plus le port fonctionne aux basses fréquences, mais plus la plage sera étroite. Cependant, trop de zone de port surchargera fortement le haut-parleur au point où son efficacité tombera à zéro. Et vice versa, la zone portuaire est trop petite et vous pouvez oublier l'augmentation de volume inhérente à FI.
Notre port est un compromis raisonnable entre bande passante, efficacité et délai de groupe. En conséquence, toujours sur la base de nos recommandations, nous augmentons la superficie du port au cas où il y aurait un besoin de recevoir Efficacité accrue dans une plage de fréquences rétrécie, ou nous réduisons la zone de port dans le cas où il est nécessaire d'étendre la plage ou de réduire le retard de groupe, mais il est possible de sacrifier l'efficacité.
changements complexes. Comme nous pouvons le voir, le volume et le port sont responsables des mêmes paramètres, mais en réalité leur influence n'est pas la même ni en degré ni en force d'influence sur le résultat final. En changeant le volume, nous ajustons la plage de fréquences, en changeant le port, nous ajustons le subwoofer pour qu'il fonctionne dans des conditions spécifiques. Cependant, comme vous l'avez déjà compris, il existe de nombreuses options pour modifier plusieurs paramètres à la fois, ce qui permet de configurer le subwoofer pour qu'il fonctionne individuellement. Cela signifie que vous sacrifiez volontairement un paramètre sonore moins important, mais que vous avez la possibilité d'en mettre en évidence un beaucoup plus important.
Limites du changement. Changer le volume aura toujours un effet moins significatif sur le caractère du son que le port, mais les limites de la modification du volume sont beaucoup plus larges. Les changements de volume utiles sont à +-60% de l'original. Les modifications de la zone et de la longueur du port doivent être effectuées avec une extrême prudence et dans un délai ne dépassant pas 35 %. Tous les changements qui vont au-delà de ces limites entraîneront de graves conséquences négatives, bloquant tous les avantages visibles. Ce sont des changements significatifs du son dans le sens négatif, ainsi qu'une augmentation très significative de la charge sur le haut-parleur.
Aussi, avec des changements complexes, méfiez-vous du "double effet". Par exemple, ils ont augmenté le volume et augmenté la longueur du port - ces deux actions réduiront non seulement considérablement la plage de fréquences reproductibles, mais surchargeront également extrêmement sérieusement le haut-parleur. Il est nécessaire de faire preuve d'un maximum de prudence et d'attention avant d'apporter des modifications de cette nature.
Il est tout à fait possible, en faisant un changement, de le compenser par un autre. Par exemple, en augmentant le volume, réduire la longueur du port, etc. De tels changements peuvent à la fois conduire au résultat souhaité et compenser les conséquences indésirables.
Rappelles toi, toute modification est utile tant qu'elle ne cause pas de préjudice plus important. Il n'y a pas de tels changements qui ne donnent que des avantages et n'ont aucun inconvénient. Lorsque nous changeons le cas recommandé, vous êtes confronté à une question spécifique - quoi, dans quelle mesure et pour quoi vous êtes prêt à sacrifier.
Programmes de simulation informatique. Dans la nature, il existe un certain nombre de programmes capables de simuler le résultat d'un subwoofer en fonction de certains paramètres. Nous vous recommandons de vous familiariser avec ces programmes, pour une seule raison - ils contribuent à la compréhension du matériel présenté. Cependant, le résultat de la simulation ne doit en aucun cas être un guide d'action pour vous, car aucun programme ne prend aujourd'hui en compte ne serait-ce que la moitié des nuances qui affectent réellement le fonctionnement du subwoofer. Il est impossible de construire un subwoofer à partir de zéro à l'aide du programme, mais il est possible de comprendre comment tel ou tel changement dans l'enceinte affectera le caractère du son dans son ensemble. En d'autres termes, le programme n'aidera que lorsqu'il y a déjà quelque chose sur lequel construire et que certains changements doivent être apportés à un bâtiment déjà existant et fonctionnel.
Nous avons reçu les conseils initiaux, regardons maintenant des exemples concrets d'application des connaissances acquises ...
Exemple 1. Le grave médium a été placé dans une boîte ou une porte bien préparée, maintenant il fonctionne beaucoup plus bas et plus efficacement qu'auparavant, et la quantité naturelle de retard à l'extrémité inférieure de la gamme des graves médium a augmenté. Il s'avère que nous n'avons plus besoin d'une plage de fonctionnement de 20 à 80Hz, mais seulement de 20 à 60Hz. Nous savons que DD recherche et construit des enceintes afin qu'elles reproduisent efficacement les fréquences de haut en bas, c'est-à-dire que DD sacrifie le bas afin d'accoupler correctement les médiums et le subwoofer et d'obtenir un son "solide". Nous augmentons le volume et voyons ce qui s'est passé - le subwoofer fonctionne maintenant plus efficacement et plus profondément, et l'augmentation du retard à la bordure supérieure n'a pas affecté le son, car. la différence entre le retard inférieur des médiums et le subwoofer n'a pas changé.
Exemple 2 Un médium de mauvaise qualité a été placé à un endroit régulier ... Dans de telles conditions, il y a un écart important entre le subwoofer et le médium, par conséquent, nous n'entendons tout simplement pas un certain nombre de fréquences, et le subwoofer joue «séparément de la musique". Pour obtenir un son naturel, il serait préférable de ne pas déplacer le problème "d'une tête malade à une tête saine" et de travailler avec le bas-médium. Mais si ce n'est pas possible (et ce n'est souvent pas possible pour diverses raisons), il existe un certain nombre de solutions :
Nous réduisons le volume du corps. En sacrifiant les basses fréquences, on obtient toujours un son "solide".
Nous réduisons la surface du port et réduisons la longueur du port. En sacrifiant l'efficacité, nous obtenons une gamme plus large de fréquences reproductibles.
Diminuez le volume et augmentez la longueur du port. Sacrifiant la "santé" de la dynamique, on élargit la gamme...
Exemple 3 Besoin de basses plus profondes et plus douces...
Nous réduisons la superficie du port. Au détriment de l'efficacité, on élargit la plage et on réduit la différence de volume entre les fréquences au centre de la plage, on réduit le retard de groupe, on obtient un grave précis, bas, agréable, mais moins criard...
Nous réduisons le volume, augmentons la longueur du port, réduisons la surface du port, à la suite de changements, le niveau de retard de groupe diminue avec l'efficacité et la gamme s'élargit considérablement avec une baisse en douceur au-delà ...
Exemple 4 Je veux "presser" dans la compétition ...
Dans ce cas, nous réduisons le volume, augmentons la surface et la longueur du port, nous obtenons une augmentation de l'efficacité au centre de la plage et une forte baisse sur les bords, tandis que la plage elle-même se déplace vers le haut plus près de la fréquence de résonance de le corps. Ne convient pas à la musique, mais "presser" est déjà beaucoup plus amusant.
Exemple 5 Je veux beaucoup d'"infra" avec une "brise"...
Nous augmentons le volume, augmentons la surface du port. On décale la gamme au "bon" endroit et on augmente l'efficacité de la zone portuaire, bingo, sacrifiant tout au profit de l'efficacité aux fréquences les plus basses.
Nous augmentons le volume, augmentons la surface du port, augmentons la longueur du port. Le même résultat, mais dans des conditions où il n'y a pas assez de puissance et qu'il y a une "réserve" dans le système de refroidissement.
Exemple 6 Besoin d'obtenir des basses de la plus haute qualité...
Nous réduisons la superficie du port. On perd en efficacité, mais on obtient une portée plus large et on réduit le retard de groupe.
Nous réduisons la surface du port et réduisons le volume. On perd encore plus en efficacité, on élargit la gamme au maximum et on diminue sérieusement le retard de groupe....
Essayons! Le son obtenu est non standard et à l'aide de simples manipulations avec les paramètres de volume ou de port du boîtier, il correspond déjà à votre système ! Pour personnaliser la plupart des systèmes, cette connaissance est plus que suffisante. Cependant, une approche professionnelle implique des changements plus détaillés et plus précis.
Nous avons déjà expliqué la raison du changement, mais un professionnel a besoin de quelque chose de plus - ce sont des modes de fonctionnement mesurés et extrêmement précis dans lesquels il est possible de "tirer" le maximum d'avantages du subwoofer, un son de très haute qualité , niveau de volume extrêmement élevé, plage de fonctionnement extrêmement précise ... La réponse à toutes ces questions est la même - des tests et des expériences, que vous pourrez lire dans la section suivante.
Il existe également une troisième section "Section 3. Test professionnel de FI ...", elle peut être lue sur le site des auteurs de l'article