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