Calculateur en ligne de calcul d'inverseur de phase. Blog › Une méthode simple pour configurer un inverseur de phase

Le subwoofer est un élément important de tout système complet système de haut-parleur. Dans certains cas, un haut-parleur basse fréquence peut être assemblé à la main. Dans ce cas, vous devez prendre en compte un certain nombre de caractéristiques importantes du subwoofer pour que le haut-parleur sonne comme il se doit.

L'un des principaux paramètres d'un haut-parleur basse fréquence est la taille de l'enceinte. Il est très facile de décider du matériau à partir duquel la boîte sera fabriquée - vous devez utiliser un matériau dense et dur qui absorbe bien le son - par exemple, du bois pressé de densité moyenne. La taille n'est pas si facile. Pour calculer les paramètres linéaires corrects de la boîte, des programmes spéciaux sont utilisés que vous devez apprendre à utiliser.

Avant de procéder au calcul de la coque, vous devez décider du type de conduit. Il peut être:

ouvrir - avec un inverseur de phase - un trou cylindrique dans l'un des murs, ce qui permet de mieux focaliser le son;
fermé - avec des murs corsés et un corps scellé.

Évidemment, la qualité du haut-parleur basse fréquence dépend directement du diamètre du radiateur dynamique - plus il est grand, mieux c'est. Par conséquent, la colonne, par définition, ne peut pas être petite si vous souhaitez obtenir un son de la plus haute qualité. De plus, la forme du corps doit être strictement définie - cubique ou rectangulaire. Ayant maîtrisé ces principes de base, vous pouvez commencer à calculer les dimensions.

Calcul d'une enceinte de subwoofer fermée

Si la bonne enceinte a déjà été sélectionnée et qu'il ne reste plus qu'à la placer dans une enceinte adaptée, la tâche devient assez simple. Calculez la boîte pour le haut-parleur basse fréquence en utilisant programme spécial- c'est une question simple, si vous comprenez son interface. On peut dire qu'il sera beaucoup plus difficile de décorer magnifiquement cette boîte. À la suite du calcul, une boîte doit être obtenue avec un volume tel que le son du haut-parleur intégré présente la caractéristique amplitude-fréquence la plus simple dans une pièce particulière ou à l'intérieur de la voiture.

Pour calculer la coque, vous devrez utiliser l'un des programmes conçus à cet effet ; il y en a un grand nombre et, en principe, n'importe lequel fera l'affaire. Une bonne option – Boutique d'enceintes JBL, il est gratuit et possède une interface simple que même un utilisateur inexpérimenté peut facilement comprendre. Le seul problème est que le programme est complètement allumé langue Anglaise qui peut être un obstacle pour certaines personnes. Cependant, certaines connaissances particulières ne seront pas nécessaires - l'essentiel est d'appuyer sur les bons boutons.

Afin de configurer correctement le programme pour calculer la boîte requise, vous devez trouver les instructions ou la fiche technique fournies avec le woofer. Vous devez y trouver les paramètres Thiel-Small :

Fs est la fréquence de résonance de l'émetteur, mesurée en hertz ;
Vas - volume corporel effectif, calculé en litres;
Qts est le facteur de qualité du haut-parleur, qui est un ensemble de forces physiques qui surviennent à proximité du radiateur lors de son fonctionnement et sont associées à sa mobilité.

Vous pouvez trouver d'autres paramètres dans la fiche technique de l'enceinte - s'ils sont connus, vous pouvez les entrer dans le programme, mais ce n'est pas du tout nécessaire. Pour un calcul assez précis de la boîte, les trois indicateurs ci-dessus suffisent.

Processus de calcul

Le calcul se fait comme suit :

Volume net - le volume du corps, occupé par rien. Il n'inclut pas l'espace occupé par le port bass-reflex et le boîtier de l'émetteur, ainsi que le matériau insonorisant qui tapisse les parois du boîtier de l'intérieur.
Réglage du port - sélection de la taille de l'inverseur de phase de manière à ce qu'à une certaine fréquence (dans le cas d'un subwoofer - basse), le son soit amplifié et reçoive une réponse en fréquence linéaire.

Calcul du volume net de la coque

Vous devez agir exactement de la même manière que dans le cas d'une boîte fermée. Nous ouvrons le programme pour le calcul, entrons les indicateurs Fs, Vas et Qts dans les champs appropriés. Nous construisons la réponse en fréquence calculée, que nous modifions ensuite en ajustant le volume calculé du boîtier du subwoofer.

Quelques litres doivent être ajoutés au volume résultant pour tenir compte du volume qui sera occupé par l'enceinte et le port de l'inverseur de phase. Tout est clair avec le haut-parleur, mais comment savoir combien de place prendra l'inverseur de phase ?

Calcul du port bass-reflex

Le port de l'inverseur de phase sera également calculé à l'aide d'un programme spécial - BassPort. Ce programme est conçu spécifiquement pour un subwoofer, car un inverseur de phase avec certains paramètres est requis pour les basses fréquences.

L'utilisation du programme est simple :

entrer la fréquence de l'inverseur de phase ;
indiquer le volume net de la boîte ;
la surface effective de la membrane émettrice, pour le calcul de laquelle vous devez connaître le diamètre du haut-parleur;
amplitude de crête de l'oscillation du diffuseur, elle peut être trouvée dans les instructions pour le haut-parleur ;
en bas de la fenêtre principale, sélectionnez la forme du tube ;
indiquer les dimensions de l'inverseur de phase ;
après avoir cliqué sur le bouton « calculer », le programme affichera les paramètres du port manquant : sa longueur, le volume à ajouter au volume net de la boîte, la vitesse du vent dans le tube, etc.

Calcul caisson subwoofer : vidéo

Les caractéristiques du caisson (inverseur de phase) influent directement sur le son de l'enceinte. Dans l'acoustique des voitures, cela ne fait souvent pas l'objet d'une attention particulière, ils utilisent le principe - plus le haut-parleur est grand dans la boîte, mieux c'est. L'inverseur de phase nécessite un réglage minutieux et non l'utilisation de matériaux improvisés. Pour ceux qui sont trop paresseux pour faire des calculs et des mesures, ils utilisent une boîte fermée.

Pour calculer l'inverseur de phase, utilisez programmes de simulation (Bass Port), mais pour obtenir le résultat, vous devez saisir de nombreux paramètres. Et même si vous les connaissez, vous obtenez souvent un gros écart avec le résultat final. Aider méthode simple calcul d'inverseur de phase, vous n'avez pas besoin de connaître les données de vos enceintes, enceintes, sans calculs mathématiques complexes et instruments de mesure. La technique existe depuis 30 ans, l'erreur n'est que de 5%.

Différences d'inverseur de phase

Chaque haut-parleur a une fréquence de résonance. Lorsque vous travaillez au-dessus de cet indicateur, un bon son est obtenu, et en dessous - le niveau de pression baisse de 12 dB par octave (les fréquences sont réduites de 2 fois). La barre inférieure de reproductibilité est considérée comme un niveau de 6 dB. Le montage du haut-parleur dans un caisson augmente la pureté de la résonance grâce à l'élasticité supplémentaire de l'air. L'augmentation de la fréquence de résonance tire vers le haut et vers le bas. Moins il y a d'air dans la boîte, meilleure est l'élasticité et meilleures sont les performances.

Vous pouvez faire une "grande boîte" sans augmenter sa taille. Pour cette utilisation matériau d'amortissement(coton). Plus il est dans le caisson, plus la fréquence du haut-parleur est basse. Mais quand il y a trop de charge, cela a l'effet inverse. Pour les personnes inexpérimentées, le facteur qualité de la boîte et ses dimensions ne sont pas importants. Dans la plupart des cas, la taille de la colonne est optimale.

Inverseur de phase - un tuyau, pas nécessairement rond, d'une certaine longueur, qui a une résonance. Grâce à la "seconde résonance", la sortie sonore de la colonne monte. La fréquence d'oscillation du haut-parleur dans la boîte doit être inférieure à celle de l'état normal. Ainsi, la récession est compensée et le son s'étend. Ces indicateurs pour un inverseur de phase seront 24 dB plus élevés que pour un coffret enterré. Il étend les basses fréquences du haut-parleur.

À éviter les bruits de baril, les valeurs de résonance ne doivent pas être supérieures à celle d'une boîte fermée. Et si la fréquence est trop basse, les performances de l'enceinte chutent. C'est l'essence de la mise en place d'un inverseur de phase afin d'obtenir un effet positif et de ne pas gâcher le son. Et à la maison, vous pouvez obtenir un bon son avec une erreur de 5 %.

Calcul de l'inverseur de phase

A la résonance, la résistance de la bobine mobile augmente. Pour la mesure, une résistance est connectée en série au haut-parleur, dont la valeur est d'un ordre de grandeur supérieur à la résistance du haut-parleur, de 100 à 1000 ohms. Lors de la mesure de la tension, vous pouvez estimer la résistance de la bobine mobile. Aux fréquences où il y aura une résistance élevée, la tension aux bornes de la résistance est minimale et vice versa.

Nous ne nous soucions pas des valeurs absolues, seulement de la résistance maximale sur la bobine (la minimale sur la résistance). Pour cela, nous utilisons un multimètre. en mode de mesure de tension alternative. Comme source, les professionnels utilisent un générateur de fréquence audio. Et pour notre tâche, un CD spécial convient.

Le processus de mesure ressemble à ceci :

Le trou de l'inverseur de phase est bouché avec un morceau de contreplaqué.
Un disque avec des enregistrements de fréquence audio est allumé à un volume acceptable.
En commutant les pistes, nous surveillons la tension aux bornes de la résistance, dès qu'elle saute au minimum, c'est la fréquence souhaitée.

Soit dit en passant, la quantité optimale de charge pour le haut-parleur est sélectionnée, en ajoutant progressivement une petite quantité et en surveillant les fluctuations de la fréquence de résonance. Et après avoir trouvé ce paramètre, vous en avez besoin multiplier par 0,63, et vous obtenez la fréquence requise pour l'inverseur de phase. Mais nous devons encore mesurer la longueur, pour cela nous ouvrons le trou, allumons le disque de test avec l'enregistrement. Et regardez la lecture de la résistance. Mais maintenant, nous ne recherchons pas la résistance minimale, mais le maximum. La fréquence de l'inverseur de phase sera très différente de celle souhaitée. Pour l'augmenter raccourcir long tunnel ou augmenter son diamètre.

Calcul des indicateurs à l'aide du programme Bass Port

L'interface du programme est simple et claire, tous les champs et ambiances sont signés.

Nécessaire entrez ces paramètres :

Calcul de l'inverseur de phase selon la méthode du magazine "Radio"

On monte un circuit avec un générateur de fréquence audio et une résistance de 1000 Ohm, il est déconseillé de prendre moins de puissance. Éloignez les enceintes du plafond et des murs. Branchez un voltmètre et mesurez la tension à une fréquence de 500 Hz. Et nous trouvons les indicateurs maximum (Fs) et minimum (Us). Pour connaître le volume requis de la boîte (V), nous prenons la même taille de boîte avec un trou pour le haut-parleur, mais pas en carton. Nous installons le haut-parleur et scellons toutes les ouvertures. Nous prenons des mesures et calculons Fs. Nous substituons les données obtenues dans la formule: Vas \u003d ((Fs '/ Fs) ^ 2-1) * V.

Pour régler l'inverseur de phase, fermez l'ouverture du tunnel et calculez la valeur maximale (Fs), ajoutez un matériau insonorisant et mesurez à nouveau. Le résultat est ajouté dans la formule Fb = 0,63* Fs. La longueur du tunnel est calculée : LV= 31*10^3* S /(Fb ^2* V), où S est la surface du port de l'inverseur de phase (en cm²) et V est le volume du caisson (en litres).

L'inverseur de phase affecte directement la qualité sonore de l'acoustique. Il existe plusieurs méthodes de calcul d'un inverseur de phase, elles ont la même première étape - les indicateurs de mesure. Usage Logiciel donne souvent des résultats incorrects. Vous pouvez également utiliser les services en ligne, mais ils présentent les mêmes inconvénients.

› Technique simple réglages de l'inverseur de phase

J'ai commencé à construire des colonnes au début des années 80. Au début, ce n'était qu'un "haut-parleur dans une boîte", mais ensuite, bien sûr, j'ai commencé à étudier les effets des paramètres de la boîte (et de l'inverseur de phase) sur le son du haut-parleur.

Quand je suis arrivé sur ce site automobile, j'ai vu beaucoup de "constructeurs de subwoofers", et j'ai été très étonné que pour la grande majorité, ce ne soit qu'un "haut-parleur dans une boîte", et que taille plus grande haut-parleur et tiroir, mieux c'est. Oui, dans une certaine mesure, cela est vrai pour une boîte fermée. Mais pas pour un inverseur de phase...

L'inverseur de phase nécessite un réglage minutieux. Que voit-on en pratique ? En tant qu'inverseur de phase, les gens montent des tuyaux d'égout d'une longueur incompréhensible, fabriquent des "inverseurs de phase à fentes" dans l'image: "Petya a fait ces excellentes tailles", ils ont mis un haut-parleur complètement différent. Ceux qui ne peuvent pas le faire de manière normale font une boîte fermée (et le font bien !).

Bien sûr, il existe d'excellents logiciels de modélisation acoustique comme JBL SpeakerShop. Mais ils vous demanderont de saisir de nombreux paramètres initiaux. Et même connaissant ces paramètres, l'écart en réalité s'avérera juste important (le haut-parleur se révélera complètement différent, la taille du boîtier différera légèrement, nous ne savons pas combien de remplissage est nécessaire, l'inverseur de phase le tuyau est légèrement différent, etc.)

Il existe une méthode simple pour configurer un bass-reflex qui ne nécessite pas de connaître les données d'entrée correctes pour vos haut-parleurs, boîtes, et ne nécessite pas de complexe instruments de mesure ou des calculs mathématiques, ainsi que des instruments de mesure très complexes ou des calculs mathématiques ne sont pas nécessaires. Pour faire simple, tout a longtemps été pensé et testé en pratique !

La technique de réglage de l'inverseur de phase donne une erreur de 5 %. Et il est là depuis plus de 30 ans. Je l'utilise depuis que je suis étudiant.

Tout d'abord, vous devez comprendre en quoi une boîte avec un inverseur de phase diffère d'une boîte fermée ?

Chaque haut-parleur, comme un système mécanique, a sa propre fréquence de résonance. Au-dessus de cette fréquence, le haut-parleur sonne "assez lisse", mais en dessous de cette fréquence, le niveau de pression acoustique qu'il crée diminue. De plus, il chute à un taux de 12 dB par octave (soit 4 fois pour une double diminution de fréquence). La "limite inférieure des fréquences reproductibles" est considérée comme la fréquence à laquelle le niveau baisse de 6 dB (c'est-à-dire 2 fois).

Dynamique de la réponse en fréquence en espace ouvert

En installant le haut-parleur dans un caisson, sa fréquence de résonance augmentera légèrement, du fait que l'élasticité de l'air comprimé dans le caisson s'ajoutera à l'élasticité de la suspension du diffuseur lui-même. L'augmentation de la fréquence de résonance "tire" inévitablement la limite inférieure des fréquences reproductibles vers le haut. Plus le volume d'air dans la boîte est petit, plus son élasticité est élevée et, par conséquent, plus la fréquence de résonance est élevée. C'est là que surgit le désir de "rendre la boîte plus-oh-oh-plus".

Ligne jaune - réponse en fréquence du haut-parleur dans une boîte fermée

Dans une certaine mesure, il est possible de rendre la boîte "plus grande" sans augmenter ses dimensions physiques. Pour ce faire, la boîte est remplie d'un matériau amortissant, tel que du coton. Nous n'entrerons pas dans la physique de ce processus, mais à mesure que la quantité d'une telle charge augmente, la fréquence de résonance du haut-parleur dans la boîte diminue (le «volume équivalent» de la boîte augmente). S'il y a trop de charge, la fréquence de résonance recommence à augmenter.

Oublions l'influence des dimensions de la boîte sur d'autres paramètres, comme le facteur de qualité. Laissons cela aux "constructeurs de colonnes" expérimentés. Dans la plupart des cas pratiques, en raison de l'espace limité, le volume de la boîte s'avère assez proche de l'optimal (nous ne construisons pas d'enceintes de la taille d'une armoire). Et le sens de l'article n'est pas de vous charger de formules et de calculs complexes.

Étaient distraits. Bon, maintenant tout est clair avec une boîte fermée, mais que nous apporte un inverseur de phase ? Un inverseur de phase est un "tuyau" (pas nécessairement rond, il peut être rectangulaire et une fente étroite) d'une certaine longueur, qui, avec le volume d'air dans la boîte, a sa propre résonance. A cette "seconde résonance", la sortie sonore du haut-parleur augmente. Il faut sélectionner une fréquence de résonance légèrement inférieure à la fréquence de résonance du haut-parleur dans le caisson, c'est-à-dire dans la zone où le haut-parleur commence à perdre de la pression acoustique. Ainsi, là où le haut-parleur commence à baisser, il y a une montée, qui compense dans une certaine mesure cette baisse, en élargissant la fréquence de coupure inférieure des fréquences reproduites.

Ligne rouge - réponse en fréquence du haut-parleur dans une boîte fermée avec un inverseur de phase

D'ailleurs, en dessous de la fréquence de résonance de l'inverseur de phase, la chute de pression acoustique sera plus forte que celle d'une boîte fermée et sera de 24 dB par octave.

Par conséquent, l'inverseur de phase permet d'élargir la gamme de fréquences reproductibles vers des fréquences plus basses. Alors, comment choisir la fréquence de résonance d'un inverseur de phase ?

Si la fréquence de résonance de l'inverseur de phase est supérieure à la valeur optimale, c'est-à-dire il sera proche de la fréquence de résonance du haut-parleur dans le caisson, puis nous obtiendrons une "surcompensation" sous la forme d'une bosse saillante dans la réponse en fréquence. Le son prendra la forme d'un tonneau. Si la fréquence est choisie trop basse, la montée du niveau ne se fera pas sentir, car. aux basses fréquences, la sortie du haut-parleur chute trop (sous-compensée).

Lignes bleues - réglage bass reflex pas optimal

C'est un moment très délicat - soit l'inverseur de phase donnera un effet, soit il ne donnera rien, soit au contraire il gâchera le son ! La fréquence de l'inverseur de phase doit être choisie très précisément ! Mais où obtenir cette précision dans une situation garage-maison ?

En fait, le coefficient de proportionnalité entre la fréquence de résonance du haut-parleur dans la boîte et la fréquence de résonance de l'inverseur de phase, dans la grande majorité des conceptions réelles, est de 0,61 - 0,65, et si nous le prenons égal à 0,63, alors le l'erreur ne sera pas supérieure à 5 %.

Pour ceux qui sont intéressés à lire la théorie, je recommande:
1. Vinogradova E.L. "Concevoir des haut-parleurs avec une réponse en fréquence lissée", Moscou, éd. Énergie, 1978
2. "En savoir plus sur le calcul et la fabrication d'un haut-parleur", w. Radio, 1984, n° 10
3. "Mise en place des inverseurs de phase", eh bien. Radio, 1986, n° 8

Passons maintenant de la théorie à la pratique - c'est plus proche de nous.

Comment mesure-t-on la fréquence de résonance d'un haut-parleur dans un caisson ? Comme on le sait, à la fréquence de résonance, "le module du total résistance électrique» (impédance) de la bobine acoustique augmente. En d'autres termes, la résistance augmente. Si pour courant continu il est, par exemple, de 4 ohms, puis à la fréquence de résonance, il passera à 20 - 60 ohms. Comment le mesurer ?

Pour ce faire, en série avec le haut-parleur, vous devez allumer une résistance dont la valeur nominale est supérieure d'un ordre de grandeur à la propre résistance du haut-parleur. Une résistance d'une valeur nominale de 100 à 1000 ohms nous convient. Soit dit en passant, en mesurant la tension aux bornes de cette résistance, nous pouvons estimer le "module d'impédance électrique" de la bobine acoustique du haut-parleur. Aux fréquences où l'impédance du haut-parleur est élevée, la tension aux bornes de la résistance sera la plus faible, et vice versa. Alors, comment mesurer ?

Mesure de l'impédance des enceintes

Les valeurs absolues ne sont pas importantes pour nous, il suffit de trouver la résistance maximale (tension minimale aux bornes de la résistance), les fréquences sont relativement basses, vous pouvez donc utiliser un testeur classique (multimètre) en mode mesure de tension alternative. Et où trouver la source des fréquences sonores?

Bien sûr, il vaut mieux utiliser un générateur de fréquence audio comme source... Mais laissons cela aux professionnels. Le moyen le plus simple consiste à créer un CD avec des pistes enregistrées de fréquences audio, créées dans n'importe quel programme informatique, tel que CoolEdit ou Adobe Audition. Même moi, avec un équipement de mesure à la maison, j'ai créé un CD de 99 pistes, de quelques secondes chacune, avec une gamme de fréquences de 21 à 119 Hz, par pas de 1 Hz. Très confortablement ! Changer de piste - changer la fréquence. La fréquence est égale au numéro de piste + 20. Assez simple !

Le processus de mesure de la fréquence de résonance du haut-parleur dans la boîte est le suivant: "bouchez" le trou de l'inverseur de phase (avec un morceau de contreplaqué et de pâte à modeler), allumez le CD pour la lecture, réglez un volume acceptable et sans le changer , "sautez" par-dessus les pistes et trouvez la piste sur laquelle la tension est sur la résistance sera minime. C'est tout - maintenant vous connaissez la fréquence.

D'ailleurs, en parallèle, en mesurant la fréquence de résonance du haut-parleur dans le caisson, vous pouvez choisir la quantité de charge optimale pour votre caisson ! En ajoutant progressivement la quantité de charge, voir le changement de fréquence de résonance. Trouvez la quantité optimale à laquelle la fréquence de résonance sera minimale.

Connaissant la valeur de la "fréquence de résonance du haut-parleur dans le caisson avec remplissage", il est facile de trouver la fréquence de résonance optimale de l'inverseur de phase. Multipliez-le simplement par 0,63. Par exemple, nous avons obtenu la fréquence de résonance du haut-parleur dans la boîte 62 Hz - par conséquent, la fréquence de résonance optimale de l'inverseur de phase sera d'environ 39 Hz.

Maintenant, nous «ouvrons» l'ouverture de l'inverseur de phase et, en modifiant la longueur du tuyau (tunnel) ou sa section transversale, nous accordons l'inverseur de phase à la fréquence requise. Comment faire?

Oui, en utilisant la même résistance, le même testeur et le même CD ! N'oubliez pas qu'à la fréquence de résonance de l'inverseur de phase, au contraire, le «module d'impédance électrique» de la bobine du haut-parleur tombe au minimum. Par conséquent, vous devez rechercher non pas la tension minimale aux bornes de la résistance, mais au contraire le maximum - le premier maximum, qui est inférieur à la fréquence de résonance du haut-parleur dans la boîte.

Bien entendu, la fréquence d'accord de l'inverseur de phase sera différente de celle requise. Et croyez-moi - très fortement ... Habituellement, vers les basses fréquences (sous-compensation). Pour augmenter la fréquence de réglage de l'inverseur de phase, vous devez raccourcir le tunnel ou augmenter sa surface la Coupe transversale(diamètre). Vous devez faire cela petit à petit, un demi-centimètre ...

Quelque chose comme ça dans la région des basses fréquences ressemblera au module d'impédance électrique du haut-parleur dans une boîte avec un inverseur de phase réglé de manière optimale :

Voici toute la technique. Très simple, et en même temps, donne un résultat assez correct.

4 années Balises : réglage de l'inverseur de phase