Сабвуфер — это отдельно созданная акустическая система, которая предназначена для воспроизведения частот в звуковом диапазоне 20-120Гц. Сабвуфер воспроизводит низкие частоты, а основная только средние и высокие. Для человеческого слуха остается нераспознанным направление звука низкой частоты, поэтому сабвуфер можно устанавливать в любом месте. Изготовить сабвуфер своими руками не сложно и начинать нужно с покупки динамиков.

Выбор динамиков и сопротивления

Обычно используют динамики размеров:

• Динамики на 6 дюймов – используются в качестве дополнительного источника мид-баса.
• Динамики на 8 дюймов — используются при получении фронтальных басов.
• Динамики на 10 дюймов — качественно звучат в 15 – 20 литровом корпусе «Закрытый Ящик», получается компактный сабвуфер с неплохим звуковым давлением.
• Динамики на 12 дюймов – оптимальный вариант, хороши для сабвуфера объемом 25 – 35 литров.
• Динамики на 15 дюймов — используют, как правило, на соревнованиях по SPL, так как 60 – 90 литровый сабвуфер вместит не каждый автомобиль.

Основной принцип разницы сопротивлений в звуковой катушке: чем меньше сопротивление нагрузки у усилителя,тем выше мощность.

Использование в нагрузке 1 — 2 Ом приводит к потере качества звучания.

Исходя из этого, рекомендуется выбирать 2-4 Ома. Среди специалистов и любителей нет пока единого мнения по поводу мощности динамиков. Но можно точно сказать, что динамик следует выбирать более мощный, чем максимальная мощность усилителя. Ни одна система не рассчитана на долгую работу на максимальной громкости: это приводит к росту нелинейных искажений и сильному снижению качества звука. Поэтому рекомендуется придерживаться баланса.

Параметры динамика

Теперь время создавать самодельный сабвуфер и его виртуальный образ. Дальнейшее проектирование ящика будет проводиться программой WinISD 0.44 и потребует некоторых характеристик динамика, а именно параметров Тиля-Смолла:

• Qts -добротность динамика;
• Fs - частота резонанса для открытого пространства;
• Vas - эквивалентный объем.

Параметр Fs проблем не вызывает. Для ГДН35 Fs будет 38 Гц, для ГДН50 - 40 Гц, а для ГДН75 равен 25-35 Гц. Импортный динамик, где еще и фирменный, имеет параметры, которые легко найти в базе данных WinISD 0.44.

Qts - наиболее важен при расчете ящика. Этот параметр определяет отношение передаточной функции динамика частоты Fs к передаточной функции на тех частотах, амплитудно-частотная характеристика которых (АЧХ) горизонтальна. Другими словами на частотах выше Fs. Qts описывает эффективность динамика на резонансной частоте. Проблема в том, что низкочастотный динамик стандарта ГДН выпускается в разных местах. И параметры у разных производителей сильно отличаются.

Во время расчета ящика нужно взять во внимание все вероятные значения Qts и добавить отходные варианты.

В большинстве источников указаны следующие параметры:

• 35ГДН-1-8 Qts = 0,4;
• 35ГДН-1-4 Qts = 1±0,5;
• 50ГДН-42Д Qts = 1±0,5;
• 75ГДН-1-4 Qts = 0,2-0,5.

Vas - не особо важный для расчетов параметр, его значение можно считать равным:

• ГДН35 — 40-50 л.;
• ГДН50 - 90 л.;
• ГДН75 - 80 л.

Видеопример сборки сабвуфера:

Последние значения

Программа WinISD 0.44 для проектирования ящика затребует еще некоторые параметры:

• Z - сопротивление, оно указано в маркировке динамика, ГДН35-1-4 Z=4 Ом, ГДН75-1-8 Z=8 Ом и далее по списку;
• Ре - предельная шумовая мощность: ГДН35 Ре = 35 Вт, ГДН50 Ре = 50 Вт, остальное в справочной литературе.
• Qms - механическая добротность, ГДН35 - 5,8, ГДН75 - 2,38…
• Qes - электрическая добротность, ГДН35 - 0,44; ГДН75 - 0,31…
• dia - диаметр диффузора.

Остальные параметры не столь важны, и их в программе можно не указывать.

Проектирование ящика

Дальнейшее изготовление сабвуфера своими руками требует определиться с выбором типа ящика. Программа позволяет спроектировать четыре вида ящиков:

1. ЗЯ - или закрытый ящик. Простой в проектировании и изготовлении, но имеет минимальный КПД. К тому же представляет некоторую трудность абсолютная герметизация ящика.
2. ФИ - фазоинвертор. Несколько более сложный для расчета, но выдает более высокий КПД.
3. – 4. БП4 и БП6 - бандпас 4-го и, соответственно 6-го порядка. Наиболее сложный при проектировании и изготовлении, но имеют максимальный КПД на низких частотах, и глушит высокие.

Каждый вид имеет свои положительные и отрицательные черты.

В наибольшей степени выбор ящика зависит от выбранного динамика.

Какой ящик лучше всего подходит к динамику, подскажет программа.

Перед началом проектирования создадим новый динамик со своими параметрами в базе данных. Нажимаем New, затем выбираем Own drivers, затем New, загружаем свои параметры, затем OK, Close.

Затем создадим проект на базе созданного динамика. Повторяем туже процедуру несколько раз, используя разные виды ящиков.

Само проектирование состоит в изменении размера ящика и настройки частоты фазоинверторов. Реагирует программа на вносимые изменения и изменяет график звучания в зависимости от частоты. Чтобы настроить частоту фазоинвертора, изменяется длина и диаметр труб. Также на длину труб влияет ее диаметр, задаваемый в соответствующем поле. Нужно следить, чтобы длина труб не оказалась чрезмерно большой, и не стало красным поле Vent mach.

Идеальный график пересекает на частоте 25-35 Гц линию в -3 дБ, а затем проходит по линии в 0 дБ и спадает примерно на 150-200 Гц. В остальном проектирование будет заключаться в поиске оптимально допустимых отклонений.

Делаем корпус

Теперь подробнее о том. как сделать сабвуфер своими руками и . Форма корпуса сабвуфера изготавливается в виде слегка усеченной пирамиды, так как она наиболее универсальна. Задняя стенка будет иметь скос в 23 градуса, потому что большинство автомобилей со спинкой заднего сиденья, наклоненной именно под таким углом. После определения нужного объема рассчитываем и рисуем чертеж корпуса будущего сабвуфера.

Закрытый ящик

Передняя стенка будет из ДСП в 23 мм толщиной, а боковая — толщиной 20 мм. Выпилим стенки нужных размеров и в необходимом количестве, затем производим сборку корпуса.

Все соединения лучше сделать клеем и саморезами, которые вкручиваются с интервалом в 5 см.

Под них предварительно сверлим отверстия сверлом диаметром 3 мм, а под головки саморезов возьмем сверло на 10 мм.

Затем, на боковой стороне циркулем размечаем отверстие для акустического терминала. Отверстие вырезаем электролобзиком. Акустический терминал под высоким давлением может давать призвуки. Чтобы избежать этого, экранируем его с помощью небольшой коробочкой. Промазываем соединения клеем и прикручиваем саморезами. Рубанком срезаем выступающие части корпуса.

На передней стенке таким же способом размечаем и вырезаем отверстие для установки динамика. Чтобы , следует пропитать его мебельным нитролаком. Лак наносим еще и на переднюю панель, на внутренний торец. Для большей привлекательности внешнего вида можно оклеить снаружи карпетом. В качестве клея используется тот же нитролак. Соединяем сабвуферный динамик и акустический терминал и закрепляем их в корпусе.

Фазоинвертор

Данный тип более громоздкий, его сложнее рассчитывать и настраивать, однако самодельный сабвуфер имеет КПД и качество звучания значительно выше предыдущего варианта. Как и в предыдущем случае, расчеты параметров ведутся с помощью одной из программ.

Вырезаем по нужным размерам стенки и аккуратно скрепляем их друг с другом клеем и саморезами. Рекомендуется промазать швы изнутри силиконовым герметиком. Для шпаклевки используется автомобильная двухкомпонентная шпаклевку. Необходимо как можно тщательнее отшлифовать корпус.

Вырезаем отверстия для фазоинвертора, специальных ручек-карманов и розетки. Устанавливаем и проверяем надежность всех креплений. Можно обтянуть кожей корпус.

Существуют варианты ФИ щелевого типа. Основным отличием является уникальный щелочной инвертор. Из-за особой конструкции крепление лучше делать с помощью длинных шурупов, для герметизации используются жидкие гвозди или клей «Момент». Однако, наибольшая прочность и герметизация получается, если ткань применить и эпоксидную смолу. В остальном процесс изготовления и сборки схож с обычным фазоинвертором.

Бандпас 4-го порядка

Это для тех, кто имеет опыт в проведении расчетов и изготовлении.

Бандпас 4-го порядка достаточно сложно рассчитывать и легко ошибиться в размерах.

Однако, он выдает отличный звук и КПД. Кроме того, он имеет лучшую защиту от внешнего воздействия, так как динамик расположен полностью внутри корпуса.

Расчеты размеров корпуса ведутся с помощью той же компьютерной программы. Важно при этом правильно рассчитывать не только размеры корпуса целиком, но и каждую из камер в отдельности. При выпиливании всех деталей следует точно придерживаться размеров. Затем собираем конструкцию при помощи клея или герметика и саморезов.

После сбора снова промазываем тщательно швы тем же герметиком или жидкими гвоздями. Перегородку, с расположенным на ней динамиком делаем из 2 листов ДСП. Место соединения с динамиком промазываем герметиком или силиконом и плотно сжимаем саморезами.

Затем пропилить отверстие для клеммы и обклеить изнутри шумопоглощающим материалом. Можно использовать, к примеру, ватин. Клей следует наносить не на всю площадь, а небольшими штрихами, чтобы изолирующий материал не оказался статичен. Дополнительно можно закрепить его при помощи строительного степлера. Далее припаиваем провода к клемме и к динамику.

Теперь заканчиваем сборку задней камеры и полностью ее герметизируем. На нее тоже следует поместить ватин. После чего плотно закрепить саморезами и клеем. Лучшую герметичность дают жидкие гвозди и наклеенный поверх швов скотч.

Чтобы изготовить сабвуфера своими руками фазоинвертор, можно купить или, если нет в наличии нужного размера, сделать из пластиковой трубки самому. Можно использовать канализационную трубу диаметром 100мм. Фазоинвертор с двух частей имеет раструбы, на передней части большего диаметра.

Сделать раструб можно, если края трубы немного нагреть и, с помощью банки или тарелки, расширить.

В крышке пропиливаем лобзиком отверстие, помещаем карпет вместе с фазоинвертором, предварительно промазав соединения жидкими гвоздями. Обклеиваем с задней стороны крышку и фазоинвертор шумопоглащающим материалом, можно использовать тот же ватин. Собираем готовый сабвуфер и обклеиваем его снаружи карпетом.

Бандпас 6-го порядка

Наиболее сложный по расчетам и сборке сабвуфер. Требуется основательная подготовительная работа с расчетами. Сравним с БП 4, но диапазон частот выдает гораздо больший. Правильно рассчитывать КПД и мощность этого сабвуфера сложно даже при помощи программ имитации. Обычно все параметры подбираются по наитию, исходя из личных предпочтений.

Устройство корпуса сложнее, чем в других сабвуферах, поэтому, для придания дополнительной прочности соединениям, их выполняют с помощью деревянных брусков, которые закрепляются саморезами. Все составляющие детали вырезаем строго по размерам. В перегородке, предназначенной для динамической головки, отметить циркулем и вырезать отверстие, разметить и просверлить отверстия под крепление динамика. Далее, по периметру крепим брусок. Затем одну из боковых стенок сабвуфера соединяем с днищем и устанавливаем перегородку под динамик.

Вторая боковая стенка сабвуфера крепится вслед за этим к перегородке и днищу. После этого бруски крепятся по периметру обеих камер. Вторая боковая стенка корпуса также крепится к днищу и перегородке. Затем прикрепляются бруски по периметру камер. Далее вырезаются 2 отверстия для фазоинверторов, и собирается сабвуфер. Делается это по технологии, аналогичной БП 4. Но дополнительным материалом шумоизоляции используется вата. Ее располагают между ватином и внутренней поверхностью корпуса сабвуфера. В качестве дополнительной отделки сабвуфер можно покрасить.

Самодельный сабвуфер стелс

Такой сабвуфер малозаметен и не занимает много места в багажнике. Вследствие этого его удобно использовать в автомобиле.

Обычно его устанавливают в багажнике автомобиля за аркой заднего крыла.

Хороший динамик требует ящик объемом до 18 литров, а иногда и более. Можно вынести немного переднюю панель корпуса в багажник, или, подрезав пол в багажнике, занять нишу, предназначенную для запасного колеса.

Устанавливая стелс, следует выдвинуть немного переднюю панель и аккуратно соединить ее со штатной обшивкой багажника. Вырезать обшивку по линии примыкания усилителей и сабвуфера. Работу с формовкой стеклопластика начинают с маскировки поверхности в местах контакта с полиэфирной смолой. Из гофрокартона делают форму, склеивают куски малярным скотчем. Собирают металлический каркас для усилителей, ориентируясь на край из стеклопластика. После этого примеряем оборудование.

Также из стеклопластика делаем панель облицовки для усилителей, уже на установленном каркасе. Для этого закрываем все промежутки между листами МДФ полиэтиленом и скотчем. После монтируем все саморезами на коробке корпуса. Гофрокартон используем как опалубку, чтобы устранить зазоры в корпусе сабвуфера. Между деталями необходимо набрать ту же толщину пластика, что и на остальных изделиях. Стеклопластиком и шпаклевкой добавляем внешнему виду корпуса более привлекательный вид. Устанавливаем сабвуфер в крыло автомобиля и можно удалять неровности полиэфирной шпаклевкой и выравнивать с помощью наждачной бумаги. Корпус обклеиваем карпетом и прикрепляем динамик.

Установка подсветки сабвуфера

Для подсветки используют светодиоды или оформляют светодиодной лентой. Светодиоды имеют 2 контакта, Анодный (А) и Катодный (К). Чтобы подключить светодиод правильно, и он работал, нужно присоединить контакты: А подключается к «плюсу» на источнике питания, К – к «минусу». Именно к А припаиваются резисторы, сопротивление которых рассчитывают по формуле закона ОМА.

Исходить следует из того, что рабочим напряжением светодиода является Uсв=3В, рабочим током Iсв=10мА=0.01А. Припаивают резисторы к контакту А каждого в отдельности светодиода. Так же нужно заранее решить, как закрепить светодиоды внутри сабвуфера. Наиболее удачно расположить их так, чтобы они держались крепко вместе.

Когда в качестве подсветки используется светодиодная лента, процесс закрепления диодов заменен конструкцией ленты. В ней светодиоды уже установлены и тщательно закреплены. Прикреплять светодиоды на внутреннюю поверхность сабвуфера можно при помощи двухстороннего скотча.

Работа со светодиодной лентой намного проще. Она позволяет создавать более яркие дизайнерские решения и интересные подсветки. К примеру, диодное кольцо, окружающее динамик. Рекомендуется использовать ленту, яркость и цвет которой выбран на собственный вкус.

Еще одно – использовать эквалайзер на заднем стекле автомобиля. Неоновый эквалайзер, реагирующий на пиковые амплитуды, выдаваемые сабвуфером, заставляет прыгать световые столбики. Это красиво и оригинальное решение светового оформления установленного сабвуфера.

Любой владелец автомобиля делает , руководствуясь только собственным вкусом. Любые советы специалистов всегда носят лишь рекомендательный характер. Тоже относится и к советам по изготовлению сабвуферов своими руками и их установки. Посетители нашего сайта могут в комментариях оставить свое мнение об изложенных в статье методах или описать свои собственные. Будем рады узнать ваше мнение.

• Новости
• Практикум

Генпрокуратура начала проверку автоюристов

Как утверждают в Генпрокуратуре, в России резко возросло количество судебных разбирательств, которые ведут «недобросовестные автоюристы», которые работают «не для защиты прав граждан, а для извлечения сверхприбылей». Как сообщают «Ведомости», информацию об этом ведомство направило в правоохранительные органы, ЦБ и Российский союз автостраховщиков. В Генпрокуратуре поясняют, что посредники пользуются отсутствием должной осмотрительности...

Владельцы кроссовера Tesla пожаловались на качество сборки

По словам автомобилистов, проблемы возникают с открытием дверей и стеклоподъемниками. Об этом в своём материале сообщает The Wall Street Journal. Стоимость Tesla Model X составляет около 138 000 долларов, но, если верить первым владельцам, качество кроссовера оставляет желать лучшего. К примеру, сразу у нескольких владельцев заклинили открывающиеся вверх...

Парковку в Москве можно будет оплатить картой Тройка

Пластиковые карты «Тройка», использующиеся для оплаты общественного транспорта, этим летом получат полезную для автомобилистов функцию. С их помощью можно будет оплатить стоянку в зоне платной парковки. Для этого паркоматы оборудуют специальным модулем для связи с центром обработки транспортных транзакций Московского метрополитена. Система сможет проверять, достаточно ли средств на балансе...

О пробках в Москве будут предупреждать за неделю

На такую меру специалисты центра пошли из-за работ в центре Москвы по программе «Моя улица», сообщает Официальный портал Мэра и правительства столицы. В ЦОДД уже сейчас анализируют автомобильные потоки в ЦАО. На данный момент на дорогах в центре бывают затруднения, в том числе на Тверской улице, Бульварном и Садовом кольце и Новом Арбате. В пресс-службе ведомства...

Отзыв Volkswagen Touareg добрался до России

Как сказано в официальном сообщении Росстандарта, причиной отзыва послужила вероятность ослабления фиксации стопорного кольца на опорном кронштейне педального механизма. Ранее компания Volkswagen объявила об отзыве 391 тысячи «Туарегов» по всему миру по той же причине. Как поясняет Росстандарт, в рамках отзывной кампании в России на всех автомобилях будет...

Владельцы Mercedes забудут, что такое проблемы с парковкой

По словам Цетше, которые приводит Autocar, в ближайшем будущем автомобили станут не просто транспортными средствами, а персональными помощниками, которые здорово упросят жизнь людям, перестав провоцировать стрессы. В частности, гендиректор Daimler заявил, что вскоре на автомобилях Mercedes появятся специальные датчики, которые «будут отслеживать параметры организма пассажиров и корректировать ситуацию...

Названа средняя цена нового автомобиля в России

Если в 2006 году средневзвешенная цена машины составляла примерно 450 тыс. рублей, то в 2016 - уже 1,36 млн рублей. Такие данные приводит аналитическое агентство «Автостат», изучившее ситуацию на рынке. Как и 10 лет назад, самыми дорогими на российском рынке остаются иномарки. Сейчас средняя цена нового автомобиля...

Mercedes выпустит мини-Гелендеваген: новые подробности

Новая модель, призванная стать альтернативой изящному Mercedes-Benz GLA, получит брутальную внешность в стилистике «Гелендевагена» - Mercedes-Benz G-класса. Немецкому изданию Auto Bild удалось разузнать новые подробности об этой модели. Итак, если верить инсайдерской информации, то Mercedes-Benz GLB будет отличаться угловатым дизайном. С другой стороны, полного...

Фото дня: гигантская утка против водителей

Путь автомобилистам на одной из местных автотрасс преграждала… огромная резиновая утка! Фотографии утки моментально разошлись по соцсетям, где у них нашлось немало поклонников. Как сообщает The Daily Mail, гигантская резиновая утка принадлежала одному из местных автомобильных дилеров. Судя по всему, на дорогу надувную фигуру снес...

Р асчет фазоинверторного корпуса (короба) можно разложить на 3 части, но перед этим необходимо найти параметры Тиля-Смола для сабуферного динамика иначе не чего не выйдет. Для расчета ФИ короба достаточно трех параметров Fs, Vas и Qts

• Fs – резонансная частота динамика, указывается в Гц (герцах).
• Vas – эквивалентный объем, указанный в литрах.
• Qts – полная добротность динамика.

Данные параметры можно найти в инструкции к сабвуферному динамику или на сайте производителя.

1. Расчет чистого объема и частоты настройки порта фазоинвертора.

Чистый объем (Vb) – это внутренний объем короба, без учета объема порта фазоинвертора и объема вытесняемого динамиком.

Настройка порта (Fb) – это конфигурация порта (длинна, ширина, высота) относительно чистого объема корпуса, настроенного на определенную частоту, для ее усиления, что приводит к формирования нужной АЧХ.

Данный расчет мы можем произвести в программах JBL SpeakerShop или BassBox 6 prо. Я рекомендую использовать первую, она проще и намного понятнее. В программе вводим параметры Fs, Vas и Qts, далее изменяя значения Vb (объем) и Fb (настройка порта) добиваемся желаемого графика АЧХ. Для универсального короба график должен быть не сильно горбатым с пиком в районе 35Гц - 40Гц. Если с программой возникли какие либо трудности, инструкцию к ней можно посмотреть .

В программе мы узнали какой чистый объем короба и настройка порта нам нужна, в данном примере Vb - 45л . Fb - 36Гц .

2. Расчет порта фазоинвертора .

Расчета порта фазоинвертора будем выполнять в программе BassPort .

Вводим в программе:

• Необходимую частоту настройки порта ФИ (Fb)
• Полученный ранее чистый объем ящика (Vb)
• Эффективную площадь диффузора сабвуферного динамика (замеряется, длинна по центру динамика от одной середины подвеса до противоположной середины подвеса)
• Максимальный ход диффузора в одну сторону (указывается в инструкции или на сайте производителя как Xmax, может быть указан как в одну сторону, так и сразу в обе)
• Вводим размеры порта W и h
• Нажимаем кнопку пересчитать.

В данном примере рассчитан щелевой порт, выстой 35см и шириной 4см, длинна которого составила 61см и имет объем 8,5л . (округленно)

При подборе размеров порта нельзя, что бы длинна порта L превышала 1000мм., а максимальная скорость воздуха на выходе была красной.

3. Считаем общий объем корпуса ФИ и делаем чертеж.

У нас есть следующие данные, которые необходимо сложить, что бы получить общий объем короба (грязный объем) - чистый объем 45л., объем порта 8,5л., а так же добавляем сюда объем который вытеснит сам динамик, это в пределах 2-4л. возьмем в данном случае 3л., но так как это щелевой порт и одна из стенок так же вытеснит какой то объем, его тоже нужно учесть, здесь же это будет 4л.

Для расчета литража стенки, умножаем длинну внутренней стенки порта на высоту и толщену, затем делим на 1000.

Считаем: 45+8,5+3+4= 60,5л.

Итого нам нужен короб с общим объемом 60,5л .

Переходим к чертежу короба.

У нас есть объем 60,5 литра. Замеряем багажник, смотрим какие габариты нас устроят, например: высота - 39см, длина – 50см осталось узнать ширину. Отнимаем от высоты и длинны толщену стенок в данном случае это 2см и получаем: высота – 35см., длинна 46см.

Теперь считаем ширину короба: 60,5 1000 ÷ 35 ÷ 46 = 37,57см (округлим до 38см ) – ширина корпуса, без учета стенок, со стенками будет 42см .

Вот так, выглядит расчет фазоинверторного корпуса под определенный сабвуферный динамик, который будет играть так как нужно нам.

Ну как, нашли подсказку, на которую я намекал в прошлом выпуске? Там было насчёт «баса народа»…

На службе народу

Ладно, раз не нашли, сейчас помогу. Весной 2006 года мы с вами общими усилиями (один я бы не справился) пришли к очень благоприятному для себя заключению: при правильном выборе динамика и верном расчёте объёма закрытый ящик может обеспечить в салоне автомобиля абсолютно, незыблемо ровную АЧХ. Ровную и простирающуюся в область низких частот настолько, насколько немыслимо этого достичь в домашнем аудио, ни за какие деньги. Всё, что для этого надо сделать - устроить так, чтобы АЧХ сабвуфера в открытом пространстве начала спадать примерно (или точно) там же, где начинается подъём на волшебной кривой передаточной функции салона. Двигая этой частотой вверх или вниз по оси частот, мы можем получить некоторый подъём на АЧХ или, наоборот, пострадать от некоторого спада по отношению к средним частотам, но в одном можно быть уверенным: уровень звукового давления, создаваемый в салоне машины сабвуфером в закрытом ящике ниже 50 - 60 Гц, не начнёт падать до самых низких, инфразвуковых частот, да и там это произойдёт не из-за него, а из-за нежёсткости и негерметичности кузова. Это было весной, и это, можно считать, были хорошие новости.

Зимой, а точнее - в прошлом номере, мы с той же неумолимостью пришли к выводу: сабвуфер-фазоинвертор ни при каких реально возможных обстоятельствах такой благодати во всей полосе низких частот обеспечить не может. Фазоинвертор придумали чёрт знает когда нарочно для расширения полосы воспроизводимых частот вниз, а у нас, в машине, это не актуально в силу той же самой передаточной функции. Это вроде бы новость плохая.

Однако тут же на реальном примере мы убедились: полосу частот в машине фазоинвертор не расширит, зато способен существенно увеличить уровень звукового давления при одной и той же подведенной к сабвуферу мощности. Опять хорошая новость. Итого: две хорошие на одну плохую, счёт в нашу пользу. Но как же всё-таки быть с врождённой неравномерностью АЧХ фазоинвертора? Вот про это и была подсказка, которую вы не нашли.

Чтобы не искать: вот результаты обобщения десятков реально построенных и успешно работающих аудиосистем. Верхний график - чего хотят чемпионы, нижний - что предпочитает просто любитель музыки в автомобиле. Во избежание недоразумений подчеркнём: во всех случаях речь идёт о серьёзных, порой очень недешёвых системах

Кто далёк от народа?

Тогда же, погожей весной 2006 года, мы прошерстили данные рубрики «Системы» на предмет выяснения: какую басовую АЧХ желает иметь народ в своём автомобиле, потратившись на установку руками профессионалов. И выяснили: есть два довольно непохожих типа баса. Один можно наблюдать (вернее - слышать) в машинах, получивших самые высокие оценки на соревнованиях самого высокого уровня. Вот именно так: самые и на самых. В таких машинах басовая частотная характеристика очень напоминает АЧХ дорогой (или очень дорогой) домашней акустики. Обобщённо: ровный, с минимальными отклонениями от горизонтали «стол» до самого низа. Если же взять статистику по обычным, для повседневного использования, автомобилям, там кривая будет существенно другая: с довольно явственно прорисованным подъёмом на басах, максимум которого приходится на 40 Гц.

Почему чемпионы оказались дальше от народа, чем мы ожидали? Да нет, они - из наших, просто на соревнованиях машину слушают на месте и, кроме специальных случаев, при заглушенном двигателе. Это, по существу, воспроизведение домашних условий в салоне, отсюда и уже отмеченное сходство. Но стоит запустить двигатель и куда-нибудь отправиться (а, говорят, автомобиль для этого и предназначен), требования к басам резко меняются, уровень низкочастотного шума в салоне даже дорогого автомобиля неожиданно высок, но воспринимается ухом совсем не так, как шумы на средних частотах. Кажется, что в машине тихо, но почему-то басовые звуки музыкального сопровождения поездки как будто затихают - так наш слух адаптируется к постоянно действующей низкочастотной помехе. Басы надо поднимать, и в этом случае не так страшно, если подняты они окажутся не все сразу, а только до какой-то частоты, в реальных фонограммах содержание информации ниже 30 Гц крайне невелико.

Отсюда и столь любимая в народе форма басовой АЧХ. Отсюда же - крайняя полезность для автомобильной акустики замечательного изобретения, сделанного в первой трети прошлого века.

Упрощённые до прямолинейности графики происходящего в салоне машины, когда туда помещают сабвуфер. Верхний вы уже видели: это - результат идеально аудиофильской настройки сабвуфера типа ЗЯ. Его АЧХ «на свободе» начинает спадать именно там и именно с таким наклоном, с каким её поднимает передаточная функция салона. Итог - неколебимая прямая и призовой кубок.

Смотрите, что пришло

Вновь повторим иллюстрацию к одному из прошлых выпусков: название серии это не только допускает, но и требует. Вот схема, лежащая в основе «рецепта чемпионов». Предельно упрощённая, но все упрощения мы оговорим. Если согласиться с тем, что на нижней граничной частоте АЧХ сабвуфера в закрытом ящике резко, изломом, начинает катиться вниз, а на этой же частоте передаточная функция заворачивает вверх, то результирующая характеристика будет по-чемпионски горизонтальной. Вы правы, природа не терпит изломов, реально кривые будут загибаться плавно, одна вниз, другая - вверх, но при выполнении некоторых условий (которые мы обсуждали) результат будет таким же: ровная АЧХ до неслышимых границ. Теперь с такими же условностями нарисуем, что произойдёт, если вместо закрытого ящика мы построим фазоинвертор. Для большей ясности давайте сначала его построим плохо и неправильно. Это значит: запомнив из материалов про «простые числа», сулящие небесные характеристики ЗЯ (№4/2006), что резонансная частота динамика в этом виде оформления должна выбираться близкой к частоте перегиба кривой передаточной функции, настроим на эту частоту и вновь сооружаемый ФИ. Это на практике означает настройку герц эдак на 60 - 70. Что произойдёт? А ничего хорошего, АЧХ фазоинвертора, как уже говорилось, ниже частоты настройки падает вдвое быстрее, чем у закрытого ящика, 24 дБ/окт. вместо 12. Передаточная функция салона про это ничего не знает и по-прежнему обеспечивает подъём АЧХ в присущем ей темпе: 12 дБ/окт. Результатом станет «дефицит бюджета», ниже частоты настройки результирующая АЧХ пойдёт вниз с наклоном 12 дБ/окт. Зачем надо было вертеть дыру в ящике, чтобы такое получить? И верно, незачем, но мы ведь нарочно начали с плохого фазоинвертора, чтобы лучше вышел хороший.

Второй график - пример неуместного переноса этого же подхода на фазоинвертор. Его собственная АЧХ спадает ниже частоты настройки с наклоном уже 24 дБ/окт., передаточная функция наполовину скомпенсирует только крутизну спада, но он начнётся с той же недопустимо высокой частоты.

Выбросим сделанное ранее (слава богу, мысленно) и построим другой ФИ, у которого частота настройки существенно ниже частоты перегиба передаточной функции. Теперь происходит следующее: начиная с некоторой частоты передаточная функция салона начинает поднимать звуковое давление внутри, ведь АЧХ сабвуфера в свободном пространстве пока горизонтальна. Когда же частота (мы идём сверху вниз, разумеется) достигнет частоты настройки, АЧХ самого сабвуфера пойдёт вниз с наклоном 24 дБ/окт., на 12 дБ/окт. её «выправит» передаточная функция, итог - падение отдачи ниже частоты настройки, как у закрытого ящика в комнате.

А теперь посмотрите, что происходит между этими двумя частотами: пока не началось падение АЧХ, фазоинвертор успел набрать изрядный запас звукового давления. То, что в нашей упрощённой схеме выглядит эдаким домиком, на самом деле реализуется в виде плавных кривых, в общем случае похожих именно на форму АЧХ «народного баса». Остаётся самая малость - реализовать это на практике, где прямых и ломаных нету…

Идеализация реальной настройки ФИ: его звёздный час приходится на диапазон между точкой перегиба кривой передаточной функции и частотой настройки. Чем шире разнесены эти две частоты, тем больше простора для басового «домика».

Основной принцип, вытекающий вовсе не из науки, а из самой приземлённой практики, вы уже можете вывести сами. Если большинство населения делает (или принимает сделанную для них) АЧХ сабвуфера в виде горба с центральной частотой около 40 Гц, то зачем нам идти против народа? Исходя из приведенной схемы, самым первым, даже нулевым приближением рецепта оптимального автомобильного (только автомобильного) фазоинвертора будет настройка его на частоту 40 плюс-минус 5 Гц. На передаточную функцию мы никак повлиять не можем, она определит, где начинается подъём АЧХ. А её спад, а следовательно, и максимум придутся по нашей модели на частоту настройки ФИ. И всё? Вновь «простые числа»? Увы, нет. Совсем простых чисел для фазоинвертора не придумано. Но кое-что упростить всё же можно.

Свобода в степени

Действительно, был ящик, стал ящик с тоннелем, почему нельзя и в этом случае обойтись простыми рецептами? Дело в числе переменных, определяющих характеристики фазоинвертора как колебательной системы. Если в случае закрытого ящика мы имели дело с системой с одной степенью свободы, то у ФИ этих степеней две. Численно разница невелика, но для того, чтобы представить, насколько сложнее при этом становятся повадки системы, воспользуемся такой иллюстрацией, вам предстоит либо представить себе не раз виденные предметы в определённом сочетании, либо, если нет иного занятия, взять и в самом деле построить несложную экспериментальную установку. Первая её часть - банальный маятник, да хоть груз на верёвке. Всё, что он умеет - качаться туда-сюда, движения его предсказуемы до неинтересности. У маятника степень свободы - одна, его состояние в любой момент времени исчерпывающим образом определяется углом отклонения от положения равновесия. Теперь замените верёвку резинкой. Степеней свободы, то есть не зависящих друг от друга координат, определяющих состояние такой, с позволения сказать, системы, стало две: угол качания и степень растяжения резинки. Отклоните теперь такой маятник в сторону, одновременно растянув резинку. Если вы правда не видели, что после этого начнётся, не пожалейте времени и галантереи и проведите опыт: вместо банального раскачивания груз будет выделывать в воздухе трудноописуемые и нелегко прогнозируемые кульбиты.

Примерно в той же мере поведение ФИ отличается от предсказуемого ЗЯ. У динамика по-прежнему три параметра, один из которых, эквивалентный объём, сейчас менее важен, потому что определяет масштабный фактор, а не процесс колебаний, а два других, резонансная частота и добротность, по-прежнему важны. Но у акустического оформления параметров стало вдвое больше: объём ящика и частота настройки тоннеля. В каком соотношении эти четыре величины должны находиться, чтобы мы не оказались разочарованы результатами? Серьёзные исследования работы фазоинвертора породили не одну диссертацию и множество классических научных статей, но у нас задача иная, поэтому попытаемся дать практические ориентиры, не вдаваясь в подробности, почему они именно таковы.

Ведь смотрите: считать ФИ всё равно предстоит с помощью компьютерной программы, причём с вероятностью 99% это будет BassBox или (что то же самое) JBL Speaker Shop, эти некогда коммерческие продукты сейчас расползлись по миру в таком количестве, что не найти очередную копию себе сможет только очень ленивый. Но печка, от которой танцевать, даже при наличии испытанного софта, всё же нужна.

Общее правило: чем просторнее корпус ФИ, тем выше (но тем и острее) будет горб акустического усиления

В достаточно просторных корпусах, которые, будь они закрытыми, приводили бы к низким значениям полной добротности динамика в оформлении, пик отдачи ложится на частоту настройки

В корпусах тесных, в том числе - оптимальных в роли ЗЯ для данного динамика, АЧХ имеет максимум выше частоты настройки, при совсем заниженном объёме характеристика приобретает двугорбую форму, а выгода от использования ФИ сходит на нет

Неспортивное ориентирование

Итак, ориентир первый, уже относительно понятный из сравнения практической, «целевой» формы АЧХ, полученной обобщением практики, и упрощённой картинки, иллюстрирующей происходящее в салоне. Если мы хотим, чтобы на АЧХ возник подъём с максимумом в районе 40 Гц, на этой частоте и должен начаться спад АЧХ сабвуфера в свободном пространстве (в комнате или на улице - всё равно, важно, что не в салоне). Эта частота в первом приближении - частота настройки тоннеля. Та же практика демонстрирует со всей очевидностью: во всех удачных аудиосистемах, где используется сабвуфер в фазоинверторном оформлении, частота настройки приходится на диапазон 30 - 40 Гц. В этом же коридоре находятся обычно значения частоты настройки фазоинверторов, рекомендуемых для своих сабвуферов изготовителями. За исключением особых случаев спортивного применения, мы сейчас не об этом. Глядя на условно-упрощённую диаграмму, вы можете сообразить, что при прочих равных чем ниже будет частота настройки ФИ, тем выше успеет забраться АЧХ в салоне, прежде чем начнёт падать с тем же наклоном. Это вы можете увидеть и по фактическим материалам: загляните в какой-либо из наших тестов корпусных сабвуферов и сравните частоту настройки тоннеля (для тех, у кого он есть) с положением максимума звукового давления, зафиксированного при измерениях в салоне.

Однако положение горба по частоте - одно, а высота его - другое. Как добиться желаемого плавного подъёма басов в разумно широкой полосе частот, чтобы АЧХ не стояла домиком, как одеяло у первогодка? Свои ориентиры есть и для этого. Общее правило: при прочих равных (мы всё время делаем эту оговорку, и понятно почему - из-за возросшего числа переменных) подъём АЧХ вблизи частоты настройки будет тем выше и острее, чем больше объём ящика ФИ. Как выбрать первое приближение объёма? Есть простой (наконец-то) рецепт, за которым, правда, стоят далеко не простые умозаключения классиков современной электроакустики. Возьмите такой объём, который, если бы он был закрытым ящиком, дал бы значение полной добротности головки в оформлении, равное примерно 0,55 - 0,6. Именно в силу этого оптимальный объём ФИ в подавляющем большинстве случаев больше, чем оптимальный ЗЯ для этого же динамика, ведь ЗЯ рассчитывается исходя из результирующей добротности 0,7, а то и выше.

При таком объёме (а здесь играет роль, разумеется, не столько абсолютное значение объёма, сколько его отношение к величине эквивалентного объёма динамика Vas) можно рассчитывать на корректную работу получившегося акустического оформления во-первых и на то, что максимум отдачи будет находиться вблизи частоты настройки - во вторых. Нужен более высокий, пусть и более «домиком», подъём АЧХ - увеличивайте объём. Нужен подъём ниже, но более плавный и в более широкой полосе частот - уменьшайте объём, только заранее будьте готовы к двум вещам: вместе со сглаживанием максимума он с уменьшением объёма будет стремиться переехать выше по частоте, и уже не будет строго соответствовать частоте настройки порта, а когда объём достигнет значения оптимального для этого динамика закрытого ящика, с очень большой вероятностью АЧХ приобретёт довольно неуклюжую седловидную форму, при этом акустическое усиление, тот самый горб, который мы пытаемся построить, в большинстве случаев сойдёт на нет.

Впрочем, прежде чем начать опыты с подбором (а по-другому не получается, с одного клика ФИ рассчитать не удавалось ещё никому) объёма и настройки, надо определиться с динамиком. Здесь нам будет необходимо, увы, разрушить одно заблуждение.

Вновь на арене EBP

Мы уже говорили об этой величине, сокращённое имя которой расшифровывается как Energy Bandwidth Product. Этой величиной, численно равной отношению частоты резонанса динамика к его полной добротности, мы уже пользовались при выборе динамика для ЗЯ. Но задолго до нас, уже который год ею призывают пользоваться для сортировки динамиков на предназначенные для закрытых ящиков и просящиеся в фазоинвертор. Принято считать, что, если эта величина меньше 50, динамик предназначен только для ЗЯ. Если больше 100 - только для ФИ, между этими двумя значениями простирается некая сумеречная зона, где может оказаться и так и эдак.

Опыт показывает относительную малую полезность этого показателя для подбора оформления автомобильных сабвуферов, хотя идея в принципе здравая. Малая EBP означает: резонансная частота низкая, добротность относительно высокая, что свидетельствует о тяжёлой подвижной системе, а по канону такой динамик, действительно, идёт в ЗЯ. Большое значение EBP говорит о лёгкой «подвижке», на таких головках, действительно, получаются отличные фазоинверторы, но… дома.

У нас, во-первых, огромное, подавляющее число сабвуферных головок имеют значение параметра EBP в диапазоне 50 - 80, что для пессимиста означает неопределённость, а для оптимиста - свободу выбора. Во-вторых, и это уже из практики, не получаются в машине хорошие ФИ на динамиках с канонически хорошими для этого показаниями. Фазоинвертор на динамике с малой добротностью (а так и оказывается, если EBP переваливает за сотню) в свободном пространстве покажет ровную АЧХ со своеобразным, возможно, поведением вблизи нижней граничной частоты, в машине это своеобразие сложится с передаточной функцией и породит, почти без исключений, довольно уродливую характеристику.

Вклад в относительное развенчание «энергетического продукта» внесли и наши испытатели, проведя исследование на реальных образцах сабвуферных головок. Результат был таков: при значении EBP около 50 (по канону - в ЗЯ, и без разговоров) есть шанс получить очень неплохое акустическое усиление в ФИ с сохранением пристойной формы АЧХ, при 90 (по канону уже просится в ФИ) выигрыш в отдаче падает ниже 3 дБ, зачем, спрашивается, париться? Так что для нашего брата получается всё почти наоборот: наиболее эффективные ФИ выходят на базе наиболее «ящичных» головок. Так уж у нас всё устроено…

Магические формулы

Одно из наиболее часто встречающихся пожеланий в электронной почте автора - привести «магическую формулу», по которой читатель ACS мог бы сам рассчитать фазоинвертор. Это, в принципе, нетрудно. Фазоинвертор представляет собой один из случаев реализации устройства под названием «резонатор Гельмгольца». Формула его расчета не намного сложнее самой распространенной и доступной модели такого резонатора. Пустая бутылочка из-под кока-колы (только обязательно бутылка, а не алюминиевая банка) - именно такой резонатор, настроенный на частоту 185 Гц, это проверено. Впрочем, резонатор Гельмгольца намного древнее даже этой, постепенно выходящей из употребления упаковки популярного напитка. Однако и классическая схема резонатора Гельмгольца схожа с бутылкой (рис. 1). Для того чтобы такой резонатор работал, важно, чтобы у него был объем V и тоннель с площадью поперечного сечения S и длиной L. Зная это, частоту настройки резонатора Гельмгольца (или фазоинвертора, что одно и то же) теперь можно рассчитать по формуле:

где Fb - частота настройки в Гц, с - скорость звука, равная 344 м/с, S - площадь тоннеля в кв. м, L - длина тоннеля в м, V - объем ящика в куб. м. = 3,14, это само собой.

Эта формула действительно магическая, в том смысле, что настройка фазоинвертора не зависит от параметров динамика, который будет в него установлен. Объем ящика и размеры тоннеля частоту настройки определяют раз и навсегда. Все, казалось бы, дело сделано. Приступаем. Пусть у нас есть ящик объемом 50 литров. Мы хотим превратить его в корпус фазоинвертора с настройкой на 50 Гц. Диаметр тоннеля решили сделать 8 см. По только что приведенной формуле частота настройки 50 Гц получится, если длина тоннеля будет равна 12,05 см. Аккуратно изготавливаем все детали, собираем их в конструкцию, как на рис. 2, и для проверки измеряем реально получившуюся резонансную частоту фазоинвертора. И видим, к своему удивлению, что она равна не 50 Гц, как полагалось бы по формуле, а 41 Гц. В чем дело и где мы ошиблись? Да нигде. Наш свежепостроенный фазоинвертор оказался бы настроен на частоту, близкую к полученной по формуле Гельмгольца, если бы он был сделан, как показано на рис. 3. Этот случай ближе всего к идеальной модели, которую описывает формула: здесь оба конца тоннеля «висят в воздухе», относительно далеко от каких-либо преград. В нашей конструкции один из концов тоннеля сопрягается со стенкой ящика. Для воздуха, колеблющегося в тоннеле, это небезразлично, из-за влияния «фланца» на конце тоннеля происходит как бы его виртуальное удлинение. Фазоинвертор окажется настроенным так, как если бы длина тоннеля была равна 18 см, а не 12, как на самом деле.

Заметим, что то же самое произойдет, если тоннель полностью разместить снаружи ящика, снова совместив один его конец со стенкой (рис. 4). Существует эмпирическая зависимость «виртуального удлинения» тоннеля в зависимости от его размеров. Для круглого тоннеля, один срез которого расположен достаточно далеко от стенок ящика (или других препятствий), а другой находится в плоскости стенки, это удлинение приблизительно равно 0,85D.

Теперь, если подставить в формулу Гельмгольца все константы, ввести поправку на «виртуальное удлинение», а все размеры выразить в привычных единицах, окончательная формула для длины тоннеля диаметром D, обеспечивающего настройку ящика объемом V на частоту Fb, будет выглядеть так:

Здесь частота - в герцах, объем - в литрах, а длина и диаметр тоннеля - в миллиметрах, как нам привычнее.

Полученный результат ценен не только тем, что позволяет на этапе расчета получить значение длины, близкое к окончательной, дающей требуемое значение частоты настройки, но и тем, что открывает определенные резервы укорочения тоннеля. Почти один диаметр мы уже выиграли. Можно укоротить тоннель еще больше, сохранив ту же частоту настройки, если сделать фланцы на обоих концах, как показано на рис. 5.

Теперь, кажется, все учтено, и, вооруженные этой формулой, мы представляемся себе всесильными. Именно здесь нас и ждут трудности.

Первые трудности

Первая (и главная) трудность заключается в следующем: если относительно небольшой по объему ящик требуется настроить на довольно низкую частоту, то, подставив в формулу для длины тоннеля большой диаметр, мы и длину получим большую. Попробуем подставить диаметр поменьше - и все получается отлично. Большой диаметр требует большой длины, а маленький - как раз небольшой. Что же тут плохого? А вот что. Двигаясь, диффузор динамика своей тыльной стороной «проталкивает» практически несжимаемый воздух через тоннель фазоинвертора. Поскольку объем колеблющегося воздуха постоянен, то скорость воздуха в тоннеле будет во столько раз больше колебательной скорости диффузора, во сколько раз площадь сечения тоннеля меньше площади диффузора. Если сделать тоннель в десятки раз меньшего размера, чем диффузор, скорость потока в нем окажется большой, и, когда она достигнет 25 - 27 метров в секунду, неизбежно появление завихрений и струйного шума. Великий исследователь акустических систем Р. Смолл показал, что минимальное сечение тоннеля зависит от диаметра динамика, наибольшего хода его диффузора и частоты настройки фазоинвертора. Смолл предложил совершенно эмпирическую, но безотказно работающую формулу для вычисления минимального размера тоннеля:

Формулу свою Смолл вывел в привычных для него единицах, так что диаметр динамика Ds, максимальный ход диффузора Xmax и минимальный диаметр тоннеля Dmin выражаются в дюймах. Частота настройки фазоинвертора - как обычно, в герцах.

Теперь все выглядит не так радужно, как прежде. Очень часто оказывается, что, если правильно выбрать диаметр тоннеля, он выходит невероятно длинным. А если уменьшить диаметр, появляется шанс, что уже на средней мощности тоннель «засвистит». Помимо собственно струйных шумов, тоннели небольшого диаметра обладают еще и склонностью к так называемым «органным резонансам», частота которых намного выше частоты настройки фазоинвертора и которые возбуждаются в тоннеле турбулентностями при больших скоростях потока.

Столкнувшись с такой дилеммой, читатели ACS обычно звонят в редакцию и просят подсказать им решение. У меня их три: простое, среднее и экстремальное.

Простое решение для небольших проблем

Когда расчетная длина тоннеля получается такой, что он почти помещается в корпусе и требуется лишь незначительно сократить его длину при той же настройке и площади сечения, я рекомендую вместо круглого использовать щелевой тоннель, причем размещать его не посреди передней стенки корпуса (как на рис. 6), а вплотную в одной из боковых стенок (как на рис. 7). Тогда на конце тоннеля, находящемся внутри ящика, будет сказываться эффект «виртуального удлинения» из-за находящейся рядом с ним стенки. Опыты показывают, что при неизменной площади сечения и частоте настройки тоннель, показанный на рис. 7, получается примерно на 15% короче, чем при конструкции, как на рис. 6. Щелевой фазоинвертор, в принципе, менее склонен к органным резонансам, чем круглый, но, чтобы обезопасить себя еще больше, я рекомендую устанавливать внутри тоннеля звукопоглощающие элементы, в виде узких полосок фетра, наклеенных на внутреннюю поверхность тоннеля в районе трети его длины. Это - простое решение. Если его недостаточно, придется перейти к среднему.

Среднее решение для проблем побольше

Решение промежуточной сложности заключается в использовании тоннеля в форме усеченного конуса, как на рис. 8. Мои эксперименты с такими тоннелями показали, что здесь можно уменьшить площадь сечения входного отверстия по сравнению с минимально допустимой по формуле Смолла без опасности возникновения струйных шумов. Кроме того, конический тоннель намного менее склонен к органным резонансам, нежели цилиндрический.

В 1995 году я написал программу для расчета конических тоннелей. Она заменяет конический тоннель последовательностью цилиндрических и путем последовательных приближений вычисляет длину, необходимую для замены обычного тоннеля постоянного сечения. Программа эта сделана для всех желающих, и ее можно взять на сайте журнала ACS http://www.audiocarstereo.it в разделе ACS Software. Маленькая программка, работает под DOS, можно скачать и посчитать самому. А можно поступить по-другому. При подготовке русской редакции этой статьи результаты вычислений по программе CONICO были сведены в таблицу, из которой можно взять готовый вариант. Таблица составлена для тоннеля диаметром 80 мм. Это значение диаметра подходит для большинства сабвуферов с диаметром диффузора 250 мм. Рассчитав по формуле требуемую длину тоннеля, найдите это значение в первом столбце. Например, по вашим расчетам оказалось, что нужен тоннель длиной 400 мм, например, для настройки ящика объемом 30 литров на частоту 33 Гц. Проект нетривиальный, и разместить такой тоннель внутри такого ящика будет непросто. Теперь смотрим в следующие три столбца. Там приведены рассчитанные программой размеры эквивалентного конического тоннеля, длина которого будет уже не 400, а всего 250 мм. Совсем другое дело. Что означают размеры в таблице, показано на рис. 9.

Таблица 2 составлена для исходного тоннеля диаметром 100 мм. Это подойдет для большинства сабвуферов с головкой диаметром 300 мм.

Если решите пользоваться программой самостоятельно, помните: тоннель в форме усеченного конуса делается с углом наклона образующей a от 2 до 4 градусов. Этот угол больше 6 - 8 градусов делать не рекомендуется, в этом случае возможно возникновение завихрений и струйных шумов на входном (узком) конце тоннеля. Однако и при небольшой конусности уменьшение длины тоннеля получается довольно значительным.

Тоннель в форме усеченного конуса не обязательно должен иметь круглое сечение. Как и обычный, цилиндрический, его иногда удобнее делать в виде щелевого. Даже, как правило, удобнее, ведь тогда он собирается из плоских деталей. Размеры щелевого варианта конического тоннеля приведены в следующих столбцах таблицы, а что эти размеры означают, показано на рис. 10.

Замена обычного тоннеля коническим способна решить много проблем. Но не все. Иногда длина тоннеля получается настолько большой, что укорочения его даже на 30 - 35% недостаточно. Для таких тяжелых случаев есть...

Экстремальное решение для больших проблем

Экстремальное решение заключается в применении тоннеля с экспоненциальными обводами, как показано на рис. 11. У такого тоннеля площадь сечения сначала плавно уменьшается, а потом так же плавно возрастает до максимальной. С точки зрения компактности для данной частоты настройки, устойчивости к струйным шумам и органным резонансам экспоненциальный тоннель не имеет себе равных. Но он не имеет себе равных и по сложности изготовления, даже если рассчитать его обводы по такому же принципу, как это было сделано в случае конического тоннеля. Для того чтобы преимуществами экспоненциального тоннеля все же можно было воспользоваться на практике, я придумал его модификацию: тоннель, который я назвал «песочные часы» (рис. 12). Тоннель-песочные часы состоит из цилиндрической секции и двух конических, откуда внешнее сходство с древним прибором для измерения времени. Такая геометрия позволяет укоротить тоннель по сравнению с исходным, постоянного сечения, по меньшей мере, в полтора раза, а то и больше. Для расчета песочных часов я тоже написал программу, ее можно найти там же, на сайте ACS. И так же, как для конического тоннеля, здесь приводится таблица с готовыми вариантами расчета.

Что означают размеры в таблицах 3 и 4, станет ясно из рис. 13. D и d - это диаметр цилиндрической секции и наибольший диаметр конической секции, соответственно, L1 и L2 - длины секций. Lmax - полная длина тоннеля в форме песочных часов, приводится просто для сравнения, насколько короче его удалось сделать, а вообще, это L1 + 2L2.

Технологически песочные часы круглого поперечного сечения делать не всегда просто и удобно. Поэтому и здесь можно выполнить его в виде профилированной щели, получится, как на рис. 14. Для замены тоннеля диаметром 80 мм я рекомендую высоту щели выбрать равной 50 мм, а для замены 100-миллиметрового цилиндрического тоннеля - равной 60 мм. Тогда ширина секции постоянного сечения Wmin и максимальная ширина на входе и выходе тоннеля Wmax будут такими, как в таблице (длины секций L1 и L2 - как в случае с круглым сечением, здесь ничего не меняется). Если понадобится, высоту щелевого тоннеля h можно изменить, одновременно скорректировав и Wmin, Wmax так, чтобы значения площади поперечного сечения (h.Wmin, h.Wmax) остались неизменными.

Вариант фазоинвертора с тоннелем в форме песочных часов я применил, например, когда делал сабвуфер для домашнего театра с частотой настройки 17 Гц. Расчетная длина тоннеля получилась больше метра, а рассчитав «песочные часы», я смог сократить ее почти вдвое, при этом шумов не было даже при мощности около 100 Вт. Надеюсь, вам это тоже поможет...

У меня имеется неплохой усилитель мощности. Задался я целью изготовить для него качественные акустические системы. Так как выходная мощность моего усилителя небольшая, мне понадобились высокочувствительные громкоговорители. У меня была пара рупорных громкоговорителей Fostex.

FE206En имеет номинальную чувствительность 96дб/1Вт/1м. Динамики имеют обратный рупор и при малой мощности они могут сделать «буги» очень громко! Бас от этих динамиков очень впечатляет. Настолько, что мне пришлось сделать пару аудио колонок с фазоинвертором.

Двойной Бас-Рефлекс (double bass-reflex). Подробное описание изготовления акустических систем с фазоинвертором

Двойной бас-рефлекс (double bass-reflex (DBR) акустической системы является вариацией стандартной бас-рефлекс (BR) и предназначен для достижения дальнейшего расширения низких частот. Усиление для басов достигается за счет использования дополнительной камеры в акустической системе. Другие преимущества динамика с двойным фазоинвертором по сравнению с обычной бас-рефлекс системы являются: уменьшение искажений. Использование дополнительной камеры в корпусе колонки также уменьшает вероятность возникновения резонансов.
Корпус колонки обычно заполняется толстым демпфирующим материалом — рыхлый синтетический или шерстяной заполнитель. Наполнитель используется для демпфирования отраженных волн и минимизации стоячих волн, а также отражений внутри корпуса громкоговорителя.

Размеры акустической системы

На фотографиях ниже показаны динамики Fostex FE206En . Чрезвычайно большой магнит громкоговорителя я покрыл алюминиевой фольгой для уменьшения отражения звука от задней части корпуса .

Более подробно: можете загрузить даташит — (Формат PDF 488kB).

Изготовление корпуса в картинках

Кто хоть раз попробовал сам сделать аудио-систему знает , что нужно больше знать , чем просто посмотреть схему и пользоваться паяльником . Необходимые навыки понадобятся от простого сверления отверстий до сложных плотницких работ . Как у меня получилось не судите строго 🙂

Когда корпуса были готовы осталось только зашлифовать мелкой наждачной бумагой перед нанесением слоя грунтовки. Наносим несколько слоёв с временным промежутком для высыхания. После двух часов высыхания наносим сверху чёрную атласную отделку.

Завершающий этап — сборка

Верхнюю часть колонки заполняем звукопоглощающим наполнителем . Нижнюю часть оставляем пустой .

В заключительный этапы сборки входит электрическое соединение проводами динамик — фильтр — разъём .

Схема простая: один дроссель и один резистор параллельно друг другу и последовательно с динамиком.

На рисунке ниже показаны типовые схемы фильтров колонки.

Если хотите Вы можете воспользоваться онлайн калькулятором для определения параметров дросселя и резистора, исходя из ширины колонки, дефлектора и характеристик динамика.

Использованы материалы сайта:diyaudioprojects.com

П О П У Л Я Р Н О Е:

Перед тем как делать инкубатор, нужно сначала определиться с размерами. Сколько яиц будет в нём выводиться. Для инкубатора с несколькими лотками, обязательно необходимо установить вентилятор, для перемешивания в нём воздуха. Тем самым будет обеспечивание одинаковой температуры во всем объёме инкубатора.