Фазоинвертор как правильно сделать: Простая методика настройки фазоинвертора | ldsound.ru

Содержание

Простая методика настройки фазоинвертора | ldsound.ru

«Колонкостроительством» я начал заниматься в начале 80-х. И если вначале это был просто «динамик в ящике», то потом, естественно началось изучение влияния параметров ящика (и фазоинвертора) на звучание динамика.

Есть много «сабвуферостроителей», но для подавляющего большинства это просто «динамик в ящике», и чем больше, тем лучше. Да, в какой-то степени, для закрытого ящика это правильно. Но для фазоинвертора…

Фазоинвертор требует тщательной настройки. А что мы видим на практике? В качестве фазоинвертора люди ставят канализационные трубы произвольной длины, делают «щелевые фазоинверторы» по образу: «по таким размерам Вася делал», ставя при этом другой динамик. Тот, кто представляет это – ограничивается изготовлением закрытого ящика (и правильно делает!).

Конечно, есть замечательные программы моделирования, например, JBL SpeakerShop. Но все они требуют введения кучи исходных параметров. И даже зная их, расхождение с практикой получается, как правило –

огромное (динамик оказался немного другой, ящик чуть отличается по размеру, наполнитель не знаем какой и сколько, труба фазоинвертора чуть другая, не знаем акустического сопротивления и т. п.)

Существует простая методика для настройки фазоинвертора, при которой не требуется знать точные исходные данные динамиков, ящиков, а также не требуются сложные измерительные приборы или математические расчёты. Всё уже было давно продумано и проверено на практике!

Хочу рассказать о простой методике настройки фазоинвертора, которая даёт погрешность не более 5%. Методике, существующей более 30-ти лет. Я ей пользовался еще, будучи школьником.

 

Чем ящик с фазоинвертором отличается от закрытого ящика?

 

Любой динамик, как механическая система, имеет собственную резонансную частоту. Выше этой частоты динамик звучит «довольно гладко», а ниже – уровень, создаваемого им звукового давления, падает. Падает со скоростью 12 дБ на октаву (т.е. в 4 раза на двукратное снижение частоты). За «нижнюю границу воспроизводимых частот» принято считать частоту, на которой уровень падает на 6 дБ (т.е. в 2 раза).

 

АЧХ динамика в открытом пространстве

 

Установив динамик в ящик, его резонансная частота несколько повысится, за счёт того, что к упругости подвеса диффузора добавится упругость сжимаемого в ящике воздуха. Подъём резонансной частоты неизбежно «потянет за собой» вверх и нижнюю границу воспроизводимых частот. Чем меньше объём воздуха в ящике, тем выше его упругость, и, следовательно, выше резонансная частота. Отсюда и желание «сделать ящик побо-о-о-ольше».

 

Жёлтая линия – АЧХ динамика в закрытом ящике

 

Сделать ящик «побольше» в некоторой степени можно не увеличивая его физические размеры. Для этого ящик заполняют поглощающим материалом. Не будем вдаваться в физику этого процесса, но по мере увеличения количества наполнителя, резонансная частота динамика в ящике понижается (увеличивается «эквивалентный объём» ящика). Если наполнителя слишком много, то резонансная частота начинает повышаться снова.

Опустим влияние размеров ящика на другие параметры, такие как добротность. Оставим это опытным «колонкостроителям». В большинстве практических случаев, из-за ограниченного пространства, объём ящика получается довольно близкий к оптимальному (мы же не строим колонки размером со шкаф). И смысл статьи, не загружать вас сложными формулами и расчётами.

Отвлеклись. С закрытым ящиком всё понятно, а что даёт нам фазоинвертор? Фазоинвертор – это «труба» (не обязательно круглая, может быть и прямоугольного сечения и узкая щель) определённой длины, которая совместно с объёмом воздуха в ящике имеет собственный резонанс. На этом «втором резонансе» поднимается звуковая отдача колонки. Частоту резонанса выбирают несколько ниже частоты резонанса динамика в ящике, т.е. в области, где у динамика начинается спад звукового давления. Следовательно, там, где у динамика наблюдается спад, появляется подъём, который в какой-то степени этот спад компенсирует, расширяя нижнюю граничную частоту воспроизводимых частот.

 

Красная линия – АЧХ динамика в закрытом ящике с фазоинвертором

 

Стоит отметить, что ниже частоты резонанса фазоинвертора спад звукового давления будет круче, чем у закрытого ящика и составит 24 дБ на октаву.

Таким образом, фазоинвертор позволяет расширить диапазон воспроизводимых частот в сторону нижних частот. Так как же выбрать частоту резонанса фазоинвертора?

Если частота резонанса фазоинвертора будет выше оптимальной, т.е. она будет находиться близко к резонансной частоте динамика в ящике, то мы получим «перекомпенсацию» в виде выпирающего горба на частотной характеристике. Звучание будет бочкообразным. Если частоту выбрать слишком низкую, то подъём уровня не будет ощущаться, т.к. на низких частотах отдача динамика падает слишком сильно (недокомпенсировали).

 

Голубые линии – не оптимальная настройка фазоинвертора

 

Это очень тонкий момент – или фазоинвертор даст эффект, или не даст никакого, или, наоборот, испортит звук! Частоту фазоинвертора нужно выбирать очень точно! Но где взять эту точность в гаражно-домашних условиях?

На самом деле, коэффициент пропорциональности между частотой резонанса динамика в ящике и частотой резонанса фазоинвертора, в подавляющем большинстве реальных конструкций составляет 0,61 – 0,65, и если принять его равным 0,63, то ошибка составит не более 5%.

 

Кому интересно почитать теорию рекомендую:

1. Виноградова Э.Л. «Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками», Москва, изд. Энергия, 1978

2. «Ещё о расчёте и изготовлении громкоговорителя», ж. Радио, 1984, №10

3. «Настройка фазоинверторов», ж. Радио, 1986, №8

 

 

Теперь перенесём теорию на практику – так нам ближе.

 

Как измерить резонансную частоту динамика в ящике? Как известно, на резонансной частоте, «модуль полного электрического сопротивления» (Impedance) звуковой катушки возрастает. Грубо говоря – сопротивление растёт. Если для постоянного тока оно составляет, например, 4 Ома, то на резонансной частоте оно вырастет Ом до 20 — 60. Как это измерить?

Для этого, последовательно с динамиком нужно включить резистор номиналом на порядок выше собственного сопротивления динамика. Нам подойдёт резистор номиналом 100 – 1000 Ом. Измеряя напряжение на этом резисторе, мы можем оценивать «модуль полного электрического сопротивления» звуковой катушки динамика.

На частотах, где сопротивление динамика высокое – напряжение на резисторе будет минимальным, и наоборот. Так, а чем измерить?

 

Измерение импеданса динамика

 

Абсолютные значения нам не важны, нам нужно лишь найти максимум сопротивления (минимум напряжения на резисторе), частоты довольно низкие, поэтому пользоваться можно обычным тестером (мультиметром) в режиме измерения переменного напряжения. А откуда взять источник звуковых частот?

Конечно, в качестве источника лучше использовать генератор звуковых частот… Но оставим это профессионалам. Нам же «никто не запрещает» создать компакт-диск с записанным рядом звуковых частот, созданный в какой-либо компьютерной программе, например, CoolEdit или Adobe Audition. Даже я, имея измерительные приборы дома, создал CD на 99 треков, по несколько секунд каждый, с рядом частот от 21 до 119 Гц, с шагом 1 Гц. Очень удобно! Вставил в магнитолу, прыгаешь по трекам – меняешь частоту.

Частота равна номеру трека + 20. Очень просто!

Процесс измерения резонансной частоты динамика в ящике выглядит следующим образом: «затыкаем» отверстие фазоинвертора (кусок фанеры и пластилин) включаем CD на воспроизведение, устанавливаем приемлемую громкость, и, не меняя её, «прыгаем» по трекам и находим трек, на котором напряжение на резисторе минимально. Всё – частота нам известна.

Кстати, параллельно, измеряя резонансную частоту динамика в ящике, мы можем подобрать оптимальное количество наполнителя для ящика! Постепенно добавляя количество наполнителя, смотрим изменение резонансной частоты. Находим то оптимальное количество, при котором резонансная частота минимальна.

Зная значение «резонансной частоты динамика в ящике с заполнителем» легко найти оптимальную резонансную частоту фазоинвертора. Просто умножьте её на 0,63. Например, получили резонансную частоту динамика в ящике 62 Гц – следовательно, оптимальная частота резонанса фазоинвертора будет около 39 Гц.

Теперь «открываем» отверстие фазоинвертора, и, изменяя длину трубы (тоннеля) или её сечение, настраиваем фазоинвертор на требуемую частоту. Как это сделать?

Да с помощью того же резистора, тестера и CD! Только нужно помнить, что на частоте резонанса фазоинвертора, наоборот, «модуль полного электрического сопротивления» катушки динамика падает до минимума. Поэтому, искать нам нужно не минимум напряжения на резисторе, а, наоборот максимум – первый максимум, находящийся ниже частоты резонанса динамика в ящике.

Естественно, частота настройки фазоинвертора будет отличаться от требуемой. И поверьте – очень сильно… Обычно, в сторону низких частот (недокомпенсация). Для увеличения частоты настройки фазоинвертора необходимо укорачивать тоннель, либо уменьшать площадь его поперечного сечения. Делать это нужно постепенно, по полсантиметра…

Примерно так будет выглядеть в области нижних частот модуль полного электрического сопротивления динамика в ящике с оптимально настроенным фазоинвертором:

Вот, и вся методика. Очень простая, и в то же время, дающая довольно точный результат.

 

Автор:Андрей Голубев, г. Москва

Настройка фазоинвертора сабвуфера

Левчук Александр

 

  Конструированием акустики я начал заниматься еще будучи 12 лет. Вначале была простая конструкция «в ящике динамик», но затем, конечно я принялся изучать влияния параметров короба и фазоинвертора на звук самого динамика. 

Впрочем, я от данный темы потихоньку отошел, предпочитаю теперь:ОЯ, щиты, либо TQWT, TQWP на ШП динамиках. Но это совсем другая тема, в данной статье хочу осветить аспекты: частота настройки фазоинвертора, настройка фазоинвертора сабвуфера.

Акустика Jmlab 725

Предлагаю ознакомиться с данной статьёй, здесь я представлю довольно простой способ настройки фазоинвертора сабвуфера.

 Я был сильно поражён, что для большинства «сабо-строителей» вообще не существует никакой настройки фазоинвертора это просто «динамик в коробе!», и чем больше размер динамика и ящика, тем лучше БАХАЕТ ПО БАШКЕ!!. Да, в некоторой степени, для закрытого ящика(ЗЯ) это верно. Но никак не для фазоинвертора…

Подобный ящик потребует от вас скрупулезной настройки фазоинвертора. Так, что же что мы видим на реалии? В качестве фазоинвертора такие люди монтируют канализационные трубы непонятной длины, мастерят «щелевые фазоинверторы» типа: «по этим отличным размерам Петя Иванов сделал», ставят при этом совсем другой динамик. Тот, кто не может сделать по нормальному –изготовливает закрытый ящик (и правильно сделает!).

Конечно же, есть такие отличные программы для моделирования акустики, к примеру JBL SpeakerShop. Но они потребуют от вас введения множества исходных параметров. И даже зная эти параметры, расхождение в реальности получится, просто большое (динамик окажется совсем другой, короб немного различается по размерам, наполнителя не знаем сколько нужно, фазоинверторная труба немного другая и т.п.)

ЦАП на 9038 Audiophile V2

Есть простой метод для настройки фазоинвертора, при которой не потребуется знать правильные исходные данные для ваших динамиков, коробов, а также не потребуются очень сложные измерительные приборы или же расчёты математические. Скажу проще уже было давно продумано настройка фазоинвертора и проверена в реалиях!

Методика настройка фазоинвертора, даёт погрешность 5%. Методика существует более 20-ти лет.

Для начала, нужно разобраться, чем ящик с «фазиком» различается от закрытого ящика?

Каждый динамик, это механическая система, обладает собственной резонансной частотой. Выше этой частоты сам динамик звучит «очень гладко», а вот ниже – уровень, формируемого им звукового давления, сразу падает. Причем, падает с быстротой 13 дБ. А вот за «нижнюю границу данных воспроизводимых частот» нужно считать частоту, на которой этот уровень упадет на 6 дБ.

АЧХ динамика в пространстве открытом

Установив динамик в короб, его резонансная частота немного повысится, из за того, что к упругости подвеса самого диффузора прибавится упругость сдавливаемого в коробе воздуха. Кстати, подъём резонансной частоты неминуемо потянет вверх и даже нижнюю границу данных воспроизводимых частот. Зато, чем меньше объёма воздуха в коробе, тем больше он будет упругим, таким образом, больше резонансная частота. Из-за этого у многих возникает желание сделать короб огромный.

Жёлтая линия – АЧХ динамической головки в ЗЯ

Сделать огромный короб в можно, причем, не увеличивать его физические размеры. Для этого короб заполняют демпфирующим материалом. Например, ватой. По мере роста количества такого наполнителя, резонансная частота самого динамика в коробе сразу понизится (увеличится «эквивалентный объём» короба). Если же наполнителя будет чересчур много, то резонансная частота сразу будет повышаться снова.

Также влияние размеров короба будет влиять на остальные параметры, например как добротность. В большинстве реальных случаев, из-за малого пространства, такой объём короба получится довольно близкий к наилучшему.

ЦАП Audiophile V2 на 2 х AK4497EQ

Ну с закрытым ящиком теперь все ясно, а что же даёт нам фазоинвертор? «Фазик»– это труба не обязательно она круглая, бывает и прямоугольная и даже узкая щель) причем определённой длины, такая труба вместе с объёмом воздуха в коробе обладает собственным резонансом. На этом «2-ом резонансе» поднимается вся звуковая отдача самой колонки. Необходимо частоту резонанса выбрать немного ниже частоты резонанса динамической головки в коробе, т.е. в области, где у самого динамика возникает спад этого звукового давления. Таким образом, там, где у динамика имеется спад, возникает подъём, который данный спад восполняет, расширяет нижние граничные частоты воспроизводимых частот.

Красная линия – АЧХ динамика в ЗЯ с ФИ

 Кстати, ниже частоты резонанса ФИ спад всегозвукового давления будет намного круче, чем у ЗЯ и составит 24 дБ на октаву.

 Следовательно, фазоинвертор позволит расширить диапазоны всех воспроизводимых частот причем, в сторону НЧ. Так как же выбирать эту частоту резонанса ФИ?

 

Если частота резонанса ФИ станет выше оптимальной, т.е. она будет уже находиться совсем близко к резонансной частоте динамической головки в коробе, то мы приобретем «переконменсацию» в виде выпячивающегося горба на АЧХ. Звучание станет бочкообразный. Если частоту выбирать чересчур низкую, то подъём такого уровня не будет чувствоваться, т.к. на низкой частоте отдача динамика будет падает чересчур сильно (означает недокомпенсировали).

Голубые линии – не лучшая настройка ФИ

Это очень чуткий момент – или ФИ даст эффект, или не даст ничего, или, напротив, изуродует звучание! Частоту ФИ необходимо выбирать крайне правильно! Но где же взять эту правильность в домашней ситуациии?

Действительно, коэффициент соразмерности между частотой резонанса динамической головки в коробе и частотой резонанса ФИ, в большинстве истинных конструкций составит 0,6о – 0,63, и если же принять его равным 0,62, то погрешность составит не больше 5%.

 Теперь же перенесем теорию в реальность.

Измерение импеданса динамической головки

Как же измерить резонансную частоту динамической головки в коробе? На резонансной частоте, этот «модуль полного электрического сопротивления» (Импеданс) звуковой катушки усиливается. Проще говоря – сопротивление вырастет. Если для стабильного тока оно составит, к примеру, 4 Ома, то на резонансной частоте оно вырастит до 10 — 50 Ом. Как же это можно замерить?

 

Последовательно с динамиком надо включить резистор номиналом на один порядок выше своего сопротивления динамической головки. Нам же подойдёт простой резистор номиналом 100 – 1000 Ом. Кстати, измеряя напряжение на данном резисторе, мы сможем оценить «модуль полного электрического сопротивления» нашей звуковой катушки динамической головки. На частотах, где сопротивление нашего динамика будет высокое – напряжение на данном резисторе будет наименьшим, и напротив. Чем будем измерять?

Совершенные значения для нас не значимы, нам необходимо лишь отыскать самое большее сопротивление(самое меньшее напряжения на резисторе), частоты сравнительно низкие, поэтому можно воспользоваться простым китайским тестером (мультиметром)причем, в режиме замера переменного напряжения. А где взять источник звуковой частоты?

Проще всего создать компакт-диск или альбом в флак с записанными треками звуковых частот. К примеру можно создать CD или альбом флак на 90 треков, по 4-5 секунд каждый, с рядом частот от 20 до 120 Гц, с шагом 1 Гц. Переключаешь треки – меняется частоты. Частоты равны номеру трека + 20. Довольно просто!

Процесс замера резонансной частоты динамической головки в коробе происходит таким образом: «затыкаете» отверстие ФИ (куском фанеры и пластилином) включаете альбом на воспроизведение, устанавливаете нормальную громкость, и, не изменяя её, «прыгаете» по трекам и находите трек, на котором напряжение на вашем резисторе будет минимально. Все – теперь частота вам известна.

ЦАП Audiophile V2 на 9038 и клон FM711

Впрочем, параллельно, измеряя резонансную частоту динамической головки в коробе, вы можете подбирать лучшее количество наполнителя для вашего ящика! Понемногу добавлять количество этого наполнителя, смотрите изменение резонансной частоты. Находите то наилучшее количество, при котором данная резонансная частота будет минимальная.

Зная подобное значение «резонансной частоты динамической головки в коробе с наполнителем» просто найти наилучшую резонансную частоту ФИ. Просто-напросто умножите её на 0,63. К примеру, получив резонансную частоту динамической головки в коробе 62 Гц – таким образом, наилучшая частота резонанса ФИ будет примерно 39 Гц.

Теперь «раскрываем» отверстие ФИ, и, изменяем длину трубы (либо тоннеля) или же сечение, настроим фазоинвертор на нужную частоту. Как это произвести?

Да с поддержкой вашего резистора, тестера и альбома! Только надо не забывать, что на частоте резонанса ФИ, напротив, «модуль полного электрического сопротивления» динамика катушки упадет до самого минимума. Отчего, искать вам надо не минимум напряжения на вашем резисторе, а, напротив самый максимум – 1-ый максимум, который находится ниже частоты резонанса динамической головке в ящике.

Конечно, частота настройка фазоинвертора будет разниться от требуемой. И очень сильно, в сторону НЧ (недокомпенсация). Для повышения частоты настройки вашего фазоинвертора нужно укоротить тоннель, или уменьшить площадь его поперечного сечения. Нужно делать это понемногу, по 0,5 см

Приблизительно так будет выглядеть в области НЧ модуль полного электрического сопротивления динамической головки в ящике с наилучше настроенным ФИ:

 Вот, и весь метод «Настройка фазоинвертора». Очень просто, и в то же время, дает довольно правильный итог. Впрочем, как настроить сабвуфер можете почитать здесь. Также вы можете смастерить саб своими руками прочитав данную статью.

Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!

Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!

На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.

Фазоинвертор для саба. Фазоинверторный или закрытый корпус сабвуфера: что лучше

Один из наиболее эффективных способов, который необходимо использовать для богатого и качественного баса – это добавление к уже существующей акустической системе сабвуфера. Именно сабвуфер и добавление фазоинвертора для сабвуфера позволяют значительно расширить и сделать богаче низкие частоты. В конечном итоге, это поможет не просто улучшить качество звучания звука, но и делать это вне зависимости от выбранной для прослушивания музыки.

На данный момент существует два варианта басов – гулкий бас и бас плотный. Выбирать устройство фазоинвертора для сабвуфера необходимо на основании предпочтений в музыке. На протяжении долгого времени на большом количестве форумов и Интернет-ресурсов обсуждались вопросы: что лучше использовать фазоинвертор для сабвуфера или закрытый корпус?


Одни уверены в том, что вентилируемые сабвуферы, или фазоинверторы необходимы только для того, чтобы улучшать звуковые эффекты, поэтому для музыки они годятся. Другие же уверены в том, что закрытые боксы отличаются большей музыкальностью, хотя им не хватает басов и глубины.

Оба вида сабвуферов – фазоинвертор и закрытый корпус, отличаются своими достоинствами и недостатками. Поэтому необходимо сделать выбор на основании плюсов и личных предпочтений в музыкальных жанрах.

Принцип работы фазоинвертора

Фазоинвертор, как корпус с некоторыми отверстиями, позволяет воспроизводить действительно гулкие и громкие басы с хорошими, высокими энергическими показателями реверберации, чего не скажешь о закрытых боксах. Достигается такое высокое качество басов за счет негерметичного корпуса, а также отсутствия каких-либо средств дополнительной обработки звука.


Также в фазоинверторе отсутствует цифровой процессор, а это значит, что единственная особенность этой конструкции – это как раз использование негерметичного корпуса. В большинстве случаев негерметичность достигается тем, что в корпусе делается небольшое отверстие. В этом заключается главное отличие фазоинвертора от закрытых корпусов аудиосистем для транспортного средства.

Пускай у фазоинвертора очень простой и даже немного примитивный дизайн и внешний вид, однако эта простота никак не отображается и не связана с простотой настройки аппарата. Другими словами, в некоторых случаях бывает достаточно сложно правильно настроить фазоинвертор на сабвуфер для того, чтобы получить качественный, сбалансированный и красивый звук при проигрывании музыкальных композиций на выходе.

Главная хитрость фазоинвертора для сабвуфера и его настройки заключается в правильно выбранных габаритах корпусов, а также в правильном подборе отверстий в акустической системе для машины.


Вентиляционные отверстия, на основании использования которых и строится вся работа фазоинвертора, занимаются перенаправлением звуков из задней области конуса, одновременно с этим добавляя к этим звукам тот звук, который исходит от передней части конуса. На основании сочетания этих двух источников звучания при воспроизведении и получается сильно увеличить басы и их громкость.

Нужен ли фазоинвертор в сабвуфере. Корпус для сабвуфера. Формы и материалы

Корпус сабвуфера должен быть крепким, иначе его вибрация, будет генерировать частоты, которые придадут нежелательную окраску звуку. Расскажем из какого материала лучше делать корпус для сабвуфера

и какие бывают типы корпусов.

Материалы для корпуса сабвуфера

Многослойная фанера
. Существует большое количество сортов фанеры, многие из которых не приемлемы для конструирования корпуса сабвуфера. Обычная фанера недостаточно плотная и дает искажения звука. Многослойная фанера является отличным материалом для постройки небольших сабвуферов. Данная фанера плотная и легче ДСП и MDF. С ней легко работать, вкручивать шурупы, не опасаясь расслаивания.

Недостаток фанеры в том, что большие корпуса из нее начинают звенеть. Для этого, при изготовлении корпуса для мощных сабвуферов используют фанеру толщиной не менее 18 мм, иногда стенки ящика состоят из двойного слоя фанеры. А чтобы окончательно избавиться от резонансов, внутри корпуса устанавливают растяжки и усилители.

Древесностружечная плита

. В продаже имеются плиты нескольких сортов, но для корпусов рекомендуется ДСП самой большой плотности. Хотя высокоплотные разновидности весят больше, с ними легче работать и они лучше звучат. Высокоплотная ДСП толщиной 16 мм является, возможно, самым лучшим выбором для мощного сабвуфера, поскольку у нее самая высокая плотность и слабые резонансные качества.

Недостаток ДСП — он легко впитывает влагу и с трудом режется пилой. Корпуса из него следует окрашивать, чтобы предотвратить разбухание из-за влаги.
Древесноволокнистая плита средней плотности
. По сути, является формой спрессованной бумаги, имеет высокую плотность и легко режется. Недостаток ДВП — с ней тяжело работать из-за склонности расслаиваться, когда ее скрепляют. Она много и быстро впитывает влаги.

Типы корпусов сабвуферов

Герметичные корпусы (закрытый ящик)
. Наиболее распространенной формой корпуса сабвуфера является герметичный корпус. Ему отдают предпочтение по причине относительной простоты разработки и конструирования.

Герметичный корпус — это корпус, который полностью изолирует внутреннее воздушное пространство сабвуфера от внешнего. Воздух внутри короба поддерживает мембрану динамика и работает как дополнительная подвеска для нее. Это позволяет динамику выдерживать большую мощность.

Диапазон излучаемых частот сабвуфера зависит от объема корпуса. Если объем короба меньше оптимального, то внутри короба давление увеличится, что приведет к срезанию некоторых частот и усилению других. Вместо чистого глубокого баса сабвуфер выдаст гулкий, «проваленный». Увеличивая объем короба бас улучшается, но до определенного уровня. Главная задача проектирования короба заключается в определении оптимального объема для динамика.

На практике случается, что сначала конструируется короб, исходя из ограничений свободного пространства в багажнике автомобиля, а затем подбирается динамик под внутренний объем этого короба.

широко применяются в домашних акустических системах. В настоящее время фазоинверсные или вентилируемые корпуса получили распространение в автомобильном авто звуке. Эта форма корпуса уникальна тем, что фазоинвертор (вентиляционный канал) помогает в воспроизведении наиболее низких частот в слышимом диапазоне. Фазоинвертор фактически становится источником звука, содействующим общему звучанию сабвуфера.

Фазоинверсные системы выдают больше баса при меньшей мощности, чем герметичные.

Правильно сконструированный вентиляционный канал даст повышенный выходной сигнал на настроенной частоте. Звук у фазоинверсных сабвуферов чище, но объем больше, чем у герметичных для одного и того же динамика.

Недостатком является возможность появления искажений при воспроизведении частот из диапазона ниже расчетного. Расчеты параметров вентилируемого корпуса более сложные, и даже небольшие погрешности могут не оправдать затраченных усилий и времени. Ошибки при конструировании и настройке фазоинвертора являются причиной того, что акустическая система «бубнит» или же бас «размазан».

представляет собой короб, в котором установлены два идентичных динамика. Эта конструкция основана на идее наличия постоянного давления воздуха между мембранами двух динамиков. В результате два акустически связанных динамика функционируют как один динамик.

Преимущество состоит в экономии объема короба. Недостатком данной конструкции является то, что при наличии двух звуковых катушек фактически рабочей остается только одна мембрана. Общая отдача изобарического сабвуфера примерно на 3 дБ меньше, чем у остальных сабвуферов при одинаковой входной мощности. Конструктивно пара динамиков располагается внутри корпуса на одной оси, мембрана к мембране, магнит к магниту или магнит к мембране.

представляют из себя две камеры между которыми монтируется динамик. Одна из камер является герметичной, а вторая камера фазоинверсной.

Данная конструкция обеспечивает качественный низкий бас по сравнению с другим сабвуферами, что делает их популярными. Однако акустическая отдача их сравнительно низка. При конструировании bandpass коробов следует учитывать зависимость между частотной характеристикой и звуковым давлением, которое развивает корпус. Чем ниже и лучше бас, тем ниже акустическая отдача и мощность сабвуфера. И наоборот, чем мощнее сабвуфер, тем выше и хуже бас он выдает.

Недостатком данного типа корпуса является сложность расчетов и большие размеры по сравнению с герметичными или фазоинверсными корпусами.

Единственный эффективный способ для получения полного, богатого баса — это добавление сабвуфера к звуковой системе. Сабвуфер позволит значительно расширить воспроизведение низких частот в аудиосистеме и улучшит качество звука, независимо от того, какую музыку вы слушаете.

В основном, существуют два типа басов: плотный и гулкий. И в зависимости от предпочитаемой музыки уже стоит выбирать, какой тип сабвуфера подойдет для вас.

Долгое время на форумах обсуждался вопрос что лучше — фазоиверторный или закрытый корпус сабвуфера? Там нет недостатка мнений по этому поводу, но, к сожалению, есть много распространенных заблуждений. Одни считают, что вентилируемый сабвуфер, предназначен исключительно для звуковых эффектов и не годятся для музыки, другие говорят, что запечатанные боксы более музыкальны, но им, как правило, не хватает глубины баса.

И хотя присутствуют некоторые дебаты по этой теме, здесь есть и зерно истины. Оба вида сабвуферов имеют свои плюсы и минусы. Так что, перед приобретением саба, стоит тщательно продумать, какие результаты вы хотите получить.

Здесь мы постараемся разобраться, в чем различие между этим двумя видами.

Герметичный корпус: плюсы и минусы.

Что отличает закрытые корпуса от фазоинверторных, это их меньший размер. Закрытый ящик, как правило, более компактен, и как следствие, он подойдёт для установки во многих транспортных средствах. Если свободное пространство является проблемой, это будет неплохой вариант. Но размер не единственный фактор, который отличает закрытые корпуса от открытых, различие так же есть и в звуке. На самом деле, воздух внутри таких коробок действует как амортизатор дифузора сабвуфера. Он ограничивает движение низкочастотного динамика, что приводит к равномерному воспроизведению, соответственно на выходе получается более жесткий и точный бас.

Плюсы:

Как правило, закрытые боксы для сабвуфера меньше;

Качество звука и точность гораздо лучше;

Отличная переходная характеристика.

Минусы:

Что касается минусов, их довольно сложно найти. Единственным недостатком может являться эффективность. Позвольте мне остановиться на том, что происходит внутри запечатанного бокса;

В отличие от фазоинверторных коробок, воздух внутри закрытого пространства сильно ограничивает движение дифузора — задняя волна рассеивается внутри корпуса, что ослабляет звуковой сигнал на выходе. В такой ситуации потребуется более мощный усилитель с отдельным питанием, для компенсации потерь в эффективности.

Фазоинверторный корпус: плюсы и минусы.

Корпус открытого типа может воспроизводить громкий, гулкий бас с большей энергией и реверберацией, чем закрытые боксы. Это достигается с помощью негерметичного корпуса, без использования какого-либо дополнительного звукового эквалайзера или цифрового процессора. Отличие с закрытым боксом состоит в относительно небольшом отверстии в корпусе. Несмотря на простой дизайн, при использовании фазоинверторного сабвуфера бывает довольно трудно получить хороший, сбалансированный звук на выходе.

Хитрость заключается в идеально подобранном размере корпуса и подходящем размере отверстия. Вентиляционное отверстие перенаправляет звук из задней части конуса и добавляет его к звуку, исходящему от фронтальной части, что значительно увеличивает громкость басов. Такая схема позволяет использовать довольно скромный внешний усилитель, и получать неплохие результаты. Еще одно преимущество такого типа оформления корпусов, заключается, в долговечности сабвуфера, что происходит благодаря потоку воздуха, охлаждающего динамик. Плюсы:

Снижение искажений и вибрации дифузора; . Фазоинверторные боксы дадут вам более четкий звуковой удар в определенных видах музыки. Из-за воздуха, поступающего в вентиляционное отверстие, звук слегка напоминает свист, похожий на тот, который можно получить с помощью пустой бутылки.

Минусы:

Звук, получаемый с помощью вентиляционного канала, может принести больше вреда, чем пользы для некоторых типов музыки; . Такой тип корпуса более чувствителен к изменениям климата, таким как влажность, температура и т.д.; . Такой тип корпуса способствует физической усталости человека; . Из-за высокого внутреннего давления, они должны быть более прочными, что делает их немного сложнее в изготовлении.

Вердикт

Мы рассмотрели два различных способа, чтобы определить, какой тип боксов будет соответствовать вашим потребностям. Фазоинверторный тип оформления, имеет расплывчатый бас, с помощью закрытыго ящика, получается более плотный звук. Если вы хотите чтобы басы отдавались в землю, фазоинверторный корпус подойдет как нельзя лучше. В противном случае, если вы ищете способ, чтобы добавить некоторую глубину музыке, закрытый ящик прекрасно справится с этим. Тп с оформдением «фазоинвертор» звучит громче нежели закрытый ящик, из-за того, что отверстие значительно увеличивает выход резонансных частот, что значительно расширяет чувствительность сабвуфера и позволяет добиться существенно большей басовитости.

Все вышеперечисленное в основном сводится к простому факту: закрытый ящик предназначен для более качественного звука, в то время как фазоинверторные используют для громкости. Но есть и некоторые исключения из этого правила. В конце концов, мы считаем, что качество звука это в гораздо большей степени наличие хорошей техники, а не определенный вид акустического оформления сабвуфера.

«в ящике динамик», но затем, конечно я принялся изучать влияния параметров короба и фазоинвертора на звук самого динамика.

Впрочем, я от данный темы потихоньку отошел, предпочитаю теперь:ОЯ, щиты, либо TQWT, TQWP на ШП динамиках. Но это совсем другая тема, в данной статье хочу осветить аспекты: частота настройки фазоинвертора, настройка фазоинвертора сабвуфера.

Предлагаю ознакомиться с данной статьёй, здесь я представлю довольно простой способ настройки фазоинвертора сабвуфера.

Я был сильно поражён, что для большинства «сабо-строителей » вообще не существует никакой настройки фазоинвертора это просто «динамик в коробе!», и чем больше размер динамика и ящика, тем лучше БАХАЕТ ПО БАШКЕ!!. Да, в некоторой степени, для закрытого ящика(ЗЯ) это верно. Но никак не для фазоинвертора…

Подобный ящик потребует от вас скрупулезной настройки фазоинвертора. Так, что же что мы видим на реалии? В качестве фазоинвертора такие люди монтируют канализационные трубы непонятной длины, мастерят «щелевые фазоинверторы» типа: «по этим отличным размерам Петя Иванов сделал», ставят при этом совсем другой динамик. Тот, кто не может сделать по нормальному –изготовливает закрытый ящик (и правильно !).

Конечно же, есть такие отличные программы для моделирования акустики, к примеру . Но они потребуют от вас введения множества исходных параметров. И даже зная эти параметры, расхождение в реальности получится, просто большое (динамик окажется совсем другой, короб немного различается по размерам, наполнителя не знаем сколько нужно, фазоинверторная труба немного другая и т.п.)

Методика настройка фазоинвертора, даёт погрешность 5%. Методика существует более 20-ти лет.

Для начала, нужно разобраться, чем ящик с «фазиком» различается от закрытого ящика?

Читайте также:  Как подключить к магнитоле буфер – в машину, схема, к штатной магнитоле, как настроить активный саб в 1, 4 Ом в авто, моноблок, как правильно, подключить в автомобиле, провода, пассивный, домашний, на

Каждый динамик, это механическая система, обладает собственной резонансной частотой. Выше этой частоты сам динамик звучит «очень гладко», а вот ниже – уровень, формируемого им звукового давления, сразу падает. Причем, падает с быстротой 13 дБ. А вот за «нижнюю границу данных воспроизводимых частот» нужно считать частоту, на которой этот уровень упадет на 6 дБ.

АЧХ динамика в пространстве открытом

Установив динамик в короб, его резонансная частота немного повысится

, из за того, что к упругости подвеса самого диффузора прибавится упругость сдавливаемого в коробе воздуха. Кстати, подъём резонансной частоты неминуемо потянет вверх и даже нижнюю границу данных воспроизводимых частот. Зато, чем меньше объёма воздуха в коробе, тем больше он будет упругим, таким образом, больше резонансная частота. Из-за этого у многих возникает желание сделать короб огромный.

Жёлтая линия – АЧХ динамической головки в ЗЯ

Красная линия – АЧХ динамика в ЗЯ с ФИ

Кстати, ниже частоты резонанса ФИ спад всегозвукового давления будет намного круче, чем у ЗЯ и составит 24 дБ на октаву.

Следовательно, фазоинвертор позволит расширить диапазоны всех воспроизводимых частот

причем, в сторону НЧ. Так как же выбирать эту частоту резонанса ФИ?

Если частота резонанса ФИ станет выше оптимальной, т.е. она будет уже находиться совсем близко к резонансной частоте динамической головки в коробе, то мы приобретем «переконменсацию» в виде выпячивающегося горба на АЧХ. Звучание станет бочкообразный. Если частоту выбирать чересчур низкую, то подъём такого уровня не будет чувствоваться,

т.к. на низкой частоте отдача динамика будет падает чересчур (означает недокомпенсировали).

Голубые линии – не лучшая настройка ФИ

Это очень чуткий момент – или ФИ даст эффект, или не даст ничего,

или, напротив, изуродует звучание! Частоту ФИ необходимо выбирать крайне правильно! Но где же взять эту правильность в домашней ситуациии?

Действительно, коэффициент соразмерности между частотой резонанса динамической головки в коробе и частотой резонанса ФИ, в большинстве истинных конструкций составит 0,6о – 0,63, и если же принять его равным 0,62, то погрешность составит не больше 5%.

Теперь же перенесем теорию в реальность.

Измерение импеданса динамической головки

Как же измерить резонансную частоту динамической головки в коробе?

На резонансной частоте, этот «модуль полного электрического сопротивления» (Импеданс) звуковой катушки усиливается. Проще говоря – сопротивление вырастет. Если для стабильного тока оно составит, к примеру, 4 Ома, то на резонансной частоте оно вырастит до 10 — 50 Ом.
Как же это можно ?
Последовательно с динамиком надо включить резистор номиналом на один порядок выше своего

сопротивления динамической головки. Нам же подойдёт простой резистор номиналом 100 – 1000 Ом. Кстати, измеряя напряжение на данном резисторе, мы сможем оценить «модуль полного электрического сопротивления» нашей звуковой катушки динамической головки. На частотах, где сопротивление нашего динамика будет высокое – напряжение на данном резисторе будет наименьшим, и напротив. Чем будем ?

Совершенные значения для нас не значимы, нам необходимо лишь отыскать самое большее сопротивлени

е(самое меньшее напряжения на резисторе), частоты сравнительно низкие, поэтому можно воспользоваться простым китайским тестером (мультиметром)причем, в режиме замера переменного напряжения. А где взять источник звуковой частоты?

Проще всего создать компакт-диск или альбом в флак с записанными треками звуковых частот.

К примеру можно создать CD или альбом флак на 90 треков, по 4-5 секунд каждый, с рядом частот от 20 до 120 Гц, с шагом 1 Гц. Переключаешь треки – меняется частоты. Частоты равны номеру трека + 20. Довольно !

Процесс замера резонансной частоты динамической головки в коробе происходит таким образом: «затыкаете» отверстие ФИ (куском фанеры и пластилином) включаете альбом на воспроизведение, устанавливаете нормальную громкость, и, не изменяя её, «прыгаете» по трекам и находите трек, на котором напряжение на вашем резисторе будет минимально. Все – теперь частота вам .

Впрочем, параллельно, измеряя резонансную частоту динамической головки в коробе, вы можете подбирать лучшее количество наполнителя для вашего ящика! Понемногу добавлять количество этого наполнителя, смотрите изменение резонансной частоты. Находите то наилучшее количество, при котором данная резонансная частота будет минимальная.

Зная подобное значение «резонансной частоты динамической головки в коробе с наполнителем» просто найти наилучшую резонансную частоту ФИ. Просто-напросто умножите её на 0,63. К примеру, получив резонансную частоту динамической головки в коробе 62 Гц – таким образом, наилучшая частота резонанса ФИ будет примерно 39 Гц.

Теперь «раскрываем» отверстие ФИ, и, изменяем длину трубы (либо тоннеля) или же сечение, настроим фазоинвертор на нужную частоту. Как это ?

Да с поддержкой вашего резистора, тестера и альбома!

Только надо не забывать, что на частоте резонанса ФИ, напротив, «модуль полного электрического сопротивления» динамика катушки упадет до самого минимума. Отчего, искать вам надо не минимум напряжения на вашем резисторе, а, напротив самый максимум – 1-ый максимум, который находится ниже частоты резонанса динамической головке в ящике .

Конечно, частота настройка фазоинвертора будет разниться от требуемой. И очень сильно, в сторону НЧ (недокомпенсация). Для повышения частоты настройки вашего фазоинвертора нужно укоротить тоннель, или уменьшить площадь его поперечного сечения. Нужно делать это понемногу, по 0,5 см …

Приблизительно так будет выглядеть в области НЧ модуль полного электрического сопротивления динамической головки в ящике с наилучше настроенным ФИ:

Вот, и весь метод «Настройка фазоинвертора». Очень просто, и в то же время, дает довольно итог. Впрочем, как настроить сабвуфер можете почитать . Также вы можете смастерить саб своими руками прочитав .

Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!

Не бойтесь меня и добавляйтесь в

Автомобильный сабвуфер предназначен для воспроизведения низших частот.

Чтобы получить хорошие низкие частоты на обычных акустических системах (без сабвуфера) требуются большие и мощные колонки.
Применение сабвуфера позволит разгрузить акустическую систему по низким частотам. Поскольку человеческий слух не может распознать направление низкочастотного звука, сабвуфер понадобиться только один и расположить можно в любом месте автомобиля. Качество звука при этом повысится, поскольку не придется перегружать колонки басами, а значит уменьшится количество искажений.
Существует три типа оформления: закрытый ящик, фазоинвертор и бандпасс.

Тип корпуса сабвуфера — закрытый ящик (ЗЯ)

Это наиболее простой в изготовлении тип акустического оформления. Колебания в таком ящике находятся в закрытом объеме и в конечном итоге гасятся. Поскольку звуковая волна это энергия, то затухая она превращаются в тепло. И хотя количество этого тепла невелико — оно все же оказывает влияние на характеристики акустической системы.
Для предотвращения этого эффекта ЗЯ заполняют изнутри звукопоглощающим материалом (вата или синтепон), который, поглощая звук поглощает и тепло. Повышение температуры воздуха становится намного меньше и динамику «кажется» что позади него существенно больший объем, чем на самом деле. На практике таким способом удается добиться увеличения «акустического» объема ящика по сравнению с геометрическим на 15-20%.

При всей простоте конструкции закрытого ящика, он обладает многими достоинствами.

Во-первых, простота расчета. Здесь есть всего один параметр — объем. Во-вторых, существенно снижает вероятность перегрузки динамика и его механических повреждений. В-третьих, при грамотном выборе параметров сабвуферной головки и объема корпуса — закрытый ящик не имеет равных в области характеристик, определяющих субъективное восприятие басовых частот.

Если все так хорошо, зачем нужны остальные типы акустического оформления? Подвох один — КПД. У закрытого ящика он наименьший по сравнению с любым другим типом акустического оформления. Чем меньше сделать объем ящика, тем меньше будет его эффективность.

Тип корпуса сабвуфера — фазоинвертор (ФИ)

В фазоинверторе часть энергии, которая в закрытом ящике «ставится к стенке» используется в мирных целях. Для этого внутренний объем ящика сообщается с окружающим пространством тоннелем, заключающим в себе некоторую массу воздуха. Величина этой массы выбирается таким образом, чтобы, в сочетании с упругостью воздуха внутри ящика создать вторую колебательную систему, получающую энергию от тыльной стороны диффузора и излучающую ее куда нужно и в фазе в излучением диффузора. Такой эффект достигается в не очень широком диапазоне частот, но в его пределах к.п.д. существенно возрастает.
Помимо более высокого к.п.д. фазоинвертор обладает еще одним достоинством — наличие здоровенной прорехи в корпусе громкоговорителя может сдержать движение диффузора и вблизи частоты настройки значительно уменьшается амплитуда колебаний диффузора. В рабочем диапазоне фазоинвертор создает для динамика совершенно тепличные условия, причем точно на частоте настройки амплитуда колебаний минимальна, а большая часть звука излучается тоннелем. Допустимая подводимая мощность здесь максимальна, а искажения, вносимые динамиком — наоборот, минимальны.

Фазоинвертор капризен к выбору параметров и настройке

, поскольку выбору, под конкретный динамик, подлежат три параметра: объем ящика, поперечное сечение и длина тоннеля. Тоннель часто делают так, чтобы можно было регулировать длину тоннеля, меняя частоту настройки.

Тип корпуса сабвуфера — полосовой громкоговоритель (bandpass)

Если закрытый ящик и фазоинвертор — акустические фильтры верхних частот, то полосовой — объединяет в себе фильтры верхних и нижних частот. Простейший полосовой громкоговоритель — одинарный 4-го порядка. Он состоит из закрытого объема, т.н. задней камеры и второго, снабженного тоннелем, как у фазоинвертора (передняя камера). Динамик установлен в перегородке между камерами так, что обе стороны диффузора работают на полностью или частично замкнутые объемы — отсюда и термин «симметричная нагрузка».
Из традиционных конструкций, бандпасс — чемпион по эффективности. Эффективность прямо связана с шириной полосы пропускания. Частотная характеристика полосового громкоговорителя имеет вид колокола.

Бандпасс — капризен в расчете и трудоемок в изготовлении.

Поскольку динамик закопан внутри корпуса, приходится идти на ухищрения по сборке ящика, чтобы наличие съемной панели не нарушало жесткости и герметичности конструкции. Импульсные характеристики тоже не из лучших, в особенности при широкой полосе.

Чем же это компенсируется? Прежде всего — высочайшим к.п.д. Во-вторых — весь звук излучается через тоннель, а динамик полностью закрыт. При компоновке такого сабвуфера открываются немалые возможности для установки его в автомобиль. Достаточно найти небольшое местечко на стыке багажника и салона, где может разместиться жерло тоннеля — и путь мощнейшим басам открыт.

Какой тип корпуса выбрать для сабвуфера

Если любите слушать качественную музыку — выбирайте сабвуфер с закрытом типом ящика. Если нужно много баса, чтобы дрожало стекло автомобиля — выбор в пользу сабвуфера с корпусом фазоинвертора. Этот вариант даст наибольшую мощность.

Вариант с корпусом «бандпасс» — лучше оставить профессионалам авто звука.
Рекомендуем почитать

Антенна
Триколор тв личный кабинет проверить баланс

Электрооборудование
Как работает двигатель внутреннего сгорания

Антенна
Телевизоры со встроенным спутниковым ресивером

Электрооборудование
Самостоятельная установка видеонаблюдения

Законодательство и законы
Служебная командировка и служебная поездка

Измерения и расчёт
Самый большой сабвуфер в мире

Основные преимущества и недостатки фазоинверторов

К основным преимуществам фазоинверторов для сабвуферов в транспортных средствах можно отнести следующие:

  1. Уменьшение уровня и показателей вибрации и искажений диффузора.
  2. Более качественный, четкий и приятный для человеческого восприятия звук. Правда, относится это не к каждому жанру и типу композиций, а к определенным разновидностям музыки. Из-за воздушных потоков, поступающих прямо в отверстие вентиляции, звук будет напоминать небольшой, едва слышимый свист. Этот свист очень похож на тот, который получается, когда человек дует на горлышко пустой бутылки.


К основным преимуществам фазоинверторов для сабвуферов в автомобилях можно отнести следующие:

  1. Звуки при воспроизведении композиции, которые получаются при помощи вентиляционных каналов, могут стать причиной причинения вреда, а не пользы, но это относится не ко всем видам музыки, а только к некоторым из них. Как было отмечено выше, фазоинверторы – это тот комплекс в общей акустической системе транспортного средства, который не сможет подойти под абсолютно любую музыку.
  2. Фазоинвертор — это достаточно чувствительный вид корпуса, а в особенности его чувствительность распространяется на изменения в климате. Больше всего работа фазоинвертора зависит от таких климатических показателей, как температурные показатели, а также уровень и процент влажности.
  3. Фазоинвертор и тип корпуса, как ни странно, способствует физическому переутомлению человека.
  4. Из-за постоянного высокого давления внутри корпуса фазоинвертора система должна быть очень прочной. Все это говорит о том, что ее сложнее делать и продавать, а себестоимость входит в итоговый ценник.

Что можно сказать о фазоинверторе?

Фазоинвертор в сабвуфере отличается расплывчатым басом, что понравится далеко не всем. С другой же стороны, если нужно, чтобы басы уходили «в землю», именно такая система акустики подойдет просто идеально.


Еще один момент – отверстие позволяет увеличить выход частот, что серьезно расширяет показатели чувствительности акустической системы в целом.

Если говорить в общих словах, то фазоинвертор и фазоинвертные системы созданы для того, чтобы делать звуки громче и атмосфернее.

Короб для сабвуфера: Фазоинвертор, закрытый ящик, сравнение

В автозвуке существует множество вариантов акустических оформлений коробов. Поэтому многие новички не знают, что выбрать лучше всего. Наиболее популярные виды коробов для сабвуфера – это закрытый ящик и фазоинвертор.

А также существуют такие оформления, как бандпасс, четвертьволновый резонатор, фриэир и другие, но при построении систем они применяются крайне редко по разным причинам. Решать, какой выбрать короб для сабвуфера должен сам владелец динамика исходя из требований к звучанию и опыта.

Советуем обратить внимание на статью из какого материала лучше делать сабвуферный короб. Мы наглядно продемонстрировали как влияет жёсткость короба на качество и громкость баса.

Фазоинвертор что такое. Теория и практика фазоинвертора. Отредактированное. …экстремальное решение для больших проблем

Один из наиболее эффективных способов, который необходимо использовать для богатого и качественного баса – это добавление к уже существующей акустической системе сабвуфера. Именно сабвуфер и добавление фазоинвертора для сабвуфера позволяют значительно расширить и сделать богаче низкие частоты. В конечном итоге, это поможет не просто улучшить качество звучания звука, но и делать это вне зависимости от выбранной для прослушивания музыки.

На данный момент существует два варианта басов – гулкий бас и бас плотный. Выбирать устройство фазоинвертора для сабвуфера необходимо на основании предпочтений в музыке. На протяжении долгого времени на большом количестве форумов и Интернет-ресурсов обсуждались вопросы: что лучше использовать фазоинвертор для сабвуфера или закрытый корпус?

Одни уверены в том, что вентилируемые сабвуферы, или фазоинверторы необходимы только для того, чтобы улучшать звуковые эффекты, поэтому для музыки они годятся. Другие же уверены в том, что закрытые боксы отличаются большей музыкальностью, хотя им не хватает басов и глубины.

Оба вида сабвуферов – фазоинвертор и закрытый корпус, отличаются своими достоинствами и недостатками. Поэтому необходимо сделать выбор на основании плюсов и личных предпочтений в музыкальных жанрах.

Определение и особенности

Фазоинвертор – это тип акустической системы и ее оформление, которое объединяет в себе такие качества:

  1. Высокое качество звука при воспроизведении.
  2. Внушительная громкость.
  3. Простота в эксплуатации и настройке фазоинвертора вне зависимости от модели и места расположения.
  4. Небольшие размеры.

Принцип работы фазоинвертора

Фазоинвертор, как корпус с некоторыми отверстиями, позволяет воспроизводить действительно гулкие и громкие басы с хорошими, высокими энергическими показателями реверберации, чего не скажешь о закрытых боксах. Достигается такое высокое качество басов за счет негерметичного корпуса, а также отсутствия каких-либо средств дополнительной обработки звука.

Также в фазоинверторе отсутствует цифровой процессор, а это значит, что единственная особенность этой конструкции – это как раз использование негерметичного корпуса. В большинстве случаев негерметичность достигается тем, что в корпусе делается небольшое отверстие. В этом заключается главное отличие фазоинвертора от закрытых корпусов аудиосистем для транспортного средства.

Пускай у фазоинвертора очень простой и даже немного примитивный дизайн и внешний вид, однако эта простота никак не отображается и не связана с простотой настройки аппарата. Другими словами, в некоторых случаях бывает достаточно сложно правильно настроить фазоинвертор на сабвуфер для того, чтобы получить качественный, сбалансированный и красивый звук при проигрывании музыкальных композиций на выходе.

Главная хитрость фазоинвертора для сабвуфера и его настройки заключается в правильно выбранных габаритах корпусов, а также в правильном подборе отверстий в акустической системе для машины.

Вентиляционные отверстия, на основании использования которых и строится вся работа фазоинвертора, занимаются перенаправлением звуков из задней области конуса, одновременно с этим добавляя к этим звукам тот звук, который исходит от передней части конуса. На основании сочетания этих двух источников звучания при воспроизведении и получается сильно увеличить басы и их громкость.

Читайте также

Как сделать фильтр для сабвуфера своими руками

Подобная схема примечательна и полезна тем, что благодаря ее действию можно использовать очень скромный как по габаритам, так и по показателям внешний усилитель для того, чтобы на выходе получились отличные и качественные результаты звучания.

Еще одно интересное преимущество фазоинверторов, которое будет полезно потребителю, заключается в продолжительном сроке эксплуатации сабвуфера. Это происходит за счет потоков воздуха, охлаждающих динамики.

Основные преимущества и недостатки фазоинверторов

К основным преимуществам фазоинверторов для сабвуферов в транспортных средствах можно отнести следующие:

  1. Уменьшение уровня и показателей вибрации и искажений диффузора.
  2. Более качественный, четкий и приятный для человеческого восприятия звук. Правда, относится это не к каждому жанру и типу композиций, а к определенным разновидностям музыки. Из-за воздушных потоков, поступающих прямо в отверстие вентиляции, звук будет напоминать небольшой, едва слышимый свист. Этот свист очень похож на тот, который получается, когда человек дует на горлышко пустой бутылки.

К основным преимуществам фазоинверторов для сабвуферов в автомобилях можно отнести следующие:

  1. Звуки при воспроизведении композиции, которые получаются при помощи вентиляционных каналов, могут стать причиной причинения вреда, а не пользы, но это относится не ко всем видам музыки, а только к некоторым из них. Как было отмечено выше, фазоинверторы – это тот комплекс в общей акустической системе транспортного средства, который не сможет подойти под абсолютно любую музыку.
  2. Фазоинвертор — это достаточно чувствительный вид корпуса, а в особенности его чувствительность распространяется на изменения в климате. Больше всего работа фазоинвертора зависит от таких климатических показателей, как температурные показатели, а также уровень и процент влажности.
  3. Фазоинвертор и тип корпуса, как ни странно, способствует физическому переутомлению человека.
  4. Из-за постоянного высокого давления внутри корпуса фазоинвертора система должна быть очень прочной. Все это говорит о том, что ее сложнее делать и продавать, а себестоимость входит в итоговый ценник.

Что можно сказать о фазоинверторе?

Фазоинвертор в сабвуфере отличается расплывчатым басом, что понравится далеко не всем. С другой же стороны, если нужно, чтобы басы уходили «в землю», именно такая система акустики подойдет просто идеально.

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…

Единственный эффективный способ для получения полного, богатого баса — это добавление сабвуфера к звуковой системе. Сабвуфер позволит значительно расширить воспроизведение низких частот в аудиосистеме и улучшит качество звука, независимо от того, какую музыку вы слушаете.

В основном, существуют два типа басов: плотный и гулкий. И в зависимости от предпочитаемой музыки уже стоит выбирать, какой тип сабвуфера подойдет для вас.

Долгое время на форумах обсуждался вопрос что лучше — фазоиверторный или закрытый корпус сабвуфера? Там нет недостатка мнений по этому поводу, но, к сожалению, есть много распространенных заблуждений. Одни считают, что вентилируемый сабвуфер, предназначен исключительно для звуковых эффектов и не годятся для музыки, другие говорят, что запечатанные боксы более музыкальны, но им, как правило, не хватает глубины баса.

И хотя присутствуют некоторые дебаты по этой теме, здесь есть и зерно истины. Оба вида сабвуферов имеют свои плюсы и минусы. Так что, перед приобретением саба, стоит тщательно продумать, какие результаты вы хотите получить.

Здесь мы постараемся разобраться, в чем различие между этим двумя видами.

Герметичный корпус: плюсы и минусы.

Что отличает закрытые корпуса от фазоинверторных, это их меньший размер. Закрытый ящик, как правило, более компактен, и как следствие, он подойдёт для установки во многих транспортных средствах. Если свободное пространство является проблемой, это будет неплохой вариант. Но размер не единственный фактор, который отличает закрытые корпуса от открытых, различие так же есть и в звуке. На самом деле, воздух внутри таких коробок действует как амортизатор дифузора сабвуфера. Он ограничивает движение низкочастотного динамика, что приводит к равномерному воспроизведению, соответственно на выходе получается более жесткий и точный бас.

Плюсы:

Как правило, закрытые боксы для сабвуфера меньше;

Качество звука и точность гораздо лучше;

Отличная переходная характеристика.

Минусы:

Что касается минусов, их довольно сложно найти. Единственным недостатком может являться эффективность. Позвольте мне остановиться на том, что происходит внутри запечатанного бокса;

В отличие от фазоинверторных коробок, воздух внутри закрытого пространства сильно ограничивает движение дифузора — задняя волна рассеивается внутри корпуса, что ослабляет звуковой сигнал на выходе. В такой ситуации потребуется более мощный усилитель с отдельным питанием, для компенсации потерь в эффективности.

Фазоинверторный корпус: плюсы и минусы.

Корпус открытого типа может воспроизводить громкий, гулкий бас с большей энергией и реверберацией, чем закрытые боксы. Это достигается с помощью негерметичного корпуса, без использования какого-либо дополнительного звукового эквалайзера или цифрового процессора. Отличие с закрытым боксом состоит в относительно небольшом отверстии в корпусе. Несмотря на простой дизайн, при использовании фазоинверторного сабвуфера бывает довольно трудно получить хороший, сбалансированный звук на выходе.

Хитрость заключается в идеально подобранном размере корпуса и подходящем размере отверстия. Вентиляционное отверстие перенаправляет звук из задней части конуса и добавляет его к звуку, исходящему от фронтальной части, что значительно увеличивает громкость басов. Такая схема позволяет использовать довольно скромный внешний усилитель, и получать неплохие результаты. Еще одно преимущество такого типа оформления корпусов, заключается, в долговечности сабвуфера, что происходит благодаря потоку воздуха, охлаждающего динамик.

Плюсы:

Снижение искажений и вибрации дифузора;
. Фазоинверторные боксы дадут вам более четкий звуковой удар в определенных видах музыки. Из-за воздуха, поступающего в вентиляционное отверстие, звук слегка напоминает свист, похожий на тот, который можно получить с помощью пустой бутылки.

Минусы:

Звук, получаемый с помощью вентиляционного канала, может принести больше вреда, чем пользы для некоторых типов музыки;
. Такой тип корпуса более чувствителен к изменениям климата, таким как влажность, температура и т.д.;
. Такой тип корпуса способствует физической усталости человека;
. Из-за высокого внутреннего давления, они должны быть более прочными, что делает их немного сложнее в изготовлении.

Вердикт

Мы рассмотрели два различных способа, чтобы определить, какой тип боксов будет соответствовать вашим потребностям. Фазоинверторный тип оформления, имеет расплывчатый бас, с помощью закрытыго ящика, получается более плотный звук. Если вы хотите чтобы басы отдавались в землю, фазоинверторный корпус подойдет как нельзя лучше. В противном случае, если вы ищете способ, чтобы добавить некоторую глубину музыке, закрытый ящик прекрасно справится с этим. Тп с оформдением «фазоинвертор» звучит громче нежели закрытый ящик, из-за того, что отверстие значительно увеличивает выход резонансных частот, что значительно расширяет чувствительность сабвуфера и позволяет добиться существенно большей басовитости.

Все вышеперечисленное в основном сводится к простому факту: закрытый ящик предназначен для более качественного звука, в то время как фазоинверторные используют для громкости. Но есть и некоторые исключения из этого правила. В конце концов, мы считаем, что качество звука это в гораздо большей степени наличие хорошей техники, а не определенный вид акустического оформления сабвуфера.

Как то сосед начал доказывать мне что если в дверях сделать дырки то динамики будут играть громче, мол выходя из логики что воздуху некуда деваться. Так вот люди очень многие даже не понимают зачем та дырка в сабе или трубу ставят для сабвуфера. Многие считают что так будет громче и воздух что бы выходил. Частично верно но по большей части нет.
И так что же такое фазоинвертор?
Фазоинвертор в отечественной литературе, bass reflex, ported box, vented box — в англоязычной — все это, по сути, звукотехническая реализация идеи резонатора Гельмгольтца. Идея проста: замкнутый объем соединяется с окружающим пространством с помощью отверстия, содержащего некоторую массу воздуха. Вот именно существование этой массы — того самого столба воздуха, который, по утверждению Остапа Бендера, давит на любого трудящегося, и производит чудеса, когда резонатор Гельмгольтца нанимают на работу в составе сабвуфера. Здесь мудреная вещь имени германского физика приобретает прозаическое имя тоннеля (по-буржуйски — port или vent).

Как работает фазоинвертор? Почему вдруг наличие в корпусе громкоговорителя аккуратно выполненной дырки определенных размеров драматически сказывается на работе всего ансамбля? Как уже говорилось вскользь в предыдущих частях этого эпического полотна, тоннель фазоинвертора служит для того, чтобы, задержав на строго определенное время звуковую волну, возникающую внутри ящика громкоговорителя, выпустить ее наружу в той же фазе, что и создаваемая «лицевой» стороной динамика. Здесь, на воле, они объединят свои децибелы и дадут по ушам (при правильном расчете) так, что мало не покажется. Вот за это, собственно, фазоинвертор и любят — за повышенный, по сравнению с закрытым ящиком, к.п.д.
Но не только. Грубая сила не аргумент, если она не подкрепляется точностью воспроизведения сигнала. Здесь имеется в виду другая, существенно менее тривиальная особенность фазоинвертора — его способность производить требуемое звуковое давление при существенно меньшей амплитуде колебаний диффузора. Это звучит несколько парадоксально. Все знают, что именно наличие позади диффузора закрытого объема сдерживает колебания диффузора, так почему же в «дырявом» корпусе они вдруг окажутся меньше? А из-за массы, как и было сказано. Отверстие в корпусе фазонивертора потому и сделано, как довольно протяженный тоннель — труба, проще говоря, чтобы держать внутри некоторую массу воздуха. На относительно высоких частотах, выше 200 Гц, инерция воздушной массы в тоннеле приводит к тому, что он акустически совершенно непрозрачен. Как будто закупорен совсем.
Ниже по частоте воздушная пробка в тоннеле начинает оживать и шевелиться, поскольку ее сзади толкает пульсируюшее внутри ящика давление. Инерция воздушной массы приводит к тому, что она двигается не в такт с действующей на нее волной, а с некоторым сдвигом. Он достигает 180 градусов по фазе, то есть начинает быть противофазен звуковой волне, исходящей от тыльной стороны диффузора на некоторой частоте, которая и называется частотой настройки фазоинвертора.
Здесь почти все усилия динамика идут на раскачивание несговорчивой воздушной массы внутри тоннеля, так что на собственные колебания уже почти ничего не остается, и амплитуда колебания диффузора минимальная. (А звук — идет, да еще какой! Просто на этой частоте он почти весь выходит из тоннеля). А поскольку именно большие амплитуды колебаний диффузора и порождают заметные на слух искажения, обстановка, в смысле звука, наступает самая благоприятная.

Еще ниже по частоте дела, правда, начинают меняться в худшую сторону. Для совсем медленных низкочастотных колебаний масса воздуха в тоннеле уже никакая не инерция, и тыльная сторона диффузора качает ее туда-сюда, как насос.

При этом возникает ситуация, как будто динамик вообще не установлен в корпус, то есть волны от тыльной стороны диффузора и от лицевой встречаются в противофазе и в значительной степени друг дружку съедают, как при нормальном акустическом коротком замыкании. Поэтому-то ниже частоты настройки отдача фазоинвертора и падает вдвое быстрее, чем у закрытого ящика. Хуже, однако, другое — диффузор уже ничего не тормозит, и амплитуда его колебаний на совсем низких частотах начинает расти просто катастрофически. Подтональные фильтры (subsonic filters), которыми снабжаются некоторые, обычно породистые, кроссоверы и усилители, сделаны почти исключительно для противодействия этой вредной привычке фазоинверторов.
Итак, что же мы конкретно поимеем, выбрав для своего проекта фазоинвертор как акустическое оформление?
Хочу сразу предупредить: расчет фазоинвертора без предназначенных для этого компьютерных программ возможен, и для него существуют расчетные формулы и номограммы. Однако на пороге третьего тысячелетия квалифицировать такие методы иначе как мазохизм, я не могу. Да и формул я обещал на страницы этого журнала не пускать, и пока держусь. Так что для интересующихся в конце статьи я помещаю адрес в WWW, где есть аннотированная подборка проверенных программ разной степени сложности и совершенства.
Вот картинка, которая объясняет (почти) все. Взят 10-дюймовый динамик, по своим параметрам подходящий для установки в фазоинвертор, и смоделированы характеристики, которые получатся при его установке в оптимальном для него фазоинверторе (20 л, настроен на 42 Гц) и таком же по объему закрытом ящике.
Верхняя из двух черных кривых, понятно, наша. По сравнению с закрытым ящиком, во всей полосе частот ниже примерно 150 Гц отдача существенно выше. Что значит «существенно»? Взгляните: на частоте, скажем, 60 Гц разница составляет около 4 дБ. А это равносильно повышению мощности усилителя в 2,5 раза. То есть со скромным 100-ваттным усилителем такой саб сыграет, как будто к нему подведено 250 Вт. За те же деньги.
А вот из красных кривых, изображающих зависимость амплитуды колебаний диффузора от частоты, наша — нижняя. Как раз там, где сосредоточена большая часть басовой энергии — ниже 100 Гц, амплитуда начинает падать и остается намного ниже, чем у закрытого ящика, хотя создаваемое звуковое давление — вдвое больше!
У закрытого ящика при этом амплитуда колебаний растет неуклонно и при подведении мощности, указанной как максимальная, выходит за пределы рабочего диапазона (красный пунктир) уже к 70 Гц, а ниже — вообще беда. Там-то и будут порождены такие знакомые на слух хрипы, сопровождающие басовые ноты. У фазоинвертора благодать с амплитудами продолжается вплоть до примерно 30 Гц, а там амплитуда начинает расти неуемно. Впрочем, там уже и звука-то никакого почти нет, так что прямой смысл «придушить» эту часть спектра подтональным фильтром (если есть) и наслаждаться ударной эффективностью при минимуме искажений в действительно звуковом диапазоне.
«Здорово!» — воскликнет нетерпеливый и охочий до децибелов читатель, захлопнет журнал и тотчас отправится ладить прорехи в собственном сабвуфере. Товарищ, стой! Смотри, что может произойти дальше. Пусть, оставив все без изменения, мы вывернем из нашего 20-литрового ящика прежний динамик и установим другой — предназначенный для работы именно в закрытом корпусе.
Его характеристика в закрытом, родном для него ящике (нижняя на графике) была очень даже славная. А после переделки в фазоинвертор она станет, как верхняя, то есть даст ярко выраженный «хлопун» между 50 и 100 Гц. Именно в результате создания таких сочетаний фазоинверторы получили в свое время обидное прозвище boom-box («бухало»), позже использованное, на этот раз вполне справедливо, для какой-то портативной магнитолы.
В чем же была разница между двумя динамиками? В двух параметрах, которые должны находиться в определенной гармонии для данного акустического оформления, иначе — оставь надежду всяк сюда звучащий, так сказать. Эти параметры — резонансная частота Fs и полная добротность Qts.
У «закрытого» динамика они были Fs=25 Гц, Qts=0,4. А у «фазоинверторного» — 30 Гц и 0,3. Вроде не так велика разница, а результаты — существенно различаются. Придуманный в свое время параметр энергетической полосы пропускания Fs/Qts сразу показывает, кто есть кто: его значение для первого динамика 62,5, а для второго — 100. Правило простое: если Fs/Qts заметно меньше 100, — забудьте слово «фазоинвертор». Если близко или больше, — снова вспоминайте, а забывайте про закрытый ящик. В районе 90 — 100 — «сумеречная зона», где, с известными уступками, можно применять и одно, и другое.
А что все-таки произойдет, если настоять на своем и втолкнуть динамик в несвойственное ему оформление? Давайте попробуем, благо пока драма разворачивается на бумаге и экране компьютера, то есть «малой кровью, на чужой территории».
Для начала ставим «фазоинверторный динамик» в закрытый ящик и пробуем варьировать тем единственным параметром, который имеем — объемом этого ящика.

На графике — три кривые. Самая пологая — результат установки в ящик объемом 50 л, самая круто спадающая ниже 100 Гц — при объеме ящика 10 л. А посередине — наша исходная характеристика в 20-литровом объеме. Видим: объем меняется от неприлично маленького до непрактично большого, а путной характеристики не выходит — она или начинает спадать слишком рано, или спадает слишком быстро.
У динамика, рожденного для закрытого ящика, как видно из следующего графика, есть возможность или попасть в оптимум (средняя кривая), или же «накроить» на объеме, получив при этом довольно заметно «гукающую» характеристику (верхняя кривая, построенная в объеме 10 л).


А наоборот? Можно ли при установке «закрытого» динамика в фазоинвертор так его настроить, чтобы получить ровную АЧХ? Теоретически — да, благо у фазоинвертора можно при неизменном объеме перестраивать частоту, меняя диаметр и длину тоннеля (на практике — всегда длину, разумеется). Начинаем эксперимент с верхней, совершенно ужасной кривой (объем 20 л, частота настройки 50 Гц) и, постепенно перестраивая фазоинвертор, вдруг на частоте настройки 20 Гц замечаем, что пришли к очень симпатичной кривой (нижняя на графике).


Опаньки, давайте сейчас вычислим, какой тоннель для этого нужен — и вперед! Через полсекунды компьютерного времени получаем данные, что для того, чтобы настроить 20-литровый объем на частоту 20 Гц, нужен тоннель диаметром 75 мм и длиной 1 м 65 см. То есть ростом с миниатюрную даму, а никак не с деталь компактного сабвуфера.
А вот зато «фазоинверторный» динамик позволит с минимальными хлопотами (вдвинуть — выдвинуть трубу) перестраивать частотку не хуже, чем эквалайзером. На графике — результаты такой деятельности в диапазоне частоты настройки тоннеля от 35 до 52 Гц, для чего понадобилась длина тоннеля от 190 до 400 мм — не Бог весть что даже при наибольшем значении.

Так что вот так то
Статья взята с журнала АвтоЗвук

Любители хорошего акустического звучания знают, что его качество в первую очередь зависит от передачи низкочастотной составляющей звука. Использование фазоинвертора способно существенно увеличить уровень звукового давления при одной и той же подводимой мощности. Но всё это возможно лишь при правильном расчёте размеров фазоинверторного (ФИ) отверстия, выравнивающего гармонические колебания и обеспечивающего качественный звук.

Виды акустических систем

Звук — это колебание, имеющее механическую природу возникновения, распространяющееся под давлением вызванным источником излучения. Акустическая система, представляющая собой звуковую колонку, преобразует электрические сигналы в механические, воспринимаемые слухом человека. Частота этих колебаний лежит в границах от 20 гц до 20 КГц. Существуют различные виды акустических систем:

Использование фазоинверторного типа даёт возможность не только расширить нижний частотный диапазон, но и повысить коэффициент полезного действия. При этом частотный диапазон не изменится. Отверстие фазоинвертора выполняется разного вида и размеров. Размещаться оно может на любой поверхности колонки. При разработке акустической системы наиболее важно выполнить правильно расчёт размера фазоинверторного короба, от чего зависит не только диапазон воспроизводимой частоты, но и качество всего звука в целом.

Принцип работы устройства

Любая колонка фазоинверторного типа имеет в своём составе отверстие — фазоинвертор. Часто он называется акустическим туннелем или портом. Принцип работы его заключается в изменении фазы звукового колебания, вызванного задней стороной диффузора на сто восемьдесят градусов. При возникновении резонанса в ящике амплитуда колебания диффузора достигает минимального значения.

Связано это с тем, что при движении вперёд динамик создаёт разрежение в середине закрытой колонки, тем самым вытесняя воздух в фазоинверторный канал и увеличивая разряжение. Поэтому на частоте резонанса механические волны излучаются через отверстие, а не диффузором динамика.

От размера и вида фазоинверторного порта зависят объём воздуха и частота резонанса, на которую настроен канал. Объём воздуха в канале начинает резонировать и усиливать воспроизведение частоты при наступлении момента, когда диффузор излучает частоту, на которую рассчитан фазоинвертор.

По своей форме классический туннель выполняется кольцевой формы. Но для увеличения полезной внутренней площади ему часто придают щелевой вид. Отказ от цилиндрической формы тоннеля позволяет сократить его длину и снизить шумы, возникающие при выбросе воздуха.

При ошибках в расчёте щелевого фазоинвертора настроить его гораздо сложнее, чем классический вид, так как он изготавливается совместно с колонкой. Сам расчёт выполняется сложнее, чем для систем закрытого типа: при этом, кроме объёма ящика, учитывается настраиваемая частота резонанса. Оптимальные размеры подбираются с учётом амплитудно-частотной характеристики колонки, а именно её равномерности.

Расчёт низкочастотного туннеля

Существует несколько способов для проведения вычислений размеров ФИ. Наиболее популярным является расчёт фазоинвертора онлайн или с использованием специализированных программ. Такие способы обычно требуют знаний множества параметров используемых динамиков. Существуют варианты и проще, но с большим расхождением конечного результата с реальным значением. Хотя в любом случае после расчёта и изготовления приходится проводить настройку.

Простая формула для вычисления

Метод вычисления заключается в использовании несложных формул и происходит методом подбора данных, когда за основу используется желаемая длина ФИ канала.

F = (C/2 π) * K, где:

При этом коэффициент K равен квадратному корню отношения S/LV, где:

  • S — площадь отверстия;
  • L — длина канала;
  • V — объем колонки.

В качестве единиц измерения везде используются метры, а для частоты — герцы. При определении значений объёма считается, что лучше выбрать узкий фазоинвертор, но такой подход неверен, ведь при этом в нём возрастает скорость движения воздуха, а это вносит искажения в звучание. Проектирование широкого и длинного ФИ также лишено смысла, ведь длина фазоинвертора не должна превышать длину волны в момент наступления резонанса. Выполнение этого правила помогает избавиться от стоячих волн.

Использование специализированных программ

Вырезанная из ватмана полоска, ширина которой совпадает с длиной трубки, в несколько витков наматывается на поверхность газетной бумаги. При этом перед каждым витком наносится эпоксидный клей. Его получают путём смешивания смолы и отвердителя согласно инструкции. После того как выполнены все витки, изделие обтягивается по кругу нитью для придания жёсткости и ставится на просушку.

Через сутки основание извлекается. В случае возникновения трудностей его можно поломать изнутри и достать частями. Изготовленный канал такого вида имеет хорошую прочность и легко подвергается дополнительной обработке. Далее полученная трубка устанавливается в отверстие колонки, но не до конца и начинается прослушивание звука. В заводских условиях используется специальный прибор. Такое устройство работает на основе мультивибратора, который настраивается на резонансную частоту динамической головки. После подключения динамика запускается генератор и длина трубы регулируется по максимуму колебанию в ней воздуха.

Аналогично можно провести настройку и самостоятельно. Для этого на вход подаётся сигнал низкой частоты. Трубка выдвигается вперёд или погружается внутрь ящика, а после оценивается объём выходящего воздуха. Установив положение максимального его выхода, излишки трубы удаляют снаружи, а сам порт герметизируют. При желании для придания конструкции оконченного вида выполняется раскрыв трубы, но можно обойтись и без этого.


Труба фазоинвертора своими руками — Все о Лада Гранта

От редакции: Статья итальянского специалиста-акустика, воспроизводимая здесь с благословения автора, в оригинале называлась Teoria e pratica del condotto di accordo. То есть, в буквальном переводе – «Теория и практика фазоинвертора». Заголовок этот, на наш взгляд, соответствовал содержанию статьи только формально. Действительно, речь идет о соотношении простейшей теоретической модели фазоинвертора и тех сюрпризов, которые готовит практика. Но это – если формально и поверхностно. А по существу, статья содержит ответ на вопросы, которые возникают, судя по редакционной почте, сплошь и рядом при расчете и изготовлении сабвуфера-фазоинвертора. Вопрос первый: «Если рассчитать фазоинвертор по формуле, известной уже давным-давно, получится ли у готового фазоинвертора расчетная частота?» Наш итальянский коллега, съевший на своем веку собак эдак с десяток на фазоинверторах, отвечает: «Нет, не получится». А потом объясняет, почему и, что самое ценное, на сколько именно не получится. Вопрос второй: «Рассчитал тоннель, а он такой длинный, что никуда не помещается. Как быть?» И здесь синьор предлагает настолько оригинальные решения, что именно эту сторону его трудов мы и вынесли в заголовок. Так что ключевое слово в новом заголовке надо понимать не по-новорусски (иначе мы бы написали: «короче – фазоинвертор»), а совершенно буквально. Геометрически. А теперь слово для выступления имеет синьор Матараццо.

Жан-Пьеро МАТАРАЦЦО Перевод с итальянского Е. Журковой

Об авторе: Жан-Пьеро Матараццо родился в 1953 г. в городе Авеллино, Италия. С начала 70-х работает в области профессиональной акустики. Долгие годы был ответственным за тестирование акустических систем для журнала «Suono» («Звук»). В 90-х годах разработал ряд новых математических моделей процесса излучения звука диффузорами громкоговорителей и несколько проектов акустических систем для промышленности, включая популярную в Италии модель «Опера». С конца 90-х активно сотрудничает с журналами «Audio Review», «Digital Video» и, что для нас наиболее важно, «ACS» («Audio Car Stereo»). Во всех трех он – главный по измерению параметров и тестированию акустики. Что еще. Женат. Два сынишки растут, 7 годиков и 10.

Рис 1. Схема резонатора Гельмгольца. То, от чего все происходит.

Рис 2. Классическая конструкция фазоинвертора. При этом часто не учитывают влияние стенки.

Рис 3. Фазоинвертор с тоннелем, концы которого находятся в свободном пространстве. Здесь влияния стенок нет.

Рис 4. Можно вывести тоннель полностью наружу. Здесь опять произойдет «виртуальное удлинение».

Рис 5. Можно получить «виртуальное удлинение» на обоих концах тоннеля, если сделать еще один фланец.

Рис 6. Щелевой тоннель, расположенный далеко от стенок ящика.

Рис 7. Щелевой тоннель, расположенный вблизи стенки. В результате влияния стенки его «акустическая» длина получается больше геометрической.

Рис 8. Тоннель в форме усеченного конуса.

Рис 9. Основные размеры конического тоннеля.

Рис 10. Размеры щелевого варианта конического тоннеля.

Рис 11. Экспоненциальный тоннель.

Рис 12. Тоннель в форме песочных часов.

Рис 13. Основные размеры тоннеля в форме песочных часов.

Рис 14. Щелевой вариант песочных часов.

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.

Сохранить и прочитать потом —

Закономерным финалом саги о фазоинверторе будут практические аспекты его воплощения в жизнь. Ключевым элементом здесь становится именно труба, она же — тоннель, она же в результате рабской транслитерации с английского — порт. Именно она, труба, позволит реализовать на практике два главных параметра, определяющие акустический облик задуманного фазоинвертора: объём корпуса и частота его настройки. Эти две величины, одна в литрах, вторая — в герцах, становятся результатом либо самостоятельного расчёта, либо следования ранее сделанным калькуляциям. Их источником могут быть изготовители динамика, наши тесты или же советы специалистов, основанные на их практике. Во всех трёх случаях бывает, что даются готовые размеры тоннеля, обеспечивающие настройку известного объёма на нужную частоту, но, во-первых, не каждый раз, а во-вторых, слепое копирование не всегда возможно и всегда непохвально. Так что более общей и гораздо более продуктивной будет такая постановка задачи: известны объём и частота, а вопрос об их физической, в материале, реализации станем решать самодеятельно. Часть истории будет организована по принципу вопросов и ответов: номенклатура вопросов известна, в редакционной почте они повторяются с регулярностью, дающей повод для статистических выкладок, которые так любит наш тестовый департамент. Не стану отнимать у них любимую игрушку, у нас — свои. Итак, что вначале, рассчитываем тоннель или покупаем трубу, которой этим тоннелем предстоит стать? По идее надо вначале купить — трубы бывают не любого диаметра, а из некоторого ряда значений, если брать готовые, а не накручивать самому из бумаги на клею, как пионер из кружка юного космонавта. Но начать придётся всё же с хотя бы грубой прикидки, и дело здесь в том, что.

Толщина имеет значение

Если тоннель действительно труба (есть ведь и варианты), какой она должна быть в диаметре? Самый общий и самый грубый ответ: чем больше, тем лучше. Совет действительно радикален и может вызвать протестную реакцию: а если я возьму и сделаю тоннель диаметром вдвое больше динамика? Не возьмете и не сделаете, как бы ни старались, об этом больше ста лет назад позаботился некто Герман Гельмгольц, резонатором имени которого фазоинвертор и является, а позже — создатели автомобилей, сделавшие их по габаритам меньше существовавших в то время паровозов. Итак, по порядку, почему больше и почему что-то этот процесс остановит.

Во время работы вблизи частоты настройки, где, собственно, и выполняет свои функции тоннель фазоинвертора, добавляя от себя к звуковым волнам, порождаемым колебаниями диффузора, внутри тоннеля движется воздух. Движется колебательно, туда-сюда. Объём движущегося воздуха — точно такой же, какой во время каждого колебания приводится в движение диффузором, он равен произведению площади диффузора на его ход. Для тоннеля этот объём — произведение площади сечения на ход воздуха внутри тоннеля. Площадь сечения реально всегда меньше площади диффузора (если кто ещё не отказался от угрозы сделать такой же, а то и больше, скоро никуда не денутся и откажутся), и, чтобы переместить такой же объём, воздуху надо двигаться быстрее, скорость в тоннеле с уменьшением диаметра возрастает пропорционально уменьшению площади его сечения. Чем это плохо? Всем сразу. Прежде всего тем, что модель резонатора Гельмгольца, на которой всё основано, предполагает, что потери энергии на трение воздуха о стенки тоннеля отсутствует. Это, разумеется, идеальный случай, но чем дальше мы от него отойдём, тем меньше работа фазоинвертора будет походить на то, чего мы от него ожидаем. А потери на трение в тоннеле тем выше, чем больше скорость воздуха внутри. Теоретически формула, да и несложная программа, на ней основанная, этих потерь не учитывает и безропотно выдаст вам расчётную длину тоннеля при диаметре хоть в палец, но работать такой фазоинвертор не будет, всё умрёт в завихрениях воздуха, пытающегося стремительно летать по тесному тоннелю взад-вперёд. Текст когда-то виденного мной агитационного плаката ГАИ «Скорость это смерть» к движению воздуха в тоннеле подходит безусловно, если смерть отнести к эффективности фазоинвертора.

Впрочем, намного раньше, чем фазик погибнет как средство звуковоспроизведения, он станет источником звуков, для которых не предназначен, вихри, возникающие при излишне высокой скорости движения воздуха, создадут струйные шумы, нарушающие гармонию басовых звуков самым бессовестным и неэстетичным образом.

Что следует принять за минимальное значение площади сечения тоннеля? В разных источниках вы найдёте разные рекомендации, далеко не все из них авторами были когда-либо опробованы хотя бы путём вычислительного эксперимента, о других уж не говорим. Как правило, в такие рекомендации закладываются две величины: диаметр диффузора и максимальная величина его хода, то самое Xmax. Это разумно и логично, но в полной мере относится лишь к работе сабвуфера на предельном режиме, когда о качестве звучания говорить уже немного поздно. Основываясь на многочисленных практических наблюдениях, можно взять на вооружение куда более простое правило, оно небезупречно и не совсем универсально, но работает: для 8-дюймовой головки тоннель должен быть не меньше 5 см в диаметре, для 10-дюймовой —

7 см, для 12-ти и больше — 10 см. Можно ли больше? Даже нужно, но вот именно сейчас нас кое-что остановит. А именно — длина тоннеля. Дело в том, что.

Длина имеет значение

Как и было сказано, её скомандует великий Герман фон Гельмгольц. Вот он, у доски в Гейдельбергском университете, а на доске — та самая формула. Ну ладно, в этот раз её написал я, но придумал — он и написал бы точно так же. Эта немудрёная, поскольку выведена для идеального случая, зависимость показывает, какова будет частота резонанса некоей полости (нам привычнее ящик, хотя Герман фон делал эдакие пузыри с трубами-хвостиками) в зависимости от объёма V, длины L и площади сечения хвостика. Обратите внимание: параметров динамика здесь нет, и было бы странно, если бы они были. В любом случае полезно запомнить и никогда не поддаваться на провокации: настройка фазоинвертора полностью и исчерпывающе определяется размерами ящика и характеристиками тоннеля, соединяющего этот ящик с окружающей средой. Помимо этого в формулу входят только скорость звука в атмосфере планеты Земля, обозначенная «с», и число «пи», не зависящее даже от планеты.

Для практических целей, а именно — вычисления длины тоннеля по известным данным, формулу легко преобразовать, вспомнив родную школу, а константы подставить в виде чисел. Это делали многие. Многие же публиковали результаты этого волнующего процесса, и автору немного удивительно, как можно было зрелищно обделаться при операции с тремя-четырьмя числами. В общем, треть опубликованных на бумаге и в Сети преобразованных формул непостижимым образом являются ахинеей. Правильная приводится здесь, если подставлять величины в показанных чёрным единицах.

Эта же формула плюс некоторые поправки заложена и во все известные программы по расчёту фазоинверторов, но прямо сейчас формула для нас удобнее, всё на виду. Смотрите: что будет, если вместо минималистского тоннеля поставить другой, попросторнее (и потому получше)? Потребная длина возрастёт пропорционально квадрату диаметра (или пропорционально площади, но ведь мы трубу-то собрались по диаметру покупать, по-другому не продают). Перешли от 5-сантиметровой трубы к 7-сантиметровой, это к примеру, длина при той же настройке понадобится вдвое больше. Перешли на 10 см — вчетверо. Беда? Пока — полбеды. Дело в том, что.

Калибр имеет значение

Беда сейчас будет. Ещё раз глядим на формулу, на этот раз — в знаменатель, фокусируйте зрение. При всех прочих равных длина тоннеля будет тем больше, чем меньше объём ящика. Если для того, чтобы настроить на 30 Гц 100-литровый объём, имея в распоряжении 100-миллиметровую сантехническую трубу, надо открыжить и вклеить в ящик отрезок говнопровода протяжённостью 25 сантиметров, то при объёме ящика 50 л это будет полметра (что уже не меньше, чем полбеды), и при довольно распространённых 25 л тоннель такой толщины должен будет иметь метровую длину. Это уже беда, без вариантов.

В наших, практических условиях объём ящика в первую очередь определяется параметрами динамика, и в силу причин, читателям этой серии уже хорошо известных, для головок калибра 8 дюймов оптимальный объём редко превышает 20 л, для «десяток» — 30 — 40, лишь когда дело доходит до 12-дюймового калибра, мы начинаем иметь дело с объёмами порядка 50 — 60 л, и то не всегда.

Вот и получается какой-то парад суверенитетов: частота настройки ФИ определяется тем басом, который мы от него хотим получить, будь он на «восьмёрке» или на «пятнашке» — не важно. А частота настройки ящика опять не зависит от динамика, чем меньше объём, тем длиннее подавай тоннель. Итог парада: как мы неоднократно замечали в тестах малокалиберных сабвуферов, желательный и многообещающий вариант оформления в ФИ физически невозможно (или затруднительно) реализовать. Даже если не жалко места в багажнике, нельзя объём ящика ФИ делать больше оптимального, а оптимальный нередко оказывается настолько мал, что настроить его на инвариантную к прочим факторам частоту 30 — 40 Гц немыслимо. Вот пример из недавнего теста 10-дюймовых сабвуферных головок («А3» №11/2006): если взять за аксиому диаметр трубы 7 см, то для того, чтобы сделать фазоинвертор на головке Boston, понадобился бы её кусок длиной 50 см, для Rainbow — 70 см, А для Rockford Fosgate и Lightning Audio — около метра. Сравните с рекомендациями в тесте этого номера, относящимися к 15-дюймовым головкам: ни у одной таких проблем не отмечено. Почему? Не из-за динамика, как такового, а из-за исходного объёма, выбранного по параметрам динамика. Что делать? Встречать беду во всеоружии. Оружие нам выковали поколения специалистов (и не только). Знаете, в чём тут дело?

Форма имеет значение

Вы едва ли могли не заметить: я очень люблю копаться в патентах, поскольку считаю, пусть дорога от изобретения к реальной жизни не столь уж коротка, патент — отражение мысли в виде вектора, то есть — с учётом направления. Большинство новаций, предложенных (и неуклонно предлагаемых) неутомимыми умами в отношении фазоинвертора, сконцентрировано на борьбе с двумя мешающими факторами: длина тоннеля, когда его сечение велико, и струйные шумы, когда его сечение, стремясь сократить длину, попытались уменьшить. Первое, простейшее решение, о допустимости которого нас спрашивают в редакционной почте раз по пять в месяц: можно ли тоннель поместить не внутрь ящика, а снаружи? Вот ответ, окончательный, фактический и настоящий, как бумага на квартиру профессора Преображенского: можно. Хоть частично, хоть целиком, внутрь ящика тоннель запихнули исключительно из эстетических соображений, у фон Гельмгольца он торчал снаружи, и ничего, он это пережил. Да и современность наша даёт примеры: вот, скажем, ветераны car audio не могут не помнить (многие, честно говоря, не могут забыть) «басовые трубы» фирмы SAS Bazooka. Они ведь начались с патента на сабвуфер, который удобно поместить за сиденьем грузовика — любимого транспорта американцев. Для этого изобретатель протянул трубу фазоинвертора вдоль корпуса снаружи, заодно уж придав её распластанную по поверхности цилиндрического корпуса форму. Это — один пример, есть другой: некоторые фирмы, выпускающие встроенные сабвуферы для домашних кинотеатров, выводят наружу трубу-тоннель полосового сабвуфера-бандпасса. Тип сабвуфера в данном случае значения не имеет: это тот же резонатор имени сами знаете кого. Ещё одно решение тоже, судя по письмам, ищут, но опасаются. «Можно ли гнуть тоннель?» Ответ — в стиле Филиппа Филипповича и очевиден. Иначе не выпускали бы сразу несколько компаний (DLS, JL Audio, Autoleads, etc. etc.) гибкие трубы специально для этой цели. А в области патентной документации есть даже интересная подсказка, как можно эту задачу решить не без изящества и материальной экономии: была в своё время предложена конструкция модельного тоннеля, который бы собирался из типовых элементов в любой желаемой форме, иллюстрация поведает об остальном. От себя добавлю: большая часть изображённых в патенте деталей трогательно напоминает номенклатуру элементов канализационных сетей местного значения, что и является практическим рецептом внедрения интеллектуального эксцесса американского изобретателя.

Борясь с неуместной длиной тоннеля, часто идут по пути строительства так называемых «щелевых портов», их достоинство — в конструктивной интеграции с корпусом, что позволяет, при известном воображении, сделать тоннель довольно протяжённым, на прилагаемой схеме — сразу несколько вариантов, которым вопрос, разумеется, далеко не исчерпывается (три верхних эскиза принадлежат перу известного хай-эндщика Александра Клячина, остальное было делом техники).

Недостаток же щелей — в трудности подгонки длины, это не сантехнический ПВХ — махнул пилой, и дело в шляпе. Но есть решения и здесь: не так давно один из героев рубрики «Своя игра» пермяк Александр Султанбеков (не грех лишний раз напомнить стране имена её героев) продемонстрировал на практике, как можно настраивать щелевой порт, изменяя его сечение при неизменной длине, он это делал, укладывая внутрь фанерные проставки, как показано на фото где-то поблизости, поищите.

В сворачивании тоннеля фазоинвертора некоторые светлые умы дошли до крайностей: один светлый предложил, например, свернуть тоннель в виде спирали вокруг цилиндрического корпуса громкоговорителя, другой на хитрую формулу Гельмгольца ответил тоннелем-винтом, такая концепция нам здесь, в России, знакома.

Но вообще-то все эти решения (даже с винтом) — лобовые, здесь тоннель неизменной длины просто приделывается или складывается так, чтобы не мешал. Известны (и даже продаются в товарных количествах) реализации другого принципа. Здесь дело вот в чём.

Сечение имеет значение

Не площадь, как таковая, а характер её изменения по длине тоннеля. До сих пор мы, ведомые учением фон Гельмгольца в его самой простой, школьной форме, считали непременным, что поперечное сечение тоннеля постоянно. А нашлись люди, которые это условие нарушили и даже нажили на этом денег.

Опытные читатели помнят, например, статью нашего итальянского коллеги профессора Матарацци, где он предлагает эффективные решения по сокращению длины тоннеля путём придания ему конической или дважды конической, как песочные часы, формы. В «А3» №10/2001 расчёты по программам профессора приведены в виде таблиц, а сами программы сеньор недавно по нашей просьбе нашёл и прислал. Ко времени выхода этого номера из печати мы их выложим на сайт в разделе «Приложения». Правда, исходный код рассеянный профессор потерял безвозвратно, так что программки остаются на итальянском, если кто знает, как перевести, не имея кода, примем помощь с признательностью.

А пока отметим: в своих изысканиях профессор и не первый, и не единственный. На этом направлении происходили даже целые трагедии. Давние читатели журнала, возможно, помнят заметку в «А3» №2/2003 о судебном иске по поводу тоннеля фазоинвертора, не столь давним напомню: корпорация Bose усмотрела, что другая корпорация, JBL, использовав в своих колонках тоннели фазоинвертора с криволинейной образующей, названные Linear-A, тяжко посягнула на интеллектуальную собственность Bose Corp. В доказательство был приведен патент США, где упоминалось, в числе прочего, что неплохо было бы тоннель сделать с эллиптической образующей, он тогда будет и короче, и тише с точки зрения струйных шумов. Напрасно JBL пыталась втолковать суду, что у Bose эллипс, а у JBL — экспонента. Суд пояснил, что эллипсы-шмеллипсы — дело десятое, а колонок продали много, бухгалтерия Bose посчитала: нажива JBL составила 5676718 долларов и 32 цента, что и предлагалось внести в кассу обиженной стороны. Занесли как миленькие, включая медяки, а во всех колонках тоннели поменялись на другие, FreeFlow, типа — улучшенная модель. Вот как бывает.

Уход от цилиндра как формы тоннеля предлагали очень и очень многие. Кто — в стиле Матарацци с вариациями, кто — в скромном, локальном масштабе, ограничиваясь приданием криволинейных обводов концам цилиндрического тоннеля с целью снижения струйных шумов от завихрений. Наиболее же радикальное средство борьбы и с длиной, и с шумами не только придумал, но и эксклюзивно пользуется им уже не один год Мэттью Полк, основатель компании своего имени. Суть устройства под названием PowerPort такова: часть функций тоннеля берёт на себя одна или две, на каждом конце трубы, кольцевая щель между стенкой ящика и поставленным на строго рассчитанном расстоянии от неё «грибком», впрочем, на рисунке всё видно. Такими тоннелями снабжаются практически все домашние громкоговорители Polk Audio. И ежели только кто покусится, плакали его 32 цента плюс ещё кое-что. Для себя же, любимых, никто не запретит такую штуку попробовать, тем более что когда-то давно Полк выложил на свой корпоративный сайт таблицу в «Экселе», по которой можно всё рассчитать, я её тогда же с этого сайта попёр (получив на это позже, задним числом, благословение автора — я же не с целью наживы) и даже перевёл сопроводительные инструкции на великий и могучий, это всё лежит у нас на сайте.

A propos, и труды профессора Матарацци, и революционная разработка Мэттью Полка напоминают нам вот о чём: гимназическая формула Гельмгольца, помимо прочего, не учитывает очень существенный для практики эффект: в огромном большинстве случаев (практически — всегда) один из концов тоннеля прилегает к стенке корпуса сабвуфера, это касается как круглых труб, отпиленных заподлицо со стенкой, так и труб, снабжённых аэродинамической законцовкой, а в ещё большей степени — щелевых портов, прилепившихся к стенке. Близость стенки создаёт концевой эффект, напоминающий то, чего намеренно добивался автор PowerPort — виртуального удлинения тоннеля. Поэтому-то к формуле, непосредственно произведенной из трудов фон Гельмгольца современные прикладные спецы рекомендуют вводить поправку, чисто эмпирическую, но оттого не менее нужную, она выделена красным, чтобы было ясно, где классик XIX века, а где — практика XX.

А вообще-то, друзья дорогие, пора браться за дело, не век же в бумажках копаться. Дело-то как раз в этом.

К вопросу о толщине: проталкивая тот же объём воздуха через более тесный тоннель, его придётся разгонять до более высокой скорости. А «скорость — это смерть»

Гельмгольц написал бы свою формулу точно так же, просто в тот момент не было фотографа

Окончательная и фактическая формула, заменяющая компьютерную программу. Она правильная, проверили неоднократно. Смысл выделенного красным «хвостика» будет объяснен в тексте

Может ли тоннель находиться снаружи ящика? Да целая фирма на этом построила свой бизнес, патент на удобный для размещения сабвуфер был растиражирован стонями тысяч басовых труб SAS Bazooka. А производители встроенных сабвуферов для домашних театров вообще не парятся.

Можно ли тоннель оставить внутри, но согнуть как удобнее? Вот вам ответ

Экзотические, отчаянные решения: свернуть тоннель спиралью или винтом

Щелевой тоннель интегрирован с ящиком, от этого его можно сделать длиннее обычного, «вставного», подгонять длину, правда, гораздо труднее.

Значит, надо подгонять не длину, а сечение: вот как это делал один житель столицы Пермского края

Уход от цилиндрической формы тоннеля предлагался и для сокращения его длины, и в виде локальной «аэродинамической обработки», для снижения струйных шумов

Самое эффектное решение в этой области: PowerPort Мэттью Полка. Изобретение не осталось на бумаге, оно — составная часть почти всей акустики Polk Audio

Краткое описание

Такое приспособление мне понадобилось для сборки сабвуфера объемом 120 Л с 15″ динамиком.

В моем арсенале уже имеется приспособление для раскрыва трубы 110 Мм, но для таких размеров сабвуфера нужен фазоинвертор большей площади.

На трубу диаметром 200 Мм, я зариться пока не стал, в силу больших ее габаритов.

Для сборки я использовал круги из фанеры толщиной 12 Мм. Почему именно 12 Мм? Попросту у меня в обрезках осталось шесть кругов подходящего диаметра от прошлого проекта.

Раскрыв радиусом 50 мм я выбрал так, как был уверен, что трубу при таком радиусе раскрыва не порвет, и конструкция будет хорошо смотреться.

Сборка

Первый круг должен быть диаметром, равным внутреннему диаметру трубы. Это нужно для того, чтоб труба «села» на приспособление.

Далее, диаметр каждого круга увеличивается на внешний радиальный размер раскрыва. Чертеж я делал в программе «Компас», заняло это не более 2 минут.

Вырезаем круги нужного диаметра

Для этой операции потребуется ручной фрезер. Честно говоря можно сделать это и обычным электро лобзиком, но в дальнейшем, при придании формы приспособлению, придется извести не одну «наждачку». Плоскость вырезанных кругов должна быть идеально ровной, без заусенцев и сколов.

Это нужно для того, чтоб площадь склеивания была как можно большей. Так, как при раскрыве приспособление будет испытывать большую нагрузку, не смотря на то, что труба раскрывается в нагретом состоянии.

Склеиваем круги в единое целое

На просторах интернета я видел много разных вариаций таких приспособлений. Но почему то все скручивают круги саморезами. По моему лучше один раз потратиться на хороший клей и быть уверенным, что приспособление не развалится при очередном раскрыве.

В качестве нижней «шайбы» я использовал круг из фанеры 21 Мм, В качестве верхней — приспособление для раскрыва 110 трубы. Круги, промазанные клеем, поочередно сажаются на центральную шпильку. Для склеивания я использовал клей «TiteBond2».

После того, как все круги усажены на свои места, плотно стягиваем шпильку гайками и оставляем на сутки, до полного высыхания.

В силу большого диаметра последнего круга, по краям он может не плотно лечь. В местах, где образовались щели — стягиваем круги струбцинами.

Склеенная заготовка

Шлифовка

Далее — самое интересное. Для придания окончательной формы потребуется жестко закрепленный патрон дрели. Я использовал сверлильный станок, который мне пришлось перевернуть «патроном вверх». Так, как диаметр нижнего круга не позволял вставить заготовку при обычном расположении патрона.

Если у вас нет сверлильного станка, заготовку можно отшлифовать на обычной дрели.

Для шлифовки я использовал наждачную бумагу зернистостью 40. При финальном шлифовании наждачную бумагу зернистостью 100.

Для придания более правильной радиальной формы «наждачку» лучше закрепить на чем нибудь, такого же радиуса. Окинув взглядом мастерскую, на глаза мне попался кусок трубы 50 Мм… Он и послужил для закрепления «наждачки».

При шлифовании, не смотря на то, что я делал это на улице летело очень много пыли. Чтоб не дышать всем этим делом, используйте респиратор.

После шлифовки, готовое приспособление смазываем маслом, я не парился и смазал подсолнечным.

ps. раскрывать трубу следует, поочередно нагревая ее край феонм и стягивая гайками центральную шпильку.

Видео сборки

Теория Фазоинвертора.

Понимание, доработка и настройка акустического оформления типа «Фазоинвертор». Все просто! Не нужно иметь степень по физике, не нужно высшей математики, лишь логика и здравый смысл – ведь это все, что Вам нужно, чтобы получить достойный звук. В этом разделе постараемся разложить все «по полочкам», доступно и понятно описать работу и настройку корпуса типа «Фазоинвертор». Обладая знанием – исследуйте и творите свои уникальные системы!

Фазоинвертор — тип акустического оформления, объединяющий высокое качество звучания, внушительную громкость, простоту в построении и дальнейшей настройке, так же, ФИ сравнительно мал в плане вытесняемого в багажнике пространства.

Мы рекомендуем использовать оформление такого типа всем нашим пользователям в качестве первого корпуса, так же, мы тестируем и рекомендуем начальные, наиболее универсальные в реальной работе, параметры корпуса типа ФИ. Но, как всем Вам известно, из каждого правила есть исключения.

И если рекомендованные нами решения удовлетворяют большинству Ваших требований, то всегда найдутся такие, кому нужно что то свое – это и участники различных соревнований, и любители «ветра», и любители «прокачивать площадки»… Эта статья посвящается как раз таким людям, построившим стандартный корпус и желающим получить больше – больше качества, или больше давления, или глубже бас, или…или…

Раздел 1. Вникаем…

Для начала давайте разберемся, как работает ФИ.

Если закрытый ящик(ЗЯ) попросту устраняет волны, созданные обратной стороной диффузора, то ФИ преобразует эти волны в «полезные», за счет чего происходит существенный рост эффективности и звукового давления. Несомненным плюсом ФИ, в сравнении с ЗЯ, является значительно более высокая эффективность и громкость, минус ФИ — высокий уровень групповых задержек, выраженный в «размытости» и более низкой точности баса.

Порт передает энергию в значительно более узком диапазоне, чем фронтальная часть диффузора. Потому изменения затрагивают лишь часть общего диапазона работы сабвуфера. Впрочем, для большинства значительный выигрыш в громкости или эффективной ширине диапазона куда более важен, чем не такой значительный проигрыш в качестве, от того ФИ — это, пожалуй, самый популярный корпус сегодня.

Схематическое изображение принципиальной конструкции корпуса ФИ изображено на рисунке :

ФИ имеет 2 составляющие — объем(как передаточная среда) и порт(как дополнительный излучатель). Принцип работы оформления типа «фазоинвертор» — корпус инвертирует по фазе энергию обратной стороны диффузора и при помощи порта передает ее в среду, тем самым усиливая акустическую отдачу. Проще говоря, корпус делает из «отрицательных» волн «положительные», эти «положительные» волны и усиливают итоговую отдачу.

В случае с ФИ, мы настоятельно рекомендуем использование фильтра инфранизких частот.

Раздел 2. Углубляемся.

С принципом работы разобрались, теперь перейдем к практике.

Мы уже много лет проводим тестирование корпусов типа ФИ и за годы работы выявили наиболее востребованные параметры корпуса, которые удовлетворят большинство наших пользователей. Но если есть желание получить действительно что то особенное от баса — придется поработать и настроить ФИ индивидуально.

При правильном подключении, диффузор движется сначала вверх, создавая разряжение в корпусе, за тем вниз, создавая сжатие. И это нормально, но в частных случаях лучше работает в обратном порядке. Потому, первое что мы попробуем изменить – заставим диффузор перемещаться сначала вниз, затем вверх.

Для этого достаточно лишь поменять полярность подключения динамика – «перепутаем» плюс с минусом, теперь диффузор сперва переместится вниз и это серьезно изменит звучание. Не путайте акустические клеммы с питанием, подключив питающие провода к усилителю не верно, Вы гарантированно его сожжете.

Размяли динамик, отслушали наш стандартный корпус, поигрались с настройками магнитолы и частотами срезов, покрутили эквалайзеры и прочие «улучшайзеры»… что то все равно не устраивает? Так перейдем к существу вопроса и изменим корпус так, чтобы устраивало все!

Настройка. Давайте сразу договоримся, во многих источниках под «настройкой» ФИ принято понимать некую единственную частоту. Мы якобы можем включить какую нибудь программу, в которую нужно внести какие то параметры и которая сразу же нам скажет и нарисует нужный ящик.

Все это в корне не верно. Настройка — это осознанный и практический процесс, итогом которого является нужный результат, не зависимо от того, будет это качество звука или какое то сверх-естественное давление или особенно широкий диапазон.

Объем служит для того, чтобы изменить полярность обратной волны с «-» на «+», порт же является своего рода передатчиком энергии. Проще говоря, объем нужен тем больше, чем ниже и глубже нужен бас, порт же нужен строго определенный, тк от порта зависит то, на сколько и какая именно частота будет усилена. Еще проще говоря, объем устанавливает рамки рабочего диапазона, порт усиливает нужную часть диапазона или расширяет его вверх или вниз.

Далее рассмотрим то, как на практике происходит процесс настройки корпуса. И для начала определим основные параметры, которые мы сможем измерить, ощутить, услышать и изменить. Не будем углубляться в физику, оно и не нужно, будем размышлять проще…

Громкость – все знают что это такое, измеряется в Децибеллах (Дб). Громкость бывает пиковая (большинство соревнований SPL), измеряется максимальный результат на одной частоте, и усредненная (формат LoudGames) – измеряется ряд частот, среднее значение принимается за конечный результат. Разницу в 3Дб мы уже можем услышать, разница в 10Дб очень хорошо ощутима на слух любому.

Эффективность – этот параметр описывает то, сколько фактической громкости мы получаем с одинаковой подводимой мощности. Пример: имея 500Вт, менее эффективный корпус даст 110Дб в среднем, более эффективный – 120Дб. Нашей задачей является получить максимум эффективности на всех воспроизводимых частотах.

Диапазон воспроизводимых частот – применительно к сабвуферу это диапазон частот от 20 до 100Гц. В идеале сабвуфер должен воспроизводить все эти частоты и с одинаковой громкостью, но в реальности этого конечно нет, сабвуфер отрабатывает часть диапазона и имеет спад громкости ближе к граничным частотам своих возможностей. Наша задача – заставить сабвуфер фактически воспроизводить частоты от 20 до 100Гц, но современные автомобильные мидбасовые динамики способны работать в диапазоне уже от 70-80Гц, а многие и от 50-60Гц, что существенно облегчает задачу.

Групповое время задержек(ГВЗ) – измеряется в миллисекундах, и чем оно выше, тем менее «содержательным» наш бас будет. На практике большое ГВЗ выражается в явном «запаздывании» баса, в отсутствии множества деталей, в «обмякшем», не эмоциональном и «гудящем» басе.

Почему «групповое время» — если задержка одинакова на каждой воспроизводимой частоте во всем слышимом диапазоне от 20 до 20000Гц, то бас будет идеален и точен не зависимо от того, на сколько велика эта задержка. Более того, наличие задержки естественно, и чем ниже частота, тем выше задержка.

Но в реальности разница между временем задержки на разных частотах гораздо выше идеала и куда менее постоянно, и ввиду этой непостоянной разницы звук превращается в кашу – одна частота играет раньше, другая позже. Наша задача – снизить ГВЗ до естественного уровня.

Максимум эффективности в полном диапазоне воспроизводимых частот при минимуме ГВЗ – наш рецепт идеального корпуса. В реальности же, как обычно, все не так просто, выигрывая в одном, жертвуем чем то другим…

Имея корпус типа «Фазоинвертор», мы оперируем тремя взаимосвязанными переменными – объем, площадь порта и длина порта. Изменяя их, мы имеем возможность добиваться нужного результата по каждому из вышеперечисленных параметров. Разберемся, за что отвечает каждая из этих переменных и как изменения повлияют на параметры звучания, а так же, как повлияет изменение на здоровье нашего динамика и надежность системы в целом.

Объем. Увеличивая объем, мы увеличиваем эффективность, но увеличиваем и ГВЗ, перемещаем нижнюю границу диапазона вниз, но так же, вниз перемещаем и верхнюю границу. И наоборот.

Объемом мы задаем границы диапазона воспроизводимых частот. Все знают о том, что с понижением частоты растет длина волны, а это значит, что чем больше объем, тем больше будет время задержки тыловой волны и тем более эффективным будет преобразование тыловой волны с «-» на «+» на нижних частотах, но тем менее эффективным будет преобразование на верхних частотах.

С увеличением объема, увеличивается уровень и ГВЗ внизу и вверху, но если внизу диапазона увеличение ГВЗ воспринимается как естественное, то вверху это совсем не так. Изменения эффективности так же происходят, с увеличением объема растет эффективность внизу, но падает вверху.

Безусловно, объем оказывает влияние и на ГВЗ, и на эффективность, но это влияние не велико и находится вблизи естественных пределов. Главная задача объема — получение нужного эффективного диапазона воспроизводимых частот.

Динамик и объем связаны между собой. Чем больше используемый объем, тем эффективнее динамик должен быть. Простой пример: 8″ динамик запускаем в объеме 150 литров, звука практически не будет, но 18″ динамик в том же объеме легко даст полноценный бас. Все дело в том, что с увеличением линейного хода, или с увеличением размера, или с увеличением эффективности, или с увеличением сразу всех трех этих характеристик, динамик способен эффективно воздействовать на бОльшую массу воздуха.

В результате наших собственных тестов мы уже определили для вас наиболее эффективный объем для каждого нашего сабвуфера, иными словами, мы определили диапазон, в котором сабвуфер будет работать так, чтобы было возможно получить наиболее качественный звук благодаря отсутствию «провала» между мидбасом и сабвуфером, при этом мы измерили множество различных мидбасов в различных реальных условиях, определив, что нижняя воспроизводимого ими диапазона — 69-84Гц. Если Ваш мидбас реально и эффективно работает ниже обозначенных рамок, то мы рекомендуем увеличивать объем, в следствии чего сабвуфер будет работать ниже, а жертва верхней границей окажется безболезненной для системы.

С объемом разобрались, с его помощью задаем начальные границы диапазона, теперь рассмотрим порт. Порт имеет 2 параметра — площадь сечения и длина, и изменяя эти параметры, мы определяем, какой ширины диапазон будет усилен портом, в какой части рабочего диапазона будет располагаться это усиление, на сколько эффективным будет усиление, как это повлияет на ГВЗ.

Длина порта. Увеличивая длину порта, тем самым мы увеличиваем массу воздуха в порте, то есть, увеличиваем нагрузку на динамик, заставляя его «толкать» бОльшую массу воздуха. Больше воздуха — выше эффективность, но выше и уровень ГВЗ.

Длина порта на прямую влияет на динамик, повышая или, наоборот, понижая нагрузку на диффузор. В условиях оптимальной нагрузки динамик работает наиболее эффективно, создается и приличный уровень звукового давления и организуются условия для обеспечения достаточно хода диффузора, а значит, и охлаждение звуковой катушки будет достаточным и звук будет приятно глубоким и точным. Увеличивая длину порта, мы конечно увеличиваем эффективность, но увеличиваем и нагрузку на диффузор, ход будет меньше, охлаждение хуже, ГВЗ выше.

Наша рекомендация, указанная к каждому динамику — это своеобразная золотая середина между высокой эффективностью и уровнем ГВЗ, что называется «динамик нагружен оптимально».

Необходимо иметь ввиду, нагрузка на динамик создается как корпусом ФИ сзади, так и салоном автомобиля спереди. Все наши тесты мы проводим для среднего багажника автомобиля средних размеров. Предположим нагрузка на динамик спереди снижается (слушаем с открытыми дверями или автомобиль слишком большой, типа микроавтобуса), в этом случае длину порта необходимо увеличить, тем самым мы компенсируем падение фронтальной нагрузки повышением тыловой нагрузки. Обратный случай — замкнутое пространство багажника седана ввиду своего ограниченного объема существенно «сдерживает» ход сабвуфера, нагрузку в этом случае так же необходимо компенсировать, но уже путем уменьшения длины порта.

Изменяя длину порта, мы так же можем достигнуть и другой цели — расширить диапазон воспроизводимых частот или вверх или вниз, но в этом случае неизбежно выведем систему из равновесия. Увеличивая длину порта, мы, как и в случае с объемом, но в гораздо меньшей степени, увеличиваем и время задержки «тыловой» волны, тем самым повысим эффективность работы сабвуфера в нижней части диапазона.

Однако, как уже было сказано выше, сделав это, мы жертвуем «здоровьем» динамика, заставляя его работать выше своих возможностей. Оптимальная же длина порта усиливает весь диапазон воспроизводимых частот, усиливая центральную его часть с плавным падением к краю.

Наша рекомендация длины порта — это золотая середина между высокой эффективностью и ГВЗ в условиях установки сабвуфера в багажнике средних размеров для обслуживания объема салона среднего автомобиля.

Итак, что мы имеем. Отталкиваясь от наших рекомендаций, увеличиваем длину порта в случае, если необходимо компенсировать нагрузку на динамик. Увеличиваем длину порта чтобы увеличить отдачу внизу рабочего диапазона, увеличить нагрузку на динамик и принести в жертву эффективность и увеличить ГВЗ. И наоборот.

Площадь порта. Изменяя площадь порта, мы сужаем или расширяем диапазон воспроизводимых частот сабвуфера, так же, изменяем как эффективность, так и ГВЗ.

Площадь, как и длина порта, разгружают или нагружают динамик, изменяя массу воздуха в порте. Чем больше площадь, тем выше ГВЗ и выше эффективность и наоборот.

Порт имеет определенную пропускную способность. Чем больше площадь порта, тем выше его пропускная способность, тем лучше порт работает на низких частотах, но тем более узким будет диапазон. Однако, слишком большая площадь порта сильно перегрузит динамик до такой степени, что его эффективность упадет до нуля. И наоборот, слишком малая площадь порта, и о прибавке громкости, свойственной ФИ, можно забыть.

Наш порт — это разумный компромисс между шириной диапазона, эффективностью и ГВЗ. В итоге, опять же отталкиваясь от наших рекомендаций, увеличиваем площадь порта в случае, если есть необходимость получить повышенную эффективность в суженном диапазоне частот, или же уменьшаем площадь порта в случае, когда нужно расширить диапазон или снизить ГВЗ, но есть возможность и жертвовать эффективностью.

Комплексные изменения. Как мы видим, и объем, и порт отвечают за одни и те же параметры, но в реальности их влияние не одинаково ни по степени, ни по силе воздействия на конечный результат. Изменяя объем, мы настраиваем диапазон воспроизводимых частот, изменяя порт, мы настраиваем сабвуфер на работу в конкретных условиях.

Однако, как Вы уже поняли, существует множество вариантов изменений сразу нескольких параметров, в результате чего есть возможность настроить сабвуфер так, чтобы он работал индивидуально. Это означает, что Вы добровольно жертвуете каким то менее значимым параметром звучания, но получаете возможность выделить гораздо более значимый.

Пределы изменений. Изменение объема всегда будет оказывать менее существенное влияние на характер звучания, чем порт, но пределы изменения объема значительно более широкие. Полезные изменения объема находятся в пределах +-60% от исходного. Изменения площади и длины порта следует делать с особой осторожностью, и в пределах не более 35%. Все изменения, выходящие за эти пределы, повлекут серьезные негативные последствия, перекрывающие все видимые плюсы. Это и существенные изменения звучания в негативную сторону, равно как возможно и очень значительное повышение нагрузки на динамик.

Так же, при комплексных переменах остерегайтесь «двойного действия». К примеру, увеличили объем и увеличили длину порта — оба эти действия не просто сильно понизят диапазон воспроизводимых частот, но и крайне серьезно перегрузят динамик. Необходимо проявить максимум осторожности и внимания к внесению изменений подобного характера.

Вполне возможно, внося одно изменение, компенсировать его другим. Например, увеличивая объем, уменьшить длину порта и т.п. Такие изменения способны как привести к нужному результату, так и компенсировать нежелательные последствия.

Помните, любые изменения полезны до того момента, пока не вносят более существенный вред. Нет таких изменений, которые дают только плюсы и не имеют минусов. При изменении нами рекомендованного корпуса, перед Вами стоит конкретный вопрос – чем, в какой степени и ради чего Вы готовы жертвовать.

Программы для компьютерного моделирования. В природе существует ряд программ, способных смоделировать результат работы сабвуфера на базе некоторых параметров. Мы рекомендуем ознакомиться с такими программами, по одной единственной причине — они способствуют пониманию изложенного материала.

Однако, результат моделирования ни в коем случае не должен являться для Вас руководством к действию ввиду того, что ни одна программа на сегодняшний день не учитывает и половины тех нюансов, которые в реальности влияют на работу сабвуфера. Невозможно с помощью программы построить сабвуфер с нуля, однако возможно понять, как то или иное изменение корпуса повлияет на характер звучания в целом. Иными словами, программа поможет только тогда, когда уже есть от чего отталкиваться и нужно внести какие то изменения в уже существующий и рабочий корпус.

Начальное руководство мы получили, давайте теперь рассмотрим на реальных примерах применение полученных знаний…

Пример 1. Мидбас поставили в ящик или в хорошо подготовленную дверь, теперь он работает значительно ниже и эффективнее чем раньше, а естественная величина задержки на нижней границе мидбасового диапазона возросла. Получается, что нам уже не нужен диапазон работы от 20 до 80Гц, а нужен лишь от 20 до 60Гц.

Мы знаем, что DD исследует и создает корпуса так, чтобы они эффективно воспроизводили частоты «сверху вниз», то есть, DD жертвует самым низом, чтобы правильно состыковать мидбас и сабвуфер и получать «цельный» звук. Увеличиваем объем и смотрим что получилось – сабвуфер теперь работает более эффективно и глубоко, а возросшая задержка на верхней границе не оказала влияния на звук, т.к. разница между нижней задержкой мидбаса и сабвуфером не изменилась.

Пример 2. Низкокачественный мидбас поставили в штатное место… При таких условиях возникает существенный провал между сабвуфером и мидбасом, в результате ряд частот мы просто не слышим, а сабвуфер играет «отдельно от музыки». Чтобы получить естественный звук, лучше всего будет не перекладывать проблему «с больной головы на здоровую» и поработать с мидбасом. Но если это невозможно (а оно часто невозможно по целому ряду причин), существует ряд решений:

— уменьшаем объем корпуса. Жертвуя нижними частотами, мы все же получаем «цельное» звучание.

— уменьшаем площадь порта и уменьшаем длину порта. Жертвуя эффективностью, получаем более широкий диапазон воспроизводимых частот.

— уменьшаем объем и увеличиваем длину порта. Жертвуя «здоровьем» динамика, расширяем диапазон…

Пример 3. Нужен более глубокий, более «мягкий» бас…

— уменьшаем площадь порта. Жертвуя эффективностью, мы расширяем диапазон и уменьшаем разницу в громкости между частотами в центре диапазона, уменьшаем ГВЗ, получаем точный, низкий, приятный бас, но менее громкий…

— уменьшаем объем, увеличиваем длину порта, уменьшаем площадь порта, в итоге изменений уровень ГВЗ падает вместе с эффективностью, а диапазон существенно расширяется с плавным спадом за пределами…

Пример 4. Хочется «надавить» на соревнованиях…

— в этом случае уменьшаем объем, увеличиваем площадь и длину порта, получаем рост эффективности в центре диапазона и резкий спад по краям, сам же диапазон смещается вверх ближе к резонансной частоте кузова. Для музыки не подойдет, но «надавить» уже куда веселее.

Пример 5. Хочется много «инфры» c «ветерком»…

— увеличиваем объем, увеличиваем площадь порта. Сдвигаем диапазон в «нужное» место и площадью порта увеличиваем эффективность, бинго, жертвуем всем в пользу эффективности на самых низких частотах.

— увеличиваем объем, увеличиваем площадь порта, увеличиваем длину порта. Тот же самый результат, но в условиях, когда мощности недостаточно и есть некоторый «запас» в системе охлаждения.

Пример 6. Нужно получить максимально качественный бас…

— уменьшаем площадь порта. Теряем в эффективности, но получаем более широкий диапазон и уменьшаем ГВЗ.

— уменьшаем площадь порта и уменьшаем объем. Теряем в эффективности еще больше, расширяем диапазон вверх и серьезно уменьшаем ГВЗ…

Пробуем! Полученный звук нестандартен и с помощью простых манипуляций с объемом корпуса или параметрами порта уже соответствует Вашей системе! Для персонализации большинства систем и этих знаний более чем достаточно. Однако профессиональный подход подразумевает более детальные и более точные изменения.

Понимание того, за что отвечает изменение, мы уже дали, профессионалу же нужно нечто большее — это измеренные и предельно точные режимы работы, в которых возможно «выжать» максимум пользы из сабвуфера, предельно качественный звук, предельно высокий уровень громкости, предельно точный диапазон работы…

В поисках закрытого ящика или почему исчезает целый класс акустических систем

Мировая аудиоиндустрия стремительно развивается. Вектор этого развития известен, способность производить удобоваримую электронику с минимальными затратами. Казалось бы, одним из самых логичных типов акустического оформления, не требующих ничего, кроме точного расчета, максимально технологичных и дешевых является закрытый ящик(ЗЯ). При таком оформлении можно минимизировать резонансы корпуса, получить сравнительно ровную АЧХ, а при адекватном демпфировании предотвратить появление заметных на слух стоячих волн. Получается дёшево и сердито, а значит, казалось бы, должно быть востребовано. Между тем, если вы попытаетесь найти такую акустику среди актуальных предложений интернет-магазинов и салонов электроники — вас ожидает разочарование.

Ассортимент предельно мал, если сравнивать с фазоинверторной акустикой, при этом стоимость закрытого ящика существенно выше. Многие безусловно удовлетворятся старой доброй YAMAHA NS-6490 или профессиональными мониторами от Behringer. Также есть узкий сегмент встраиваемой и ландшафтной акустики, который является достаточно нишевыми и редкие дорогие образцы за полмиллиона, типа Graham Audio LS5/9f. Но в сравнении с другими типами оформления процент ЗЯ ничтожно мал. Это означает, что сегодня, новые АС с закрытым акустическим оформлением производят крайне неохотно. Под катом анализирую ситуацию и рассуждаю на тему того, почему закрытые ящики перестали быть востребованными.

Ниша закрытого ящика

С маркетологической точки зрения целевой аудиторией закрытого ящика является притязательный средний класс с уровнем интеллекта выше среднего. С одной стороны, это люди, которые хорошо понимают проблемы ставшего повсеместным фазоинверторного типа. С другой — это те, кто не способны заплатить за дорогие лабиринтные системы и поэтому выбирающие более технологичное и недорогое решение.

Это часто инженеры и другие люди, знакомые с основами акустики. В некоторых случаях такое же решение может понравится небогатым аудиофилам, которые одержимы идеей максимально высокой верности воспроизведения, но не имеют достаточно денег на ультимативно-бескомпромиссные и настолько же нерациональные дорогие решения из маркетингового класса High End.

Можно сказать, что эта категория покупателей больше прочих страдает сегодня от отсутствия продуктов. Как правило, они используют технику из сегмента попроще, при этом, с одной стороны, недовольны её качеством, а с другой, при переходе в премиум сегмент начинают жаловаться на стоимость.

И, казалось бы, всё не так сложно, достаточно начать производить хорошо рассчитанные закрытые ящики из МДФ или фанеры, и всем будет счастье. Но как обычно, дьявол скрывается в мелочах.

Проблема габаритов

Я исследовал мнение 60 человек, которых можно отнести к категории, которую я описал. Оказалось, что большинство (57 человек) из них очень заинтересованы в преимуществах, которые дает закрытый ящик. Трое сказали, что это впечатляет, но они не будут готовы быстро сменить акустику, т.к. их вполне устраивает та, что есть в настоящий момент. Однако, когда позитивно настроенное большинство узнало, что для получения звукового давления, которое обычно позволяет обеспечить фазоинвертор, понадобится увеличить объем в 3 раз, 38 человек отказалось от такого решения без обсуждения преимуществ и взвешивания фактов. Остальные же, лояльно настроенные к такому конструктивному решению, потеряли однозначную уверенность в том, что так лучше.

Получается, что даже решение, которое полностью удовлетворяет по сочетанию верность воспроизведение/стоимость, обладая значительно большими габаритами при равном или меньшем КПД, перестаёт быть интересным для подавляющего большинства потенциальных посетителей.

У такой неприязни к размерам 3 причины. Первая — эстетическая, АС такого размера с трудом сочетается с современным интерьером, где нормой, последние 15 лет, стали колонки столбики. Вторая — прагматическая, АС ЗЯ сжирает объем помещения, который часто хочется сохранить. Третья проблема массы, большие габариты гарантированно увеличивают массу устройства, что создает сложности в перспективе, например, при переезде или перестановке.

“Слабый низ”, как аргумент большинства

Те, кому довелось слышать закрытые ящики в форм факторе полноценной АС, в один голос заявляют о, якобы, “слабых” низких частотах, которых сильно не хватает. Не могу спорить с любителями низа, как минимум в силу того, что восприятие очень индивидуально и никакого стандарта в отношении тембральных акцентов не существует. При этом достаточно ровная АЧХ закрытого ящика не делает акцентов на НЧ, и любителям “сочного баса” его там очень не хватает.

Именно такие утверждения формируют проблему в производительности. По сути, по современным меркам размер такой АС непропорционален ожидаемой звуковой мощности устройства. Оно слишком тихое, что значительно затрудняет визуальную оценку предельной громкости. Работает вечное: “если они такие большие, почему они такие тихие, ведь у соседа 2 столбика, а от них просто уносит”. И именно ради соревнования с соседом Васей у, казалось бы, неглупых людей, способных оценить преимущества конструкции, полностью пропадает желание приобретать “тихие колонки”.

Сабвуфер, как исключение

Единственными современными устройствами, среди которых можно найти ЗЯ в широком ассортименте и ценовом диапазоне, являются сабвуферы. Факт в том, что те, кто хорошо знаком с физикой, неплохо знают о психоакустическом эффекте, когда человеческий слух практически не способен локализовать источники низких частот (ниже 80 Гц). При этом ЗЯ имеет массу преимуществ именно по части НЧ воспроизведения, таких как уменьшение вероятности резонансов, отсутствие специфических ФИ призвуков, турбулентных потоков и за счет этого всего очень ровную АЧХ. В связи с этим ЗЯ стали востребованными именно для создания сабвуферов. К слову, по сравнению с ЯИ и использующими пассивные излучатели, они также достаточно не громкие.

Сухой остаток

Будем честны, несмотря на громкие слова в миссиях кампаний, все они созданы как источник дохода, и соответственно, заботятся о пресловутой “верности воспроизведения” ровно настолько, насколько этого требуют потребители в их сегменте рынка. И, если взглянуть на маркетинговую привлекательность превосходно звучащих, но больших закрытых ящиков, мы увидим очевидную убыточность их возрождения в форм-факторе полноценной АС. Аудиофилы и притязательные богачи избалованы более изощренными решениями, а средний класс не готов поступиться объемом небольших квартир.

Лучшим решением с ЗЯ-оформлением на сегодняшний день являются сабвуферы. При наличии настраиваемого кроссовера можно отрегулировать частоту среза так, чтобы резонансная частота ФИ стереопары воспроизводилась сабом, и таким образом получить вожделенную ровную АЧХ. Также, судя по продуктам представленным на рынке, популярностью пользуется акустика центрального канала с закрытым акустическим оформлением.

Реклама
Мы продаём акустические системы. В нашем каталоге их много, при желании можно найти АС и сабвуферы закрытого типа, в изобилии представлены АС с фазоинвертором.

Руководство по улучшению басов (TAS 197)


Точное воспроизведение низких частот музыки — самая большая проблема, с которой сталкивается меломан. Законы физики затрудняют получение гладких, расширенных и отчетливых нижних частот в наших комнатах для прослушивания. Следовательно, многие из нас живут с не очень хорошими басами.


  Но прекрасно звучащие басы очень полезны в музыкальном плане.Нижний конец формирует тональную основу некоторых типов музыки, а в других бас является источником ритмического драйва, движения и энергии музыки. Интуитивное ощущение всего тела, когда великий барабанщик и бас-гитарист сливаются в грув — переходный процесс бочки и атака струн бас-гитары синергетически сочетаются — одно из высших музыкальных удовольствий (по крайней мере, для меня).


В этом «Руководстве по улучшению басов» мы рассмотрим, как можно улучшить низкие частоты вашей существующей аудиосистемы, изучим различные варианты, если вы только начинаете или обновляете ее, а также рассмотрим некоторые общие принципы получения отличных басов. .


Давайте начнем с некоторых основ воспроизведения баса. Несмотря на то, что я только что написал о важности баса, можно собрать чрезвычайно привлекательную музыкальную систему на основе динамиков меньшего размера, которые не воспроизводят бас ниже 50 Гц. Это особенно верно для слушателей, чьи вкусы склоняются к камерным и мелким произведениям классической музыки, исполнителям и авторам песен к поп-музыке и акустическому джазу. Слушателям с такими музыкальными наклонностями лучше подойдут динамики меньшего размера с ограниченным басовым откликом, чем полнодиапазонные динамики аналогичной цены, которые могут быть скомпрометированы по всему звуковому спектру.


Во-вторых, качество баса гораздо важнее количества баса . Более скудная подача без особого расширения предпочтительнее большого количества баса, если этот бас густой, цветной и вялый. Если бас воспроизводится плохо, мы бы предпочли его вообще не слышать. Плохая производительность баса становится постоянным раздражением и напоминанием о том, что мы слушаем репродукцию. Вот почему превосходно спроектированный мини-монитор может быть более музыкально привлекательным, чем большой напольный громкоговоритель.


В-третьих, точное воспроизведение басов стоит дорого. Чем ниже точно воспроизводимая частота, тем дороже становится бас. Обратите внимание на слово «точный» в обоих предложениях; вы можете купить громкоговоритель за 500 долларов с выходной мощностью ниже 40 Гц, но маловероятно, что бас, который он производит, будет точным. Для реалистичного воспроизведения нижней октавы (16–32 Гц) требуются большие вуферы, что, в свою очередь, требует большого корпуса. Чем больше корпус, тем больше он подвержен вибрации, окрашивающей звук.Вибрация корпуса тонально окрашивает музыку и разрушает динамическую структуру музыки. Решение состоит в том, чтобы построить героические корпуса, которые не вибрируют, но такие корпуса чрезвычайно плотны, тяжелы и дороги.


В-четвертых, представление басов системы влияет на такие, казалось бы, несвязанные аспекты звука, как чистота средних частот и звуковая сцена. Толщина мидбаса снижает прозрачность СЧ. Более чистый мидбас не только делает звучание средних частот более открытым, но и позволяет более четко слышать самые низкие частоты.Кроме того, расширение нижних частот системы имеет странный эффект увеличения глубины звуковой сцены и общего ощущения от записанной акустики, даже в музыке без низкочастотной энергии. Я слышал голос без сопровождения в большом зале, воспроизводимый парой мини-мониторов с сабвуфером и без него. Добавление сабвуфера раскрыло весь размер зала, а также представило вокалиста как более осязаемый образ в акустике.


Имея в виду эти концепции, давайте посмотрим, как мы можем улучшить воспроизведение низких частот в системе.


Подберите динамик к комнате


Чем глубже расширение басов громкоговорителя и чем больше басов он производит, тем больше требуется комната для достижения великолепного воспроизведения басов. Большое количество очень низких басов перегрузит маленькую комнату, что сделает почти невозможным получение плавного отклика. Этот фундаментальный факт бесчисленное количество раз повторяется на выставках Hi-Fi, когда экспоненты борются за то, чтобы большой полнодиапазонный громкоговоритель работал в гостиничном номере. Если вы выберете слишком много динамиков для своей комнаты, вам придется вести тяжелую битву за хорошо звучащие басы.


Размещение громкоговорителя


Правильное расположение динамиков — это самое важное, что вы можете сделать для получения более качественных басов. Эта тема выходит за рамки этой статьи, но вы можете получить представление о ее важности из прилагаемой врезки «Физика баса». Чтобы узнать о конкретных методах размещения громкоговорителей, загрузите бесплатный буклет «Секреты настройки системы Роберта Харли» на сайте avguide.com/hifibooks. Буклет представляет собой выдержку из The Complete Guide to High-End Audio (третье издание).


Добавление сабвуфера в вашу систему


Есть две причины выбрать сабвуфер. Во-первых, если вам нравится звук ваших основных динамиков и вы просто хотите больше расширения басов, мощности и воздействия. Во-вторых, если вам нужен полнодиапазонный звук, но вы не хотите, чтобы большие напольные динамики мешали вашей гостиной.


Оба случая кажутся простыми в теории, но на практике заставить сабвуфер сочетаться с основными динамиками довольно сложно.Хотя вы, несомненно, получите больше басов, возможно, вы не добьетесь цельного и связного звука снизу вверх. То есть вы можете знать, что этот большой конус пыхтит, казалось бы, оторванным от остальной музыки.


Однако при наличии некоторых знаний можно избежать этого кошмарного сценария. Во-первых, выберите сабвуфер, предназначенный для музыкальной точности, а не фейерверк для домашнего кинотеатра. Некоторые сабвуферы существуют для создания максимально возможного уровня звукового давления на минимально возможной частоте для воспроизведения взрывов в саундтреках к фильмам.Другие созданы музыкально чувствительными дизайнерами с первоклассной чувствительностью. Будьте уверены, какой вид вы покупаете.


Во-вторых, выберите подходящий сабвуфер для основных колонок и вашей комнаты. Если у вас есть 5,5-дюймовый двухполосный мини-монитор в небольшой комнате, сабвуфер с 8-дюймовым динамиком с большей вероятностью будет сочетаться с вашими мини-мониторами, чем модель с 12-дюймовым диффузором. Более того, сабвуфер меньшего размера с меньшей вероятностью перегрузит вашу маленькую комнату. Чем меньше комната и чем больше мощность сабвуфера, тем больше шансов на достижение музыкального результата.


В-третьих, используйте правильную технику размещения громкоговорителей (см. выше), чтобы сабвуфер давал плавный отклик. Одним из огромных преимуществ системы сабвуфер/сателлит является возможность расположить сателлиты для получения наилучшего изображения, не беспокоясь о воспроизведении низких частот, а затем разместить сабвуфер там, где он лучше всего интегрируется с вашей комнатой.


В-четвертых, потратьте некоторое время на настройку элементов управления сабвуфера, чтобы он органично сочетался с основными динамиками.С одной стороны, чтобы два разных продукта (основные динамики и сабвуфер), разработанные двумя разными дизайнерами, работали вместе в гармонии, это требует многого. С другой стороны, вы имеете гораздо больший контроль над сабвуфером, чем над выходным басом в полнодиапазонной системе. Воспользуйтесь преимуществами громкости, фазы, частоты кроссовера и других настроек сабвуфера, чтобы идеально настроить его в своей системе. Как правило, чем ниже частота кроссовера между сабвуфером и основными динамиками, тем лучше; бас основного громкоговорителя, вероятно, более высокого качества, чем у сабвуфера, а низкая частота кроссовера перемещает любой разрыв кроссовера ниже по частоте, где он будет менее слышен.Кроме того, низкая частота кроссовера гарантирует, что вы не сможете найти источник звука низкого баса. Сабвуфер, воспроизводящий частоты выше 100 Гц, можно «локализировать», т. е. определить местоположение источника баса, что отвлекает от музыки. Однако слишком низкая частота кроссовера будет обременять небольшие громкоговорители чрезмерными басами и снижать мощность системы и максимальный уровень прослушивания.


Еще одной переменной в кроссоверах сабвуфера является наклон.Большинство из них используют фильтры второго порядка (12 дБ/октава) или выше. В идеале частота кроссовера и наклон должны быть адаптированы к конкретному громкоговорителю, используемому с сабвуфером. Но поскольку производитель сабвуфера не знает, какие громкоговорители будут использоваться с сабвуфером, эти параметры могут быть нарушены для хорошей работы с различными громкоговорителями.


Некоторые продвинутые сабвуферы имеют встроенную систему автоматической коррекции, которая устраняет самые сильные пики и провалы, вызванные помещением.Например, превосходная линейка JL Audio включает в себя технологию автоматической оптимизации помещения (ARO). Вы просто подключаете прилагаемый микрофон к сабвуферу, нажимаете кнопку, и ARO измеряет отклик сабвуфера в комнате и настраивает эквалайзер, чтобы заполнить провалы и ослабить пики.


Регулятор фазы сабвуфера позволяет синхронизировать фронт волны сабвуфера с волновым фронтом основных динамиков. Вот простой трюк для идеальной настройки этой настройки.(Этот метод предполагает, что регулятор фазы представляет собой плавно регулируемую ручку, а не просто переключатель «0/180°».) Управляйте системой чистым тоном точно на частоте кроссовера между низкочастотным динамиком и основными динамиками. (Многие тестовые компакт-диски содержат полный набор тестовых тонов.) При подаче на систему чистого тона на частоте кроссовера основные громкоговорители и сабвуфер воспроизводят один и тот же сигнал. Теперь поменяйте полярность основных громкоговорителей по отношению к сабвуферу, поменяв местами красный и черный провода, идущие к обоим громкоговорителям.Сядьте в кресло для прослушивания и попросите помощника медленно изменять фазу, пока не услышите минимум басов. Верните громкоговорители в прежнюю (правильную) полярность. Теперь управление фазой настроено оптимально. И вот почему: когда фронты волн основных громкоговорителей и сабвуфера сдвинуты по фазе на 180° друг к другу, будет иметь место наибольшая компенсация (наименее слышимый звук). Это связано с тем, что по мере того, как диффузор сабвуфера движется наружу, диффузоры основных динамиков движутся внутрь, компенсируя друг друга.Когда провода громкоговорителя возвращаются в правильное положение (устранение фазового сдвига на 180°), выходы сабвуфера и громкоговорителя максимально совпадают по фазе. Любая временная задержка между основными динамиками и сабвуфером устранена. Эта техника работает, потому что гораздо легче услышать точку максимального подавления, чем точку максимального усиления.


Портированные и герметичные корпуса


Большинство современных громкоговорителей имеют либо герметичный корпус, либо корпус с отверстиями.Какой тип вы выберете, сильно повлияет на характер баса, воспроизводимого динамиком. В герметичном корпусе, также называемом акустической подвеской в ​​некоторых конструкциях, воздух внутри корпуса действует как пружина позади низкочастотного динамика, сжимаясь, когда низкочастотный динамик входит внутрь. волна направляется за пределы шкафа через порт или воздуховод.


Эта простая разница приводит к очень разным техническим и субъективным характеристикам баса.Все герметичные динамики имеют наклон спада низких частот 12 дБ на октаву; это означает, что на одну октаву ниже резонансной частоты системы выходной сигнал будет уменьшен на 12 дБ. Этот спад является относительно постепенным, что означает, что вы все равно услышите более низкий бас ниже указанной частоты среза. Корпуса Reflex имеют гораздо более крутой спад — 24 дБ на октаву. То есть на одну октаву ниже резонансной частоты системы амплитуда уменьшается на колоссальные 24 дБ.


Так зачем разработчику громкоговорителей выбирать рефлекторную нагрузку, если бас скатывается гораздо круче? Потому что рефлекторная нагрузка дает несколько преимуществ.Во-первых, он увеличивает максимальный уровень акустической мощности громкоговорителя — он будет играть громче. Во-вторых, это может сделать громкоговоритель более чувствительным — для достижения той же громкости требуется меньшая мощность усилителя. В-третьих, он может понизить частоту среза динамика — бас становится глубже. Обратите внимание, что эти преимущества не доступны одновременно; акустическое усиление, обеспечиваемое рефлекторной нагрузкой, может использоваться либо для увеличения чувствительности громкоговорителя, либо для расширения его частоты среза, но не для того и другого одновременно.


Подводя итог, можно сказать, что система с рефлекторной нагрузкой сохраняет ровную характеристику баса вплоть до более низкой частоты, но затем мощность баса падает быстрее, чем в закрытой системе.Вы можете увидеть это явление на рис.1, сравнение АЧХ герметичного и рефлекторного нагружения.


Обычный способ указать низкочастотное расширение динамика — указать частоту, на которой его отклик ослабляется на 3 дБ (например, «-3 дБ при 28 Гц»). Этот метод несправедливо отдает предпочтение рефлекторной нагрузке, потому что он не принимает во внимание очень крутой спад ниже частоты среза -3 дБ. Идеальный метод определения расширения баса громкоговорителя — указать частоту, на которой его характеристика снижается на 3 дБ, а также частоту, на которой его характеристика снижается на 10 дБ.Точка -10 дБ громкоговорителя является более надежным показателем субъективной полноты и расширения басов громкоговорителя, поскольку она учитывает не только точку среза низких частот, но и крутизну спада.


Существует еще одно техническое различие между закрытым корпусом и корпусом с отверстиями, о котором вам следует знать, прежде чем мы поговорим о звуковых характеристиках этих двух типов, — переходные характеристики. Низкочастотный динамик в герметичном корпусе, когда он подвергается воздействию переходного сигнала, такого как большой барабан, имеет тенденцию прекращать движение сразу же после переходного процесса.И наоборот, низкочастотный динамик в вентилируемом корпусе будет иметь тенденцию продолжать движение после того, как сигнал возбуждения прекратился, как показано на рис.2. Динамик с герметичным корпусом имеет более точные динамические характеристики.


Эти технические различия могут привести к очень разным представлениям баса. Следующие наблюдения являются общими, а не монолитными фактами, применимыми ко всем примерам. Во-первых, бас из герметичных корпусов имеет тенденцию быть плотнее, тоньше и точнее. Определение высоты тона превосходно, как и чувство артикуляции каждой басовой ноты.Более высокая частота среза герметичного динамика и более плавный спад обеспечивают более приятное ощущение полноты басов, чем более низкая частота среза рефлекторной системы и более крутой спад. Очень низкие басы, такие как звуки органной педали, имеют тенденцию создавать ощущение сжатого воздуха в комнате при воспроизведении герметичными системами с действительно глубоким расширением. Рефлекторные системы, напротив, обладают большей весомостью, теплотой и полнотой. Субъективно они могут звучать так, как будто у них больше басов и более глубокое расширение, когда вы слушаете инструменты с энергией в мидбасе, а не в очень низком басе.Бочка имеет тенденцию быть более весомой, но менее четкой и динамичной.


Эти впечатления ни в коем случае не являются окончательными; плохо спроектированные герметичные системы могут звучать густо, красочно, без артикуляции и динамической подвижности. Более того, это грубые обобщения, которые менее применимы к верхней границе ценового спектра. Лучший бас, который я когда-либо слышал во всех аспектах исполнения — расширении, динамике, точности, артикуляции и тональности — был от портированной системы (Wilson Alexandria X-2 Series 2).Но требуется экстраординарный дизайнерский талант, чтобы реализовать преимущества конкретной нагрузки НЧ-динамика, устранив при этом недостатки. В большинстве громкоговорителей начального уровня и средней ценовой категории применимы описанные мною характеристики герметизированных и рефлекторных конструкций.


Громкоговорители с активными вуферами


Некоторые громкоговорители имеют встроенные усилители мощности для управления низкочастотными динамиками. Такие динамики обеспечивают ряд вариантов настройки басов, недоступных для обычных пассивных громкоговорителей.Динамик с активным низкочастотным динамиком можно выравнивать, чтобы увеличить его частоту среза, что позволяет относительно небольшому динамику воспроизводить звук до 20 Гц. Вы также можете отрегулировать уровень басов, чтобы он лучше всего соответствовал вашей комнате. Возможность независимой регулировки басового выхода каждого динамика является огромным преимуществом, особенно в асимметричных помещениях. Например, если один динамик находится в углу, а рядом с другим динамиком нет боковой стенки, вы можете уменьшить уровень басов от расположенного в углу динамика, чтобы компенсировать его большее усиление в помещении.


Другим преимуществом является то, что ваша система становится двухканальной, освобождая ваш основной усилитель от бремени управления низкочастотными динамиками. Встроенный усилитель мощности громкоговорителя может быть рассчитан точно на известную нагрузку низкочастотного динамика; аналогично низкочастотный динамик приводится в действие известным усилителем. Низкочастотный динамик и усилитель могут быть спроектированы как система, оптимизирующая производительность.


Два примера громкоговорителей с активными низкочастотными динамиками — YG Acoustics Kipod Studio и Vandersteen Model 5A.Kipod Studio представляет собой систему из двух частей, нижняя часть которой служит вуфером, а также подставкой для мини-монитора Kipod. На секцию вуфера подается сигнал линейного уровня, который, в свою очередь, подается на встроенный усилитель мощностью 200 Вт, управляющий низкочастотным динамиком. Когда я недавно устанавливал Kipod Studio (обзор ожидается) в своей комнате с Диком Даймондом из YG Acoustics, меня поразило, что активные вуферы имеют большой смысл. Возможность установить баланс басов поворотом ручки весьма убедительна.


Vandersteen Model 5A имеет встроенный усилитель, который приводит в действие массивный 12-дюймовый двухтактный сабвуфер.Сигнал, подаваемый на 7-дюймовый низкочастотный, среднечастотный и высокочастотный динамики, проходит фильтрацию верхних частот на линейном уровне перед вашим основным усилителем мощности с дополнительным усилением перед усилителем сабвуфера. Ричард Вандерстин также разработал для Model 5A гениальную систему для достижения ровного баса в любой комнате. На задней панели динамика находится ряд из одиннадцати крошечных регулировочных винтов, каждый из которых регулирует амплитуду одной из одиннадцати частот в диапазоне от 20 Гц до 120 Гц. Концентрируя этот одиннадцатиполосный эквалайзер в области, где возникают проблемы с басами, можно сгладить пики и провалы, вызванные помещением.Эквалайзер нельзя настроить на слух. Вместо этого Вандерстин разработал специальное калибровочное устройство и тестовый сигнал, который позволяет дилеру точно настроить параметры эквалайзера. Еще одна настройка устанавливает систему «Q» для вашей конкретной комнаты и предпочтений (см. врезку).


Вариантом концепции активного низкочастотного динамика является сервоприводной низкочастотный динамик. Система серво-вуфера состоит из низкочастотного динамика с акселерометром, прикрепленным к звуковой катушке, и специального усилителя мощности низкочастотного динамика.Акселерометр — это устройство, которое преобразует движение в электрический сигнал. Акселерометр отправляет сигнал обратно на усилитель низкочастотного динамика, сообщая усилителю низкочастотного динамика, как движется конус низкочастотного динамика. Усилитель низкочастотного динамика сравнивает сигнал возбуждения с движением конуса; любое различие является формой искажения. Затем усилитель низкочастотного динамика может изменить сигнал, подаваемый на низкочастотный динамик, чтобы диффузор низкочастотного динамика вел себя оптимально. Например, инерция низкочастотного динамика заставит его продолжать движение после удара большого барабана.Сервоусилитель низкочастотного динамика увидит движение диффузора и мгновенно остановит его движение. На самом деле, если вы попытаетесь аккуратно нажать на диффузор низкочастотного динамика с сервоприводом и подключенным усилителем без воспроизведения музыки, вы обнаружите, что диффузор не двигается. Поскольку управляющего сигнала нет, сервоусилитель знает, что конус не должен двигаться, и поэтому фиксирует его на месте.


Добавление звукопоглотителей


К сожалению, ковры, портьеры, диваны и стулья поглощают средние и высокие частоты, но ничего не делают с низкими частотами.Следовательно, средние и высокие частоты затухают намного быстрее, чем низкие частоты. Бас имеет тенденцию висеть в комнате, затуманивая тональность музыки и размазывая ее динамическую структуру. Нижний конец становится неразборчивым ревом под музыку. Более того, эта окраска баса и верхнего баса имеет тенденцию затемнять и сгущать звучание средних частот. Удивительно, как очистка баса дает огромное увеличение прозрачности средних частот, открытости и тембральной чистоты.


Хотя правильное размещение громкоговорителей имеет большое значение для достижения плавного воспроизведения низких частот, само по себе размещение не может полностью устранить окрашивание низких частот, вызванное помещением.Следующим шагом является добавление имеющихся в продаже поглотителей низких частот. Когда низкие частоты ударяют по басовым поглотителям, часть энергии басов преобразуется в незначительное количество тепла, а не отражается обратно в комнату. Классическим вариантом использования басового поглотителя является пара 16-дюймовых полнокруглых трубчатых ловушек от Acoustic Sciences Corporation в углах позади громкоговорителей. Это идеальное расположение, предотвращающее отражение басов от задней стены обратно в комнату, где они смешались бы с прямым звуком громкоговорителя.Доступны и другие типы басовых ловушек, но не верьте обещанию поглощения басов в крошечном незаметном корпусе; маленькие структуры просто не влияют на длинные волны. Если у вас есть проблемы с басами, которые не могут быть решены с помощью размещения громкоговорителей или любого другого описанного метода, пришло время использовать Big Gun акустических методов.


__________


БОКОВАЯ ПАНЕЛЬ: ФИЗИКА БАСОВ


Хотя синусоидальная волна 20 Гц и синусоидальная волна 20 кГц, распространяющиеся в воздухе, по сути являются одним и тем же явлением (сжатие и разрежение выше и ниже нормального атмосферного давления), эти две частоты ведут себя совершенно по-разному.Проще говоря, бас, по существу, всенаправлен, а высокие частоты имеют тенденцию излучаться. Чем выше частота, тем более направленным является звук. Это потому, что низкие частоты имеют очень длинные волны, которые огибают объекты, составляющие малую часть их длины волны. На самом деле, предметы такого размера, которые можно найти в гостиной, включая корпуса громкоговорителей, практически невидимы для длинных волн низких частот. Чтобы дать вам представление о том, насколько велико несоответствие длин волн в диапазоне человеческого слуха, синусоида 20 Гц в воздухе имеет длину волны 56.5 футов, а синусоида 20 кГц имеет длину волны около половины дюйма. (Длина волны равна скорости [скорости звука], деленной на частоту, или = v/f.)


Если бы вы увидели громкоговоритель с высоты птичьего полета и могли бы увидеть диаграмму рассеивания динамика, вы бы увидели очень низкие частоты, огибающие корпус и отражающиеся от задней и боковой стенок, средние частоты, рассредоточенные в полусфере перед динамиком, и очень высокие частоты действуют почти как луч света, исходящий из твитера.Вот почему схождение динамиков оказывает такое огромное влияние на баланс высоких частот, который вы слышите в месте прослушивания, но не влияет на отклик басов. И наоборот, именно поэтому расположение громкоговорителей по отношению к границам комнаты влияет на баланс низких частот, но не на баланс высоких частот.


Бас из громкоговорителя, распространяясь всенаправленно, отражается от задней и боковых стен помещения. Эта отраженная энергия объединяется с прямой волной от вуфера практически в фазе, конструктивно объединяясь для увеличения амплитуды баса.Это обычное явление, известное как «усиление комнаты» — усиление басов, добавленное комнатой. Прямые и отраженные волны не точно выровнены по фазе, что приводит к тому, что некоторые частоты усиливаются больше, чем другие. В верхнем басу прямая и отраженная волны могут быть не в фазе, деструктивно объединяясь, создавая провал в частотной характеристике. Это явление окрашивает бас, добавляя неестественный акцент или сглаживание определенных регистров определенных инструментов, особенно басов. Поскольку частота, на которой происходит это усиление или подавление, зависит от расстояния между говорящим и границами комнаты, мы можем использовать хорошие методы размещения громкоговорителей, чтобы смягчить пагубные последствия этого явления.


На рис. 3 вы можете увидеть эффекты «усиления в помещении», безэховую частотную характеристику громкоговорителя (его характеристику в комнате без отражений) и ее характеристику в обычной комнате. Мало того, что низкие басы усилены из-за усиления комнаты, теперь у нас есть пики и провалы в отклике, вызванные конструктивной и деструктивной комбинацией прямой и отраженной энергии, а также модами резонанса комнаты. На рис. 4 тот же динамик в той же комнате, но на разном расстоянии от тыла и боковин.В этом неудачном размещении, вызванном тем, что динамик находится на том же расстоянии от задней стены, что и от боковой стены, подавление и усиление боковой и задней стенок происходят с одинаковой частотой. Если мы переместим этот динамик в комнате так, чтобы расстояния до задней и боковых стенок были смещены (примерно на треть), отклик будет намного более плавным (рис. 5). Взгляните на вертикальный масштаб рис. 3–5; мы говорим об окраске колоссальных 15 дБ. Вот почему разработчик громкоговорителей однажды сказал мне: «У меня есть 100% контроль над звуком моего динамика выше 300 Гц, 50% контроль от 150 Гц до 300 Гц и 20% контроль ниже 150 Гц.


Правильное размещение громкоговорителей — расположение громкоговорителей на разном расстоянии от задней и боковых стен — может значительно уменьшить эти окраски.


__________


Басовые настройки


До сих пор мы говорили о проблемах с басами на макроуровне: вызванные помещением пики и провалы в 15 дБ, избыточный бас, вызванный недостаточным поглощением низких частот, плохая интеграция сабвуфера и значительные различия в характеристиках басов между закрытыми и портированные динамики.


Но есть и другой, более тонкий подход к улучшению баса, который работает, условно говоря, на микроуровне. Этот подход включает согласование и настройку системы, а также тщательное использование только подходящих аксессуаров. Объективно эти методы и продукты оказывают незначительное влияние на сигнал по сравнению с эффектами пиков и провалов, вызванных помещением, но, тем не менее, они значительны. Фундаментальный принцип высококачественного звука гласит, что между величиной разницы и музыкальным эффектом этой разницы нет линейной зависимости, то есть «небольшое» улучшение может оказать глубокое влияние на музыкальное восприятие.Вот почему подстройка может быть слышна и значительна даже при наличии в помещении пиков и провалов в 15 дБ.


Особенно эффективными аксессуарами, которые могут подтянуть бас, являются ножки, конусы и изолирующие устройства, особенно под ламповым оборудованием. Я слышал изоляционные ножки, которые делают бас более плотным, весомым и более артикулированным в тональном и динамическом плане. Хорошая стойка для оборудования может иметь аналогичный эффект. Сочетание большего веса и мощности с большей точностью особенно полезно.


Правильный выбор кабеля и межблочных соединений также может привести систему к идеальному балансу басов. Я рекомендую попробовать рассматриваемые кабели в вашей собственной системе перед покупкой. Точно так же правильный кондиционер переменного тока может, казалось бы, добавить низкочастотное расширение, авторитетность и более реалистичную визуализацию басовых текстур.


__________


БОКОВАЯ ПАНЕЛЬ: СИСТЕМА «Q»


Подобно тому, как удар в колокол создает определенную высоту звука, низкочастотный динамик в корпусе естественным образом резонирует на определенной частоте.Природа этого резонанса является важной характеристикой громкоговорителя и сильно влияет на его звучание. Термин Q, означающий «коэффициент качества», представляет собой безразмерное число, которое выражает то, как низкочастотный динамик резонирует в корпусе.


В частности, добротность громкоговорителя равна центральной частоте резонансного пика, деленной на ширину полосы пика. Низкочастотный динамик, который «звенит» (резонирует) в очень узкой полосе частот, имеет более высокую добротность, чем низкочастотный динамик, который менее сильно резонирует в более широкой полосе частот.Чем круче резонанс, тем выше добротность.


Низкочастотный динамик имеет собственную резонансную добротность, которая зависит от добротности корпуса. Эти резонансы объединяются и взаимодействуют, чтобы достичь системной добротности, которая обычно находится в диапазоне от 0,7 до 1,5, как показано на рис. 6. Считается, что добротность меньше 1. избыточное демпфирование, в то время как Q более 1 является недостаточным демпфированием. Иногда вы можете услышать, как громкоговоритель субъективно характеризуется «недодемпфированными басами», что означает, что басы полные и теплые, но им не хватает плотности.Технически эти термины относятся к безэховому отклику системы (отклик динамика в комнате без отражений), в частности, к тому, является ли отклик вверх или вниз на резонансной частоте. Система с критическим демпфированием, имеющая добротность 0,5, обеспечивает идеальную переходную характеристику без заметного нависания. То есть низкочастотный динамик перестает двигаться в тот момент, когда прекращается сигнал возбуждения. Чем выше Q, тем больше звенит низкочастотный динамик.


Субъективно выравнивание с недостаточным демпфированием дает много басов, но ему не хватает плотности, плохое определение высоты тона и тенденция к воспроизведению баса с одной нотой.Регулировка передемпфирования дает очень плотный, чистый, но явно скудный бас. Громкоговоритель с передемпфированием имеет меньше басов, но этот бас более высокого качества, чем бас из системы с недостаточным демпфированием. Динамики с избыточным демпфированием, как правило, удовлетворяют интеллектуально, разрешая больше деталей в басах, но часто им не хватает веса и мощности баса, которые интуитивно вовлекают в музыку все ваше тело. Большинство разработчиков громкоговорителей стремятся к добротности около 0,7, чтобы достичь компромисса между расширенным басовым откликом (ослабление всего на 3 дБ в резонансе) и хорошей переходной характеристикой (очень небольшое нависание).Некоторые разработчики утверждают, что идеальной является добротность 0,5, а чем выше добротность, тем хуже качество баса.


Громкоговорители для массового рынка практически всегда имеют недостаточное демпфирование (высокая добротность), поэтому неосторожные будут впечатлены «большим» низом громкоговорителя. Примером абсурдно высокой добротности является «грузовик со стрелой», который производит сильное басовое воздействие, но не может передать высоту тона, динамические нюансы или какое-либо подобие музыкальных деталей. Этот гул, который вы слышите, — это низкочастотный динамик, резонирующий в своем корпусе на определенной частоте — полная противоположность тому, что мы хотим от громкоговорителя класса high-end.


__________


Комнатная коррекция DSP


Наконец, вы можете решить проблемы с басами с помощью огромной огневой мощи современной технологии цифровой обработки сигналов. Система комнатной коррекции DSP с большой точностью анализирует точную частоту пиков и провалов, а также их амплитуду и ширину полосы. Затем он создает пользовательскую кривую выравнивания, обратную частотной характеристике в вашей комнате в месте прослушивания.DSP по существу «искажает» сигнал в цифровой области таким образом, что это приводит к плоской характеристике при изменении искажений помещения.


Одним из недостатков комнатной коррекции DSP является необходимость оцифровки аналоговых сигналов. Если LP является для вас важным источником, преобразование выхода фонокорректора в цифровой может показаться анафемой. Кроме того, многие DSP-устройства для коррекции помещения имеют встроенные цифро-аналоговые преобразователи, которые не позволяют использовать ЦАП по вашему выбору.


Важно отметить, что коррекция комнаты DSP не является волшебным средством, которое полностью устраняет даже самые серьезные проблемы.Если вы решите добавить коррекцию DSP в вашу систему, чем лучше вы сможете заставить систему работать без коррекции, тем лучше. Имейте в виду, что если у вас есть отсос 15 дБ на частоте 80 Гц, система коррекции DSP изменит сигнал, подаваемый на ваши громкоговорители, добавив усиление на 15 дБ на частоте 80 Гц, что сильно нагрузит ваши вуферы.


Тем не менее, DSP-коррекция комнаты, несомненно, приводит к значительно более чистым басам. Раздувание, толщина и вес заменены гораздо более компактным, быстрым и проворным звуком.Интересно, что устранение раздувания мидбаса делает самые низкие частоты гораздо более слышимыми, вероятно, потому, что самые низкие частоты больше не маскируются чрезмерной энергией мидбаса. Кроме того, очистка мидбаса позволяет среднему диапазону звучать более открыто, чисто и прозрачно. Комнатная коррекция DSP также приводит к более четкой и сфокусированной звуковой сцене. Это связано с тем, что отклик левого и правого громкоговорителей в месте прослушивания становится идентичным. Когда левый и правый динамики имеют немного разные частотные характеристики в месте прослушивания, инструментальные образы могут немного смещаться в зависимости от регистра, в котором они воспроизводятся.


__________


ВТОРАЯ ПАНЕЛЬ: ОПИСАНИЕ БАСОВ


Возможно, наиболее распространенной проблемой баса является отсутствие определения высоты тона или артикуляции. Эти два термина описывают способность слышать бас как отдельные ноты, каждая из которых имеет атаку, затухание и определенную высоту звука. Вы должны услышать текстуру баса, будь то звонкий резонанс смычкового контрабаса или уникальный характер Fender Precision. Низкие частоты содержат удивительное количество деталей при правильном воспроизведении.Когда бас воспроизводится без определения высоты тона и артикуляции, низкие частоты вырождаются в глухой рев, лежащий в основе музыки. Вы слышите низкочастотный контент, но он музыкально не связан с тем, что происходит над ним. В музыке, в которой бас играет важную ритмическую роль — рок, электроблюз и немного джаза — бас-гитара и бочка, кажется, отстают от остальной музыки, тормозя ритм. Более того, бочка утопает в звуке бас-гитары, скрывая ее музыкальный вклад.Эти условия усугубляются общим недостатком мид-фай из-за слишком большого количества басов.


Чрезмерный бас — постоянное напоминание о том, что вы слушаете воспроизведенную музыку. С другой стороны, если вы слышите слишком мало басов, звук будет тонким, скудным, изношенным или слишком демпфированным. Чрезмерно скудное изложение лишает музыку ее ритма и драйва. Тонкий бас заставляет контрабас звучать как виолончель, виолончель как альт. Ритмически удовлетворительный вес и удар бас-барабана превращаются в тени самих себя.Однако чрезмерно скудный бас предпочтительнее гулкого баса.


Два термина, относящиеся к количеству басов, — это протяженность и глубина. Расширение — это то, насколько глубоким становится бас — не бас и верхний бас, а самый нижний конец слышимого спектра. Это царство бочки и органа. Все, кроме самых лучших систем, сбрасывают эти самые низкие частоты. К счастью, глубокое расширение не является обязательным условием для высококачественного воспроизведения музыки. Если в системе есть хороший бас примерно до 30 Гц, вы не чувствуете, что чего-то не хватает.Однако энтузиасты органа захотят более глубокого расширения и готовы за это заплатить.


Большая часть динамической силы музыки — способность передавать большие различия между громким и тихим звуком — заключена в басах. Система или компонент с превосходной динамикой басов создаст ощущение внезапного удара и взрывной силы. Большой барабан выскочит; динамическая огибающая акустического или электрического баса будет точно передана, что позволит музыке получить полное ритмическое выражение. Мы называем эти компоненты резкими и используем термины удар и удар, чтобы описать хорошую басовую динамику.Связанным аспектом является скорость, хотя применительно к басу слово «скорость» является неправильным. Низкие частоты по своей природе имеют более медленные атаки, чем более высокие частоты, что делает термин технически неверным. Но музыкальная разница между «медленным» и «быстрым» басом огромна. Продукт с быстрым, плотным, напористым басом обеспечивает гораздо большую ритмическую точность. Хотя воспроизведение внезапной атаки бас-барабана жизненно важно, не менее важна способность системы воспроизводить быстрое затухание; то есть, как заканчивается нота. Басовая нота не должна продолжаться после прекращения удара барабана.Многие громкоговорители накапливают энергию в своих механических структурах и излучают эту энергию немного после самой ноты. Когда это происходит, бас имеет нависание, состояние, из-за которого, например, бочка звучит раздутой и медленной. Музыка, в которой барабанщик использовал двойные басовые барабаны, особенно ярко демонстрирует нависание баса. Если два барабана сливаются в один звук, вероятно, виной всему нависание. Вы должны слышать атаку и затухание каждого барабана как отдельные сущности.


  Части этой статьи взяты и адаптированы из The Complete Guide to High-End Audio (третье издание). Copyright © 1994–2009, Роберт Харли. hifibooks.com

Блокировка/демпфирование порта фазоинвертора

Цитата:

Первоначальное сообщение от yrdlof ➡️

… о коврах. Может быть, это менее эффективно, чем вялая масса, но все же должно сильно помочь.

Нет, это не очень помогает. На самом деле это совсем не помогает. На самом деле, это делает вещи хуже, а не лучше. Ковер был протестирован в акустических лабораториях, результаты опубликованы.Коэффициенты поглощения и диффузии для ковра достаточно хорошо изучены. Если вы посмотрите на страницы 475 и 476 «Акустических поглотителей и диффузоров» Кокса и Д’Антонио, вы найдете результаты для нескольких различных типов ковров. Ни один из них не имеет полезного коэффициента поглощения ниже примерно 1 кГц, и, конечно, вообще ничего в басовом диапазоне. Числа для нижнего конца спектра все около нуля.

Цитата:

Также вы упускаете из виду тот факт, что помимо поглощения есть такое физическое качество, как диффузия.

Я хорошо осведомлен о диффузии, спасибо.Я зарабатываю на жизнь дизайном студий звукозаписи, так что вам не нужно мне о них рассказывать.

Цитата:

диффузия, более эффективная, чем абсорбция

Нет, диффузия НЕ «более эффективна», чем абсорбция. Я не знаю, откуда вы это взяли! Диффузия — это еще один инструмент в наборе инструментов акустического дизайнера. Диффузия используется там, где это необходимо, а абсорбция используется там, где это необходимо. Рефекция также может быть использована там, где это необходимо, как и передача. Так же как и дифракция, а также пара других более экзотических эффектов.

Цитата:

диффузоры стоят дороже, чем поглощающие панели в магазинах

Верно, но я не понимаю, какое значение здесь имеет стоимость. Тот факт, что что-то дороже, не делает его более эффективным или более полезным.

Цитата:

Таким образом, воздушный зазор будет работать как диффузор, выполняя функцию ослабления волн ниже 100 Гц.

При всем уважении, вы понятия не имеете о чем говорите! Воздушный зазор за пористым поглотителем НЕ превращает его в диффузор! Я думаю, вы даже не понимаете, что такое диффузия.Акустический диффузор улавливает звук, поступающий под одним углом, и распределяет его по множеству разных углов, одновременно изменяя фазу, интенсивность или время. Кусок ковра с воздушным зазором позади этого НЕ сделает. Из этого не выйдет даже малейшего распространения.

Цитата:

Почему? Потому что в воздушном зазоре шириной 1 метр будут свои резонансные моды!

Возможно, вы не заметили график, который я привел для вас в предыдущем посте: он ясно показывает фундаментальный резонанс, который может быть создан куском ковра на расстоянии 1 м от воздушного зазора, наряду с СЕРЬЕЗНОЙ гребенчатой ​​фильтрацией, которая его фильтрует.Я не могу придумать ни одного сценария ни в одной студии, где бы вы хотели такого отвратительного отклика от акустического устройства.

И нет, это не диффузия: это резонанс с гребенчатой ​​фильтрацией, и в студии он НЕ желателен.

Цитата:

Чем больше ковров вы положите, тем эффективнее будет

Эммм Нет! Извините, но это просто не правильно. Вероятно, вам следует купить книгу «Master Handbook of Acoustics» Ф. Альтона Эвереста, чтобы вы могли получить общее представление о том, как работает акустическая обработка в целом и как она используется в реальных студиях.

Цитата:

Также он упоминает об удаче тонких стен в комнате, потому что внешнее пространство действует точно так же, как этот воздушный зазор.

Вы совершенно упустили суть! Я даже не буду объяснять, почему вы ошибаетесь, потому что я не думаю, что у вас есть акустические знания, чтобы понять объяснение.

Есть еще небольшой момент: если у вас тонкие стены, то у вас нет изоляции, так что копы, вероятно, будут стучать в вашу дверь, говоря вам уменьшить громкость или получить штраф.Не лучший способ управлять студией….

Цитата:

Вы можете быть маркетологом или не знать эти моменты

Я не знаю, почему вы решили, что я «маркетолог», или даже что вы имеете в виду под этим оскорблением, но нет, я не маркетолог: я студийный дизайнер. Я проектирую студии звукозаписи и другие акустические помещения, используя науку об акустике, и разрабатываю устройства обработки для студий, включая поглотители, диффузоры и резонаторы, необходимые для решения конкретных задач. Я ничего не «продаю», кроме своих услуг.Так что я не вижу цели вашего комментария, кроме того, что он был задуман как оскорбление.

В любом случае, еще раз повторю, что кусок ковра над 1-метровой воздушной прослойкой будет ужасным акустическим устройством, ничего полезного для студии не даст, не является диффузором и не имеет полезного поглощения низких частот. Я также очень сомневаюсь, что какой-либо владелец студии захочет отказаться от одного конца своей комнаты, пустого пространства глубиной 1 метр с натянутым на него куском ковра…

— Стюарт —

Какое значение имеют системы Bass Reflex для вашего сабвуфера

Вы, вероятно, понимаете, что качественные сабвуферы необходимы для систем домашнего кинотеатра, поскольку они обеспечивают устойчивые, мощные басы, которые делают развлечения поистине захватывающими.Однако вы можете не знать точно, на какие функции обращать внимание при завершении настройки динамиков. Одним из ключевых аспектов, который может существенно повлиять на общую производительность, является система фазоинвертора.

Как работает система фазоинвертора

Разница между колонками с системой фазоинвертора и без нее сводится к тому, как сконструированы корпуса для направления воздушного потока. Когда вы выбираете динамик или сабвуфер, вы можете столкнуться с вопросом, предпочитаете ли вы герметичную или портированную конструкцию.Динамик с фазоинвертором включает в себя порт или вентиляционное отверстие, которое усиливает низкие частоты, направляя звук с задней части диафрагмы динамика.

Корпуса с портами

могут иметь ряд преимуществ для возможностей динамика. Хорошо сконструированный динамик с фазоинвертором точно настроен так, что звук сзади находится в фазе с волнами, исходящими спереди. По сравнению с моделями с герметичными корпусами сабвуферы с вентиляцией часто воспроизводят звук на большей громкости с меньшими искажениями и повышенной эффективностью.Они предлагают более широкий отклик и расширение басов, а это означает, что звук может быть более глубоким для требовательных звуковых эффектов в домашнем кинотеатре или для мощного удара в музыке — всегда захватывая более полный динамический диапазон.

Важно отметить, что некоторые конструкции фазоинвертора также могут иметь недостатки. Что наиболее важно, портированные динамики более низкого качества издают слышимый шум при прохождении воздуха. И производительность может упасть, если такой динамик будет работать слишком сильно, что сведет на нет преимущества точного звука без искажений.

Получите лучший звук сабвуфера с технологией Power Port

Чтобы получить все преимущества системы с фазоинвертором, вам нужен сабвуфер, спроектированный для равномерного воспроизведения насыщенного, чистого и динамичного звука без нежелательных искажений. Когда сабвуфер изготовлен и настроен в соответствии с самыми высокими стандартами, не должно быть проблем с заметным шумом порта. Вот почему важно выбрать высокопроизводительный сабвуфер, подобный сабвуферу серии HTS от Polk Audio, с уникальная технология Power Port.

Power Port — это система с фазоинвертором, которая отличается от других своей напольной конструкцией и исключительными результатами. Направляя воздушный поток вниз, HTS 10 и 12 обеспечивают мощное воздействие и минимальные искажения, а шум порта на три децибела тише, чем у большинства сабвуферов, у которых его нет. Добавьте к этому мощность усилителя класса D и встроенные регуляторы громкости, фильтра нижних частот и фазы, и вы получите сабвуфер, созданный для детального, захватывающего воспроизведения басов.

Узнайте о преимуществах всей линейки сабвуферов Polk Audio, чтобы найти идеальное сочетание динамики, четкости и эффективности, которое открывает мощный звук для вашего домашнего кинотеатра.

Tech talk: что такое фазоинверторные лампы?

Вы когда-нибудь задумывались, почему у некоторых динамиков есть отверстия спереди, сзади или снизу? Обычно это входы для фазоинверторных ламп. Они служат простой и достойной цели: дают больше баса! Давайте объясним, как именно они работают.

Лампы с фазоинвертором обеспечивают свободу движения звука

Преобразователи в корпусе динамика обычно устанавливаются таким образом, чтобы они передавали звук вперед.Воздух выталкивается вибрирующим диффузором динамика и распространяется по комнате. Но это только одна сторона истории. Звуковые волны также генерируются в корпусе динамика (корпусе). Диафрагма, приводимая в движение подвижной катушкой, постоянно движется вперед и назад, т. е. в двух направлениях — и поэтому также заставляет двигаться воздух вокруг себя.

Этот звук, который эффективно излучается обратно в динамик, остается запертым в закрытом корпусе и поэтому теряется. Проще говоря, цель фазоинверторной трубки состоит в том, чтобы также использовать этот звук для общего звукового выхода.Конечно, чтобы добиться нужного звучания, требуется точная работа — даже не думайте пропиливать дырку в закрытом корпусе громкоговорителя!

Конструкция стереокубов Teufel с двойным фазоинвертором

Термин «фазоинвертор» уже указывает на диапазон частот, для которого предназначено устройство. Этот тип усилителя особенно полезен для баса, потому что обычно требуется много энергии для создания низкочастотных звуковых волн. Трубка позволяет воспроизводить сильные басы даже из небольших динамиков.Но как именно частотные диапазоны направляются через фазоинверторную трубку?

Откройте для себя звуковые системы Teufel с беспроводным сабвуфером для усиления басов

Процесс в деталях

С физической точки зрения фазоинвертор представляет собой колебательную систему , сравнимую, например, с вибрирующей пружиной с прикрепленным к ней грузом. В случае громкоговорителя с фазоинвертором общий объем внутри основного корпуса представляет собой пружину, а объем внутри трубки — подвижный компонент.

Каждая колебательная система имеет резонансную частоту (частота настройки), которая зависит от длины и диаметра трубки. Это относится к частоте энергетического импульса, при которой система колеблется с максимальным отклонением. Пример маятника хорошо иллюстрирует это. Это лучше всего колеблется, когда импульсы энергии подаются с определенной частотой.

Другими словами, воздух в фазоинверторной трубке можно использовать как второй диффузор динамика для определенного частотного диапазона.Если диффузор динамика отклоняется в том же направлении, фазоинверторная трубка достигает более интенсивного баса ( более высокое звуковое давление ). В идеале, предел частоты фазоинверторной лампы находится в пределах диапазона, который громкоговоритель в закрытом корпусе больше не может перекрыть. Следовательно, это снижает предел частоты.

Бас Teufel со всех каналов

Идеальные динамики с фазоинвертором — с технологией Teufel DPU мы еще больше усовершенствовали принцип резонатора. Вместо круглых отверстий в корпусе динамика вставлены прорези.С одной стороны, они позволяют очень точно настроиться на нужный частотный диапазон, а с другой стороны, минимизируют шум воздушного потока, который может возникать в лампах.

Вид корпуса динамика активного сабвуфера S 6000 SW
  • Theatre 500 5.1-Set : Система, которая действительно может воспроизводить все: тихо, громко, высокие и низкие. За басы отвечает активный сабвуфер S 6000 SW с очень большим каналом фазоинвертора и нижней границей частоты 25 Гц. Сабвуфером также можно управлять по беспроводной связи, что позволяет легко разместить его в любом месте комнаты.
  • T 8 Сабвуфер : Ощутите пробирающие до мурашек басы при просмотре фильмов и насыщенный резонансный звук при прослушивании музыки благодаря этому 100-ваттному активному сабвуферу, который может быть направлен как вперед, так и вниз.
Домашние кинотеатры Teufel с инновационной технологией фазоинвертора

Вывод: эффективный басовый усилитель
  • Фазоинверторная трубка используется для усиления звуковых волн с низкими частотами.
  • Звуковые волны, излучаемые сзади, используются для усиления басов.
  • Объем воздуха в корпусе динамика и в отверстиях образует колебательную систему.
  • Резонансная частота динамика с фазоинвертором должна выходить за предел частоты.

Bass reflex

A Система Bass Reflex (также известная как порт , вентилируемый корпус или рефлекторный порт ) представляет собой тип корпуса громкоговорителя, который использует звук с задней стороны диафрагмы для повышения эффективности. системы на низких частотах по сравнению с обычным громкоговорителем в закрытом корпусе или с бесконечной перегородкой.

«Reflex port» является отличительной чертой очень популярной разновидности корпусов громкоговорителей (Bass reflex), которая улучшает воспроизведение самых низких частот, генерируемых низкочастотным динамиком. Порт обычно состоит из одной или нескольких трубок, установленных на передней (дефлекторной) или задней стороне громкоговорителя. Это позволяет расширить (глубокую часть) частотную характеристику системы, а это означает, что громкоговоритель может воспроизводить звук музыкальных инструментов, генерирующих низкие частоты (басы), лучше, чем в герметичном корпусе того же размера.

Несмотря на преимущества в отношении глубоких басов, корпус с фазоинвертором, как известно, имеет плохую переходную характеристику по сравнению с корпусом с герметичным корпусом на частотах, близких к нижнему пределу частотной характеристики. В некоторых случаях частотный диапазон, в котором переходная характеристика субъективно адекватна, может быть расширен за счет снижения нижнего предела частоты.

Добиться сбалансированного воспроизведения басов из запечатанной коробки проще, чем правильно выровнять компоненты системы отражения басов, и домашние строители часто выбирают герметичную коробку для своего первого проекта.

Пояснение

В отличие от громкоговорителей закрытого типа, которые практически герметичны, система фазоинвертора имеет отверстие, называемое «портом» или «вентиляционным отверстием», которое обычно закрывается трубой или воздуховодом из круглого или прямоугольное сечение. Воздушная масса в этом отверстии резонирует с «пружинистостью» воздуха внутри корпуса точно так же, как резонирует воздух в бутылке, когда поток воздуха направляется через отверстие.Частота, на которой резонирует система «коробка/порт», известная как резонанс Гельмгольца, зависит от эффективной длины и площади поперечного сечения воздуховода, внутреннего объема корпуса и скорости звука в воздухе.

Когда динамики разрабатываются для домашнего использования, производители обычно считают, что преимущества портирования перевешивают недостатки. Дизайн популярен среди потребителей и производителей, но увеличение мощности баса в малом корпусе неизменно достигается за счет временной целостности сигнала и нарастания нежелательных резонансов.Конструкции Reflex могут быть нежелательными в условиях, когда требуется максимальная точность воспроизведения, например. в средствах мониторинга, студиях звукозаписи и т. д.

История

Влияние различных параметров динамиков, размеров корпуса и размеров порта (и воздуховода) на характеристики фазоинверторных систем не было хорошо изучено до начала 1960-х годов. В то время пионерские исследования А.Н. Тиле [ Тиле, А. Н., «Громкоговорители в вентилируемых коробках: части I и II», J.Audio Engineering Soc., Vol 19, № 5, май 1971 г., стр. 382–392 (перепечатано из публикации 1961 г. в Proc. IRE Australia). ] и Ричард Х. Смолл [ Смолл, Ричард Х., «Системы громкоговорителей с вентилируемой коробкой, часть I: анализ слабого сигнала», J. Audio Engineering Soc., Vol 21, № 5, июнь 1973 г., стр. 363 -444. ] связал эти факторы с серией «выравниваний» (наборов соответствующих параметров динамика), которые давали полезные, предсказуемые ответы. Это позволило производителям динамиков проектировать динамики, соответствующие корпусам различных размеров, и корпусам, чтобы они соответствовали заданным динамикам с большой предсказуемостью.Все это ограничено законами физики, подробно рассмотренными в работе Тиле и Смолла. Невозможно иметь небольшой динамик в небольшом корпусе, обеспечивающий расширенный басовый отклик при высокой эффективности (т. Е. Требующий только маломощный усилитель). Возможно иметь два из этих атрибутов, но не все. Создаваемое звуковое давление зависит от эффективности динамика, механической или тепловой мощности динамика, входной мощности и размера динамика.

Преимущества

Такая резонансная система усиливает низкочастотную характеристику динамика и, при правильном проектировании, может расширить частотную характеристику комбинации драйвер/корпус до уровня ниже диапазона, который динамик воспроизводил бы в герметичном корпусе. Резонанс корпуса имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что он ограничивает движение диффузора в полосе частот, сосредоточенной вокруг частоты настройки, уменьшая искажения в этом частотном диапазоне.

Ограничения

По своей природе резонансные системы не могут запускаться и останавливаться мгновенно.Динамики с портами имеют «два» резонанса, один от динамика и коробчатого воздуха, а другой от замкнутого воздуха и порта, чтобы добиться их басового выхода, тогда как закрытые ящики демонстрируют только один резонанс. Это приводит к увеличению временной задержки (повышенной групповой задержке, вызванной двойными резонансами) как в начале выхода баса, так и в его прекращении. Следовательно, ровный устойчивый басовый отклик не возникает одновременно с остальным звуковым выходом; скорее, он начинается позже (отстает) и со временем накапливается в виде длинного резонансного «хвоста».Из-за этой сложной частотно-зависимой нагрузки корпуса с отверстиями обычно приводят к худшим переходным характеристикам на низких частотах, чем хорошо спроектированные системы с герметичными коробками.

Другим недостатком этого расширения является то, что на частотах ниже «настройки» порт разгружает диффузор и позволяет ему двигаться так, как если бы динамик вообще не находился в корпусе. Это означает, что динамик может выйти за безопасные пределы на частотах ниже частоты настройки с гораздо меньшей мощностью, чем в герметичном корпусе эквивалентного размера.По этой причине мощные системы, использующие конструкцию с фазоинвертором, часто защищаются фильтром, удаляющим сигналы ниже определенной частоты. Одним из таких фильтров является фильтр грохота, часто встроенный в ресиверы или усилители, предназначенные для использования с грампластинками из-за нежелательного низкочастотного грохота от механических частей проигрывателя или из-за сильного дозвукового возбуждения, вызванного деформированными виниловыми дисками. К сожалению, электрическая фильтрация добавляет дополнительную частотно-зависимую групповую задержку. Даже если такую ​​фильтрацию можно отрегулировать так, чтобы не удалять музыкальный контент, она может мешать звуковой информации, относящейся к размеру и атмосфере места записи, информации, которая часто присутствует в низкочастотном спектре.

Вопрос о том, слышны ли их эффекты в правильно спроектированной системе, остается предметом споров. Многие люди предпочитают (или привыкли) к такому чрезмерному басу, особенно если они живут в зданиях, которые поглощают низкочастотную энергию (например, в типичных домах с гипсокартоном). Плохо спроектированная система фазоинвертора, обычно настроенная слишком высоко или слишком свободно, может звучать на частоте настройки и создавать «гулкое» качество одной ноты на басовых частотах. Это связано с тем, что резонанс порта накладывает свои характеристики на исполняемую ноту, и сильно усугубляется, если резонанс порта совпадает с одним из резонансных режимов комнаты, что бывает не так уж редко.В целом, чем ниже настроен порт, тем менее неприятными могут быть эти проблемы.

Порты часто размещаются на передней панели и, таким образом, могут передавать нежелательную окраску средних частот, создаваемую внутри корпуса. При плохой конструкции порт может создавать «шум ветра» или «пыхтение» из-за турбулентности вокруг отверстий порта при высоких скоростях воздуха. Корпуса с портом, обращенным назад, в некоторой степени маскируют эти эффекты, но они не предназначены для размещения непосредственно у стены.Им требуется свободное пространство вокруг порта, чтобы они могли работать должным образом. Неправильное размещение в помещении может значительно снизить производительность громкоговорителей этого типа. Некоторые производители включают порт, обращенный к полу, в стойку или основание динамика, предлагая предсказуемые и воспроизводимые характеристики порта в рамках конструктивных ограничений.

См. также

*Корпус громкоговорителя

Каталожные номера

Фонд Викимедиа.2010.

Аудио МТХ

Часовой пояс: (UTC-12:00) Западная международная линия перемены дат(UTC-11:00) Всемирное координированное время-11(UTC-10:00) Алеутские острова(UTC-10:00) Гавайи(UTC-09:30) Маркизские острова( UTC-09:00) Аляска(UTC-09:00) Всемирное координированное время-09(UTC-08:00) Нижняя Калифорния(UTC-08:00) Всемирное координированное время-08(UTC-08:00) Тихоокеанское время ( США и Канада)(UTC-07:00) Аризона(UTC-07:00) Чиуауа, Ла-Пас, Масатлан(UTC-07:00) Горное время (США и Канада)(UTC-07:00) Юкон(UTC- 06:00) Центральная Америка(UTC-06:00) Центральное время (США и Канада)(UTC-06:00) Остров Пасхи(UTC-06:00) Гвадалахара, Мехико, Монтеррей(UTC-06:00) Саскачеван (UTC-05:00) Богота, Лима, Кито, Рио-Бранко(UTC-05:00) Четумаль(UTC-05:00) Восточное время (США и Канада)(UTC-05:00) Гаити(UTC-05: 00) Гавана(UTC-05:00) Индиана (Восток)(UTC-05:00) Теркс и Кайкос(UTC-04:00) Асунсьон(UTC-04:00) Атлантическое время (Канада)(UTC-04:00) ) Каракас(UTC-04:00) Куяба(UTC-04:00) Джорджтаун, Ла-Пас, Манаус, Сан-Хуан(UTC-04:00) Сантьяго(UTC-03:30) Ньюфаундленд(UTC-03:00) Арагуаина (UTC-03:00 ) Бразилиа(UTC-03:00) Кайенна, Форталеза(UTC-03:00) Город Буэнос-Айрес(UTC-03:00) Гренландия(UTC-03:00) Монтевидео(UTC-03:00) Пунта-Аренас(UTC -03:00) Сен-Пьер и Микелон(UTC-03:00) Сальвадор(UTC-02:00) Всемирное координированное время-02(UTC-02:00) Среднеатлантическое – Старое(UTC-01:00) Азорские острова( UTC-01:00) Острова Кабо-Верде.(UTC) Всемирное координированное время(UTC+00:00) Дублин, Эдинбург, Лиссабон, Лондон(UTC+00:00) Монровия, Рейкьявик(UTC+00:00) Сан-Томе(UTC+01:00) Касабланка(UTC+ 01:00) Амстердам, Берлин, Берн, Рим, Стокгольм, Вена(UTC+01:00) Белград, Братислава, Будапешт, Любляна, Прага(UTC+01:00) Брюссель, Копенгаген, Мадрид, Париж(UTC+01: 00) Сараево, Скопье, Варшава, Загреб(UTC+01:00) Западно-Центральная Африка(UTC+02:00) Амман(UTC+02:00) Афины, Бухарест(UTC+02:00) Бейрут(UTC+02: 00) Каир(UTC+02:00) Кишинев(UTC+02:00) Дамаск(UTC+02:00) Газа, Хеврон(UTC+02:00) Хараре, Претория(UTC+02:00) Хельсинки, Киев, Рига, София, Таллинн, Вильнюс(UTC+02:00) Иерусалим(UTC+02:00) Джуба(UTC+02:00) Калининград(UTC+02:00) Хартум(UTC+02:00) Триполи(UTC+) 02:00) Виндхук(UTC+03:00) Багдад(UTC+03:00) Стамбул(UTC+03:00) Кувейт, Эр-Рияд(UTC+03:00) Минск(UTC+03:00) Москва, ул.Санкт-Петербург(UTC+03:00) Найроби(UTC+03:00) Волгоград(UTC+03:30) Тегеран(UTC+04:00) Абу-Даби, Маскат(UTC+04:00) Астрахань, Ульяновск(UTC+04) :00) Баку(UTC+04:00) Ижевск, Самара(UTC+04:00) Порт-Луи(UTC+04:00) Саратов(UTC+04:00) Тбилиси(UTC+04:00) Ереван(UTC+ 04:30) Кабул(UTC+05:00) Ашхабад, Ташкент(UTC+05:00) Екатеринбург(UTC+05:00) Исламабад, Карачи(UTC+05:00) Кызылорда(UTC+05:30) Ченнаи, Калькутта, Мумбаи, Нью-Дели(UTC+05:30) Шри-Джаяварденепура(UTC+05:45) Катманду(UTC+06:00) Астана(UTC+06:00) Дакка(UTC+06:00) Омск(UTC+) 06:30) Янгон (Рангун)(UTC+07:00) Бангкок, Ханой, Джакарта(UTC+07:00) Барнаул, Горно-Алтайск(UTC+07:00) Ховд(UTC+07:00) Красноярск(UTC) +07:00) Новосибирск(UTC+07:00) Томск(UTC+08:00) Пекин, Чунцин, Гонконг, Урумчи(UTC+08:00) Иркутск(UTC+08:00) Куала-Лумпур, Сингапур(UTC +08:00) Перт(UTC+08:00) Тайбэй(UTC+08:00) Улан-Батор(UTC+08:45) Евкла(UTC+09:00) Чита(UTC+09:00) Осака, Саппоро, Токио (UTC+09:00) Пхеньян(UTC+09:00) Сеул(UTC+09:00) Якутск(UTC+09:30) Адель помощник(UTC+09:30) Дарвин(UTC+10:00) Брисбен(UTC+10:00) Канберра, Мельбурн, Сидней(UTC+10:00) Гуам, Порт-Морсби(UTC+10:00) Хобарт(UTC +10:00) Владивосток(UTC+10:30) Остров Лорд-Хау(UTC+11:00) Остров Бугенвиль(UTC+11:00) Чокурдах(UTC+11:00) Магадан(UTC+11:00) Остров Норфолк (UTC+11:00) Сахалин(UTC+11:00) Соломоновы острова., Новая Каледония(UTC+12:00) Анадырь, Петропавловск-Камчатский(UTC+12:00) Окленд, Веллингтон(UTC+12:00) Всемирное координированное время+12(UTC+12:00) Фиджи(UTC+12: 00) Петропавловск-Камчатский — Старый(UTC+12:45) Острова Чатем(UTC+13:00) Всемирное координированное время+13(UTC+13:00) Нукуалофа(UTC+13:00) Самоа(UTC+14) :00) Остров Киритимати

Как добиться максимальной производительности сабвуфера

Что нужно знать

  • Поместите сабвуфер между двумя основными динамиками и подальше от передней стены или на боковой стене между передней и задней стенами.
  • Если кабель должен соприкасаться с другой проводкой, сделайте все возможное, чтобы они пересекались под углом 90 градусов.
  • Отрегулируйте кроссовер, установите громкость сабвуфера на желаемый уровень, затем отрегулируйте стереозвуковой эквалайзер и регуляторы фазы, если они доступны.

В этой статье объясняется, как настроить сабвуфер для оптимального звучания. Чтобы добиться наилучших результатов от сабвуфера, необходимо выполнить три ключевых момента: размещение, подключение и настройки сабвуфера.

Размещение сабвуфера

Очень важно найти правильное место для динамика, будь то твитер или сабвуфер.Тем не менее, сабвуферы часто сложнее правильно расположить. Следуйте этим основным инструкциям , чтобы найти правильное место для сабвуферов, и помните, что могут понадобиться удлинители. И то, что сабвуфер хорошо выглядит в одном месте, не означает, что там он будет хорошо звучать.

Полк Аудио

Вот несколько общих советов по позиционированию:

  • Поместите сабвуфер между двумя основными динамиками и подальше от передней стены.
  • Поместите сабвуфер на боковую стену посередине между передней и задней стенками.
  • Если ни одно из этих положений не работает, медленно перемещайте сабвуфер по комнате, чтобы добиться наилучшего воспроизведения басов. Это может быть сложно, потому что звуковые волны отражаются от стен и предметов. Эти отражения могут усиливать или компенсировать друг друга, и последнее, что вам нужно, — это приглушенная или усиленная зона басов в вашем любимом месте для прослушивания.

Подключения сабвуфера

В зависимости от марки и модели может быть несколько способов подключения сабвуфера к звуковой системе.Например, он может иметь левый/правый (стерео), «линейный вход» или «вспомогательный вход» для соединений. Если кабель должен соприкасаться с другой проводкой, сделайте все возможное, чтобы они пересекались под углом 90 градусов. Обычно существует два способа подключения сабвуфера к стереосистеме или системе домашнего кинотеатра.

Настройки сабвуфера

Как только сабвуфер окажется в идеальном месте, настройте его для получения наилучшего звучания. Выполните следующие шаги, чтобы обеспечить оптимальное звучание системы:

  1. Перед воспроизведением сабвуфера отрегулируйте кроссовер.Если у вас большие напольные основные громкоговорители, установите кроссовер сабвуфера в диапазоне от 40 Гц до 60 Гц. Если у вас полочные колонки меньшего размера, установите кроссовер немного выше, от 50 Гц до 80 Гц. Для небольших сателлитных динамиков установите кроссовер между 80 Гц и 160 Гц.

  2. Включите питание и установите громкость сабвуфера на желаемый уровень.

  3. Настройте регулятор фазы, если он доступен. Регулятор фазы компенсирует задержку между сабвуфером и основными динамиками.Начните с регулятора фазы в 0 или нормальном положении. Если звук сабвуфера адекватен с места прослушивания, дальнейшая регулировка не требуется. Если звук слабый или ему не хватает басов, отрегулируйте фазу, пока басы не станут удовлетворительными.

  4. Внесите незначительные изменения в стереозвуковой эквалайзер для получения желаемого звука.

Как найти лучшее место для сабвуфера

Для качества звука и производства всегда существовал обмен между громкостью и динамикой.Поскольку низкие частоты менее четкие, чем средние или высокие частоты, люди склонны включать сабвуферы для увеличения громкости. Но эта привычка может быстро заглушить четкость звука, что приведет к раздутым или гулким басам.

К счастью, у каждой звуковой системы есть зона наилучшего восприятия — диапазон, в котором сабвуфер выдает достаточную мощь, не подавляя более мягкие частоты. Это приятное место варьируется в зависимости от системы, размера и формы комнаты. Вы узнаете, что у вас все в порядке, когда кажется, что басы равномерно покрывают пространство, но при этом сливаются и сохраняют баланс с другими динамиками.

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите нам, почему!

Другой Недостаточно подробностей Сложно понять .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *