Как правильно рассчитать и изготовить фазоинвертор для акустической системы. Какие материалы лучше использовать. На что обратить внимание при сборке фазоинвертора.
Что такое фазоинвертор и зачем он нужен
Фазоинвертор — это акустическое оформление динамика, которое позволяет улучшить воспроизведение низких частот. Он представляет собой трубу определенной длины и диаметра, которая устанавливается в корпус акустической системы.
Основные преимущества фазоинвертора:
- Увеличение эффективности работы динамика на низких частотах
- Расширение диапазона воспроизводимых частот в область низких
- Уменьшение искажений на низких частотах
- Снижение нагрузки на динамик
За счет фазоинвертора можно получить более глубокий и мощный бас даже из небольшого корпуса акустической системы. Поэтому фазоинверторы широко используются в сабвуферах и акустических системах, где важно качественное воспроизведение низких частот.
Расчет параметров фазоинвертора
Для правильной работы фазоинвертора необходимо точно рассчитать его параметры под конкретный динамик и корпус. Основные параметры, которые нужно определить:
- Диаметр трубы фазоинвертора
- Длина трубы
- Объем корпуса
- Частота настройки фазоинвертора
Существует несколько способов расчета:
- С помощью специальных программ (WinISD, BassBox и др.)
- По формулам и графикам
- Онлайн-калькуляторы
Наиболее точные результаты дают специализированные программы. Для расчета потребуются параметры динамика — резонансная частота, эквивалентный объем, добротность и др.
Выбор материалов для фазоинвертора
Для изготовления трубы фазоинвертора можно использовать различные материалы:
- ПВХ труба
- Картонная труба
- Алюминиевая труба
- Деревянный короб
Наиболее оптимальный и доступный вариант — ПВХ труба. Она имеет гладкую внутреннюю поверхность, что снижает турбулентность воздушного потока. При этом ПВХ труба недорогая и легко обрабатывается.
Картонная труба подойдет для бюджетных проектов, но она менее долговечна. Алюминиевая труба прочная, но дорогая и сложна в обработке. Деревянный короб можно использовать для нестандартных форм фазоинвертора.
Пошаговая инструкция по изготовлению фазоинвертора
Процесс изготовления фазоинвертора своими руками включает следующие этапы:
- Отрезать трубу нужной длины согласно расчетам
- Обработать края трубы, чтобы убрать заусенцы
- Сделать в корпусе отверстие под трубу фазоинвертора
- Установить трубу в отверстие
- Загерметизировать стыки трубы и корпуса
- При необходимости закрепить трубу изнутри корпуса
Важно обеспечить герметичность соединения трубы с корпусом, чтобы избежать утечек воздуха. Для этого можно использовать силиконовый герметик или специальный клей для ПВХ.
Настройка и оптимизация фазоинвертора
После изготовления фазоинвертора может потребоваться его дополнительная настройка для получения оптимальных характеристик:
- Измерение реальной частоты настройки фазоинвертора
- Корректировка длины трубы при необходимости
- Демпфирование трубы изнутри для устранения призвуков
- Настройка кроссовера акустической системы
Для измерения частоты настройки можно использовать генератор низкой частоты и микрофон. Частота, на которой наблюдается минимальное движение диффузора, и будет частотой настройки фазоинвертора.
Типичные ошибки при изготовлении фазоинвертора
При самостоятельном изготовлении фазоинвертора следует избегать распространенных ошибок:
- Неправильный расчет параметров
- Использование трубы слишком малого диаметра
- Негерметичное соединение трубы с корпусом
- Расположение фазоинвертора слишком близко к стенкам корпуса
- Отсутствие демпфирования внутренней поверхности трубы
Эти ошибки могут привести к неправильной работе фазоинвертора, появлению призвуков и ухудшению качества звучания акустической системы в целом.
Альтернативные конструкции фазоинверторов
Помимо классической круглой трубы, существуют и другие варианты конструкции фазоинверторов:
- Щелевой фазоинвертор
- Лабиринтный фазоинвертор
- Фазоинвертор с фазовыравнивающей камерой
- Пассивный излучатель
Каждый вариант имеет свои особенности и область применения. Например, щелевой фазоинвертор позволяет сэкономить место в корпусе, а лабиринтный обеспечивает лучшее демпфирование стоячих волн.
При выборе конструкции фазоинвертора следует учитывать параметры динамика, размеры корпуса и требования к звучанию акустической системы.
|
|||
|
После первого опыта изготовления сабвуфера, у меня оставалась еще одна колонка из пары 25АС-109.
Первым делом, как и в прошлый раз я разобрал колонку, снял заднюю крышку, вынул динамик и фильтр.
В том месте, где раньше был СЧ динамик я поставил заглушку из ДВП с внутренней стороны деки. По аналогии с изготовлением первого саба, я точно так же изготовил фазоинвертор и для второго, у меня еще оставался кусок пластиковой канализационной трубы, из него я выпилил трубу той же длины, что и в прошлый раз (11.4 см) и так же обмотал его изолентой для придания прочности и толщины.
Фазоинвертор можно было сажать в деку, да вот проблема — дырка оставшаяся от ВЧ динамика гораздо больше по диаметру, чем труба фазоинвертора,
да и помимо этого лицевая сторона колонки выглядела безобразно. Поэтому у меня возникла идея сделать переднюю фальшпанель из ДВП, это и
облагородило бы внешний вид и решило бы проблему с установкой трубы фазоинвертора.
Посадил панель я двумя свособами: во-первых, для герметичности, я промазал переднюю панель клеем-моментом, положил на нее фальшпанель и, во-вторых, прибил а скорее, прошил, фальшпанель небольшими гвоздиками для прочности. Трубу фазоинвертора я воткнул в подготовленную дырку в фальшпанели и, с внутренней стороны деки, закрепил фазик при помощи холодной сварки. Как и в работе с первым сабом, здесь противовибрационное покрытие я тоже сделал, промазав изнутри деку добротным слоем резинобитумной мастики, при чем, поскольку фазоинвертор уже сидел в колонке, его я тоже промазал в дополнение к тому что обматал его изолентой. После того, как мастика подсохла, я собрал колонку, здесь динамик я посадил на болтики, положил шайбы и закрутил их хорошенько гайками.Посадил защиту для динамика, а на задней панели поставил зажимные контакты для питания динамика. 
Следующим шагом было демпфирование.
После того, как демпфер был готов, впринципе уже можно было деку закрыть и приниматься за следующее действие, однако не всё так просто
оказалось.
После этого я запихал в деку подушку из ваты, что и была в этой деке, когда она еще называлась 25АС-109, от души прикрутил заднюю панель шурупами и для уверенности в полной герметичности корпуса промазал щели пластилином.
Как и в случае с первым сабом, стоял вопрос с поставкой этого ящика на ноги, тут я так же как и в первом случае решил поставить саб на железные
ножки, однако, поскольку конструкция саба несколько иная — здесь и динамик и фазоинвертор глядят на нас с лицевой стороны ящика, поэтому
длинные ноги делать необходимости не было, а по сему мне, по просьбе, наш слесарь на работе выточил на токарном станке ножки меньшего размера,
чем в случае с первым сабом. Приладить ножки оказалось делом не сложным, просверлил четыре дырки по краям на боковой панели, промазал вокруг дырок клеем-моментом и вкрутил ножки при помощи пассатижей. Вообще изначально я задумывал сделать этот саб так, чтобы он стоял как раньше, вертикально, но прикинув в уме, как будет выглядеть установка ящика горизонтально мне этот вариант пришёлся больше по душе, и я оказался прав в своих предположениях. Последним штрихом я покрасил готовый саб чёрной матовой краской, которая быстро засохла и подключил саб к усилку. Место сабвуферу я определил под столом на котором стоит комп, встал он туда так хорошо будто был создан для этого места.
Долбасит он от души, а в паре с первым сабом они выдают что-то просто потрясающее и устрашающее, это что-то — потрясает стены, пол, потолок и
все остальное у меня в комнате, за пределами комнаты и за пределами квартиры, и устрашает моих домочадцев и соседей. |
|||
|
Потому я решил сделать новые места под крепления по краям задней панели.
Корпус типа «Фазоинвертор» (ФИ) — популярные практические вопросы, часть 1.
На частоте настройки порт работает в фазе с диффузором — оба «надувают» и «сдувают» объем одновременно. Выше частоты настройки порт закрыт. Ниже частоты настройки порт — это просто дырка. Тут все просто, легко запомнить и легко сделать выводы.
Динамик ниже настройки подталкивает сам себя, а значит ход растет гораздо быстрее, чем если бы динамик работал во FreeAir. Поэтому спад ниже настройки не 12дБ\окт, а 24. Поэтому сабсоник фазоинвертору просто необходим. Поэтому правильный сабсоник имеет крутизну спада не менее 24дБ\окт, а правильная настройка сабсоника — не далее чем на 3-4Гц ниже фактической частоты настройки.
Фактическая частота настройки сопровождается минимальным ходом, это правда. Однако, «на глаз» эту частоту ни в коем случае определять нельзя, только приборами.
Почему «на глаз» не работает? Потому что на средней\малой громкости, где определить «на глаз» вообще возможно, порт будет работать в широком диапазоне частот, а на высокой мощности — в более узком. Поэтому, когда на малой\средней мощности видим минимальный ход диффузора — означает лишь то, что до этой мощности порт на этой частоте еще работает, и совсем не означает, что с небольшим ростом мощности порт продолжит работать также.
Частота настройки определяется либо минимумом импеданса, либо переходом фазы через ноль. И то, и другое легко измерить без какого-либо дорогостоящего оборудования. А в случае, если измерения недоступны, то сабсоник мы всегда настраиваем на 3-4Гц выше частоты, на которой видим минимальный ход (а не ниже). Делаем мы так потому, что лучше пусть сабсоник немного отъест КПД, но выполнит свою задачу — не даст ни сломать, ни сжечь динамик.
Почему в ряде систем мы наблюдаем максимум звукового давления ниже частоты настройки? Когда объема слишком мало и\или порт слишком велик, то динамик не способен развивать даже свой эффективный ход самостоятельно, и «открытый» порт этому хорошо способствует. Однако, это всегда является проблемой оформления, прямой ошибкой, а не поводом настраивать сабсоник ниже, тк рост хода ниже настройки всегда сильно опережает рост мощности. Проще говоря, подали 1000Вт и получили хороший пик, а подали 1050Вт и подвеске конец.
Так, в правильно спроектированном ФИ на высокой мощности никаких пиков ниже настройки нет. Если при подведении высокой мощности ваш ФИ дает большее давление ниже частоты настройки ФИ, то это прямой сигнал увеличивать объем и\или уменьшать порт.
Если этого не сделать, то вы не просто теряете в эффективности, но еще и сильно рискуете сломать динамик на частотах ниже настройки и сжечь его на частотах в районе настройки.
И вот простые выводы:
1) если беретесь делать ФИ самостоятельно, то научитесь правильно определять его фактическую настройку;
2) никогда не заставляйте сабвуфер работать ниже частоты настройки порта и правильно настраивайте сабсоник;
3) «нормальная» работа(без спада) сабвуфера на высокой мощности ниже фактической частоты настройки означает, что в ваш ФИ вселился дьявол, которого жизненно важно срочно изгнать путем корректировки параметров корпуса, а иначе он заберет динамик в ад.
Успехов!
Как собрать 3-фазный инвертор
Содержание
Эта страница представляет собой краткое руководство по созданию 3-фазного инвертора с использованием высококлассного оборудования управления Imperix для силовой электроники. Он создан специально для пользователей, которые хотят ознакомиться с решениями компании imperix и создать свой первый преобразователь с помощью B-Box RCP с использованием набора блоков Simulink. Преобразователь построен на силовой электронной связке imperix, но возможно использование и других конфигураций оборудования. Для получения подробной информации о том, как собрать силовой преобразователь в открытой стойке, см. Как собрать понижающий преобразователь (PN119).
Реализация 3-фазного инвертора
В этом руководстве основное внимание уделяется реализации 3-фазного инвертора с разомкнутым контуром, генерирующим 3-фазные синусоидальные токи при резистивной нагрузке. Топология этого преобразователя показана на следующей схеме.
Он просто состоит из трех полумостовых модулей, каждый из которых подключен к катушке индуктивности последовательно с резистором.
Необходимое аппаратное оборудование
Комплект силовой электроники содержит все необходимое аппаратное обеспечение Imperix для создания трехфазного инвертора. Кроме того, отдельные компоненты перечислены ниже. Список включает продукты imperix, а также дополнительные компоненты, обычно доступные в исследовательских лабораториях силовой электроники:
- Импикс Продукты:
- 1x Программируемый контроллер (B-box RCP)
- 3X-фазовые модули (PEB8038 или PEB8024 или PEB4050)
- 1x Passives Filters Filet SDK) с действующей лицензией
- Прочее:
- 3 резистора (от 5 Ом до 100 Ом)
- Источник питания постоянного тока (не менее 100 В, 5 А)
- Лабораторные кабели безопасности (18 и 18): 900 токовые пробники с осциллографом 92}} = 8,3\,\text{A}$$ Таким образом, выходной ток значительно ниже номинального значения 13,5 [A] нагрузочных резисторов.
В таблице ниже показаны значения и рекомендуемый диапазон для пассивных компонентов, используемых в этой системе.Выбранные значения Предлагаемый диапазон DC BUS Вт 50-800 В (примечание CFE ниже) 6060. 50-800 В (примечание CFE ниже) 9606060. Резисторы 8,5 Ом 5-100 Ом (см. примечание ниже) Обратите внимание, что Vdc, R, L должны быть выбраны, чтобы гарантировать, что Irms всегда меньше номинальных токов резисторов, катушек индуктивности и силовых модулей. .
Сборка трехфазного инвертора
Приведенная ниже схема служит справочным материалом для подключения силового преобразователя и контроллера B-Box RCP.
Схема электрических соединений трехфазного инвертораНачиная с передней стороны комплекта, первым шагом является подключение порта Ethernet B-Box RCP к локальной сети компьютера или непосредственно к ПК, чтобы позже иметь возможность загрузить код к B-боксу.
Затем, как показано на схеме ниже, необходимо подключить оптические волокна для ШИМ-сигналов от B-Box RCP к трем модулям. Измерения датчиков извлекаются путем подключения кабелей RJ45 от модулей к аналоговым входам B-Box RCP. В этом случае измеряются напряжение на шине постоянного тока, а также токи трех ветвей.На задней стороне комплекта источник питания подключается к клеммам питания модулей DC+ и DC-. Затем средняя точка каждого модуля подключается к катушке индуктивности, которая затем подключается к одному из резисторов. Затем три резистора соединяются вместе в звезду.
Схема подключения преобразователя.Конфигурация передней панели B-Box. B-Box RCP можно найти здесь: Конфигурация аналогового интерфейса на B-Box RCP). Необходимо настроить следующие параметры:
- Тип импеданса (низкий или высокий)
- Программируемое усиление
- Требуемый фильтр
- Пороги защиты (верхний и нижний пределы)
Следующая схема иллюстрирует полностью конфигурируемый интерфейс B-Box РКП.
Схема аналогового входного каскадаОбратите внимание, что тип импеданса зависит от типа используемого датчика, а программируемый коэффициент усиления должен соответствовать коэффициенту, который будет позже настроен в блоке АЦП в программном обеспечении.
Перед выполнением каких-либо экспериментов важно всегда правильно настраивать пороги защиты аналогового входа B-Box из соображений безопасности. Их назначение — блокировать выходы ШИМ, что немедленно останавливает работу преобразователя в случае неожиданного высокого напряжения или тока.
ЖК-экран и поворотная кнопка B-Box позволяют считывать и записывать все параметры конфигурации аналогового интерфейса. Чтобы получить доступ к соответствующему меню:
- Нажмите один раз, выберите
АНАЛОГОВЫЕ ВХОДЫи нажмите еще раз для подтверждения. - Выберите нужный входной канал и подтвердите.
Уравнение: \(l = s*G*m\) используется для вычисления порога аналогового входа, где l – верхний/нижний предел входа, s – чувствительность датчика, G – аналоговое усиление, а m – максимальное значение.
/минимальное реальное значение тока или напряжения. В следующей таблице приведены диапазоны измерения (в соответствии с ранее определенной рабочей точкой) и чувствительность датчика.
В таблице ниже показаны значения и рекомендуемый диапазон для пассивных компонентов, используемых в этой системе.
Затем, как показано на схеме ниже, необходимо подключить оптические волокна для ШИМ-сигналов от B-Box RCP к трем модулям. Измерения датчиков извлекаются путем подключения кабелей RJ45 от модулей к аналоговым входам B-Box RCP. В этом случае измеряются напряжение на шине постоянного тока, а также токи трех ветвей.
/минимальное реальное значение тока или напряжения. В следующей таблице приведены диапазоны измерения (в соответствии с ранее определенной рабочей точкой) и чувствительность датчика.
Затем выбранный максимальный выходной ток устанавливается равным 15 А, что означает ограничение передней панели в 3 В. Напряжение шины постоянного тока выбрано ограниченным до 250 В, что дает 5 В для предела передней панели. Конфигурация четырех аналоговых входных каналов представлена в таблице ниже.
2
