для чего короб для сабвуфера
ТИПЫ КОРПУСОВ ДЛЯ САБВУФЕРА
ТИП КОРПУСА САБВУФЕРА — ЗАКРЫТЫЙ ЯЩИК (ЗЯ)
закрытый ящик ЗЯЭто 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%.
закрытый ящик для сабвуфераПри 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)
фазоинвертор ФИВ 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.
ФИ ящик для сабвуфераПомимо 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)
полосовой громкоговоритель bandpassЕсли 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.
ящик бандпас для сабвуфера
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.
корпусные сабвуферы
ссылка на первоисточник статьи: www.daxxgroup.ru/theory6_ru.htm
Корпус необходим для улучшения звучания низкочастотного динамика. Основная задача корпуса — это изоляция фронтальной звуковой волны, возникающей при движении мембраны сабвуфера вперед, от обратной (задней) волны, возникающей при движении мембраны в обратную сторону. Без корпуса эти две волны, встречаясь, будут гасить друг друга (сдвиг по фазе 180 градусов) и бас получится слабым и неглубоким. Корпус должен быть достаточно крепким и виброустойчивым, иначе его вибрация, вызванная обратной волной динамика, будет генерировать частоты, которые придадут нежелательную окраску звуковой картине.
Материалы для корпуса сабвуфера
Многослойная фанера. Существует большое количество сортов фанеры, многие из которых не приемлемы для конструирования корпуса акустической системы. Обычная фанера недостаточно плотная и будет давать искажения звука. Многослойная (12 слоев) фанера из корабельной древесины или русской березы является отличным материалом для постройки небольших корпусных систем. Данная фанера достаточно плотная и легче древесностружечной (ДСП) и средней плотности древесноволокнистой плиты средней плотности (MDF). С ней легко работать, вкручивать шурупы, не опасаясь расслаивания. Лист толщиной 12 мм имеет лучшие резонансные характеристики, чем у большинства досок толщиной 16 мм. Недостаток данной многослойной фанеры заключается в том, что большие корпуса из нее начинают звенеть. Ее не рекомендуется использовать для корпусов с большими плоскими пролетами. Лучше всего она подходит для пары динамиков диаметром 8 дюймов в корпусе объемом меньше 0.04 куб.м. Второй ее недостаток — это дороговизна и дефицитность.
Древесностружечная плита. Это наиболее распространенный материал из используемых сегодня. В продаже имеются ДС 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 более мощной низкочастотной акустической системы, поскольку у нее самая высокая плотность и слабые резонансные качества. ДСП недорогие и их легко найти. Недостаток этого материала заключается в том, что он легко впитывает влагу и с трудом режется дисковой или ленточной пилой. Корпуса из ДСП следует окрашивать, чтобы предотвратить разбухание из-за влаги.
Древесноволокнистая плита средней плотности. ДПВ, по сути, является формой спрессованой бумаги, имеет высокую плотность и легко режется. Чем выше плотность, тем лучше корпус будет воспроизводить звуки из-за ограниченной гибкости стенок. Недостатком ДПВ является то, что с ней тяжело работать из-за склонности расслаиваться, когда ее скрепляют. Она много и быстро впитывает влаги. Как и с ДСП, конструирование следует внимательно проводить как в отношении крепления, так и в предотвращении влияния влажности. Несмотря на это, результаты стоят приложенных усилий. Это лучший выбор для быстрого построения сабвуферных систем средней мощности.
Форма корпуса не так влияет на качество звучания сабвуфера, как материал, из которого он сделан. Но все же, форма короба остается важной темой для обсуждения. В результате воздействия обратной звуковой волны на корпус, он начинает вибрировать и излучать собственные звуковые волны на определенной частоте. Такие волны принято называть стоячими волнами. Стоячие волны могут гасить некоторые частоты и придавать нежелательную окраску звуку. В результате частотная характеристика сабвуфера ухудшается. Рассмотрим несколько вариантов форм короба и расположения динамика в нем. Практика показывает, что равноудаленность динамика от стенок вызывает наибольшую вибрацию корпуса и максимальное воздействие отраженных волн на динамик. Обратные звуковые волны от мембраны динамика одновременно достигают всех стенок корпуса и отражаясь от них, одновременно воздействуют на динамик. Из четырех представленных на рисунке вариантов наилучшим является самый правый вариант, при котором, расстояния от динамика до всех стен короба различное. Обратные волны достигают стенок корпуса и динамика не одновременно, тем самым их нежелательное влияние на динамик сводится к минимуму. Частотная характеристика сабвуфера улучшается.
Типы корпусов сабвуферов
Герметичные корпусы. Пожалуй, наиболее распространенной формой корпуса на сегодняшний день 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, «проваленый». Увеличивая объем короба бас улучшается, но опять же до определенного уровня. Главная задача проектирования короба заключается в определении его оптимального объема для выбранного низкочастотного динамика.
На практике часто случается так, что сначала конструируется короб, исходя из ограничений свободного пространства в багажнике автомобиля, а затем подбирается динамик под внутренний объем этого короба. На далее рисунке изображен график, по которому можно определить приблизительный объем внутреннего пространства корпуса для данного диаметра динамика.
Фазоинверсные корпусы сабвуферов широко применяются в домашних акустических системах. С развитием автомобильной аудиоиндустрии и благодаря внедрению компьютерного программного обеспечения, помогающего в сложных расчетах, фазоинверсные или вентилируемые корпуса получили широкое распространение и в автомобильных аудиосистемах. 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 сабвуферной системы.
Фазоинверсные системы выдают больше баса при меньшей мощности, чем герметичные. Обратная волна, выходя из отверстия наружу усиливает фронтальную волну. Правильно сконструированный вентиляционный канал даст повышенный выходной сигнал на настроенной частоте. Звук у фазоинверсных сабвуферов чище, но объем их больше, чем у герметичных для одного и того же динамика.
Недостатком данного типа сабвуферов является возможность появления искажений при воспроизведении частот из диапазона ниже расчетного. Иногда канал вентилируемого корпуса может генерировать средние частоты, что придает басу нежелательную окраску. Расчеты параметров вентилируемого корпуса более сложные, и даже небольшие погрешности могут не оправдать затраченных усилий и времени. На звуковую картину такого сабвуфера оказывают влияние даже такие параметры, как температура и влажность окружающей среды. Ошибки при конструировании и настройке фазоинвертора являются причиной того, что акустическая система «бубнит» или же бас «размазан».
Изобарическая конструкция корпуса 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 этой конструкции состоит в экономии объема короба. Например, для двух 15 дюймовых динамиков необходим минимальный объем короба равный 0.1 куб.м, а при изобарической конструкции объем короба можно уменьшить в двое. Что с коммерческой точки зрения является большим преимуществом. 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.
Bandpass корпусы представляют из себя две камеры между которыми монтируется динамик (см.рисунок 20). Одна из камер является герметичной, а вторая камера фазоинверсной (single reflex). Данная конструкция обеспечивает очень качественный низкий бас по сравнению с другим сабвуферами, что делает их очень популярными на рынке автомобильных аудиосистем. Однако акустическая отдача их сравнительно низка. При конструировании bandpass коробов следует учитывать эту 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 bandpass сабвуфер, тем выше и хуже бас он выдает. Эти сабвуферы ни в коем случае нельзя перегружать. Недостатком данного типа корпуса является высокая сложность расчетов и относительно большие размеры по сравнению с герметичными или фазоинверсными корпусами.
Лабиринт. Принцип, лежащий в основе этой формы, состоит в том, что данный корпус сможет ограничить резонанс и поглотить всю энергию обратной волны и выдать отличную низкочастотную характеристику. Эта теория обладает некоторой достоверностью, так как правильно разработанные и сконструированные корпуса такого типа показывали чрезвычайно низкий резонанс короба наряду с отличной низкочастотной характеристикой. Путь, которым достигается увеличение характеристик на нижних звуковых частотах в этом корпусе, состоит в том, что задняя волна от динамика смещается против фазы на 90 градусов, прежде чем попадает в отделение прослушивания. Это служит дополнением к фронтальной волне. В силу ослабления колебаний в лабиринте возникает небольшое запаздывание в синхронизации сигнала, что также усиливает выходной сигнал. С другой стороны, КПД такого корпуса существенно ниже, чем у других конструкций и требует много пространства в автомобиле.
Лабиринт по-другому называют трансмиссионной линией (transmission-line). В отличие от других форм корпусов это наиболее непредсказуемая конструкция, которая никогда не была доказана математически. Вся имеющаяся информация основана на практических исследованиях и множестве неудачных экспериментов, проводившихся на протяжении многих лет.
Конструирование любого корпуса представляется одним из важных аспектов разработки любой низкочастотной системы. Если бы Вы заглянули внутрь высококачественной домашней акустической системы, то Вы бы обратили внимание, с какой тщательностью и вниманием сконструирован корпус. Самый лучший динамик не будет звучать хорошо в плохо построенном корпусе. Основные критерии, которые следует учитывать при конструировании — это герметизация, придание жесткости, и звукоизоляция (демпфирование).
Герметизация. Корпусы должны представлять из себя непроницаемые для воздуха отсеки. Только одна акустическая система не попадает под это правило — это конструкция бескорпусного сабвуфера, который использует весь объем (free air) пространства багажника автомобиля. Самый надежный метод герметизации корпуса заключается в том, чтобы сделать воздухонепроницаемым короб настолько, насколько это возможно. Используйте силикон во всех углах внутри, чтобы в уменьшить утечку воздуха.
Придание жесткости. Каждый раз, когда поверхность корпуса гнется (вибрирует) под действием работающего динамика, страдает выходной сигнал. Это происходит потому, что для изгиба стенок корпуса требуется энергия, которая забирается у выходного сигнала акустической системы. Хорошей аналогией этому может служить машина, у которой прокручиваются колеса, поскольку мощность мотора больше, чем способность шин держаться за дорожное покрытие. Это приводит к потрясающей демонстрации мощи, но мало способствует движению автомобиля вперед.
Демпфирование полезно при разработке корпуса для предотвращения отражения звуковых волн обратно на динамик. Корпус, который проектируется, обязательно должен иметь звукоизоляцию. Этому аспекту конструирования зачастую не придают значения, но он может оказать положительный эффект на звучание.
Для звукоизоляции корпусов может быть использованы несколько материалов. Одним из них является жидкий шумо- и виброизоляционный материал от фирмы CAE под названием VB-1, поставляемый в аэрозольных баллонах. VB-1 распыляется на внутренние поверхности стенок корпуса слоем толщиной 1-2мм. Другой метод заключается в использовании какого-либо плотного материала на тканевой основе.
Не стоит путать эту процедуру с той, которая применяется для возмещения ущерба от маломерных корпусов. Сущность в том, что если какой-либо корпус покрыт изнутри некоторой формой звукоизоляции, такой как стекловолокно или подобный материал, корпус покажется большим для динамика в силу изменения эффективной податливости. Это другая форма демпфирования. Когда на маломерных корпусах используется данная форма демпфирования, коэффициент податливости корпуса теоретически увеличивается на 25%. Следует помнить, что при демпфировании фазоинверсных корпусов фазоинвертор (вентиляционный канал) не должен быть загорожен демпфирующим материалом.
График зависимости внутреннего объема короба (куб.м) от диаметра сабвуфера (в дюймах) для герметичных корпусов.
Какое акустическое оформление выбрать для своего проекта: ЗЯ, ФИ, БП, ЧВ или рупор?
Напомню, какие бывают сабвуферные акустические оформления и их характерные особенности:
1. Бесконечный экран, или фриэйр (ФЭ).
Это динамик в полке, или подобные вариации. По звуку он хорош, четкий, быстрый. Но тихий. И трудно сделать правильный ФЭ, ведь нам надо герметично отделить салон от багажника, сделать идеальную жесткость полки. И все равно, АКЗ (акустическое короткое замыкание) будет через улицу, что приведет к потерям в нижнем басе. Поэтому ФЭ имеет ограниченное применение, да и хорошие динамики для него не так просто найти.
2. Закрытый ящик (ЗЯ)
Это герметичный ящик. Отличное оформление, которое подходит для воспроизведения живой музыки, от классики до рока, джаза и блюза. И даже для клубной музыки, но применять надо уже крупные сабы, например 12-15″. А для живой музыки самый ходовой динамик это 10″. Один или 2, если бас должен быть быстрым, но его надо много.
Достоинства: отличный быстрый и четкий бас, способность играть низко в инфру, не требует подрезки снизу (хотя это и применяют иногда), занимает мало места.
Недостатки: тихий, не способен от души «навалить», для воспроизведения жанров с очень большим количеством баса не подходит. Ну и перегреваться может, ибо объем закрытый.
3. Фазоинвертор (ФИ).
Это ящик с портом, трубой или щелью. Не с дыркой, как многие говорят 🙂 Её нельзя просто так прорезать в готовом ЗЯ, это не будет работать. ФИ имеет 3 важных параметра:
— объем ящика
— площадь порта
— длина порта
Все эти параметры ящика рассчитываются специальным образом. Используются программы и формулы (ручной расчет для мазохистов).
ФИ имеет целый ряд модификаций, таких как:
— ФИ на щели
— ФИ на трубе
— Раскрытая щель или труба
— ФИ с экспопортом (экспоненциальная образующая одной или нескольких стенок порта)
— пассивный излучатель (ПИ), как ни странно, это тоже разновидность ФИ, только вместо объема воздуха колеблется мембрана.
Достоинства ФИ: громко, много баса. Если слушаете такую музыку, в которой надо много баса, то это для вас. Хорошее охлаждение в определенном диапазоне частот (правда в некоторых диапазонах все плохо).
Недостатки прямо вытекают из достоинств: худшие импульсные характеристики, бас более тормозной, менее чёткий, хлесткий. На частоте и ниже частоты настройки может повреждаться, как механически, так и есть риск спалить катушку.
Ну и объем багажника занимает немало. Для сравнения: если стандартный объем ЗЯ для 12″ динамика это 28-30 л, то для аналогичного ФИ уже 60-70 л.
4. Бандпассы (БП) или полосовые ящики.
Бывают 4 и 6 порядка (на самом деле делают и 8й порядок, но это уже для эстетов и маргиналов).
Если по-простому, то это комбинация двух оформлений — ЗЯ и ФИ (БП4) или двух ФИ с разной настройкой (БП). Это упрощенная модель, но, в принципе, так и есть.
Достоинства: высокая отдача, эти оформления очень громкие.
Недостатков больше: бас самый тормозной, нечеткий, рыхлый. Слушать замедленную негритятину годится, что-то другое — уже нет.
Часто используется в «стенах», там как раз «валево» и хейртрики нужны. Ну или в спортивных «стенах», ибо отдача высокая.
5. Волновые оформления (рупоры, ЧВ и др).
Крутые, но трудно считаемые и реализуемые оформления. Звук — огонь! Громко, можно валить. Четко — можно слушать что угодно.Недостатки — огромные размеры. Но если найдете место, или исхитритесь сделать компактный рупор или ЧВ (а это возможно), то будет очень круто. Есть еще недостатки, но про это как-нибудь в другой раз.
Фазоинвертор или цельный (Закрытый) короб
Что такое Фазоинвертор.
Фазоинвертор
Фазоинвертор по конструкции напоминает закрытый ящик, однако он не является полностью герметичным. Внутренний объем воздуха связывается с внешним пространством при помощи специального тоннеля, обычно круглой или прямоугольной формы, называемый фазоинвертором. Такая конструкция использует энергию от тыльной стороны диффузора и в результате волны излучаемые диффузором и фазоинвертором находятся в одинаковой фазе. Такой эффект достигается в довольно узком диапазоне частот, но КПД в нем значительно возрастает. На самом деле это может показаться странным, но в диапазоне настройки фазоинвертора большая часть звука излучается тоннелем, а колебания диффузора минимальны, что благоприятно сказывается на жизнеспособности головки. В этом диапазоне частот допустимо подводить максимально возможную мощность без особого риска механического повреждения головки.
К плюсам этого оформления стоит отнести то, что благодаря излучению фазоинвертора звуковое давление всей конструкции повышается в 2 раза, низкий уровень искажения, из-за небольшого хода диффузора и более низкая частота воспроизведения по сравнению с закрытым ящиком.
К минусам стоит отнести сложность расчета данного оформления, значительный объем корпуса и возможность появления аэродинамических шумов на больших уровнях звука, возникающих из-за завихрения воздуха на выходе порта.
При выборе акустического оформления необходимо помнить, что для каждого типа необходимо выбирать динамик, обладающий определенными характеристиками. Зачастую производители указывают рекомендуемые оформления на упаковках динамиков.
Теперь несколько слов о готовых корпусных сабвуферах, которых представлено достаточное количество на нашем рынке. Такие сабвуферы разделяются на активные и пассивные. Активные, в отличие от пассивных, уже содержат встроенный в корпус усилитель и кроссовер и все, что для него необходимо – это подключить источник питания и цепи входного сигнала. Плюс таких сабвуферов, конечно, низкая стоимость и простота в установке, так что, даже не обладая профессиональными навыками, можно установить корпус в самостоятельно. Минусы – низкое качество компонентов несомненно скажется на качестве звука.
Закрытый ящик
Относится к самому простому типу акустического оформления. Колебания, излучаемые тыловой частью, находятся в замкнутом пространстве, в результате чего, в конечном счете, они гасятся, переходя в тепло. Для улучшения затухания волн, корпус внутри покрывается звукопоглощающим материалом.
Несмотря на простоту, этот тип акустического оформления имеет много плюсов. Во-первых, это простота в изготовлении и расчете. Во-вторых, колебания динамика сдерживаются упругостью воздушного объема корпуса, что снижает вероятность механического повреждения при экстремальных режимах работы. В-третьих, динамик, находящийся в грамотно спроектированном закрытом корпусе, имеет очень хорошие импульсные характеристики. Если вы поклонник стилей музыки, в которых требуется очень качественная передача низших частот, например, джаз или блюз, то, скорее всего, это ваш выбор.
Минус оформления – низкий коэффициент полезного действия. Поэтому лучше сразу подготовиться к большим энергозатратам
Так что если еще будете говорить что все херня саб без фазиков не саб, просто утруждаете себя. Каждый подгоняет музыку под себя.