|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Сабвуфер для автомобіля. Частина 3. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Акустичні системи Звук наприкінці тунелю "Володя, будеш на складі - захопи порти для фазиків ..." (підслухано в одній із московських настановних студій) (Коли АвтоЗвук був ще маленьким і сидів під крилом Салону АВ, побачили світ дві перші частини трилогії про сабвуферів - про те, чого чекати від різних типів акустичного оформлення та як підібрати динамік для закритої скриньки. Значна частина тих, хто, обмірковуючи життя, вирішив з розумінням поставитися до басового озброєння свого автомобіля, цим, в принципі, вже могла б обійтися. Але не все. Оскільки існує як мінімум ще один, надзвичайно популярний тип акустичного оформлення, що за поширеністю не поступається закритому ящику. (Фазоінвертор у вітчизняній літературі, bass reflex, ported box, vented box – в англомовній – все це, по суті, звукотехнічна реалізація ідеї резонатора Гельмгольця. Ідея проста – замкнутий об'єм з'єднується з навколишнім простором за допомогою отвору, що містить певну масу повітря. існування цієї маси - того самого стовпа повітря, який, за твердженням Остапа Бендера, тисне на будь-якого трудящого, і творить чудеса, коли резонатор Гельмгольця наймають на роботу в складі сабвуфера. або vent). Як працює фазоінвертор? Чому раптом наявність у корпусі гучномовця акуратно виконаної дірки певних розмірів драматично позначається на роботі всього ансамблю? Як уже говорилося, побіжно, в попередніх частинах цього епічного полотна, тунель фазоінвертора служить для того, щоб, затримавши на строго певний час звукову хвилю, що виникає всередині гучномовця, випустити її назовні в тій же фазі, що і створювана "лицьовою" стороною динаміка . Тут, на волі, вони поєднають свої децибели і дадуть по вухах (при правильному розрахунку) так, що мало не здасться. Ось за це, власне, фазоінвертор і люблять – за підвищену, порівняно із закритою скринькою, к.п.д. Але не тільки. Груба сила – не аргумент, якщо вона не підкріплюється точністю відтворення сигналу. Тут мається на увазі інша, суттєво менш тривіальна особливість фазоінвертора - його здатність виробляти необхідний звуковий тиск при значно меншій амплітуді коливань дифузора. Це звучить дещо парадоксально. Всі знають, що саме наявність позаду дифузора закритого об'єму стримує коливання дифузора, то чому ж у "дірявому" корпусі вони раптом виявляться меншими? А через масу, як і було сказано. Отвір у корпусі фазонівертора тому і зроблено як досить протяжний тунель - труба, простіше кажучи, щоб утримувати всередині деяку масу повітря. На відносно високих частотах, вище 200 Гц, інерція повітряної маси в тунелі призводить до того, що він акустично непрозорий. Наче закупорений зовсім.
Нижче за частотою повітряна пробка в тунелі починає оживати і ворушитися, оскільки її ззаду штовхає пульсуючий усередині ящика тиск. Інерція повітряної маси призводить до того, що вона рухається не в такт з хвилею, що діє на неї, а з деяким зрушенням. Цей зсув досягає 180 градусів по фазі, тобто починає бути протифазний звукової хвилі, що виходить від тильного боку дифузора на деякій частоті, яка називається частотою налаштування фазоінвертора.
Тут багато зусиль динаміка йдуть на розгойдування незговірливої повітряної маси всередині тунелю, так що на власні коливання вже майже нічого не залишається і амплітуда коливання дифузора мінімальна. (А звук - йде, та ще який! Просто на цій частоті він майже весь йде з тунелю). А оскільки саме великі амплітуди коливань дифузора і породжують помітні на слух спотворення – обстановка в сенсі звуку настає найсприятливішою. Ще нижче за частотою справи, щоправда, починають змінюватися в гірший бік. Для зовсім повільних низькочастотних коливань маса повітря в тунелі вже ніяка не інерція і тильна сторона дифузора хитає її туди-сюди як насос.
При цьому виникає ситуація, як динамік взагалі не встановлений в корпус, тобто хвилі від тильної сторони дифузора і від лицьової зустрічаються в протифазі і значною мірою один одного з'їдають, як при нормальному акустичному короткому замиканні. Тому нижче частоти налаштування віддача фазоінвертора і падає вдвічі швидше, ніж у закритого ящика. Гірше, однак, інше - дифузор вже нічого не гальмує і амплітуда його коливань на дуже низьких чатот починає рости просто катастрофічно. Підтональні фільтри (subsonic filters), якими постачаються деякі, зазвичай породисті, кросовери та підсилювачі, зроблені майже виключно для протидії цій шкідливій звичці фазоінверторів. Отже, що ж ми конкретно отримаємо, обравши для свого проекту фазоінвертор як акустичне оформлення? (Хочу відразу попередити - розрахунок фазоінвертора без призначених для цього комп'ютерних програм - можливий і для нього існують розрахункові формули та номограми. Однак на порозі третього тисячоліття кваліфікувати такі методи інакше як мазохізм, я не можу. Ось картинка, яка пояснює (майже) все. Взято 10-дюймовий динамік, що за своїми параметрами підходить для встановлення у фазоінвертор і змодельовані характеристики, які вийдуть при його встановленні в оптимальному для нього фазоінверторі (20 л, налаштований на 42 Гц) і такому ж за обсягом закритому ящику.
Верхня із двох чорних кривих, зрозуміло, наша. Порівняно із закритим ящиком, у всій смузі частот нижче приблизно 150 Гц віддача значно вища. Що означає "істотно"? Подивіться: на частоті, скажімо, 60 Гц різниця становить близько 4 дБ. А це рівносильно підвищенню потужності підсилювача у 2,5 рази. Тобто зі скромним 100-ватним підсилювачем такий саб зіграє начебто до нього підведено 250 Вт. За ті самі гроші. А ось із червоних кривих, що зображують залежність амплітуди коливань дифузора від частоти, наша – нижня. Саме там, де зосереджена більшість басової енергії - нижче 100 Гц, амплітуда починає падати і залишається набагато нижче, ніж у закритого ящика, хоча створюваний звуковий тиск - вдвічі більше! У закритого ящика у своїй амплітуда коливань зростає неухильно і за підведенні потужності, зазначеної як максимальна, виходить межі робочого діапазону (червоний пунктир) до 70 Гц, а нижче - взагалі біда. Там і будуть породжені такі знайомі на слух хрипи, що супроводжують басові ноти. У фазоінвертора благодать з амплітудами триває до приблизно 30 Гц, а там амплітуда починає рости невгамовно. Втім, там уже й звуку ніякого майже немає, так що прямий сенс "придушити" цю частину спектра підтональним фільтром (якщо є) і насолоджуватися ударною ефективністю при мінімумі спотворень у дійсно звуковому діапазоні. "Здорово!" - Вигукне нетерплячий і охочий до децибел читач, закриє ці сторінки і вирушить негайно ладнати дірки у власному сабвуфері. Товаришу, стій! Дивись, що може статися далі. Нехай, залишивши все без зміни, ми вивернемо з нашої 20-літрової скриньки колишній динамік і встановимо інший – призначений для роботи саме у закритому корпусі.
Його характеристика в закритому, рідному йому ящику- нижня на графіці - була дуже славна. А після переробки у фазоінвертор вона стане як верхня, тобто дасть яскраво виражений "хлопун" між 50 і 100 Гц. Саме в результаті створення таких поєднань фазоінвертори отримали свого часу образливе прізвисько boom-box ("бухало"), пізніше використане цього разу цілком справедливо для якоїсь портативної магнітоли. У чому була різниця між двома динаміками? У двох параметрах, які повинні бути в певній гармонії для даного акустичного оформлення, інакше - залишити надію кожен, хто сюди звучить, так би мовити. Ці параметри – резонансна частота Fs та повна добротність Qts. У "закритого динаміка вони були Fs = 25 Гц, Qts = 0,4. А у "фазоінверторного" - 30 Гц і 0,3. Начебто не така велика різниця, а результати - суттєво різні. Придуманий свого часу параметр енергетичної смуги пропускання Fs/Qts відразу показує хто є хто: його значення для першого динаміка 62,5, а для другого - 100. Правило просте - якщо Fs/Qts помітно менше 100 - забудьте слово "фазоінвертор" Якщо близько або більше - знову згадуйте, а забувайте про закриту шухляду.В районі 90 - 100 - "сутінкова зона", де, з відомими поступками, можна застосовувати і одне і інше. А що ж станеться, якщо наполягти на своєму і вштовхнути динамік у невластиве йому оформлення? Спробуймо, благо поки драма розгортається на папері та екрані комп'ютера, тобто "малою кров'ю, на чужій території". Для початку ставимо "фазоінверторний динамік" в закриту шухляду і пробуємо варіювати тим єдиним параметром, який маємо - обсягом цієї шухляди.
На графіці – три криві. Найбільш полога - результат установки в ящик об'ємом 50 літрів, що найбільше спадає нижче 100 Гц - при об'ємі ящика 10 л. А посередині – наша вихідна характеристика у 20-літровому обсязі. Бачимо: обсяг змінюється від непристойно маленького до непрактично великого, а путньої характеристики не виходить - вона або починає спадати дуже рано або спадає занадто швидко.
У динаміка, народженого для закритого ящика, як видно з наступного графіка, є можливість або потрапити в оптимум (середня крива) або "накроїти" на об'ємі, отримавши при цьому досить помітно "гукає" характеристику (верхня крива, отримана в об'ємі 10 л ). А навпаки? Чи можна при встановленні "закритого" динаміка у фазоінверторі так його налаштувати, щоб отримати рівну АЧХ? Теоретично - так, добре, що у фазоінвертора можна при незмінному обсязі перебудовувати частоту, змінюючи діаметр і довжину тунелю (на практиці - завжди довжину, зрозуміло). Починаємо експеримент із верхньої, абсолютно жахливо кривої (об'єм 20 л, частота налаштування 50 Гц) і, поступово, перебудовуючи фазоінвертор, раптом, на частоті налаштування 20 Гц, помічаємо, що дійшли дуже симпатичної кривої (нижня на графіку).
Опаньки, давайте зараз обчислимо, який тунель для цього потрібний – і вперед! Через півсекунди комп'ютерного часу отримуємо, що для того, щоб налаштувати 20-літровий об'єм на частоту 20 Гц, потрібен тунель діаметром 75 мм і завдовжки 1 м 65 см. Тобто - зріст з мініатюрної дами, а ніяк не деталь компактного сабвуфера. А ось зате "фазоінверторний" динамік дозволить з мінімальними турботами (всунути трубу - висунути трубу) перебудовувати частотку не гірше ніж еквалайзером. На графіку - результати такої діяльності в діапазоні частоти налаштування тунелю від 35 до 52 Гц, для чого знадобилася довжина тунелю від 190 до 400 мм - не бозна що навіть при найбільшому значенні.
У наступній частині саги про сабвуфери (зрозуміло, не останньої - тема безмежна, а Бог милостивий і, можливо, продовжить роки автора), ми займемося вже безпосередньо вирішенням питання про практичне втілення задуманого - для тих, хто хоче це робити сам або для тих , хто хоче вміти відрізнити роботу грамотного установника від потуг неосвіченого халтуряли Погодьтеся - навіть їдучи в таксі корисно знати, що шлях із Сокільників до Ізмайлово проходить якось осторонь Чертанова… Автор: Андрій Єлютін, АвтоЗвук; Публікація: avtozvuk.com
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Чим можна заразитися, поївши суші ▪ Тришаровий датчик зображення з пам'яттю DRAM для смартфонів
▪ розділ сайту Найважливіші наукові відкриття. Добірка статей ▪ стаття Вплив алкоголю на організм людини. Основи безпечної життєдіяльності ▪ статья Яка знаменита актриса мала подвійний ряд вій через генетичну мутацію? Детальна відповідь ▪ стаття Орієнтування у полярних районах. Поради туристу ▪ стаття Тахометр для автомашини. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття VFO на транзисторах Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page