programu BassPort, stworzony specjalnie do obliczania parametrów refleks basowy. Zdolny do wykonania obliczenie Różne rodzaje portów: klepsydrowe, lejkowe, okrągłe, okrągłe z kołnierzami, szczelinowe itp. Program BassPort wyposażony jest także w kalkulator pozwalający na wstępne ustawienie portu w prawdziwej obudowie subwoofera.
Program jest nieocenionym narzędziem przy obliczaniu i tworzeniu obudowy typu bass-reflex. Znając wymaganą głośność dla konkretnego głośnika i wprowadzając niezbędne wskaźniki, BassPort obliczy: jaką długość powinien mieć otwór bass-reflex, wskaże prędkość powietrza w subwooferze, a także objętość wypieranego przez niego powietrza.
Program posiada prosty i intuicyjny interfejs, wszystkie niezbędne pola do wprowadzenia danych są wyraźnie oznaczone. Przyjrzyjmy się interfejsowi tego programu.
Pierwszą rzeczą, która rzuca się w oczy, jest prędkość dźwięku, która domyślnie wynosi 344 metry na sekundę. To pole jest edytowalne. Kolejnym krokiem w obliczaniu FI jest rejestracja przychodzących danych w następujących oknach:
Po wprowadzeniu wszystkich niezbędnych danych kliknij przelicz. Następnie naciska następny przycisk poniżej i otrzymujemy rysunek przyszłego subwoofera.
Zacząłem zajmować się „konstrukcją kolumn” na początku lat 80-tych. A jeśli na początku był to tylko „głośnik w pudełku”, to oczywiście rozpoczęło się badanie wpływu parametrów pudełka (i bas-refleksu) na dźwięk głośnika.
„Konstruktorów subwooferów” jest wielu, ale dla zdecydowanej większości jest to po prostu „głośnik w pudełku” i im większy, tym lepszy. Tak, w pewnym stopniu jest to poprawne w przypadku zamkniętego pudełka. Ale jeśli chodzi o bass refleks...
Bas refleks wymaga starannej regulacji. Co widzimy w praktyce? Jako refleks basowy ludzie instalują rury kanalizacyjne o dowolnej długości, wykonują „szczelinowe refleksy basowe” na obrazku: „Wasya wykonała je według tych wymiarów” podczas instalowania innego głośnika. Każdy, kto sobie to wyobraża, ogranicza się do zrobienia zamkniętego pudełka (i słusznie!).
Istnieją oczywiście świetne programy do modelowania, takie jak JBL SpeakerShop. Ale wszystkie wymagają wprowadzenia szeregu parametrów początkowych. I nawet znając je, zwykle pojawia się rozbieżność z praktyką - ogromny(głośnik okazał się nieco inny, pudełko ma nieco inną wielkość, nie wiemy jakiego wypełniacza i w jakiej ilości, nieco inna jest rurka bass-reflex, nie znamy oporu akustycznego itp.)
Istnieje prosta technika ustawienia bass reflexu, która nie wymaga znajomości dokładnych danych źródłowych głośników, skrzynek, a także nie wymaga skomplikowanych przyrządów pomiarowych ani obliczeń matematycznych. Wszystko zostało już przemyślane i przetestowane w praktyce!
Chcę porozmawiać o prostej metodzie ustawiania odruchu basowego, która daje błąd nie większy niż 5%. Technika istniejąca od ponad 30 lat. Używałem go, gdy byłem uczniem.
Czym różni się pudełko z bass-refleksem od pudełka zamkniętego?
Każdy głośnik, podobnie jak system mechaniczny, ma swoją własną częstotliwość rezonansową. Powyżej tej częstotliwości głośnik brzmi „całkiem gładko”, poniżej tej częstotliwości poziom wytwarzanego przez niego ciśnienia akustycznego spada. Spada z częstotliwością 12 dB na oktawę (tj. 4 razy na dwukrotne zmniejszenie częstotliwości). Za „dolną granicę odtwarzalnych częstotliwości” uważa się częstotliwość, przy której poziom spada o 6 dB (tj. 2 razy).
Pasmo przenoszenia dynamiki w otwartej przestrzeni
Instalując głośnik w puszce, jego częstotliwość rezonansowa nieznacznie wzrośnie, ponieważ do sprężystości powietrza sprężonego w puszce doda się sprężystość zawieszenia dyfuzora. Wzrost częstotliwości rezonansowej nieuchronnie „pociągnie za sobą” dolną granicę odtwarzanych częstotliwości. Im mniejsza objętość powietrza w skrzynce, tym większa jest jej elastyczność, a co za tym idzie, wyższa częstotliwość rezonansowa. Stąd chęć „powiększenia pudełka”.
Linia żółta – charakterystyka częstotliwościowa głośnika w zamkniętej obudowie
Istnieje możliwość poszerzenia pudełka w pewnym stopniu bez zwiększania jego wymiarów fizycznych. Aby to zrobić, pudełko jest wypełnione materiałem chłonnym. Nie będziemy wchodzić w fizykę tego procesu, ale wraz ze wzrostem ilości wypełniacza częstotliwość rezonansowa głośnika w pudełku maleje („zwiększa się „równoważna głośność” pudełka). Jeśli wypełniacza jest za dużo, częstotliwość rezonansowa zaczyna ponownie rosnąć.
Pomińmy wpływ wielkości pudełka na inne parametry, takie jak współczynnik jakości. Zostawmy to doświadczonym „budowniczym kolumn”. W większości praktycznych przypadków, ze względu na ograniczoną przestrzeń, objętość pudełka jest dość bliska optymalnej (nie budujemy głośników wielkości szafki). Celem tego artykułu nie jest obciążanie Cię skomplikowanymi wzorami i obliczeniami.
Rozproszyliśmy naszą uwagę. Przy zamkniętym pudełku wszystko jest jasne, ale co nam daje bass refleks? Bas refleks to „rura” (niekoniecznie okrągła, może prostokątna w przekroju i wąska szczelina) o określonej długości, która wraz z ilością powietrza w pudełku ma swój rezonans. W przypadku tego „drugiego rezonansu” moc dźwięku głośnika wzrasta. Częstotliwość rezonansową wybiera się nieco niższą niż częstotliwość rezonansowa głośnika w pudełku, tj. w obszarze, w którym w głośniku zaczyna spadać ciśnienie akustyczne. W konsekwencji tam, gdzie głośnik doświadcza spadku, pojawia się wzrost, który w pewnym stopniu kompensuje ten spadek, poszerzając dolną częstotliwość graniczną odtwarzanych częstotliwości.
Linia czerwona – charakterystyka częstotliwościowa głośnika w zamkniętej obudowie z bass-refleksem
Warto zaznaczyć, że poniżej częstotliwości rezonansowej bass-reflexu spadek ciśnienia akustycznego będzie bardziej stromy niż w obudowie zamkniętej i wyniesie 24 dB na oktawę.
Tym samym bass reflex pozwala rozszerzyć zakres odtwarzanych częstotliwości w stronę niższych częstotliwości. Jak zatem wybrać częstotliwość rezonansową bass-reflexu?
Jeżeli częstotliwość rezonansowa bass-reflex jest wyższa od optymalnej, tj. będzie ona bliska częstotliwości rezonansowej głośnika w pudełku, wówczas otrzymamy „nadkompensację” w postaci wystającego garbu w paśmie przenoszenia. Dźwięk będzie miał kształt beczki. Jeśli częstotliwość zostanie wybrana zbyt nisko, wzrost poziomu nie będzie odczuwalny, ponieważ przy niskich częstotliwościach moc głośnika spada zbyt mocno (niedokompensowana).
Niebieskie linie – nieoptymalne ustawienie bass-reflexu
To bardzo delikatny punkt – albo bass reflex da efekt, albo nie da żadnego efektu, albo wręcz przeciwnie, zepsuje dźwięk! Częstotliwość bass-refleksu musi być dobrana bardzo precyzyjnie! Ale gdzie można uzyskać taką dokładność w garażu lub w domu?
Tak naprawdę współczynnik proporcjonalności między częstotliwością rezonansową głośnika w pudełku a częstotliwością rezonansową bass-refleksu w zdecydowanej większości rzeczywistych konstrukcji wynosi 0,61 - 0,65, a jeśli przyjmiemy, że jest równy 0,63, to błąd nie będzie więcej niż 5%.
1. Vinogradova E.L. „Projektowanie głośników o wygładzonej charakterystyce częstotliwościowej”, Moskwa, wyd. Energia, 1978
2. „Więcej o obliczeniach i produkcji głośnika”, g. Radio, 1984, nr 10
3. „Ustawianie odruchów basowych”, g. Radio, 1986, nr 8
Teraz przełóżmy teorię na praktykę – ona jest nam bliższa.
Jak zmierzyć częstotliwość rezonansową głośnika pudełkowego? Jak wiadomo, przy częstotliwości rezonansowej zwiększa się „moduł całkowitego oporu elektrycznego” (impedancja) cewki drgającej. Krótko mówiąc, opór rośnie. Jeśli dla prądu stałego jest to na przykład 4 omy, to przy częstotliwości rezonansowej wzrośnie do 20 - 60 omów. Jak to zmierzyć?
Aby to zrobić, należy podłączyć szeregowo z głośnikiem rezystor o wartości o rząd wielkości większej niż rezystancja własna głośnika. Odpowiedni jest dla nas rezystor o wartości nominalnej 100–1000 omów. Mierząc napięcie na tym rezystorze, możemy oszacować „moduł impedancji” cewki drgającej głośnika. Przy częstotliwościach, w których impedancja głośnika jest wysoka, napięcie na rezystorze będzie minimalne i odwrotnie. Jak więc to zmierzyć?
Pomiar impedancji głośników
Wartości bezwzględne nie są dla nas istotne, wystarczy znaleźć maksymalną rezystancję (minimalne napięcie na rezystorze), częstotliwości są dość niskie, więc można użyć zwykłego testera (multimetru) w trybie pomiaru napięcia AC. Skąd wziąć źródło częstotliwości dźwięku?
Oczywiście jako źródło lepiej zastosować generator częstotliwości audio… Ale zostawmy to profesjonalistom. „Nikt nam nie zabrania” stworzyć płytę CD z nagranym zakresem częstotliwości audio, stworzonym w jakimś programie komputerowym, np. CoolEdit lub Adobe Audition. Nawet ja, mając w domu przyrządy pomiarowe, stworzyłem płytę CD zawierającą 99 utworów po kilka sekund każdy, w zakresie częstotliwości od 21 do 119 Hz, w krokach co 1 Hz. Bardzo wygodnie! Wkładam to do radia, ty przeskakujesz utwory i zmieniasz częstotliwość. Częstotliwość jest równa numerowi ścieżki + 20. Bardzo proste!
Proces pomiaru częstotliwości rezonansowej głośnika w pudełku wygląda następująco: „zatykamy” otwór bass-reflex (kawałek sklejki i plasteliny), włączamy płytę CD, aby odtwarzać, ustawiamy akceptowalną głośność i bez zmiany to „przeskocz” po torach i znajdź tor, na którym napięcie na rezystorze jest minimalne. To wszystko – znamy częstotliwość.
Przy okazji, równolegle mierząc częstotliwość rezonansową głośnika w pudełku, możemy dobrać optymalną ilość wypełniacza do pudełka! Stopniowo dodając ilość wypełniacza obserwujemy zmianę częstotliwości rezonansowej. Znajdujemy optymalną wielkość, przy której częstotliwość rezonansowa jest minimalna.
Znając wartość „częstotliwości rezonansowej głośnika w pudełku z wypełniaczem” łatwo jest znaleźć optymalną częstotliwość rezonansową bas-refleksu. Po prostu pomnóż to przez 0,63. Przykładowo częstotliwość rezonansową głośnika w pudełku uzyskaliśmy na poziomie 62 Hz - zatem optymalna częstotliwość rezonansowa bas-refleksu będzie wynosić około 39 Hz.
Teraz „otwieramy” otwór bass-refleksu i zmieniając długość rury (tunelu) lub jej przekrój, dostrajamy bass-refleks do wymaganej częstotliwości. Jak to zrobić?
Tak, używając tego samego rezystora, testera i płyty CD! Trzeba tylko pamiętać, że przy częstotliwości rezonansowej bass-refleksu wręcz przeciwnie, „moduł całkowitego oporu elektrycznego” cewki głośnika spada do minimum. Dlatego nie musimy szukać minimalnego napięcia na rezystorze, ale wręcz przeciwnie, maksymalnego - pierwszego maksimum, znajdującego się poniżej częstotliwości rezonansowej głośnika w pudełku.
Naturalnie częstotliwość strojenia bass-refleksu będzie różnić się od wymaganej. I wierzcie mi - bardzo... Zwykle w stronę niskich częstotliwości (niedokompensowanie). Aby zwiększyć częstotliwość strojenia typu bass-reflex, należy skrócić tunel lub zmniejszyć jego przekrój poprzeczny. Należy to robić stopniowo, pół centymetra na raz...
Tak będzie wyglądał moduł impedancji głośnika w pudełku z optymalnie dostrojonym bass-refleksem w zakresie niskich częstotliwości:
To cała technika. Bardzo proste, a jednocześnie dające dość dokładny wynik.
Zaproponowana metoda obliczania bas-refleksu opiera się na najprostszych pomiarach przeprowadzonych na bardzo konkretnym przykładzie głośnika zamontowanego w akustycznym bas-refleksie i na nomograficznym określeniu jego wymiarów.
Przede wszystkim kierując się rys. 1 i stół, konieczne jest wykonanie „standardowej objętości” - uszczelnionego pudełka ze sklejki, którego wszystkie połączenia są starannie dopasowane, sklejone i pokryte plasteliną, aby uniknąć wycieków powietrza.
Następnie mierzona jest częstotliwość rezonansu własnego głośnika umieszczonego w wolnej przestrzeni. W tym celu zawiesza się go w powietrzu z dala od dużych obiektów (mebli, ścian, sufitu). Schemat pomiarowy pokazano na rys. 2.
Ryż. 2
Tutaj ZG jest stopniowanym generatorem dźwięku, V jest woltomierzem lampy prądu przemiennego, a R jest rezystorem o rezystancji 100-1000 omów (przy wyższych wartościach rezystancji pomiar jest dokładniejszy).
Obracając pokrętło regulacji częstotliwości generatora dźwięku w zakresie od 15-20 do 200-250 Hz, uzyskaj maksymalne wychylenie wskazówki woltomierza. Częstotliwość, przy której odchylenie jest maksymalne, jest częstotliwością rezonansową głośnika w wolnej przestrzeni Fв.
Kolejnym etapem jest określenie częstotliwości rezonansowej głośnika Fв, gdy pracuje on na „standardowej głośności”. W tym celu głośnik wraz z dyfuzorem umieszcza się w otworze o „standardowej objętości” i lekko dociska, aby uniknąć wycieków powietrza na styku powierzchni. Metoda określania częstotliwości rezonansowej jest taka sama, ale w tym przypadku będzie 2-4 razy wyższa.
Ryż. 3
Ryż. 4
Znając te dwie częstotliwości, wymiary odruchu basowego określa się za pomocą nomogramów. W zależności od średnicy dyfuzora głośnika należy wybrać nomogram pokazany na ryc. 3 (dla średnicy 200 mm), na ryc. 4 (dla średnic 250 i 300 mm) lub na rys. 5 (dla średnicy 375 mm). Korzystając z wybranego nomogramu, wielkość odruchu basowego określa się, łącząc linią prostą punkty odpowiadające znalezionym częstotliwościom na osiach „Częstotliwość rezonansowa”.
Ryż. 5
Fв (patrz rys. 4 punkt A) i „Częstotliwość rezonansowa” Fя (punkt B). Zaznacz punkt przecięcia C z osią pomocniczą i stąd poprowadź drugą prostą przez punkt D do osi „objętość optymalna”. Wartość odpowiadająca nowemu punktowi przecięcia E to wymagana objętość.
Jeżeli nie ma specjalnych względów do zaprojektowania pudełka o specjalnej konfiguracji, wówczas obliczenia jego wymiarów wewnętrznych dla danej objętości można dokonać za pomocą nomogramu pokazanego na ryc. 6. Szerokość odruchu basowego będzie równa 1,4-krotności wysokości, a wysokość będzie równa 1,4-krotności głębokości. Korzystanie z nomogramu nie jest trudne: narysuj linię prostą między skrajnymi osiami, na których wykreślone są wartości objętości. Punkty przecięcia prostej z osiami A, B, C wyznaczą szerokość, wysokość i głębokość pudełka. Przyjmuje się, że średnicę wycięcia na głośnik odpowiada rozmiarowi C wskazanemu w tabeli.
Ryż. 6
Następnie po określeniu średnicy tunelu należy określić jego długość i sprawdzić, czy mieści się on w puszce bass-reflex. Długość tunelu można odczytać z wykresów przedstawionych na ryc. 7, dla trzech średnic wewnętrznych: wykresy A – dla średnicy 50 mm, B – dla średnicy 75 mm i B – dla średnicy 120 mm. Po wybraniu odpowiednich wykresów długość tunelu wyznacza się z częstotliwości Fb i określonej wcześniej objętości odruchu basowego (przykład na rys. 7, B). Powinna być o 35-40 mm mniejsza niż wewnętrzna głębokość skrzynki. Jeśli to nie zadziała, możesz nieznacznie zmienić konfigurację skrzynki, zachowując jej objętość lub przyjąć inną średnicę tunelu.
Ryż. 7
Bas-refleks wykonano ze sklejki o grubości około 30 mm. Jeśli nie masz tak grubej sklejki, to dla zwiększenia sztywności musisz wkleić wewnątrz pudełka pręty 25x75 mm po przekątnej lub w poprzek. Pudełko jest montowane za pomocą śrub i kleju, a wszystkie szwy są uszczelnione. Zaleca się mocowanie tylnej ściany za pomocą wkrętów (pięć sztuk z jednej strony) z podkładką filcową. Tunel wykonany jest z grubościennej tuby kartonowej.
Po wykonaniu bass-refleksu i zamontowaniu w nim głośnika zaczynamy go tłumić. W tym celu zaleca się całkowite pokrycie głośnika od tyłu warstwą waty szklanej o grubości 25-50 mm, mocując ją do płytki wokół uchwytu dyfuzora za pomocą pierścienia przykręcanego śrubami lub wkrętami.
Ryż. 8
Wystarczalność tłumienia sprawdza się korzystając ze schematu pokazanego na rys. 8. Przyjmuje się, że rezystancja rezystora I wynosi około 0,5 oma. Jeżeli znany jest współczynnik tłumienia K wzmacniacza, z którym urządzenie będzie współpracować, oraz znana jest rezystancja cewki głośnika na prąd przemienny r, to można ją wyznaczyć ze wzoru R = r/K omów. Przesuń przełącznik z jednej pozycji do drugiej, posłuchaj kliknięcia w głośniku. Jeśli jest dość wyraźnie i nie słychać „dudnienia” i „dzwonienia”, to tłumienie jest wystarczające. Ostateczną decyzję podejmuje się po przesłuchaniu muzyki orkiestrowej z dobrze zdefiniowanym basem i wysokimi tonami.
(RADIO nr 1 1968, s. 29-30)
Każdy właściciel samochodu może zbudować pełnoprawny system akustyczny we wnętrzu samochodu. Wiele osób instaluje głośniki przednie. Tutaj zaczyna się jakość dźwięku. Zapewniają naturalny dźwięk nawet przy niskich częstotliwościach. Kiedy to staje się niewystarczające, myślą o zastosowaniu subwoofera. Podkreśla głębię basu i zwiększa ciśnienie akustyczne. Za pomocą odpowiednio dobranego i zainstalowanego subwoofera można całkowicie zmienić dźwięk.
Subwoofery są dostępne w różnych typach i jakościach. Aby jednak uzyskać jak najwyższą jakość akustyki, zaleca się zaprojektowanie ich obudów. Najpopularniejszą metodą projektowania jest konstrukcja zamknięta i bass-refleks. Czasami miłośnicy dźwięku wolą pasmowy, pasywny radiator lub obciążenie akustyczne. Co to jest bass reflex i jak jest zainstalowany?Przyjrzyjmy się temu szczegółowo.
Zamknięte pudełko (pudełko) to obudowa głośnika. Jego objętość jest porównywalna z objętością kolumny.
Bas refleks dla subwoofera to konstrukcja będąca specjalnym otworem w obudowie. Może to być również wbudowana w nim rura łącząca objętość wewnętrzną z przestrzenią zewnętrzną. Inaczej nazywa się go portem bass-reflex. System ten różni się od zamkniętej skrzynki tym, że nie tłumi drgań wydobywających się z tyłu dyfuzora. Wręcz przeciwnie, w ten sposób uzupełnia promieniowanie. Daje to znaczny wzrost dźwięku.
Bas refleks ma inny typ - grzejnik pasywny. Portem jest tutaj specjalny układ lub prosty głośnik, który nie jest podłączony do wzmacniacza.
System akustyczny, a także subwoofery można łatwo obliczyć za pomocą programów online. Można je po prostu pobrać z Internetu. Automatyczne obliczenia przeprowadzane są poprzez podstawienie danych o elementach dźwiękowych. Tutaj musisz znaleźć informacje o właściwościach technicznych niezbędnych do obliczeń.
Wszystkie informacje można uzyskać z wbudowanego programu bazodanowego. Jeśli cechy są już znane, wprowadza się je ręcznie. Program online jest również wygodny, ponieważ umożliwia wybór głośników, które zapewnią najlepszą moc wyjściową.
Najprostsze formy akustyki to zamknięta skrzynka i bass-refleks. Nie jest konieczne, aby znali dokładne dane. Wystarczą obliczenia za pomocą wzorów.
Będziesz musiał znaleźć trzy główne wskaźniki dynamiki. Wynikiem będzie wybór objętości wewnętrznej kolumny. Zwróć uwagę na stosunek częstotliwości rezonansowej w paszporcie do współczynnika jakości. Jeśli wskaźnik jest mniejszy niż 100, nie zaleca się instalowania tego głośnika w zamkniętej obudowie. Ponieważ powietrze jest sprężane w zamkniętym nadwoziu, zwiększa się sztywność zawieszenia.
Wyprowadzono specjalne wzory, które wiążą częstotliwość rezonansową, współczynnik jakości i objętość: odpowiednio Fc, Qtc, Vb, z tymi samymi parametrami w paszporcie. Formuły można dokładnie sprawdzić na zdjęciu.
Za pomocą formuł wybiera się wymaganą objętość obudowy. Ważne jest, aby częstotliwość rezonansowa głośników nie była wyższa niż 50 Hz. A współczynnik jakości zbliżał się do 0,7.
Inwerter fazowy oblicza się, wybierając głośniki, których współczynnik jakości wynosi od 0,3 do 0,5, a stosunek częstotliwości rezonansowej wynosi 50 (nie mniej).
W takim przypadku konieczne jest obliczenie następujących parametrów:
Informacje o pudełku wybiera się za pomocą tych samych wzorów, co przy obliczaniu pudełka zamkniętego. Tylko tutaj współczynnik jakości kolumny jest inny: od 0,6 do 0,65. Dane portu są określane na podstawie wartości częstotliwości, na którą dostrojony jest bass-reflex. Jest ona wybierana wraz z częstotliwością rezonansową głośnika. Ale mogłoby być mniej. Obliczenia przeprowadza się za pomocą wzorów znajdujących się również na zdjęciu.
Obliczona długość jest czasami większa niż zalecana wartość maksymalna. Istnieją jednak sposoby, które pomagają zmniejszyć tę długość. Wyjście okrągłego bas-refleksu umieszczono na płaszczyźnie panelu. Pozwala to na przyrost długości wynoszący około 0,85. A rura bass reflex ma na końcu kołnierze, co może jeszcze bardziej wzmocnić efekt.
Można zaoszczędzić około 15% długości, umieszczając bass reflex blisko jednej strony głośnika. Jeśli zastosujesz port w kształcie ściętego stożka (okrągłego lub prostokątnego), umożliwi to zmniejszenie długości o 35%.
Powyższe metody są dość proste i nie wymagają skomplikowanych przyrządów pomiarowych i obliczeń matematycznych. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę kilka dodatkowych punktów:
Aby skonfigurować bass reflex online, w jednym z programów, będziesz potrzebować bardzo dokładnych danych o wszystkich parametrach. Ale program może nadal generować duży błąd. Dlatego większość użytkowników próbuje samodzielnie dostosować akustykę.
