Расчет ЧВ
Площадь сечения порта зависит от размера динамика.
На словах означает что площадь сечения порта — это полторы эффективной площади сабвуфера.
Важно знать, что эффективная площадь (Sd) высчитывается не по типоразмеру (10″, 12″ и т.д.), она всегда меньше так как корзина и часть подвеса не участвуют в излучении. Часто производители указывают это значение в документации, но если данных нет то можно воспользоваться таблицей:
Эффективная площадь сабвуфера по типоразмеру
Так же Sd можно рассчитать самому
Sd — эффективная площадь сабвуфера, см²;
где D — диаметр в сантиметрах, берется через центр от середины подвеса.
Для квадратного сабвуфера вычисление площади еще проще — нужно длину одной стороны возвести в квадрат.
Эффективная площадь сабвуферов
Соответственно площадь порта высчитывается следующим образом:
— площадь сечения порта, см²;
Настройка ЧВ зависит от длины порта и считается следующим образом:
— длина порта, м.
Fb – желаемая частота настройки, Hz
Оптимальный диапазон 35–45 Гц, о никто не запрещает настраивать низко, любите инфру — опускайте настройку.
Пример расчета
Для примера рассчитаем ЧВ с настройкой на 38 Гц, для 12 дюймового (30 см.) динамика.
Sпорта = 1,5 * 480 (из таблицы для 12″) = 720 см²
Для того чтобы ящик поместился в автомобиль порт сворачивают.
В данной статье мы не будем углубляться в теорию четвертьволнового резонатора или в простонародье — четвертьволновик (ЧВ), а рассмотрим вещи с бытовой точки зрения обычного пользователя. У данного типа оформления, используемого для сабвуфера, есть как преимущества, так и недостатки, последних впрочем совсем не много.
Основные преимуществами ЧВ являются:
- низкий уровень групповых задержек, точность проработки баса и детальность порой даже выше закрытого ящика;
- плавный и на удивление широкий диапазон воспроизводимых частот, при правильном подходе ЧВ легко отрабатывает как верхний бас, так и самый нижний;
- высокий КПД, с одинаковой мощности Вы получаете отдачу, в среднем на 20-40% превышающую фазоинверторы или бандпассы, и на 150-300% закрытый ящик.
Согласитесь, это просто отличный бонус даже к самому хорошему сабвуферу.
Однако, есть и недостатки:
- занимает приличную часть багажника, если не его весь;
- довольно требователен к выбору динамика, слабые магнитные системы, низкая величина линейного хода и тяжелая подвижная часть — все это не для ЧВ, впрочем, среди сабвуферов DD такого Вы и не встретите;
- противопоказан к использованию с мощностями, в 2 и более раза превышающими номинальную мощность сабвуфера.
В двух словах, если Вам не жалко места — ЧВ будет лучшим выбором оформления для сабвуфера. Итак, классический четвертьволновой резонатор представляет из себя тоннель определенной длины и определенной площади сечения, и все. Он удивительно прост в расчетах и при наличии свободного пространства, прост и в изготовлении. На рисунке 1 представлена принципиальная схема работы ЧВ, где красной линией указана расчетная длина туннеля. На рисунке изображен туннель с круглым сечением, но на практике в подавляющем большинстве случаев используется квадратное сечение той же площади.
Рассчитывается ЧВ следующим образом. Площадь сечения туннеля зависит от калибра сабвуфера, рассчитывается по следующей формуле. Sтуннеля = 1,5*(3,14*((Dсабвуфера/2)^2)). Проще говоря, площадь сечения туннеля равняется полторы площади сабвуфера. Длинна туннеля определяет настройку ЧВ. Используется вот такая простая формула: Lтуннеля = (343/Fb)/4, где Fb — желаемая частота настройки, результат в метрах. Мы рекомендуем использовать настройки от 34 до 47Гц, оптимальной и наиболее универсальной настройкой считаем 39-41Гц.
Пример расчета ЧВ, настроенного на 40Гц, для сабвуфера калибром 12″(30см). Sтуннеля = 1,5*(3,14*((30/2)^2)) = 1060кв.см. Lтуннеля = (343/40)/4 = 2,14метра. Для удобства, длинна туннеля (L) на всех наших рисунках изображена красной линией. Как мы видим, длина прямого ЧВ выходит около 2-х метров, для автомобиля это конечно не приемлемо и на практике не используется. Для того, чтобы уместить туннель такой длины в багажник, его необходимо свернуть. На рисунке ниже показаны классические схемы сворачивания туннеля. Рассчитали, выбрали наиболее удобную форму сворачивания, путем не сложных геометрических построений и расчетов выполнили чертеж, и готово, можно пилить и наслаждаться великолепным басом!
Для тех наших пользователей, которым качество звучания особенно важно, мы рекомендуем использовать сужающийся свернутый ЧВ. Он гораздо сложнее в изготовлении и больше в объеме, но результат безусловно впечатляющий — бас уникально быстрый, точный и глубокий. Этот вид корпуса отлично себя проявит в соревнованиях на качество звука. Разница с классическим ЧВ заключена в том, что туннель плавно сужается от 3 площадей НЧ динамика в начале до 1.5 на выходе в конце. Традиционные схемы сужающегося свернутого ЧВ показаны на рисунке ниже.
Наверняка после предварительных расчетов всех Вас беспокоит вот такой вопрос: «габариты корпуса выходят слишком большими для желаемой настройки, что будет если уменьшить площадь сечения…?» Ответ на этот вопрос прост — при уменьшении площади сечения вплоть до 0.75 площади НЧ динамика постепенно исчезают и все преимущества ЧВ. На еще меньших площадях сечения туннеля появляются неприятные струйные шумы. При площади туннеля меньше 0.5, струйные шумы вероятно на слух будут громче баса. Думаю, что теперь многим стало понятно, что такое ЧВ и почему он столь обсуждаем. Стройте свои уникальные басовые установки и делитесь впечатлениями!
по материалам сайта www.digitaldesigns.ru
Добро Пожаловать на Форум Автозвука »
Виды ЧВ
Выше мы разобрали расчет для четвертьволновика постоянного сечения, но так же существуют сужающийся и расширяющийся тоннели.
Если качество звучания для вас на первом месте, то делайте ЧВ сужающейся конструкции. Он больше по величине и сложнее изготавливается, но в результате — бас отличается точностью, быстротой и глубиной. Такой корпус подойдёт системам, ориентированным на качество звучания! В отличие от классического прямого ЧВ порт делают плавно сужающимся от 3 Sd до 1,5 Sd на выходе.
Расширяющийся порт даст самый высокий КПД и громкость за счет горбатой АЧХ.
Сужающийся порт будет короче раскрыва при одной и той же настройке. Расчетные данные смотрите в таблице:
Длина порта в зависимости от типа ЧВ
Как рассчитать резонатор к Урал самостоятельно?
Прежде всего, отметим, что основным материалом для выполнения данного аудиоустройства является многослойная влагостойкая фанера. Вход динамика по размеру соответствует выбранной модели. Объем и конструкция будут зависеть от технических задач: особенностей салона, необходимой мощности и других особенностей.
На рисунке видно, что влияет на конструкцию также направление порта и другие параметры. Иногда водителей после расчетов беспокоит, что габариты очень большие по сравнению с доступным пространством в салоне, поэтому рекомендуют конструкцию, соответствующую данной задаче.
Как влияет на звук короб для сабвуфера
Запомнить меня. Явление резонанса оказывает влияние на все колебательные процессы — механические, электрические, звуковые. Акустика — одна из таких прикладных дисциплин, где влияние резонанса особенно ощутимо.
С нежелательными резонансами приходиться бороться, полезные нужно использовать. Динамические головки, используемые в системах воспроизведения звука — пример механической колебательной системы, работающей с заходом в область резонанса. Кроме механических колебательных систем, в электроакустических преобразователях широко используются акустические колебательные системы, в которых отдельные элементы представляют собой газообразную среду.
Акустические колебательные системы используются в виде полостей, каналов, объемных резонаторов, которые в сочетании могут образовывать сложные устройства, по своему действию аналогичные резонансным контурам, фильтрам и т.
С их помощью можно выделять или подавлять определенные участки звукового диапазона частот. Поведение механических колебательных систем обычно рассматривают на примере грузика на пружинке.
Эту же модель часто используют и при анализе работы акустических систем — удобно и наглядно. Примером простейшей акустической колебательной системы является резонатор Гельмгольца. Он представляет собой сосуд сферической формы с открытой горловиной. Воздух в горловине является колеблющейся массой, а объем воздуха в сосуде играет роль упругого элемента.
Разумеется, такое разделение справедливо лишь приближенно, так как некоторая часть воздуха в полости обладает инерционным сопротивлением. Однако при достаточно большой величине отношения площади отверстия к площади сечения полости точность такого приближения вполне удовлетворительна. Основная часть кинетической энергии колебаний оказывается сосредоточенной в горле резонатора, где колебательная скорость частиц воздуха имеет наибольшую величину.
Строго говоря, резонатор представляет собой систему с распределенными параметрами. Однако если размеры резонатора малы по сравнению с длиной волны действующих на резонатор колебаний, то практически можно рассматривать такую систему, как систему с сосредоточенными параметрами.
Собственная частота резонатора Гельмгольца равна:. Например, для сосуда объемом 1 л с горловиной длиной 1 см и сечением 1 см 2 частота резонанса составит примерно Гц. Обратите внимание, что длина волны для этой частоты составляет около 2 м, что значительно больше характерных размеров резонатора. Следовательно, не может быть и речи о стоячей акустической волне в самом резонаторе.
Действительно, в полости можно возбудить только волны, длина которых меньше характерного размера резонатора:. Для данного примера это частоты выше 3 кГц. Другой вариант резонатора — органная труба. Стоячие волны в таком резонаторе возможны лишь для тех случаев, когда на длине трубы укладывается нечетное число четвертей длин волн. Соответственно, резонансные частоты будут равны:.
Хотя резонансных частот несколько, однако, сильнее всех выражена первая мода колебаний. Этому случаю соответствует четвертьволновый резонатор длиной:. Для частоты настройки 27 Гц длина трубы составит примерно 3,1 м.
Неудивительно, что церковные органы имеют колоссальные размеры. Однако пора от теории перейти к практике. Как уже отмечалось в начале статьи, акустические резонаторы можно использовать для усиления или ослабления определенного диапазона звуковых частот. Если резонатор Гельмгольца возбуждать снаружи, он становится режекторным подавляющим фильтром, поглощающим энергию внешних колебаний. Глубину режекции можно увеличить, увеличив потери в горле резонатора при помощи звукопоглощающего материала.
Он представлял собой отдельный объем в нижней части корпуса с двумя отверстиями диаметрами 23 и 31 мм в горизонтальной перегородке.
Частоты настройки составляли 50 и Гц. Кстати, и сегодня этот путь можно считать очень перспективным для использования высокодобротных динамических головок в корпусах небольшого объема.
Это позволяет сохранить высокую чувствительность акустической системы и получить при этом гладкую АЧХ, что актуально именно для car audio. Методика расчета предельно проста.
Сначала рассчитываем или измеряем частоту резонанса головки в корпусе заданного объема, затем рассчитываем на эту частоту резонатор Гельмгольца.
В конструкции современных акустических систем, однако, резонатор Гельмгольца используется крайне редко. Динамические головки низкой добротности и высокая мощность усилителей позволяют обойтись без этих ухищрений. Все же несколько примеров удалось найти. Благодаря взаимодействию резонанса волновода и резонатора Гельмгольца получен высокий уровень звукового давления на низких частотах. При объеме корпуса всего 5 литров его чувствительность достигает дБ, но, правда, Гельмгольц здесь ни при чем.
В данном случае режекторный фильтр в основном предназначен для подавления струйных шумов фазоинвертора. Резонатор Гельмгольца иногда используют при акустической обработке салонов автомобилей для подавления низкочастотных объемных резонансов салона. Однако данный конструктивный прием труднореализуем на практике ввиду существенных габаритов резонаторной батареи, проблем ее компоновки, уменьшения полезного объема багажного отделения и т. С ростом частоты настройки габариты резонаторов существенно уменьшаются, поэтому в области средних частот они используются заметно чаще.
И сегодня четвертьволновые резонаторы, и резонаторы Гельмгольца успешно используются в качестве элементов акустических студий и концертных залов. Немало примеров можно найти и других областях. Система впуска современного двигателя легкового автомобиля оборудуется устройствами шумопоглощения. Также используют четвертьволновые резонаторы в виде тупиковых трубчатых отростков с жестким донышком, подключаемых к участкам трубопровода.
Частота настройки такого режекторного фильтра изменяется в зависимости от оборотов двигателя специальной следящей системой. Кстати, череп, как и любая замкнутая полость с отверстием, тоже является резонатором Гельмгольца. По некоторым данным, резонансной областью для черепа являются частоты Гц. Как известно, облучение человека звуковыми колебаниями частотой 25 Гц в течение 30 минут при определенной интенсивности источника вызывает эпилептический припадок….
Основы акустики. Забыли логин? Регистрация Вход через соц. Шихатов Действительно, в полости можно возбудить только волны, длина которых меньше характерного размера резонатора: Для данного примера это частоты выше 3 кГц.
Соответственно, резонансные частоты будут равны: Хотя резонансных частот несколько, однако, сильнее всех выражена первая мода колебаний. Как известно, облучение человека звуковыми колебаниями частотой 25 Гц в течение 30 минут при определенной интенсивности источника вызывает эпилептический припадок… Так что поаккуратнее с сабвуферами! Hi-Fi vs. Что бы вы хотели почитать?
Про автомобильные сабвуферы? Про расчет акустики? Про домашние кинотеатры? Отстань от меня, я красная шапочка. Самое читаемые статьи Доработка колонок S Cабвуфер своими руками на 75 ГДН. Акустическая система на динамиках Visaton. Cтандарты мощности и другие понятия звукотехники. Самодельный сабвуфер. Типы акустического оформления. Улучшение звучания 25АС Новости 22 Января Первый в мире bluetooth-граммофон. Gramovox — bluetooth-граммофон, работающий на одной зарядке 15 часов.
Устройство оснащено металлическим горном, Сумасшедшие колонки. Две колонки, питающиеся от USB портов, Обновление сайта. Вот в очередной раз обновили сайт. Работ было много сделано в короткий срок, так что возможны разные баги на сайте.
Парящая акустика. Внешний вид акустики Dome, состоящей из двух сателлитов и сабфуфера, весьма привлекательный за счет геодизайна. Корпуса и Акустика из переработанной бумаги. Эко меломаны будут обожать TAU акустику за их экологический состав. Сделаны из переработанных материалов, составляющих акустической Последние комментарии А точнее? Спасибо Подробнее Ошибка в формуле расчёта эквивалентного объёма Подробнее Симтема с двумя выходами похоже не работает, векто Добрый день!
Пытался использовать формулу резонато
