M větší krabice, tím lépe?

Jeden článek jsem už napsal, ale kvůli neustálému studiu látky jsem každý den něco opravoval a doplňoval. Proto jsem se rozhodl jej přepsat s využitím všech informací získaných z fór, knih a praktických prací.
1. Subwoofer.
Reproduktor má tři základní vlastnosti, které ovlivňují jeho výkon a konstrukční výpočty.
Qts je celkový faktor kvality reproduktoru. Hmota a tuhost pohybu reproduktoru ho táhne nahoru a motor složený z magnetu a cívky jej zpomaluje. Tuhost reproduktoru ovlivňuje odpružení a středící podložka a také vzduchová podpora v boxu. Silný magnet snižuje faktor kvality.
Vas je ekvivalentní objem. Na tomto parametru z větší části závisí velikost naší budoucí krabice, čím větší Vas, tím větší je naše krabice. Vas závisí na velikosti reproduktoru a tuhosti mechaniky. Plocha difuzoru tento parametr zvyšuje a tuhost klesá.
Fs je rezonanční frekvence. Na této frekvenci závisí hloubka našich basů, spodní hranice frekvence. Výtlačná hmota snižuje tuto frekvenci a zvyšuje se tuhost.
1.1 Začněme výběrem reproduktoru pro náš systém.
Poměr Fs/Qts vám napoví, kterému designu se bude hodit. 60 a méně je vhodné pro ZY a BP4, více než 60 FI nebo BP6. Například obrovský reproduktor s obrovským magnetem Qts=0,27 Fs=30Hz. Rozdělme to, vyjde to na 111, nemá smysl to strkat do ZY, ale je to perfektní pro BP6, stejně jako pro FI. Díváme se, poblíž je menší reproduktor a malý magnet. Qts=0,5 Fs=30Hz. Fs/Qts=30/0,5=60. Lze umístit do krabic FI i ZY. Záleží také na váze pohybu, s jakým zpožděním se bude pohybovat, když je dán signál. Proto je pro rychlé basy vhodný 10″ nebo 12″ subwoofer, pro rozmazané, tlusté basy 15″ nebo 18″. To znamená, že pro hlízu má smysl dát 2 x 10″ místo jedné 12″ nebo 2 x 12″ místo jedné 15″. Toto schéma nebude fungovat pro odposlechové černochy.
Uzavřená krabice je vhodná pro téměř jakýkoli hudební žánr, má relativně plochou frekvenční charakteristiku. Dále se podíváme na Qts, protože G-box je vhodný od 0,5 do 0,7 a čím vyšší je faktor kvality od 0,5, tím větší bude potřeba krabici vyrobit. Existuje podrobný článek o zamčených schránkách jiné osoby (www.drive2.ru/b/480725176435081430/), takže o nich přidám jen pár slov. Jeden britský fyzik Butterworth vypočítal, že s Qts=0,707 dostaneme po rezonanční frekvenci plochou frekvenční odezvu. Proto se při výpočtu SG boxu budeme snažit o tento parametr. Koupili jsme například reproduktor s charakteristikami Qts=0,5 Fs=30Hz a Vas=30l. Abychom zvýšili faktor kvality, musíme změnit elasticitu vzduchu, který bude držet reproduktor jako pružina. 0,707/0,5=1,4, to znamená, že naše rezonanční frekvence, stejně jako faktor kvality, se také zvýší 1,4krát. 30Hz x 1,4 =42Hz, právě od této frekvence budeme mít plynulou odezvu, právě od této frekvence budeme poslouchat naše basy na plnou hlasitost a budeme snímat i další frekvence v rozmezí -3dB, tzn. od 37 Hz.
Dále ze vzorce fc = fs · (1 + Vas/V) na mocninu 0.5 (kde fs a Vas se dívají na údaje z pasu mluvčího a fc je rezonanční frekvence mluvčího v krabici, v tento příklad, 42 Hz), vypočítáme krabici. Aby se Qts a Fs zvýšily 1,4krát, je nutné, aby se objem krabice rovnal objemu Vas.
Co když uděláte krabici o takovém objemu, že faktor kvality je vyšší nebo nižší než hodnota Butteworth? Pokud je faktor kvality nižší, bude hlasitost nadále stoupat nad rezonanční frekvenci, což znamená, že se dolní frekvenční limit posune výše a při velmi nízkém faktoru kvality může opustit dílčí rozsah. Pokud je faktor kvality vyšší, po rezonanci začne hlasitost klesat. Grafy různých faktorů kvality si můžete prohlédnout zde www.audiomania.ru/content/art-1792.html
1.2 Bassreflexový box.
Vezmeme reproduktor s Qts=0,4 nebo méně. Podstatou této konstrukce je zvýšení účinnosti reproduktoru, to znamená zvýšení hlasitosti jedné frekvence nebo frekvenčního rozsahu na maximum, ale s menším ziskem. Pojďme spočítat krabici. Naštěstí potřebujeme krabici, kde se Qtc (faktor kvality reproduktoru v krabici) bude rovnat Qts (faktor kvality reproduktoru podle pasových údajů), což znamená, že potřebujeme hlasitost Vas x3. Tím odstraníme vliv vzduchu v boxu na tuhost pohybu reproduktoru, což znamená, že rezonanční frekvence se nezmění a SPLo neklesne (maximální tlak). Dále maximalizujeme citlivost reproduktoru pro tuto konstrukci úpravou rezonance portu na rezonanci reproduktoru v tomto boxu.
Například máme reproduktor s Qts=0,5 Fs=30Hz a Vas=30l. Pokud uděláme krabičku o objemu 3xVas=30L x 3=90L čistou (+ hlasitost vytlačená reproduktorem a + hlasitost portu), tak rezonance zůstane na 30Hz a port naladíme na tuto frekvenci . Získáte maximální hlasitost subwooferu s minimálním výkonem. V takovém boxu je potřeba použít minimální výkon, aby se reproduktor rozhýbal. Ale není to tak jednoduché. V takové krabici není reproduktor nijak tlumen, tedy není podporován vzduchem. V tomto případě, pokud je zesilovač nebo klip nesprávně nakonfigurován, můžete zaznamenat nadměrné cestování a okamžité přehřátí reproduktoru. Pokud to nebudete sledovat, můžete to spálit. Vždy je tedy potřeba volit hlasitost alespoň o něco méně. Ale i když je reproduktor maximálně utlumený, můžete ho také snadno spálit, protože do reproduktoru dodáváme více výkonu, než je nominální hodnota, abychom ho rozpohybovali a frekvenční odchylka od vrcholu impedanční křivky bude také házet cívka z mezery.
Řekněme, že máme stále stejný reproduktor Qts=0,5 Fs=30Hz a Vas=30l. Port můžete nastavit na slyšitelnou frekvenci 35Hz, nebo u dubstepu a jahody na 40Hz se to dělá snížením hlasitosti z 3xVas. To znamená, že zvyšujeme elasticitu vzduchu v boxu, zvyšuje se faktor kvality, ale bohužel klesá citlivost a SPL, což znamená, že budeme muset použít více síly, abychom vrátili objem, který byl v boxu 3xVas. Když faktor kvality překročí 0,7, bude nutné nalít mnohem více energie a v určitém okamžiku můžete reproduktor spálit. Existuje ještě jeden důvod, proč je lepší objem krabice nezmenšovat. Difuzér, když je na něj aplikována zátěž, by měl „fungovat“ jako píst – to je ideální. Ale „ve skutečnosti“ kvůli nedostatečné pevnosti při zatížení se difuzor začne prohýbat a oscilovat, což vede ke zkreslení. Čím tužší je vzduchový polštář v krabici, tím větší zkreslení uslyšíte.

FI pro Fc=35Hz. Fc/Fs=35/30=1,16666…, Qtc (náš faktor kvality v krabici) 0,5 x 1,16666… =0.58
1,16666… na druhou = 1,361
1,361-1 = 0,361
objem našeho boxu je V=Vas/0,361=30/0,361=83,1 litrů čistého. Ukazuje se, že snížením objemu z 90 litrů na 83,1 litrů jsme zvýšili rezonanční frekvenci z 30 Hz na 35 Hz. Podle toho nakonfigurujeme port.

FI pro Fc=40Hz. Fc/Fs=40/30=1,3333. Qtc=0,5 x 1,3333. = 0,66 se přiblížil k 0,707, pak bych u tohoto reproduktoru raději nesnižoval hlasitost boxu.
1,3333… na druhou = 1,777
1,777-1 = 0,777
V= Vas/0,777= 38,6l
Existuje další možnost nastavení portu, která je použitelná hlavně pro středobasové woofery. Když náš reproduktor v krabici nebo třeba ve dveřích nehraje tak nízko, jak bychom chtěli, můžeme nastavit port na frekvenci Fc x 0,63. To znamená, že pokud máme v našem návrhu rezonanční frekvenci 80 Hz, uděláme port na 80 x 0,63 = 50 Hz, což sníží frekvenční odezvu.
Dále o přístavu. Čím větší plocha portu, tím vyšší hlasitost, ale také vyšší zkreslení. Po skončení signálu vzduch ve fázi pokračuje v houpání a vydávání zvuků, a čím je vzduch těžší, tím hlasitěji a déle to dělá. Ale když uděláte mělký port, začne to pískat jako trubka. Když googlíte, najdete na internetu tabulku průřezů portů vzhledem k velikosti reproduktorů. Na internetu je i kalkulačka, pomocí které si spočítáte délku portu vzhledem k jeho průřezu a objemu krabice.
1.3 Výběr nastavení portu FI boxu. Impedance.
Reproduktor má vlastní aktivní odpor proti stejnosměrnému proudu. Ale když přivedeme signál, cívka se začne pohybovat v mezeře magnetického obvodu na různých frekvencích s různými rychlostmi a zdvihy a vytváří různý odpor vůči střídavému proudu (impedanci). Kolem rezonanční frekvence bude maximální impedanční špička. To znamená, že tuto frekvenci a sousední frekvence budeme poslouchat co nejhlasitěji s minimálním příkonem. Proto odborníci, kteří počítají reproduktorové skříně a ptají se vás, jakou hudbu posloucháte. Například v FI boxu s nízkým nastavením můžete poslouchat nízko hrající skladby bez obav z poklesu napětí, ale pokud zapnete jahodu, uvidíme divoké poklesy. Naopak v krabici s rezonancí reproduktoru a 50Hz portem může nějaký slabý signál na začátku nárůstu impedance rychle vybít baterii. Například existuje box naladěný na 30 Hz, ale neposloucháte skladby s tak nízkými basy, ale jednoduše jste si jej koupili na radu fóra. Téměř vždy budete mít nízké napětí při vysoké hlasitosti. Pokud nevíte, který box je pro vás ten pravý, je lepší se zaměřit na 40Hz. Tato frekvence a sousední rozsah se používá ve většině stop.
1.4 Pásmové propusti. BP4
Existují pásma pro 4., 6., 8. atd. objednávka. Nejběžnější jsou BP4 a BP6. V BP4 vybíráme reproduktory pro ZYa, v BP6 pro FI. V BP4 je uzavřená komora počítána jako GY box, FI komora může být 1-3krát větší než GY. To znamená, že poměr 1 ku 1 zvýší faktor kvality reproduktoru, čímž posune spodní frekvenční limit výše, čímž se zvýší výstup na frekvenci portu. Tzn., že jako u high-Q článku všechny frekvence nad a pod rezonancí ztratí na hlasitosti, ale díky tomu, že vzduch drží reproduktor pevněji, můžeme dodat více výkonu, aby se začal hýbat. Pokud zvýšíme Vas 3krát a vzhledem k SG komoře to může být 2-2,5krát, snížíme faktor kvality na vypočítaný v SG boxu a získáme rovnoměrnější odezvu. Pokud nemáte potřebné měřicí nástroje, je lepší zvolit port v programu s emulací frekvenční odezvy.
1.5 BP6.
V BP6 stejným způsobem nejprve vypočítáme FI box, zakryjeme ho druhým FI boxem. Velké kamery budou produkovat hrboly na frekvencích ladění portu a pokles mezi nimi, stejně jako větší hlasitost než u malých. Malé kamery mají relativně plochou frekvenční odezvu s nárůsty při rezonancích, ale účinnost bude nižší.
Například náš stejný reproduktor Qts=0,5, Vas=30, Fs=30. Dáme to do BP6 a nakonfigurujeme porty s intervalem jedna oktáva, 30Hz a 60Hz. Nyní si představte, že jsme obě komory boxu vyrobili o objemu 3xVas, tedy po 90 litrech pro daný reproduktor. Rezonance reproduktoru a prvního portu na 30Hz bude mnohem hlasitější než rezonance druhého portu na 60Hz, bude mezi nimi mezera, ale reproduktor v takové krabici bude mít maximální citlivost. Graf bude mít 2 hrboly, ale první bude mnohem větší než druhý. Pokud začneme snižovat hlasitost druhého fotoaparátu s 60Hz portem, pouze tento hrb ztišíme. Druhou kameru tedy necháme na pokoji a začneme zmenšovat první. Hlasitost prvního hrbu na 30Hz začne klesat tím, že rezonanční frekvence jde výše a pod ní je pokles o 12 dB/oktávu a port ladíme na frekvenci, která je nižší než rezonance. Rezonanční hrby se začnou srovnávat a zde je vhodné grafy emulovat v nějakém programu na počítání krabiček, protože ruční počítání vzorců a následné kreslení grafů na papír je zbytečná ztráta času. V určitém okamžiku se hlasitost hrbu při 30 Hz vyrovná s hlasitostí při 60 Hz. Dále se podíváme na pokles frekvence mezi 30 a 60. Pokud jsou v rozmezí 3 dB, lze krabici sestavit. Pokud ne, potřebujeme zmenšit komoru s portem o 60Hz tak, aby se hlasitost tohoto hrbolu dostala do rozsahu hlasitosti 3dB se zbývajícími frekvencemi mezi 30 a 60, a poté snížíme první komoru zpět, abychom hrboly vyrovnali.
Upd. Když se dlouho díváte na vzorce, koukáte na grafy, odhadujete závislosti, časem začnete chápat, na co přesně přišel ten, kdo jako první postavil pásmovou propust 6. řádu. Je tam např. FI box. Sedíte a přemýšlíte o tom, jak nahlas produkovat nejen jednu frekvenci, ale řadu frekvencí. Port na 30Hz dává příjemný hmatový vjem, na 35Hz jsou hluboké tlusté basy, na 40-45Hz dostáváme energické basy, na 50Hz to bije do hrudi. Pokud nastavíme port na 30Hz, bude 50Hz znít docela tiše a naopak u 50Hz portu je dole dost strmý pokles. Co když uděláte dva porty různých velikostí s různými rezonancemi? Například spočítejte bednu tak, aby rezonanční frekvence reproduktoru byla mezi dvěma porty na 40 Hz, jako je střed basového rozsahu. První port nastavíme o půl oktávy níže od 40Hz, tedy 30Hz, v tomto okamžiku bude pokles -6dB od rezonance reproduktoru a port využijeme k vyrovnání frekvenční charakteristiky zespodu. Druhý port nastavíme také na -6dB, ale po rezonanci reproduktoru. V mé emulaci to také vyšlo o půl oktávy vyšší než 40Hz, tedy 60Hz. Vezmeme náš reproduktor Pride St12, Qts=0,27 Vas=29l a Fs=30Hz. Počítejme první kameru jako běžný FI na 40Hz. Fc/Fs = 40/30 = 1,3333 na druhou = 1,77777-1 = 0,777 V = 29/0,777 = 37,3 l + zdvihový objem reproduktoru 14 l = 51,3 l. Faktor kvality 0,36. Druhou komoru děláme 3 x Vas, aby vzduch v ní nijak neovlivňoval náš kvalitativní faktor v první komoře. 29×3=87l.
1.6 Jak umístit krabici do auta?
Maximální hlasitost uslyšíme, pokud se k našim uším dostane čtvrtina vlny potřebné frekvence, tedy stojaté vlny. 85,75 vydělíme frekvencí, kterou chceme slyšet, například 35Hz. Ukazuje se, že od reproduktoru k uchu by mělo být 2 m 45 cm. To může být buď v přímé linii, nebo odražené od zadní části karoserie a od čelního skla. Je lepší nasměrovat port doleva nebo doprava a zatížit jej nějakou stěnou, pokud je reproduktor více než 2,45 m od reproduktoru, který potřebujeme, nebo nasměrovat port směrem do kufru, pokud je méně. Je také lepší to zkontrolovat v autě, protože různé odrazy vln zvýší hlasitost různými způsoby v oblasti poslechu. Umístění boxu ovlivňuje i frekvenční odezvu, pokud je reproduktor 2,45 m od ucha, bude lépe slyšet 35 Hz. Pokud dáte reproduktor tak, že 2,45 m je odraz od předního ucha k uchu, tak v přímce to budou přesně 2 m, a to je 42,5 Hz. Přidejme sem také různé odrazy různých délek a ukáže se, že všechny basy budou hrát hlasitěji od 35 do 42,5 Hz. Pokud takové vzdálenosti v autě nemáte, máte „štěstí“. Máte sedan s izolovaným kufrem. Jedinou možností je zapíchnout reproduktor do police tak, aby podél trajektorie podél střechy a odrazu od čelního skla byla požadovaná vzdálenost, můžete reproduktor umístit do police, změřit tuto vzdálenost a také vypočítat požadovanou frekvenci portu pomocí vzorce 85,75/délka. Nebo umístěte box na zadní sedadlo hned za sedadlo řidiče, reproduktorem nahoru a portem směrem k pravým dveřím. Zvuk reproduktoru v izolovaném kufru je přenášen pouze vibracemi těla. Nejdřív jsem měl krabici také v kufru, ale je to na prd. Byl tam klakson na 40Hz, všichni kolem to slyšeli kromě mě. Udělal jsem okénko v poličce, hlasitost je stále mnohem nižší, dokonce jsem zkoušel udělat 70Hz port v poličce, je to pecka, udělat z kufru BP8 je potřeba úplně odstranit všechny vibrace z těla . Také hlasitost v oblasti poslechu je snížena o 2/4 vlnové délky. Obecně subinka v kufru měla pocit, že hraje kolem 140 dB a níže, přesunul jsem ji do kabiny, sedadla, zrcátka, nos a vlasy se začaly pohybovat od větru :)
2.0 přední reproduktory. Zde, stejně jako u subwooferu, poměr náročnosti pohybu k jeho tuhosti ovlivňuje maximální hlasitost. Pro soutěže se vybírají reproduktory co nejhlasitější, ale pro každodenní použití nejsou nijak zvlášť vhodné. Ve dveřích je přibližně 30 litrů, musíte počítat s dostatečným objemem pro každý reproduktor, protože se zvýší rezonanční frekvence a prostě nebudou žádné minima. A pokud nainstalujete hodně reproduktorů, v určitém okamžiku začne elasticita vzduchu držet reproduktory, takže do nich budete muset nalít mnohem více energie, aby se rozhýbaly, což způsobí jejich spálení a roztržení.
Příklad konstrukčního výpočtu pro 8″ středobasový pop reproduktor s použitím Sundown Audio SXMP-8 jako příkladu. Fs=86Hz Qts=0.45 Vas=13,5l. Na základě kvalitativního faktoru a Vas lze vidět, že GV musí být dostatečně velké, aby reproduktor mohl hrát zespodu, a my chceme několik těchto reproduktorů umístit do dveří. Dveře mají asi 30 litrů, takže dáme pár těchto reproduktorů. Pro každý bude objem 15 litrů, podle vzorce fc = fs · (1 + Vas/V) na mocninu 0.5 se ukáže, že rezonanční frekvence se zvýší 1,38krát, 86 Hz x 1,38 = 119 Hz, s Qtc = 0,45 x 1,38, 0,621 = 0,707. Vzhledem k tomu, že faktor kvality mírně klesl pod 120, znamená to, že pokles nebude ani na 135 Hz, ale začne o něco výše, na 3 Hz. Existuje, ale zní to příliš jednoduše a nezajímavě. Vezměme 10 z těchto reproduktorů, 132 litrů na dveře a dveře. Fc = 0,702, Qts = 0,63. Tady to dopadlo perfektně. Nezbývá než je donutit hrát níž. Náš koeficient vezmeme z chytré knihy 132 x 83 = 83 Hz, to znamená, že potřebujeme udělat port na 83 Hz a celá frekvenční pole se natáhne dolů. Port počítáme na 8Hz, průměr portu je 7cm, délka je 6cm rovný nebo 0,85cm s otvorem. (otevírání na obě strany zkracuje délku přímého portu o 100) Pokud se díváte na popový reproduktor, a je tam Fs 70Hz a více, s největší pravděpodobností jsou vhodné pouze pro soutěže a nebude příliš pohodlné poslouchat je každý den. Je lepší volit s Fs 80-XNUMXHz, těch je dost. Ural Patricks, Russian Bass atd. Pro dosažení vysoké citlivosti je výška vinutí na cívce omezena na minimum, aby se vše vešlo do magnetické mezery. Zdvih reproduktoru je v tomto případě limitován vysokou tuhostí středící podložky. Proto se rezonance takového reproduktoru zvyšuje na vysoké hodnoty. V souladu s tím neuslyšíte nižší třídy u dveří.
Pokud máme ve dveřích reproduktory různých ráží, je potřeba jejich hlasitost od sebe izolovat.
Článek o efektu zvýšení počtu reproduktorů pro různé provozní režimy vk.com/@samopalpro-davno-…om-o-rabote-gruppy-dinami
Pro kvalitní ozvučení soustavy tedy dochází pouze ke zvýšení počtu středobasů, nikoli však ve středním pásmu reproduktorů a horen.
Toto jsou jen mé poznatky získané na různých místech a netvrdí, že jsou 100% přesné. Jakmile se oteplí, začnu provádět testy s měřením frekvenční odezvy a impedance.

O pár let později jsem obdržel nějaká data od instalačních techniků do auta. Sám jsem spáč a vyždímám ze své ponorky maximální efektivitu. Ale chlapi za peníze staví subwoofery hlavně na jiném principu. Box je objemově upnutý, čímž se zvyšuje rezonance reproduktoru. Poté naladí fázových 6-10 dB pod rezonancí a získají ploché plató v dlouhém frekvenčním rozsahu. Sub přitom hraje tišeji, než by mohl.