Типы коробов для сабвуфера – Автозвук своими руками — Как правильно выбрать короб для сабвуфера?

Разное
alexxlab

Содержание

Выбор короба для сабвуфера. Виды ящиков

Здесь мы рассмотрим три основных типа коробов ( ящиков ), используемых в сабвуферах (как впрочем и в других АС). Но для начала немного о предназначении и функции какого бы то ни было ящика. Аккустическая головка излучает звук не только «вперед» но и назад, при этом фронтальная и тыловая звуковые волны противоположны по фазе. В связи с этим, существует термин «аккустическое замыкание» при котором волны с обеих сторон диффузора складываются и(если они противоположны по фазе) гасят друг друга. В этом случае в идеале вы вообще ничего не услышите, на практике же звук будет, но очень далеким от оригинала. Ящик аккустической системы, позволяет это замыкание ликвидировать и придать звуку требуемые характеристики по мощности и частоте.

Закрытый ящик (ЗЯ) — sealed box

Это наиболее простой в изготовлении тип аккустического оформления АС. Колебания в таком ящике находятся в закрытом обьеме и в конечном итоге гасятся. Но поскольку звуковая волна это энергия, то затухая она превращаются в тепло. И хотя количество этого тепла невелико оно все же оказвает влияние на характеристики аккустической системы. (теплея воздух расширяется и повышает жесткость системы). Для предотвращения этого эффекта ЗЯ заполняют изнутри звукопоглощающим материалом, 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 «аккустического» объема ящика по сравнению с геометрическим на 15-20%.

Закрытый ящик Закрытый ящик Закрытый ящик Закрытый ящик

При всей простоте этой конструкции она обладает многими достоинствами.

  • Во-первых, простота расчета характеристик. Здесь есть всего один параметр -обьем.
  • Во-вторых, во всем диапазоне частот колебания диффузора сдерживаются упругой реакцией воздушного обьема. Это существенно снижает вероятность перегрузки динамика и его механических повреждений. Не знаю, насколько утешительно это звучит, но у заядлых любителей баса динамики в закрытых ящиках, бывает, горят, но практически никогда не «выплевываются».
  • В-третьих, при грамотном выборе параметров головки и объема для нее закрытый ящик не имеет себе равных в области импульсных характеристик, в значительной мере определяющих субъективное восприятие басовых нот.

Если все так хорошо, зачем же нужны все остальные типы коробов? Подвох один-единственный. К.П.П. У закрытого ящика он -наименьший по сравнению с любым другим типом акустического оформления. При этом чем меньше нам удастся сделать объем ящика, при сохранении отго же рабочего частотного диапазона, тем меньше будет его эффективность. Нет более ненасытной твари в смысле подводимой мощности, чем закрытый ящик малого объема, поэтому-то динамики в них, как и было сказано, хоть и не выплевываются, но горят нередко.

Фазоинвертор (ФИ) — vented box

Фазоинвертор — следующий по распространенности тип акустического оформления. В 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 в 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, от одной до двух октав, но в его пределах к.п.д. существенно возрастает.

Помимо более высокого к.п.д. фазоинвертор обладает еще одним важнейшим достоинством — вблизи частоты настройки значительно уменьшается амплитуда колебаний диффузора. Это может на первый взгляд показаться парадоксом — как наличие здоровенной прорехи в корпусе громкоговорителя может сдержать движение диффузора, но тем не менее. В своем 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 — минимальны.

Фазоинвертор Фазоинвертор Фазоинвертор
Фазоинвертор

Выше частоты настройки тоннель становится все менее и менее «прозрачным» для звуковых колебаний, за счет инерции заключенной внутри него воздушной массы, и громкоговоритель работает как закрытый. Ниже частоты настройки происходит обратное: инерция отннеля постепенно сходит на нет и на самых низких частотах динамик работаеи практически без нагрузки, то есть как будто его вынули из корпуса. Амплитуда колебаний быстро возрастает, а вместе с ней и риск выплевывания диффузора или повреждения звуковой катушки от удара о магнитную систему. В общем, если не предохраняться, поход за новым динамиком становится реальной перспективой.

Средством предохранения от таких неприятностей, помимо осмотрительности в выборе уровня громкости, служит использование фильтров инфранизких частот. Отрезая часть спекАвтозвук Кировтра, где все равно никакого полезного сигнала не содержится (ниже 25 — 30 Гц), такие фильтры не дают диффузору идти в разнос с риском для собственной жизни и Вашего бумажника.

Фазоинвертор существенно более капризен к выбору параметров и настройке, поскольку выбору, под конкретный динамик, подлежат уже три параметра: объем ящика, поперечное сечение и длина тоннеля. Тоннель очень часто делают так, чтобы у уже готового сабвуфера можно было регулировать длину тоннеля, меняя частоту настройки.

Полосовой громкоговоритель — Bandpass

Третий тип сабвуфера, довольно часто используемый в автоустановках (хотя и реже, чем два предыдущих) — полосовой громкоговоритель. Если закрытый ящик и фазоинвертор — акустические фильтры верхних частот, то полосовой, как и вытекает из названия — объединяет в себе фильтры верхних и нижних частот. Простейший полосовой громкоговоритель — одинарный 4-го порядка (single vented). Он состоит из закрытого объема, т.н. задней камеры и второго, снабженного тоннелем, как у обычного фазоинвертора (передняя камера). Динамик установлен в перегородке между камерами так, что обе стороны диффузора работают на полностью или частично замкнутые объемы — отсюда и термин «симетричная нагрузка».

Из традиционных конструкций полосовой громкоговоритель, в любом варианте — чемпион по эффективности. При этом эффективность прямо связана с шириной полосы пропускания. Частотная характеристика полосового громкоговорителя имеет вид колокола. Путем выбора соответствующих объемов и частоты настройки передней камеры, можно построить сабвуфер с широкой полосой пропускания, но органиченной отдачей, то есть колокол будет низким и широким, а можно — с узкой полосой и очень высоким к.п.д. в этой полосе. Колокол при этом вытянется в высоту.

Bandpass Bandpass
Bandpass

Бандпасс — капризная штука в расчете и самая трудоемкая в изготовлении. Поскольку динамик закопан внутри корпуса, приходится идти на ухищрения по сборке ящика так, 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, как говорилось — высочайшим к.п.д. Во-вторых — тем, что 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. Специально для таких установок фирма JLAudio, например, выпускает гибкие пластмассовые рукава-тоннели, которыми она предлагает соединять выход сабвуфера с салоном. Вроде шланга пылесоса, только толще и жестче.

Какой ящик для своего динамика выберете вы — решать конечно вам. А наша автостудия изготовит вам этот короб.

Короб для сабвуфера: Фазоинвертор, закрытый ящик, сравнение

В автозвуке существует множество вариантов акустических оформлений коробов. Поэтому многие новички не знают, что выбрать лучше всего. Наиболее популярные виды коробов для сабвуфера – это закрытый ящик и фазоинвертор.


А также существуют такие оформления, как бандпасс, четвертьволновый резонатор, фриэир и другие, но при построении систем они применяются крайне редко по разным причинам. Решать, какой выбрать короб для сабвуфера должен сам владелец динамика исходя из требований к звучанию и опыта.

Советуем обратить внимание на статью из какого материала лучше делать сабвуферный короб. Мы наглядно продемонстрировали как влияет жёсткость короба на качество и громкость баса.

Закрытый ящик

Данный тип оформления самый простой. Закрытый ящик для сабвуфера несложно рассчитать и собрать. Его конструкция представляет собой короб из нескольких стенок, чаще всего из 6.

Пример расчёта сабвуферного оформления закрытый ящик Короб закрытый ящик который был изготовлен своими руками

Преимущества ЗЯ:

  1. Несложный расчет;
  2. Несложная сборка;
  3. Маленький литраж готового короба, а следовательно компактность;
  4. Хорошие импульсивные характеристики;
  5. Быстрый и четкий бас. Хорошо отыгрывает клубные треки.

Недостаток у закрытого ящика всего один, но он порой является решающим. У данного типа оформления очень низкий уровень КПД относительно других коробов. Закрытый ящик не подойдет для тех, кому хочется высокого звукового давления.

Однако он подойдет для любителей рока, клубной музыки, джаза и подобного. Если человеку хочется баса, но нужно место в багажнике, то закрытый ящик – это идеальный вариант. Закрытый ящик будет плохо играть если выбран неправильный объем. Какой объём короба нужен для данного типа оформления уже давно решили опытные люди в автозвуке путем вычислений и экспериментов. Выбор объема будет зависеть от размера сабвуферного динамика.

Короб закрытый ящик который был изготовлен своими руками

Чаще всего встречаются динамики таких размеров: 6, 8, 10, 12, 15, 18 дюймов. Но также можно найти динамики других размеров, как правило в инсталляциях они используются очень редко. Сабвуферы диаметром 6 дюймов выпускаются несколькими компаниями и в инсталляциях также встречаются редко. В основном люди выбирают динамики диаметром 8-18 дюймов. Некоторые люди указывают диаметр сабвуферного динамика в сантиметрах, что не совсем правильно. В профессиональном автозвуке принято выражать размеры в дюймах.

Рекомендуемый объём для сабвуфера закрытый ящик:

  • для 8-дюймового сабвуфера (20 см) требуется  8-12 литров чистого объема,
  • для 10-дюймового (25 см)  13-23 литров чистого объема,
  • для 12-дюймового (30 см) 24-37 литров чистого объема,
  • для 15-дюймового (38 см) 38-57- литров чистого объема
  • а для 18-дюймового (46 см) потребуется  58-80 литров.

Литраж дан приблизительно, так как для каждого динамика нужно выбирать определенный объем, исходя из его характеристик. Настройка закрытого ящика будет зависеть от его объема. Чем больше объем короба, тем меньше будет частота настройки короба, бас получится более мягкий. Чем объем короба меньше, тем частота короба будет выше, бас получится более чёткий и быстрый. Не стоит слишком увеличивать или убавлять объем, так как это чревато последствиями. При расчёте короба придерживайтесь объёму который был указа выше Если будет перебор объема, то бас получится расплывчатым, нечетким. Если объема не будет хватать, то бас будет очень быстрым и «долбить» по ушам в худшем смысле этого слова.

От настройки короба зависит многое, но не менее важный момент — это «Настройка магнитолы».

Фазоинвертор

Короб закрытый ящик который был изготовлен своими рукамиКороб закрытый ящик который был изготовлен своими руками

Данный тип оформления довольно сложнее рассчитать и построить. Его конструкция значительно отличается от закрытого ящика. Однако у него есть преимущества, а именно:

  1. Высокий уровень КПД. Фазоинвертор будет воспроизводить низкие частоты намного громче, чем закрытый ящик;
  2. Несложный расчет корпуса;
  3. Перенастройка в случае необходимости. Это особенно важно для новичков;
  4. Хорошее охлаждение динамика.


Также фазоинвертор имеет и недостатки, число которых больше, чем у ЗЯ. Итак, минусы:

  • ФИ громче, чем ЗЯ, но бас здесь уже не такой четкий и быстрый;
  • Размеры ФИ короба гораздо больше по сравнению с ЗЯ;
  • Большой литраж. Из-за этого готовый короб будет занимать больше места в багажнике.

Исходя из преимуществ и недостатков можно понять, где используются ФИ короба. Чаще всего их используют в инсталляциях, где необходим громкий и выраженный бас. Фазоинвертор подойдет для слушателей любого репа, электронной и клубной музыки. А также он подойдет для тех, кому не нужно свободное место в багажнике, так как короб будет занимать почти все пространство.

Короб закрытый ящик который был изготовлен своими руками
ФИ короб поможет получить больше баса, чем в ЗЯ от динамика маленького диаметра. Однако для этого потребуется гораздо больше места.

Какой объем короба требуется для фазоинвертора?

  • для сабвуфера диаметром 8 дюймов (20 см) понадобится 20-33 литров чистого объёма;
  • для 10-дюймового динамика (25 см) – 34-46 литров,
  • для 12-дюймового (30 см) – 47-78 литров,
  • для 15-дюймового (38 см) – 79-120 литров
  • и для 18-дюймового сабвуфера (46 см) нужно 120-170 литров.

Как и в случае с ЗЯ, здесь даны неточные цифры. Однако в ФИ корпусе можно «играть» с объемом и брать значение меньше рекомендуемых, выясняя при каком объеме сабвуфер играет лучше. Но не стоит слишком сильно увеличивать или ужимать объем, это может привести к потере мощности и выходу динамика из строя. Лучше всего опираться на рекомендации производителя сабвуфера.

От чего зависит настройка ФИ короба

Чем больше объем короба, тем меньше будет частота настройки,  скорость баса уменьшается. Если же нужна частота повыше, то объем необходимо уменьшить . Если у вас номинальная мощность усилителя превышает номинал динамика, то объём рекомендуется делать поменьше.  Это нужно для того, чтобы распределить нагрузку на динамик и исключить его превышение хода. Если же усилитель слабее динамика то объём короба рекомендуем сделать чуть больше. Это компенсирует громкость из-за недостачи мощности.

Короб закрытый ящик который был изготовлен своими руками
Площадь порта также должна зависеть от объема. Средние значения площади порта динамиков следующие:

для 8-дюймового сабвуфера потребуется 60-115 кв.см,

для 10-дюймового – 100-160 кв.см,

для 12-дюймового – 140-270 кв.см,

для 15-дюймового – 240-420 кв.см,

для 18-дюймового – 360-580 кв.см.

Длинна порта так же влияет на частоту настройки сабвуферного короба, чем длиннее будет порт тем ниже настройка короба, чем короче порт соответственно частота настройки выше. При расчете короба для сабвуфера прежде всего необходимо ознакомиться с характеристиками динамика и рекомендуемыми параметрами корпуса. В некоторых случаях производитель рекомендует совершенно иные параметры короба, чем те, которые даны в статье. Динамик может иметь нестандартные характеристики, из-за чего он будет требовать определенного короба. Такие сабвуфер чаще всего встречаются у компаний-производителей Kicker и DD. Однако у других производителей такие динамики также имеются, но в гораздо меньших количествах.

Объёмы даны примерные, от и до. Он в зависимости от динамика будут отличаться, но как правило они будут находиться в одной и той же вилке… К примеру для 12 дюймового сабвуфера это 47-78 литров а порт будет от 140 до 270 кв. см, а как более подробно рассчитать объём, всему этому мы будем учиться в последующих статьях. Надеемся что данная статья ответила вам на ваш вопрос, если у вас есть замечания или предложения вы можете оставить свой комментарий ниже.

Информация которую вы узнали отлично подойдет для тех кто хочется научиться считать короба самостоятельно.

Какой тип корпуса выбрать для авто сабвуфера (ЗЯ, ФИ или бандпасс)

Автомобильный сабвуфер предназначен для воспроизведения низших частот. Чтобы получить хорошие низкие частоты на обычных акустических системах (без сабвуфера) требуются большие и мощные колонки.

Применение сабвуфера позволит разгрузить акустическую систему по низким частотам. Поскольку человеческий слух не может распознать направление низкочастотного звука, сабвуфер понадобиться только один и расположить можно в любом месте автомобиля. Качество звука при этом повысится, поскольку не придется перегружать колонки басами, а значит уменьшится количество искажений.

Существует три типа оформления: закрытый ящик, фазоинвертор и бандпасс.

Тип корпуса сабвуфера — закрытый ящик (ЗЯ)
Это 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%.

При 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)
В 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.

Помимо 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)
Если 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.

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 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.

Какой тип корпуса выбрать для сабвуфера

Если любите слушать качественную музыку — выбирайте сабвуфер с закрытом типом ящика. Если нужно много баса, чтобы дрожало стекло автомобиля — выбор в пользу сабвуфера с корпусом фазоинвертора. Этот вариант даст наибольшую мощность. Вариант с корпусом «бандпасс» — лучше оставить профессионалам авто звука.

Из каких материалов делают корпус сабвуфера и его формы

Корпус должен быть крепким, иначе его вибрация, будет генерировать частоты, которые придадут нежелательную окраску звуку. Расскажем из какого материала лучше делать ящик для сабвуфера и какие бывают типы корпусов.

Из каких материалов делают
Многослойная фанера. Существует большое количество сортов фанеры, многие из которых не приемлемы для конструирования корпуса сабвуфера. Обычная фанера недостаточно плотная и дает искажения звука. Многослойная фанера является отличным материалом для постройки небольших сабвуферов. Данная фанера плотная и легче ДСП и MDF. С ней легко работать, вкручивать шурупы, не опасаясь расслаивания.

Недостаток фанеры в том, что большие корпуса из нее начинают звенеть. Для этого, при изготовлении коробки для мощных сабвуферов используют фанеру толщиной не менее 18 мм, иногда стенки ящика состоят из двойного слоя фанеры. А чтобы окончательно избавиться от резонансов, внутри устанавливают растяжки и усилители. Подробнее в статье: как сделать корпус для сабвуфера.

Древесностружечная плита. В продаже имеются 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 мощного сабвуфера, поскольку у нее самая высокая плотность и слабые резонансные качества.

Недостаток ДСП — он легко впитывает влагу и с трудом режется пилой. Ящик из него следует окрашивать, чтобы предотвратить разбухание из-за влаги.


Древесноволокнистая плита средней плотности. По сути, является формой спрессованной бумаги, имеет высокую плотность и легко режется. Недостаток ДВП — с ней тяжело работать из-за склонности расслаиваться, когда ее скрепляют. Она много и быстро впитывает влаги.
Типы корпусов
Герметичные (закрытый ящик). Наиболее распространенной формой сабвуфера является герметичный корпус. Ему отдают предпочтение по причине относительной простоты разработки и конструирования.

Герметичный — 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 ящика. Если объем меньше оптимального, то внутри ящика давление увеличится, что приведет к срезанию некоторых частот и усилению других. Вместо чистого глубокого баса сабвуфер выдаст гулкий, «проваленный». Увеличивая объем короба бас улучшается, но до определенного уровня. Главная задача проектирования заключается в определении оптимального объема для динамика.

На практике случается, что сначала конструируется короб, исходя из ограничений свободного пространства в багажнике автомобиля, а затем подбирается динамик под внутренний объем этого ящика.


Фазоинверсные корпусы сабвуферов широко применяются в домашних акустических системах и получили широкое распространение в автомобильном авто звуке. 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 сабвуфера.

Фазоинверсные системы выдают больше баса при меньшей мощности, чем герметичные. Правильно сконструированный вентиляционный канал даст повышенный выходной сигнал на настроенной частоте. Звук у фазоинверсных сабвуферов чище, но объем больше, чем у герметичных для одного и того же динамика.


Недостатком является возможность появления искажений при воспроизведении частот из диапазона ниже расчетного. Расчеты параметров вентилируемого корпуса более сложные, и даже небольшие погрешности могут не оправдать затраченных усилий и времени. Ошибки при конструировании и настройке фазоинвертора являются причиной того, что акустическая система «бубнит» или же бас «размазан».

Изобарическая конструкция 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 состоит в экономии объема. Недостатком 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. Одна из камер является герметичной, а вторая камера фазоинверсной.

Данная конструкция обеспечивает качественный низкий бас по сравнению с другим сабвуферами, что делает их популярными. Но акустическая отдача их сравнительно низка. При конструировании bandpass следует учитывать 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 сабвуфер, тем выше и хуже бас он выдает.

Недостатком является сложность расчетов и большие размеры по сравнению с герметичными или фазоинверсными корпусами.

Subwoofer: Короб для сабвуфера — виды ящиков

Здесь мы рассмотрим три основных типа коробов ( ящиков ), используемых в сабвуферах (как впрочем и в других АС). Но для начала немного о предназначении и функции какого бы то ни было ящика. Аккустическая головка излучает звук не только «вперед» но и назад, при этом фронтальная и тыловая звуковые волны противоположны по фазе. В связи с этим, существует термин «аккустическое замыкание» при котором волны с обеих сторон диффузора складываются и(если они противоположны по фазе) гасят друг друга. В этом случае в идеале вы вообще ничего не услышите, на практике же звук будет, но очень далеким от оригинала. Ящик аккустической системы, позволяет это замыкание ликвидировать и придать звуку требуемые характеристики по мощности и частоте. Существет три основных типа акустического оформления: А именно — это Закрытый ящик, Фазоинвертор и Бандпасс…Останвимся на них немного подробнее.

Закрытый ящик (ЗЯ) — sealed box

Это наиболее простой в изготовлении тип аккустического оформления АС. Колебания в таком ящике находятся в закрытом обьеме и в конечном итоге гасятся. Но поскольку звуковая волна это энергия, то затухая она превращаются в тепло. И хотя количество этого тепла невелико оно все же оказвает влияние на характеристики аккустической системы. (теплея воздух расширяется и повышает жесткость системы). Для предотвращения этого эффекта ЗЯ заполняют изнутри звукопоглощающим материалом, 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 «аккустического» объема ящика по сравнению с геометрическим на 15-20%. При всей простоте этой конструкции она обладает многими достоинствами. Во-первых, простота расчета характеристик. Здесь есть всего один параметр -обьем. Во-вторых, во всем диапазоне частот колебания диффузора сдерживаются упругой реакцией воздушного обьема. Это существенно снижает вероятность перегрузки динамика и его механических повреждений. Не знаю, насколько утешительно это звучит, но у заядлых любителей баса динамики в закрытых ящиках, бывает, горят, но практически никогда не «выплевываются». В-третьих, при грамотном выборе параметров головки и объема для нее закрытый ящик не имеет себе равных в области импульсных характеристик, в значительной мере определяющих субъективное восприятие басовых нот. Естественный вопрос теперь — так в чем же подвох? Если все так хорошо, зачем нужны все остальные типы акустического оформления? Подвох один-единственный. К.П.П. У закрытого ящика он -наименьший по сравнению с любым другим типом акустического оформления. При этом чем меньше нам удастся сделать объем ящика, при сохранении отго же рабочего частотного диапазона, тем меньше будет его эффективность. Нет более ненасытной твари в смысле подводимой мощности, чем закрытый ящик малого объема, поэтому-то динамики в них, как и было сказано, хоть и не выплевываются, но горят нередко.

Фазоинвертор (ФИ) — vented box

Следующий по распространенности тип акустического оформления. ФИ более гуманен по отношению к излучению тыловой стороны диффузора. В 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 в 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, от одной до двух октав, но в его пределах к.п.д. существенно возрастает.

Помимо более высокого к.п.д. фазоинвертор обладает еще одним важнейшим достоинством — вблизи частоты настройки значительно уменьшается амплитуда колебаний диффузора. Это может на первый взгляд показаться парадоксом — как наличие здоровенной прорехи в корпусе громкоговорителя может сдержать движение диффузора, но тем не менее это — факт жизни. В своем 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.

Выше частоты настройки тоннель становится все менее и менее «прозрачным» для звуковых колебаний, за счет инерции заключенной внутри него воздушной массы, и громкоговоритель работает как закрытый. Ниже частоты настройки происходит обратное: инерция отннеля постепенно сходит на нет и на самых низких частотах динамик работаеи практически без нагрузки, то есть как будто его вынули из корпуса. Амплитуда колебаний быстро возрастает, а вместе с ней и риск выплевывания диффузора или повреждения звуковой катушки от удара о магнитную систему. В общем, если не предохраняться, поход за новым динамиком становится реальной перспективой.

Средством предохранения от таких неприятностей, помимо осмотрительности в выборе уровня громкости, служит использование фильтров инфранизких частот. Отрезая часть спектра, где все равно никакого полезного сигнала не содержится (ниже 25 — 30 Гц), такие фильтры не дают диффузору идти в разнос с риском для собственной жизни и Вашего бумажника.

Фазоинвертор существенно более капризен к выбору параметров и настройке, поскольку выбору, под конкретный динамик, подлежат уже три параметра: объем ящика, поперечное сечение и длина тоннеля. Тоннель очень часто делают так, чтобы у уже готового сабвуфера можно было регулировать длину тоннеля, меняя частоту настройки.

Полосовой громкоговоритель — bandpass

Третий тип сабвуфера, довольно часто используемый в автоустановках (хотя и реже, чем два предыдущих) — полосовой громкоговоритель. Если закрытый ящик и фазоинвертор — акустические фильтры верхних частот, то полосовой, как и вытекает из названия — объединяет в себе фильтры верхних и нижних частот. Простейший полосовой громкоговоритель — одинарный 4-го порядка (single vented). Он состоит из закрытого объема, т.н. задней камеры и второго, снабженного тоннелем, как у обычного фазоинвертора (передняя камера). Динамик установлен в перегородке между камерами так, что обе стороны диффузора работают на полностью или частично замкнутые объемы — отсюда и термин «симетричная нагрузка».

Из традиционных конструкций полосовой громкоговоритель, в любом варианте — чемпион по эффективности. При этом эффективность прямо связана с шириной полосы пропускания. Частотная характеристика полосового громкоговорителя имеет вид колокола. Путем выбора соответствующих объемов и частоты настройки передней камеры, можно построить сабвуфер с широкой полосой пропускания, но органиченной отдачей, то есть колокол будет низким и широким, а можно — с узкой полосой и очень высоким к.п.д. в этой полосе. Колокол при этом вытянется в высоту.

Бандпасс — капризная штука в расчете и самая трудоемкая в изготовлении. Поскольку динамик закопан внутри корпуса, приходится идти на ухищрения по сборке ящика так, 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, как говорилось — высочайшим к.п.д. Во-вторых — тем, что 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. Специально для таких установок фирма JLAudio, например, выпускает гибкие пластмассовые рукава-тоннели, которыми она предлагает соединять выход сабвуфера с салоном. Вроде шланга пылесоса, только толще и жестче.

Как выбрать свой корпус сабвуфера???

Варианты поставки сабвуферов

Если вы планируете установить одну из стандартных сабвуферных систем, то, соответственно, в ней сабвуфер уже разработан, изготовлен и собран. Если вы выбираете другой путь, то у вас появляется возможность выбора варианта поставки сабвуфера по степени его собранности (три основных варианта приведены в таблице 1).
Если вы не особенно интересуетесь, что находится внутри корпуса сабвуфера и как он работает, то, наверное, самый лучший путь для вас — приобрести готовый саб. К сожалению, несмотря на «профессиональный» вид такого изделия, нет никакой гарантии, что вы получите от него приличный звук. Если вы выбираете этот вариант, покупайте продукцию только известных брендов с хорошей «звуковой» репутацией и обязательно прослушивайте выбранный сабвуфер перед тем, как заплатить за него. Не стоит доверять приведенным техническим характеристикам — многие фирмы приводят нечестные данные.
В случае если цена сабвуфера для вас не имеет большого значения, стоит обратить внимание на продукцию некоторых фирм, поставляющих готовые сабвуферы, специально разработанные для популярных моделей автомобилей. Их форма точно подходит для размещения в багажнике или салоне, а звук настроен с учетом акустических особенностей конкретной модели машины.
Установка отдельно приобретенных динамиков в ящик заводского изготовления дает вам определенную гибкость в выборе компонентов без необходимости заниматься изготовлением ящика самому. При правильном подходе вы не только получите лучший звук, чем при использовании готового саба, но и сэкономите деньги (советы по выбору компонентов приведены ниже). Сейчас продаются готовые ящики практически любой формы, размера и типа (портированные, герметичные и узкополосные), приспособленные под установку динамиков с любыми характеристиками. Обычно они уже покрыты ковровым покрытием и имеют места для установки динамиков.
Если вы имеете практические навыки работы с деревом, это позволит сэкономить вам немалые деньги. При этом вы сможете изготовить ящик любой формы, вписывающийся в самое неудобное пространство. Варианты конструкции ящиков описаны ниже.

Таблица 1. Варианты поставки сабвуферов.

Типы корпусов
Существует множество типов корпусов — герметичные, портированные, узкополосные и лабиринтные. Что бы вы ни решили — покупать готовый ящик или делать собственный, — полезно будет приобрести некоторые знания в этой области.
Возможно, вы когда-нибудь видели динамики, просто подвешенные в задней части салона без какого-либо ящика, и у вас возникал вопрос: «А зачем вообще нужен ящик позади динамика?». Ответить на этот вопрос довольно просто: задняя часть динамика излучает звук той же мощности, что и передняя, но в противоположной фазе. Если вы сядете в место, куда излучается звук и в прямой, и в обратной фазе одинаковой мощности, то вы просто ничего не услышите -звуки належатся друг на друга и просто исчезнут.
На практике динамики без корпуса кое-как воспроизводят высокие и мидбасы при полном отсутствии басов. Это происходит потому, что звуки, излучаемые задней и передней сторонами динамика, проходят разные пути до ушей слушателя, и в результате их наложения одни частоты (высокие и средние) усиливаются, а другие (низкие) -наоборот, «заваливаются».
Использование корпуса, или ящика, решает эту проблему. Самые распространенные конструкции ящиков для сабвуферов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Наиболее распространенные типы корпусов сабвуферов.

Тип корпусаСхемаОписание
Нет корпуса В качестве ящика используется багажник автомобиля.
Наличия ящика заводского или самостоятельного изготовления не требуется.
Из-за недостаточной акустической изоляции багажника от салона качество звука неудовлетворительное (плохая отдача на басах).
Герметичный

 
Самая простая в изготовлении конструкция.
Динамик защищен от толчков при включении и проникновении сверхнизких частот.
Обеспечивается глубокий бас при малом объеме.
По сравнению с другими корпусными конструкциями, не обеспечивается отдача на самых низких частотах.
Портированный

 
Вариант, более сложный в исполнении, чем герметичный ящик.
Защита динамика от повреждения при включении и на низких частотах не обеспечивается.
Обеспечивается звучание басов с частотами, по крайней мере, на октаву ниже, чем у герметичной конструкции с одинаковыми динамиками.
По сравнению с герметичным вариантом, требуется ящик намного большего объема.
Узкополосный

 
Более сложная в изготовлении конструкция, чем два предыдущих варианта.
Излучение звука происходит в пределах узкой частотной полосы, что смягчает требования к спаду характеристики кроссовера сабвуфера. Возможно появления эффекта звучания «на одной ноте». По сравнению с герметичным вариантом, требуется ящик намного большего объема.
Лабиринтный

 
Сложный в изготовлении и дорогостоящий вариант, предусматривающий изготовление внутренней лабиринтной структуры.
При правильном изготовлении обеспечивается звучание басов с частотами ниже, чем у герметичной конструкции.
Не рекомендуется.

Бескорпусные сабвуферы.
Бескорпусные сабвуферы предназначены для установки на заднюю панель салона за задним сиденьем. При этом в качестве ящика используется багажник автомобиля. По идее, должен изолироваться салон машины от звука, излучаемого задней стороной динамика сабвуфера.
Теоретически, если вы имеете подходящие динамики, а размеры задней панели позволяют вам установить их, то отпадает необходимость покупать ящик или изготавливать его самостоятельно. Однако проблема в том, что багажники большинства автомобилей не обеспечивают достаточную акустическую изоляцию от салона машины. Это означает, что «противофазный» звук будет проникать в салон и приглушать глубокие басы. Если у вас есть знакомый с сильным и низким голосом, попросите его сказать пару слов в открытый багажник вашей машины. При этом вам нужно сидеть в салоне с закрытыми стеклами. Если вы плохо слышите, что говорит ваш друг, значит, в ваш автомобиль можно ставить бескорпусный сабвуфер. В противном случае придется выбрать другой вариант.

Сабвуферы с герметичным корпусом.
Использование герметичного ящика позволяет избавиться от звука, излучаемого задней стороной динамика, но оказывает влияние и на «передний», нужный звук. Дело в том, что воздух внутри герметичного объема действует как своеобразная пружина, изменяя поведение динамика. Характер этого влияния зависит от конструкции динамика и от объема корпуса.
Герметичные ящики имеют много преимуществ перед корпусами других типов. Такой ящик проще разработать и изготовить. При этом к размеру и объему ящика не предъявляются жесткие требования: он может быть несколько больше или меньше, чем рекомендуется. Небольшие отклонения характеристик динамиков от оптимальных в этом случае также не оказывают негативного влияния. Если ящик и динамики вы приобретаете отдельно, то лучше остановиться на этом варианте конструкции. Эффект «воздушной пружины» защитит ваши динамики от повреждения при включении сверхнизкочастотных колебаний и слишком мощного сигнала.
Для того чтобы герметичный ящик давал глубокий бас, он должен иметь большой объем. Основным недостатком такой конструкции является невозможность воспроизведения таких же глубоких басов, как у других корпусных вариантов. Однако следует заметить,
что в отличие от портированных и узкополосных сабвуферов сабвуфер с герметичным корпусом имеет более ровную АЧХ в низкочастотной области и воспроизводит басы ниже «официальной границы» по уровню спада -3 дБ.

Сабвуферы с портированным корпусом.
Использование такого корпуса позволяет «направить в нужное русло» звук, излучаемый задней стороной динамика. Благодаря этому удается получить более глубокий бас, чем при использовании герметичного ящика. В таком корпусе противофазный звук проходит через резонансную систему. В резонаторе звук возникает так же, как и в пластиковой бутылке, если подуть в ее горлышко. Резонатор изготовлен таким образом, чтобы усиливался звук нужных частот.
По сравнению с герметичными портированные системы значительно сложнее в разработке и изготовлении. Они более чувствительны к небольшим отклонениям размеров ящика от расчетных, а также к отклонениям характеристик динамиков от паспортных значений. Кроме того, портированные ящики не защищают динамики от механических перегрузок при включении и проникновении на вход сигнала сверхнизкой частоты.
Большим плюсом таких конструкций является способность к воспроизведению глубоких (по меньшей мере на октаву ниже, чем у систем с герметичными ящиками) басов. Конечно, частоты 80 Гц и 40 Гц отличаются сильно. Но чтобы получить такое преимущество, ящик должен быть больше впятеро.
При выборе конструкции ящика между герметичной и портиро-ванной руководствоваться нужно одним критерием — объемом пространства, в которое вы планируете установить саб. Если он мал, то нужно остановить выбор на герметичном сабвуфере, если же относительно велик — на портированном.

Сабвуферы с узкополосным корпусом.
Узкополосный корпус напоминает портированный с той разницей, что прямое излучение динамика в нем устраняется с помощью внутреннего закрытого ящика. Соответственно на выходе такой конструкции будет только излучаемый задней стороной динамика, измененный резонаторной системой. В отличие от описанных выше вариантов, такой сабвуфер обеспечивает отдачу только в пределах узкой частотной полосы. Значит при его использовании не требуется кроссовер с крутым спадом характеристики фильтра. Однако имеется определенный риск получения системы, звучащей на одной ноте (как бутылка, в которую дуют).
Узкополосные системы более сложны в расчете и изготовлении, чем герметичные или портирован-ные, и отличаются крайней чувствительностью к вариациям параметров динамиков и размеров корпуса. Поэтому очевидно, что ставить в такой ящик динамики по принципу «лишь бы поместились» совершенно бессмысленно.
Системы с узкополосным корпусом дают более глубокий бас, чем портированные конструкции при том же рабочем объеме. При этом также требуется ящик большого объема. Уникальным свойством узкополосных сабвуферов является возможность настраивать эффективность отдачи в рабочей полосе частот путем изменения параметров закрытой части ящика. При очень эффективной отдаче полоса воспроизводимых частот сильно сужается, и саб выдает «пушечный» звук на одной ноте.

Сабвуферы с лабиринтным корпусом.
Хотя принцип работы таких ящиков отличается от используемого в портированных системах, здесь также применяется исправление звука, излучаемого задней стороной динамика. Это позволяет воспроизвести более низкие басы, чем в герметичных конструкциях.
Лабиринтная структура задерживает звук от задней стороны динамика. Эта задержка используется для усиления звука, излучаемого спереди, на определенной частоте.
Из-за сложной конструкции такие ящики трудно изготовить, и поэтому они дорого стоят. Вместе с тем подобные сабвуферы не имеют никаких преимуществ перед грамотно спроектированными порти-рованными системами, и зачастую создают проблемы, воспроизводя мидбасы. Добиться от сабов с лабиринтным корпусом хорошего звучания можно только методом проб и ошибок, а не путем расчета. По этим причинам не рекомендуется выбирать такие системы.

Автозвук своими руками — Как правильно выбрать короб для сабвуфера?

  С абвуферный динамик не может играть одинаково хорошо в том или ином виде сабвуферного оформления, одним динамикам больше подходит закрытый ящик — ЗЯ, другим фазоинверторный — ФИ, третьим и вовсе не нужен короб. А связанно это с тем, что сабвуфер имеет определенные электромеханические параметры и у разных сабвуферов они
разные в виду их конструктивных особенностей.

 Внешне по динамику очень сложно определить в каком коробе он будет лучше всего играть, но есть одна небольшая хитрость, которая с большей долей вероятности подскажет в какой короб стоит ставить сабвуфер!. Но для этого необходимо знать несколько параметров сабуфера — Fs (резонансная частота) и Qts (полная добротность), благо узнать их не составит труда, часто параметры динамика указаны на упаковочной коробке сабвуфера ну или в интернете на сайте производителя.
 Применяем не хитрую формулу — «Fs деленное на Qts = EBP», величина EBP как раз и укажет какой короб нужен сабвуферу.

Тип пороба  EBP
ЗЯ не более 60
ЗЯ-ФИ 60-80
ФИ 80-100
БП 100 и более

-Для закрытого короба (ЗЯ) значение EBP не должно превышать 60
-При значении EBP 60 — 80 можно использовать сабвуфер и в ЗЯ и ФИ.
-Для фазоинверторного короба (ФИ) EBP должен быть в пределах 80 — 100
-При значениях EBP 100 и выше, лучше применять короб Бандпасс (БП) или рупор.

 Если выяснилось что у сабвуфера значение Qts 0.6 и выше — такому сабвуферу короб не
нужен, это фришный саб (Free Air).


 Для подбора динамика под четвертьволновой резонатор (ЧВ) действуют другие правила. В ЧВ сабвуферный динамик должен быть с мощным мотором и легкой подвижной системой  для хорошего контроля и большим ходом диффузора.

Таблица характеристик сабвуферных динамиков которые можно использовать в ЧВ.

Размер сабвуфера

(в дюймах)

Fs 

резонансная частота

Qts

полная добротность

Vas

эквивалентный объем

 8  в пределах 40-50 Гц 

не более 0.45 

в пределах 35-45 л.
  10   в пределах 30-40 Гц  в пределах 65-75 л. 
 12 в пределах 25-30 Гц в пределах 90-100 л. 
 15 в пределах 25-30 Гц не более 0.35  а пределах 130-160 л.

Related Post