Как называется труба в сабвуфере
Особенности фазоинвертора для сабвуфера
Один из наиболее эффективных способов, который необходимо использовать для богатого и качественного баса – это добавление к уже существующей акустической системе сабвуфера. Именно сабвуфер и добавление фазоинвертора для сабвуфера позволяют значительно расширить и сделать богаче низкие частоты. В конечном итоге, это поможет не просто улучшить качество звучания звука, но и делать это вне зависимости от выбранной для прослушивания музыки.
На данный момент существует два варианта басов – гулкий бас и бас плотный. Выбирать устройство фазоинвертора для сабвуфера необходимо на основании предпочтений в музыке. На протяжении долгого времени на большом количестве форумов и Интернет-ресурсов обсуждались вопросы: что лучше использовать фазоинвертор для сабвуфера или закрытый корпус?
Одни уверены в том, что вентилируемые сабвуферы, или фазоинверторы необходимы только для того, чтобы улучшать звуковые эффекты, поэтому для музыки они годятся. Другие же уверены в том, что закрытые боксы отличаются большей музыкальностью, хотя им не хватает басов и глубины.
Оба вида сабвуферов – фазоинвертор и закрытый корпус, отличаются своими достоинствами и недостатками. Поэтому необходимо сделать выбор на основании плюсов и личных предпочтений в музыкальных жанрах.
Определение и особенности
Фазоинвертор – это тип акустической системы и ее оформление, которое объединяет в себе такие качества:
Принцип работы фазоинвертора
Фазоинвертор, как корпус с некоторыми отверстиями, позволяет воспроизводить действительно гулкие и громкие басы с хорошими, высокими энергическими показателями реверберации, чего не скажешь о закрытых боксах. Достигается такое высокое качество басов за счет негерметичного корпуса, а также отсутствия каких-либо средств дополнительной обработки звука.
Также в фазоинверторе отсутствует цифровой процессор, а это значит, что единственная особенность этой конструкции – это как раз использование негерметичного корпуса. В большинстве случаев негерметичность достигается тем, что в корпусе делается небольшое отверстие. В этом заключается главное отличие фазоинвертора от закрытых корпусов аудиосистем для транспортного средства.
Пускай у фазоинвертора очень простой и даже немного примитивный дизайн и внешний вид, однако эта простота никак не отображается и не связана с простотой настройки аппарата. Другими словами, в некоторых случаях бывает достаточно сложно правильно настроить фазоинвертор на сабвуфер для того, чтобы получить качественный, сбалансированный и красивый звук при проигрывании музыкальных композиций на выходе.
Главная хитрость фазоинвертора для сабвуфера и его настройки заключается в правильно выбранных габаритах корпусов, а также в правильном подборе отверстий в акустической системе для машины.
Вентиляционные отверстия, на основании использования которых и строится вся работа фазоинвертора, занимаются перенаправлением звуков из задней области конуса, одновременно с этим добавляя к этим звукам тот звук, который исходит от передней части конуса. На основании сочетания этих двух источников звучания при воспроизведении и получается сильно увеличить басы и их громкость.
Подобная схема примечательна и полезна тем, что благодаря ее действию можно использовать очень скромный как по габаритам, так и по показателям внешний усилитель для того, чтобы на выходе получились отличные и качественные результаты звучания.
Еще одно интересное преимущество фазоинверторов, которое будет полезно потребителю, заключается в продолжительном сроке эксплуатации сабвуфера. Это происходит за счет потоков воздуха, охлаждающих динамики.
Основные преимущества и недостатки фазоинверторов
К основным преимуществам фазоинверторов для сабвуферов в транспортных средствах можно отнести следующие:
К основным преимуществам фазоинверторов для сабвуферов в автомобилях можно отнести следующие:
Что можно сказать о фазоинверторе?
Фазоинвертор в сабвуфере отличается расплывчатым басом, что понравится далеко не всем. С другой же стороны, если нужно, чтобы басы уходили «в землю», именно такая система акустики подойдет просто идеально.
Еще один момент – отверстие позволяет увеличить выход частот, что серьезно расширяет показатели чувствительности акустической системы в целом.
Если говорить в общих словах, то фазоинвертор и фазоинвертные системы созданы для того, чтобы делать звуки громче и атмосфернее.
Какое акустическое оформление выбрать для своего проекта: ЗЯ, ФИ, БП, ЧВ или рупор?
Напомню, какие бывают сабвуферные акустические оформления и их характерные особенности:
1. Бесконечный экран, или фриэйр (ФЭ).
Это динамик в полке, или подобные вариации. По звуку он хорош, четкий, быстрый. Но тихий. И трудно сделать правильный ФЭ, ведь нам надо герметично отделить салон от багажника, сделать идеальную жесткость полки. И все равно, АКЗ (акустическое короткое замыкание) будет через улицу, что приведет к потерям в нижнем басе. Поэтому ФЭ имеет ограниченное применение, да и хорошие динамики для него не так просто найти.
2. Закрытый ящик (ЗЯ)
Это герметичный ящик. Отличное оформление, которое подходит для воспроизведения живой музыки, от классики до рока, джаза и блюза. И даже для клубной музыки, но применять надо уже крупные сабы, например 12-15″. А для живой музыки самый ходовой динамик это 10″. Один или 2, если бас должен быть быстрым, но его надо много.
Достоинства: отличный быстрый и четкий бас, способность играть низко в инфру, не требует подрезки снизу (хотя это и применяют иногда), занимает мало места.
Недостатки: тихий, не способен от души «навалить», для воспроизведения жанров с очень большим количеством баса не подходит. Ну и перегреваться может, ибо объем закрытый.
3. Фазоинвертор (ФИ).
Это ящик с портом, трубой или щелью. Не с дыркой, как многие говорят 🙂 Её нельзя просто так прорезать в готовом ЗЯ, это не будет работать. ФИ имеет 3 важных параметра:
— объем ящика
— площадь порта
— длина порта
Все эти параметры ящика рассчитываются специальным образом. Используются программы и формулы (ручной расчет для мазохистов).
ФИ имеет целый ряд модификаций, таких как:
— ФИ на щели
— ФИ на трубе
— Раскрытая щель или труба
— ФИ с экспопортом (экспоненциальная образующая одной или нескольких стенок порта)
— пассивный излучатель (ПИ), как ни странно, это тоже разновидность ФИ, только вместо объема воздуха колеблется мембрана.
Достоинства ФИ: громко, много баса. Если слушаете такую музыку, в которой надо много баса, то это для вас. Хорошее охлаждение в определенном диапазоне частот (правда в некоторых диапазонах все плохо).
Недостатки прямо вытекают из достоинств: худшие импульсные характеристики, бас более тормозной, менее чёткий, хлесткий. На частоте и ниже частоты настройки может повреждаться, как механически, так и есть риск спалить катушку.
Ну и объем багажника занимает немало. Для сравнения: если стандартный объем ЗЯ для 12″ динамика это 28-30 л, то для аналогичного ФИ уже 60-70 л.
4. Бандпассы (БП) или полосовые ящики.
Бывают 4 и 6 порядка (на самом деле делают и 8й порядок, но это уже для эстетов и маргиналов).
Если по-простому, то это комбинация двух оформлений — ЗЯ и ФИ (БП4) или двух ФИ с разной настройкой (БП). Это упрощенная модель, но, в принципе, так и есть.
Достоинства: высокая отдача, эти оформления очень громкие.
Недостатков больше: бас самый тормозной, нечеткий, рыхлый. Слушать замедленную негритятину годится, что-то другое — уже нет.
Часто используется в «стенах», там как раз «валево» и хейртрики нужны. Ну или в спортивных «стенах», ибо отдача высокая.
5. Волновые оформления (рупоры, ЧВ и др).
Крутые, но трудно считаемые и реализуемые оформления. Звук — огонь! Громко, можно валить. Четко — можно слушать что угодно.Недостатки — огромные размеры. Но если найдете место, или исхитритесь сделать компактный рупор или ЧВ (а это возможно), то будет очень круто. Есть еще недостатки, но про это как-нибудь в другой раз.
Фазоинвертор (ФИ)
Корпус для сабвуфера — фазоинвертор (ФИ)
В рамках обсуждения выбора сабвуфера рассмотрим такой корпус как фазоинвертор.
Фазоинвертор, в отличии от закрытого ящика, имеет порт с помощью которого разворачивает фазу сигнала тыльной стороны динамика таким образом увеличивая КПД в 2 раза.
Принцип работы фазоинвертора
Для какой музыки подходит фазоинвертор
Фазоинвертор отличается мощным и объемным басом, а АЧХ в районе частоты настройки имеет горб (значительное повышение громкости звучания).
Пример АЧХ фазоинвертора
По этому ФИ подходит для музыки, в которой много не быстрого баса, где низкие частоты это основа композиций. Выбирайте фазоинвертор если вам нравятся дабстэп, трипхоп, прочая медленная электронщина, рэп, R&B и т.п.
Примечание: настройка фазоинвертора это частота, на которую приходится пик АЧХ, регулируется изменением длины и площади порта, а так же отношением объема порта к объему корпуса.
Какой динамик подходит для фазоинвертора
Чтобы выбрать сабвуфер для фазоинвертора нужно отталкиваться от параметров Тиля — Смолла (Fs, Qts, Vas). Обычно эти данные есть в документах, но если у вас их нет, то параметры найдутся в интернете.
Для того, что бы понять подходит ли динамик для ФИ проведите не хитрые расчеты. Поделите значение Fs на значение Qts и если ответ получится от 60 и до 100, то такой саб будет оптимальным для фазоинвертора.
К примеру — у динамика SUNDOWN AUDIO E-12 V3 Fs = 32.4 Гц, а Qts = 0.37.
Fs / Qts = 32.4 / 0.37 = 87,6 — такой сабвуфер вполне подходит для ФИ.
Если значение для вашего динамика выходит за пределы диапазона 60-100 возможно стоит подыскать ему другое оформление с помощью этой очень полезной таблички. Обратите внимание на то, что приведенная таблица не запрещает использовать для динамиков корпусы, не соответствующие значению Fs / Qts. Она показывает варианты, которые точно будут хорошо работать.
Виды фазоинверторов
Порт фазоинвертора — основной элемент корпуса, он может быть круглым (труба) или прямоугольным (щель).
Щелевой порт Круглый порт (труба)
Нельзя однозначно сказать какой из этих портов лучше. Делают то, что удобнее или то, что больше нравится. Единственный момент, что в спорте (соревнования по звуковому давлению) чаще используются трубы, так как с их применением проще меняется настройка фазоинвертора, за счет изменения длины порта.
Подробнее о нюансах можно узнать из нашего видео про то, чем отличается труба от щели для сабвуфера:
Отдельно стоит отметить такой тип, как пассивный излучатель. Пассивный излучатель (корректней — пассивный отражатель) есть тот же фазоинвертор и принцип его работы тот же. Применяется в тех случаях, когда желаемый порт для ФИ не устраивает по габаритам. В пассивном излучателе вместо порта используется динамик без магнитной системы.
Принцип работы пассивного излучателя
Достоинства и недостатки ФИ
Плюсы:
Минусы:
Особенности
Материалы
Требования к материалам и сборке стандартны. Фазоинверторный короб должен быть крепким, герметичным и не давать вибраций. Материал — фанера или МДФ от 18 мм. и толще.
Обратите внимание на то, что все каналы ввода проводов, клеммники и т.п. должны быть надежно загерметизированы, внутренние перегородки (стенки порта) не должны иметь щелей.
Скругления порта фазоинвертора
Если щелевой порт длинный и имеет повороты, то в углах могут возникать застойные зоны, для избежания этого изгибы сглаживаются — в результате повышается КПД, так как снижается сопротивление движению воздуха. На слух определить улучшение качества довольно сложно, но для борьбы за высокий результат в звуковом давлении это решение работает.
Варианты сглаживая портов
Концы портов могут раскрываться, на выходе это может устранить паразитные шумы от трения воздуха, но такая проблема встречается не часто. Стоит помнить, что за счет раскрывов на концах повышается настройка порта (фазоинвертора), либо увеличивается его общая его длина. То есть для одной и той же настройки порт с расширениями на концах будет длиннее прямого и займет чуть больше объема.
Расширение щелевого порта Расширение трубы
Практическое видео по раскатке трубы для порта:
Стоит понимать, что подбор правильной геометрии расширения (раскрыва) — отдельная задача при расчете корпуса фазоинвертора.
Видео
Посмотрите подробный ролик о принципе работы фазоинвертора, это видео многое прояснит для вас.
Выводы
Если вам нужно акцентировать звучание вашей системы на низких частотах, то фазоинвертор прекрасно подойдет для этого.
ФИ — хороший выбор для жирного баса и громкого повседенева.
Читать еще:
Нажмите кнопку, чтобы поделиться материалом:
Устройство сабвуферов
Ответ не содержит конкретных рекомендаций, но открывает простор для
творчества с «кубиками» (бесконечный объем — 1 порядок, закрытое
оформление — 2 порядок, фазоинвертор (в том числе и с резонатором) —
4 порядок и простые фильтры).
Расчет и изготовление акустического оформления более высокого порядка
достаточно сложны.
4.3.1 Бесконечный объем (открытое пространство)
— Корпус не нужен. Значит — проще смонтировать и подключить.
— Требует хорошей акустической изоляции между передней и задней поверхностью
диффузора. При установке может привести к определенным проблемам и
потребовать дополнительной изоляции отверстий в панелях, чтобы исключить
«акустическое короткое замыкание».
— Демпфирование диффузора в этом случае определяется только гибкостью
подвижной системы и может оказаться недостаточным.
— Менее эффективна в области самых низких частот по сравнению с другими
конструкциями.
— В принципе дороже, чем хороший корпусной сабвуфер. Для лучшей слышимости
подвижная система должна иметь максимальную гибкость и ход, чтобы
выдерживать большую подводимую мощность.
4.3.2 Закрытый корпус
— Малый занимаемый объем.
— Неглубокий (12 dB/октава) спад АЧХ на низких частотах.
— Прекрасно выдерживают мощность на самых низких частотах.
— Прекрасная переходная характеристика и групповое время задержки.
— Легкость монтажа и простота конструкции.
— Снисходительность к конструктивным просчетам.
— Недостаточная эффективность.
— Незначительная отдача в области «верхнего баса».
— При использовании мощного агрегата в маленьком корпусе охлаждение
магнитной системы недостаточно.
— На 3-4 dB эффективнее, чем закрытый корпус.
— Отдача в области «верхнего баса» лучше, а искажения меньше.
— Магнитная система хорошо охлаждается.
— АЧХ правильно сконструированного агрегата расширена в область низких
частот по сравнению с закрытым корпусом.
— Размеры (не так критичные для неавтомобильной акустики).
— Недостаточная нагрузка ниже Fb.
— Сложнее проектирование, в результате просчетов можно получить гулкий,
неприятный звук.
4.3.4. Фазоинвертор с резонатором
— Надлежащим образом сконструированный и смонтированный сабвуфер
обеспечивает прекрасное воспроизведение самых низких частот.
— Лучше демпфируются колебания диффузора и снижаются механические нагрузки.
— Диффузор надежно защищен от болтающихся по багажнику предметов.
— Выход хорошо вписывается в интерьер седанов.
— Трудно изготовить (не рекомендуется для новичков) и очень критично к
ошибкам проектирования.
— Фильтрующие свойства часто маскируют искажения, возникающие при
ограничении сигнала в момент перегрузки усилителя. В результате слушатель
и не догадывается, что динамик на грани выхода из строя.
— Требуется мощное звено «среднего баса» вследствие узкой полосы
воспроизводимых частот.
— Переходная характеристика зависит от характера настройки. При широкой
полосе звук вялый, узкая полоса (и большая отдача) улучшает переходную
характеристику.
— Займет уйму времени.
Для получения от акустической системы высококачественного звучания ее
необходимо не только правильно рассчитать, но и тщательно изготовить.
Здесь даны рекомендации, которые позволят избежать наиболее часто
встречающихся ошибок, способных свести на нет все конструкторские
ухищрения.
4.4.1 Материалы и конструкция [AS, GG]
Акустическое оформление рассчитывается исходя из конструктивных параметров
низкочастотных головок. В любом акустическом оформлении следует избегать
каких-либо щелей и отверстий, корпус должен быть герметичным. Отверстия или
щели приводят к акустическому «короткому замыканию», вследствие чего
воспроизведение низких частот резко ухудшается. Головки громкоговорителей,
если в их конструкции не предусмотрено посадочное уплотнение, следует
устанавливать через уплотняющую прокладку из губчатой резины или резиновой
трубки. То же самое относится и к сдвоенным головкам сабвуферов. При установке
фазоинвертора необходимо обеспечить герметичность стыка трубы и панели.
Диаметр отверстия для головки должен быть равен диаметру диффузора с
учетом гофра, чтобы исключить возможность касания гофром панели во
время работы. Диффузор головки при установке на наружной панели
необходимо защитить от повреждений тонкой решеткой или сеткой с ячейками
5-10 мм. Неплохо также защитить порт или туннель фазоинвертора от попадания
посторонних предметов, что особенно актуально при установке сабвуфера в
багажнике. Крепление головок осуществляется при помощи винтов, шурупов
или шпилек. Головки не следует притягивать к корпусу слишком сильно,
чтобы не вызвать перекос диффузородержателя и подвижной системы и не
увеличить вибрации.
Материал корпуса должен обеспечивать жесткость панелей, особенно той,
на которой смонтирован(ы) динамик(и). Наиболее подходящие материалы — фанера,
ДВП и ДСП. Чем больше размеры корпуса и мощность головки, тем толще должен
быть материал корпуса. Для сабвуферов толщина панелей под динамики должна
быть не меньше 15 мм, прочих — 10 мм. Жесткость панелей можно увеличить при
помощи дополнительных распорок между противоположными стенками или ребер
жесткости в виде прикрепленных к панели брусков.
При самостоятельном изготовлении корпуса избежать шипового соединения
панелей можно, соединяя панели при помощи металлических уголков или
деревянных брусков. Деревянные бруски, кроме того, позволяют довольно
просто изготовить скошенные корпуса, более приспособленные к установке
под сиденьями. В любом случае панели и связующие элементы устанавливают
на клею и крепят шурупами или винтами, а после высыхания клея стыки
герметизируют изнутри силиконом, эпоксидной смолой или герметиком. Для
заделки щелей на стыке панелей можно использовать смесь древесных опилок с
клеем. Внутренние поверхности корпуса следует хорошо задемпфировать.
Готовый корпус необходимо ошкурить, затем его можно зашпаклевать, загрунтовать
и покрасить, или отделать ковровым покрытием.
4.4.2 Звукопоглотитель [AS]
Введение звукопоглотителя в конструкцию корпуса громкоговорителя позволяет
превратить адиабатический процесс сжатия-расширения воздуха в ящике в
изотермический, что эквивалентно увеличению объема корпуса на 10-20%.
Соответственно снижается и резонансная частота громкоговорителя, в пределе
это снижение достигает 0,85 от исходной величины. Кроме того,
звукопоглотитель позволяет исключить отражения сигнала и резонансные явления
в объеме корпуса, что благоприятно сказывается на результирующей АЧХ.
Звукопоглощающий материал для заполнения внутреннего объема корпуса должен
быть рыхлым и пористым. Применимы вата в виде матов (для закрытого
оформления можно в матерчатом или марлевом мешке), дакрон. Для
закрытого оформления необходимо заполнить приблизительно 60% объема позади
головки, для фазоинвертора и пассивного излучателя достаточно нанести
звукопоглотитель на заднюю (обязательно) и боковые (желательно) стенки
слоем толщиной не менее 20-30 мм. Не следует размещать звукопоглотитель
вблизи отверстия или трубы фазоинвертора, так как чрезмерное демпфирование
может привести к полному прекращению действия фазоинвертора. В резонансных
камерах акустических оформлений высоких порядков звукопоглотитель не
обязателен, но в некоторых случаях может быть полезным нанести его на одну
из стенок слоем 10-20 мм для уменьшения отражений.
Маты из ваты изготавливают так: на куске марли или бязи раскладывают
вату ровным слоем, накрывают другим куском и простегивают суровой ниткой.
Маты крепят к внутренним поверхностям корпуса гвоздями, шурупами или на
клею. Удобно также применять листовой поролон (пенополиуретан) в виде
ковриков и матов толщиной 20-50 мм. Для увеличения пористости (что дает
лучшее звукопоглощение) неплохо некоторое время походить по ним (но не
грязными сапогами!).
Хорошо зарекомендовали себя динамики фирм Rockford Fosgate, JL Audio, MTX,
Kicker. При самостоятельном изготовлении сабвуферов можно также использовать
следующие динамические головки отечественного производства, имеющие
сопротивление 4 Ом :
Обозначение Габариты, мм Чувствительность Частота
(диаметр*высота) дБ/Вт резонанса, Гц
________________________________________________________________
10ГДН1 (6ГД6) 125*80 84 75
25ГДН1 (10ГД34) 125*76 84 80
25ГДН2 (15ГД18) 125*76 81 100
25ГДН3 (15ГД14) 125*76 84 55
35ГДН1 (25ГД26) 200*120 86 30
75ГДН1 (30ГД2) 250*125 87 25
75ГДН6 (30ГД6) 250*124 88 33
________________________________________________________________
Использование динамиков сопротивлением 8 Ом в автомобильных сабвуферах
энергетически невыгодно и может быть оправдано только при параллельном
включении в сдвоенных головках.
Программы расчета различных вариантов акустического оформления доступны
через ftp://ftp.uu.net/usenet/rec.audio.high-end/Software. Наиболее
популярная программа — Perfect Box (файл «perf.uu» или «perf.zip»).
Среди прочей информации заслуживает также внимания файл «sahfsd01.doc»
в архиве ftp.uu.net. Аббревиатура расшифровывается как «Software and
Hardware for Speaker Design». Файл был добавлен в июне 1994 анонимным автором.
Апериодическая мембрана (в отечественной терминологии — панель
акустического сопротивления, ПАС) — составная часть акустического
оформления некоторых сабвуферов. Это решетка, акустическое сопротивление
которой зависит от частоты. Первоначально Naim применил ее в домашних
акустических системах, но некоторые производители применяют ее в
автомобильной акустике.
У системы с ПАС головка громкоговорителя передемпфирована и имеет
добротность не более 0,7. Напротив, распространенные закрытые корпуса
имеют полную добротность Qtc 0,8-1,1 и по определению недостаточно
демпфированы. При неправильном проектировании высокодобротные системы
могут иметь плохую переходную характеристику, значительный пик на АЧХ
и значительный спад за ним. ПАС ведут себя по другому — у них лучше
переходная характеристика и плоская АЧХ с протяженным низкочастотным участком.
Другое преимущество системы состоит в том, что открывается широкий выбор.
Параметры Тейла-Смолла (которые предопределяют выбор типа корпуса)
учитываются при проектировании ПАС так, чтобы ее характеристики
соответствовали характеристикам головки громкоговорителя.
Реально ПАС не для каждого автомобиля. Для достижения хороших результатов
необходима хорошая акустическая изоляция (с уплотнением) как багажника
от пассажирского салона, так и самого багажника. Головки громкоговорителей
монтируются на перегородке между салоном и багажником так же, как в
системе с бесконечным объемом/открытым оформлением. ПАС помещается либо
впереди динамика, либо позади него (в зависимости от типа), в этом случае
ПАС является задней стенкой небольшого корпуса, в котором установлена
головка громкоговорителя (как в Buick Grand National у Richard Clark).
Это не годится для грузовиков, джипов, роверов и хэтчбэков.