Робимо короб для сабвуфера своїми руками: покрокова інструкція. Розрахунок корпусу для сабвуфера та практичний погляд на створення його своїми руками Як розрахувати закриту скриньку для сабвуфера

В автозвуку є безліч варіантів акустичних оформлень коробів. Тому багато новачків не знають, що вибрати найкраще. Найбільш популярні види коробів для сабвуфера – це закритий ящик та фазоінвертор.

А також існують такі оформлення, як бандпас, чвертьхвильовий резонатор, фріеїр та інші, але при побудові систем вони застосовуються вкрай рідко з різних причин. Вирішувати, який вибрати короб для сабвуфера повинен сам власник динаміка виходячи із вимог до звучання та досвіду.

Закрита скринька

Цей тип оформлення найпростіший. Закритий ящик для сабвуфера нескладно розрахувати та зібрати. Його конструкція є коробом з декількох стінок, найчастіше з 6.

Переваги ЗЯ:

1. Нескладний розрахунок;
2. Нескладне складання;
3. Маленький літраж готового короба, отже компактність;
4. Хороші імпульсні характеристики;
5. Швидкий та чіткий бас. Добре відіграє клубні треки.

Нестача закритого ящика всього одна, але вона часом є вирішальною. Даний тип оформлення має дуже низький рівень ККД щодо інших коробів. Закрита скринька не підійде для тих, кому хочеться високого звукового тиску.

Однак він підійде для любителів року, клубної музики, джазу та подібного. Якщо людині хочеться басу, але потрібне місце у багажнику, то закрита скринька – це ідеальний варіант. Закрита скринька буде погано грати, якщо вибрано неправильний об'єм. Який об'єм короба потрібний для даного типу оформлення вже давно вирішили досвідчені люди в автозвуку шляхом обчислень та експериментів. Вибір обсягу залежатиме від розміру динаміка сабвуфера.

Найчастіше зустрічаються динаміки таких розмірів: 6, 8, 10, 12, 15, 18 дюймів. Але також можна знайти динаміки інших розмірів, як правило, в інсталяціях вони використовуються дуже рідко. Сабвуфери діаметром 6 дюймів випускаються кількома компаніями та в інсталяціях також зустрічаються рідко. Здебільшого люди обирають динаміки діаметром 8-18 дюймів. Деякі люди вказують діаметр сабвуферної динаміки в сантиметрах, що не зовсім правильно. У професійному автозвуку прийнято виражати розміри у дюймах.

• для 8-дюймового сабвуфера (20 см) потрібно 8-12 літрів чистого об'єму,
• для 10-дюймового (25 см) 13-23 літрів чистого об'єму,
• для 12-дюймового (30 см) 24-37 літрів чистого об'єму,
• для 15-дюймового (38 см) 38-57-літрів чистого об'єму
• а для 18-дюймового (46 см) буде потрібно 58-80 літрів.

Літраж дано приблизно, оскільки кожного динаміка необхідно вибирати певний обсяг, з його характеристик. Налаштування закритої скриньки буде залежати від його обсягу. Чим більший обсяг короба, тим менше буде частота налаштування короба, бас вийде м'якший. Чим об'єм короба менше, тим частота короба буде вищою, бас вийде чіткіший і швидший. Не варто занадто збільшувати або зменшувати обсяг, так як це може призвести до наслідків. При розрахунку короба дотримуйтесь об'єму, що був указу, вище Якщо буде перебір обсягу, то бас вийде розпливчастим, нечітким. Якщо обсягу не вистачатиме, то бас буде дуже швидким і «довбати» по вухах у гіршому значенні цього слова.

Від налаштування короба залежить багато, але не менше важливий момент– це «».

Фазоінвертор

Цей тип оформлення досить складніше розрахувати та побудувати. Його конструкція значно відрізняється від закритої скриньки. Однак у нього є переваги, а саме:

1. Високий рівень ККД. Фазоінвертор відтворюватиме низькі частоти набагато голосніше, ніж закритий ящик;
2. Простий розрахунок корпусу;
3. Переналаштування у разі потреби. Це особливо важливо для новачків;
4. Гарне охолодження динаміка.

Також фазоінвертор має і недоліки, кількість яких більша, ніж у ЗЯ. Отже, мінуси:

• ФІ голосніше за ЗЯ, але бас тут уже не такий чіткий і швидкий;
• Розміри ФІ короба набагато більші в порівнянні з ЗЯ;
• Великий літраж. Через це готовий короб займатиме більше місця у багажнику.

Виходячи з переваг та недоліків можна зрозуміти, де використовуються ФІ короби. Найчастіше їх використовують в інсталяціях, де потрібний гучний і виражений бас. Фазоінвертор підійде для слухачів будь-якого ріпу, електронної та клубної музики. А також він підійде для тих, кому не потрібне вільне місце в багажнику, оскільки короб займатиме майже весь простір.

ФІ короб допоможе отримати більше басу, ніж ЗЯ від динаміка маленького діаметра. Однак для цього потрібно набагато більше місця.

Який обсяг короба потрібний для фазоінвертора?

• для сабвуфера діаметром 8 дюймів (20 см) знадобиться 20-33 літри чистого об'єму;
• для 10-дюймового динаміка (25 см) – 34-46 літрів,
• для 12-дюймового (30 см) - 47-78 літрів,
• для 15-дюймового (38 см) – 79-120 літрів
• та для 18-дюймового сабвуфера (46 см) потрібно 120-170 літрів.

Як і у випадку із ЗЯ, тут дано неточні цифри. Однак у ФІ корпусі можна «грати» з об'ємом і брати значення менше за рекомендовані, з'ясовуючи при якому об'ємі сабвуфер грає краще. Але не варто занадто сильно збільшувати або стискати обсяг, це може призвести до втрати потужності та виходу динаміка з ладу. Найкраще спиратися на рекомендації виробника сабвуфера.

Від чого залежить налаштування ФІ короба

Чим більший об'єм короба, тим меншою буде частота налаштування, швидкість баса зменшується. Якщо ж потрібна вище частота, то обсяг необхідно зменшити. Якщо у вас номінальна потужність підсилювача перевищує номінал динаміка, то обсяг рекомендується менший. Це потрібно для того, щоб розподілити навантаження на динамік та виключити його перевищення ходу. Якщо ж підсилювач слабший за динаміку то об'єм короба рекомендуємо зробити трохи більше. Це компенсує гучність через нестачу потужності.

Площа порту також має залежати від обсягу. Середні значення площі порту динаміків такі:

для 8-дюймового сабвуфера потрібно 60-115 кв.

для 10-дюймового - 100-160 кв.

для 12-дюймового - 140-270 кв.

для 15-дюймового - 240-420 кв.

для 18-дюймового – 360-580 кв.
Довжина порту також впливає на частоту налаштування сабвуферного короба, чим довше буде порт тим нижче налаштування короба, чим коротше порт відповідно частота налаштування вище. При розрахунку короба для сабвуфера насамперед необхідно ознайомитися з характеристиками динаміка та параметрами корпусу, що рекомендуються. У деяких випадках виробник рекомендує зовсім інші параметри короба, ніж ті, що наведені в статті. Динамік може мати нестандартні характеристики, через що він вимагатиме певного короба. Такі сабвуфер найчастіше зустрічаються у компаній-виробників Kicker та DD. Однак у інших виробників такі динаміки також є, але в менших кількостях.

Обсяги дано зразкові, від і до. Він залежно від динаміка будуть відрізнятися, але зазвичай вони будуть знаходитися в одній і тій же вилці ... Наприклад для 12 дюймового сабвуфера це 47-78 літрів а порт буде від 140 до 270 кв. см, а як детальніше розрахувати обсяг, всьому цьому ми будемо вчитися в наступних статтях. Сподіваємося, що ця стаття відповіла вам на ваше запитання, якщо у вас є зауваження або пропозиції ви можете залишити свій коментар нижче.

Інформація, яку ви дізналися відмінно підійде для тих.

Розрахунок корпусу сабвуфера - ЗЯ ( Закритий Ящик). Розрахувати і зробити ЗЯ під конкретний сабвуферний динамік, не складає великих труднощів, це дуже просте, в розрахунку та виготовленні акустичне оформлення. Завдання полягає в тому, щоб визначити необхідний об'єм закритого ящика, в якому сабвуферний динамік створить відносно рівну АЧХ в салоні автомобіля.

Для розрахунку ЗЯ корпусу, знадобиться програма для розрахунку сабвуферних корпусів – JBL SpeakerShop або інша подібна. Знаходимо даташит з технічними характеристикамисабвуферного динаміка, нас цікавлять параметри Тіля-Смолла, мінімум, що потрібно дізнатися про динаміку: Fs(Резонансна частота динаміка), Vas(еквівалентний обсяг) та Qts(Повна добротність). Якщо відомо більше параметрів для динаміка - добре, їх можна все ввести, але для розрахунку корпусу ЗЯ і навіть ФІ, цілком достатньо трьох вище наведених параметрів.

Розрахунок сабвуферного корпусу – ЗЯ.

Кнопка Plotпоказує криву АЧХ. Змінюючи обсяг, необхідно отримати якомога плавнішу криву, без провалів у робочій зоні. Якщо щось не так, перевірте, чи підходить цей сабвуфер для ЗЯ.

Після того, як буде отримана оптимальна крива АЧХ, стане відомо, якого обсягу необхідно робити корпус сабвуфера.

Вважається це в такий спосіб:

Розрахований об'єм 1000 ÷ довжину ÷ висоту = ширина. Докладніше, з прикладом, описано в кінці статті з розрахунку фазоінверторного короба.

Рекомендую робити корпус зі скосом задньої чи передньої стінки, це зменшить вплив відбитих хвиль від задньої стінки. Що б правильно розрахувати такий корпус потрібно дно корпусу зробити довшим на кілька див. а верх навпаки на кілька див. Або застосувати в корпусі матеріал, що демпфує, але в цьому випадку, необхідно це врахувати при розрахунку обсягу в програмі.

Дуже велике поширення в Останніми рокамиотримали закриті АС, які донедавна були єдиним видом АС для високоякісного відтворення як нашій країні, і там. І тільки в останні роки АС з фазоінвертором (АС з ФІ) та АС з пасивним випромінювачем(АС з ПІ) порушили монополію закритих АС. Проте закриті АС і в даний час є однією з найпоширеніших конструкцій високоякісних АС у Західній Європі і досить широко випускаються в США, як це видно з таблиці:

На рис. 1 представлена ​​типова закрита АС та її електричний аналог. Перевага закритої АС полягає в тому, що задня поверхнядифузора головки не випромінює і, таким чином, повністю відсутня «коротке акустичне замикання». Недоліком закритих АС є те, що дифузори головок навантажені додатковою пружністю об'єму повітря всередині оформлення. Наявність додаткової пружності призводить до підвищення резонансної частоти рухомої системи головки в закритому оформленні 01 і, як наслідок, до звуження знизу відтворюваного діапазону частот. Значення додаткової пружності об'єму повітря S може бути знайдено як:

S У =γρ 0 S ефф 2 /V [ 1]

γ - Показник адіабати;

S ефф - Ефективна площа дифузора головки;

V - Внутрішній об'єм корпусу оформлення.

Мал. 1. Типова закрита акустична система та її електроакустичний аналог.

Ефективною площею дифузора вважають 50-60% його конструктивної площі. Для круглого дифузора діаметром d S ефф =0,55S=0,44d 2. Це еквівалентно тому, що ефективний діаметр дифузора становить 0,8 конструктивного діаметра. Пружність S підсумовується з власною пружністю підвісу рухомої системи головки S 0 і в результаті резонансна частота головки в закритому оформленні обчислюється за формулою:

ω 01 =√((S 0 +S B)/m ) = ω 0 √( 1+S B /S 0 ) , [ 2]

де m 0 - Маса рухомої системи головки.

Як видно з , пружність повітряного об'єму всередині оформлення обернено пропорційна цьому об'єму. Пружність рухомої системи можна виразити через пружність деякого еквівалентного об'єму повітря V Е, що має пружність S 0 . Звідси резонансна частота головки у закритому оформленні:

ω 01 =ω 0 √(1 + V Е / V )

Щоб резонансна частота все ж таки не була надмірно високою, іноді застосовують головки з більш важкою рухомою системою, що дозволяє дещо знизити резонансну частоту головки в закритому оформленні, як це видно з . Однак слід на увазі, що збільшення маси рухомої системи знижує чутливість АС.

Особливо малою ефективністю мають так звані малогабаритні акустичні системи(MAC), у яких пружність обсягу всередині оформлення істотно більша за пружність закріплення рухомої системи головки. Такі системи, у яких пружність рухомої системи визначається пружністю об'єму повітря всередині оформлення, називаються системами з компресійним підвісом головки.

Мал. 2. АЧХ закритої системи(ЗЯ)

Нерівномірність АЧХ закритих АС у сфері низьких частот як і, як і відкритих, визначається їх добротністю (рис. 2). При Q 01<0,707 частотная характеристика АС равномерно понижается с понижением частоты в область низких частот и неравномерность проявляется как спад на резонансной частоте ω 01 проти вищими частотами. При 0,707<Q 01<1 частотная характеристика имеет небольшой пик на частоте ω 1 і далі спад на резонансній частоті ω 01 . Нерівномірність частотної характеристики при цьому визначається підйомом на піку ω 1 , та спадом на резонансній частоті ω 01 . При Q 01>1 нерівномірність частотної характеристики визначається лише ликом на частоті ω 1 щодо горизонтальної частини характеристики.

Мал. 3. Залежність нерівномірності АЧХ закритої АС від Q01.

Нерівномірність частотної характеристики залежно від добротності закритої АС наведено на рис. 3. Як випливає з малюнка, мінімальна нерівномірність частотної характеристики закритих АС має місце за добротністю Q 01 =1 і становить 1,3 дБ. Бажана добротність самої головки перебуває з умови:

Q=Q 01 /√(1+V е фф /V)

Дослідження показали, що добротність головок, призначених для закритих АС, має перевищувати 0,8-1. Інакше головка виходить «роземпфована». Це означає, що з її збудженні, тобто. при подачі на неї напруги музичної або мовної програми, головка крім коливань в такт з поданим напругою коливатиметься і частотою власних коливань, близька до резонансної частоти. Для слухачів це виявлятиметься в тому, що до звучання програми домішуватиметься звучання цієї частоти як свого роду «гудіння», «нечистота» низьких тонів. Відзначимо також, що якщо головка поміщена в закритому ящику, погіршується рівномірність частотної характеристики середніх і високих частот через резонансних явищ в оформленні. Для їх усунення внутрішні поверхні (особливо задню стінку) покривають звукопоглинаючим матеріалом і заповнюють частину об'єму. Крім того, заповненням внутрішнього об'єму пухким звукопоглинаючим матеріалом переслідують і іншу мету – змінити термодинамічний процес стиснення-розширення повітря в оформленні.

Без заповнення процес стиснення-розширення повітря всередині оформлення адіабатичний. Заповнюючи оформлення пухким звукопоглинаючим матеріалом, можна зробити так, щоб адіабатичний процес змінився на ізотермічний. У цьому випадку внутрішній обсяг оформлення ніби збільшується в 1,4 рази, оскільки коефіцієнт γ в , що становить 1,4 для адіабати, замінюється значенням, що дорівнює одиниці для ізотерми. Відповідно, знижується і резонансна частота закритої АС. Це зниження межі (для компресійної АС) досягає √1,4, так як для неї можна знехтувати пружністю підвісу головки. В іншому випадку резонансна частота головки ω 01 ’ може бути знайдена як:

ω 01 ’ = ω 01 √ ((1+0,75 ∙ S/S 0 ) ∙ (1+ S/S 0 )) [ 5]

Як практично визначити, що ізотермічний процес стиснення-розширення повітря всередині оформлення досягнуто? Процес буде досягнутий, якщо при додаванні внутрішньо оформлення нової порції пухкого звукопоглинаючого матеріалу резонансна частота закритої АС вже не знижується. Дослідження авторів показали, що заповнювати внутрішній обсяг оформлення більш ніж на 60% недоцільно. Водночас кількість пухкого звукопоглинаючого матеріалу не повинна бути надмірною, щоб активні акустичні втрати в оформленні та заповненні не були значними. Слід зазначити, що ступінь впливу активних акустичних втрат в оформленні (і наповненні) на хід частотної характеристики залежить, строго кажучи, не від їх абсолютних значень, а від співвідношення активних акустичних втрат в оформленні і повних втрат в головці. Втрати в головці - це власні акустико-механічні активні втрати на внутрішнє тертя в матеріалі головки, тертя про повітря при роботі, втрати у вигляді активної складової опору випромінювання і т.д., а також втрати, що «вносяться» в головку.

Надмірні активні акустичні втрати можуть бути в АС при неякісному (з акустичної точки зору) виконанні корпусу оформлення, кріпленні головки, при надмірному заповненні оформлення звукопоглинаючим матеріалом, а також при надмірно малих внутрішніх об'ємах оформлення ( V Е /V>8 ).

приклад. Розрахуємо об'єм закритої АС з нижньою граничною частотою 50 Гц, що має головку з такими характеристиками: f=38 Гц, Qts=0,8, Vas=60 л.

1. Визначаємо обсяг оформлення з формули: V=60∙10 -3 /((50/38) 2 -1)=83 л . (Результат множимо на 1000)
2. Знаходимо добротність головки в закритому оформленні з формули: Q 01 = 0,8 √ (1 +60/83) = 1,05 . Відповідно до рис. 3 мінімальна нерівномірність АЧХ має місце за Q 01 =1. Так що отримана нерівномірність частотної характеристики через пік на частоті 1 практично мінімальна і становить всього близько 1,5 дБ.

Характерна особливість контрапертури в тому, що звук, що приходить до слухача фактично з усіх боків, хоча створює вражаючий ефект присутності, не може повною мірою передати інформацію про звукову сцену. Звідси розповіді слухачів про відчуття рояля, що літає по кімнаті, та інших чудесах віртуальних просторів.

Контрапертура

Плюси:Широка зона ефектного об'ємного сприйняття, натуралістичність тембрів завдяки нетривіальному використанню акустичних хвильових ефектів.

Мінуси:Акустичне місце помітно відрізняється від звукової сцени, задуманої при записі фонограми.

Та інші...

Якщо ви думаєте, що на цьому перелік варіантів оформлення колонок вичерпується, значить ви сильно недооцінюєте конструкторський інтерес електроакустиків. Я описав лише найбільш ходові рішення, залишивши за кадром близьку родичку лабіринту - трансмісійну лінію, смуговий резонатор, корпус з панеллю акустичного опору, навантажувальні труби.

Подібна екзотика зустрічається досить рідко, але іноді вона матеріалізується в конструкції з унікальним звучанням. А іноді й ні. Головне не забувати, що шедеври, як і посередності, зустрічаються у всіх оформленнях, хоч би що говорили ідеологи того чи іншого бренду.

Розрахунок корпусу для сабвуфера

Розрахунок корпусу для сабвуфера по зубах не кожному автомобілістові, навіть дуже захопленому музикою і розуміється на різних акустичних тонкощах. Сабвуфер є складною і самостійною акустичною системою, призначеною для створення якісного звуку в салоні автомобіля.
Проте мало хто з автомобілістів знає, як розрахувати корпус для сабвуфера грамотно і без проблем.

Корпус та його розрахунок

Отже, безпосередньо сам алгоритм розрахунку корпусу сабвуфера:

• На сьогоднішній день існує чотири основні види корпусу для сабвуфера;
• Корпус 3Я є конструкцією закритого типу. Даний вид, з точки зору проектування та виготовлення, є найпростішим. Однак у нього коефіцієнт корисної дії практично відсутній. На додаток до всього, він є негерметичним;
• Фазоінвертор (ФІ) має складний принцип розрахунку, але має високий показник коефіцієнта корисної дії;
• Бандпас 4 і 6-го порядків є найважчим, з погляду проектування та практичного виготовлення варіантом, але має найвищий показник коефіцієнта корисної дії в межах низьких частот звуку і при цьому повністю глушить високі.

Примітка. Об'єктивно кожен з описаних вище варіантів має низку характерних переваг та недоліків, однак вибір потрібно здійснювати згідно з рекомендаціями програми проектування.

Програма WinlSD 0.44

Перед тим, як перейти безпосередньо до процесу проектування, необхідно створити звуковий динамік у базі даних за допомогою програми WinlSD 0.44:

• Спочатку потрібно навести курсор комп'ютерної мишки на вкладку New, після чого необхідно поставити Owndrivers і знову клікнути на New. Після цього, завантажити параметри, вибрані відповідно до власних побажань та можливостей. Наприкінці просто натиснути OK, Close;
• Потім необхідно виконати створення проекту на основі динаміка, заданих раніше розмірів;
• Далі необхідно багаторазово повторити вищеописану процедуру зі зміною виду корпусу, перепробувавши всі чотири варіації.

Безпосередній алгоритм створення самого корпусу для сабвуфера автомобіля

Ось що потрібно знати:

• Найбільш оптимальною формою буде усічена піраміда, оскільки вона є найбільш універсальною;
• Скід задньої стінки повинен становити приблизно 23 градуси, оскільки абсолютна більшість сучасних легкових автомобілів мають салон із нахилом спинок задніх сидінь саме під цим кутом;
• Обов'язково необхідно розрахувати обсяг корпусу відповідно до розмірів вільного простору багажника (див.).

Створення корпусу закритого типу

Починаємо:

• Всі стінки корпусу 3Я (корпуса закритого типу) повинні бути виконані з ДСП, причому передня стінка повинна мати товщину 23 мм, а бічна дорівнювати 220 мм;
• Тепер потрібно просто випиляти з ДСП стінки вказаного розміру з точністю до міліметра, а потім можна переходити до безпосереднього складання корпусу;
• З'єднання слід виконувати за допомогою клею та спеціалізованих шурупів з їх подальшим вкручуванням на відстані 5 см один від одного;

• Під саморізи потрібно створити за допомогою свердел отвору розміром рівно 3 мм, а вже під головки саморізів необхідно буде за допомогою свердла в 10 мм створити відповідні виїмки;
• Тепер настав час виконати розмітку отворів для акустичного терміналу за допомогою найпростішого циркуля;
• Далі потрібно створити відповідні отвори за допомогою електронного лобзика.

Примітка. Якщо акустичний термінал постійно перебуватиме в умовах високого тиску, то від нього регулярно виходитимуть різного роду призвуки. З метою уникнення описаного вище ефекту необхідно акустичний термінал за допомогою маленької коробочки просто екранувати.

Продовжуємо:

• Перед тим, як перейти до прикручування попередньо заготовлених саморізів, необхідно клеєм промазати всю поверхню місць з'єднання;
• Частини корпусу, що виступають після склеювання, потрібно просто обережно зрізати за допомогою рубанка;
• Аналогічним способом необхідно виконати розмітку та вирізку відповідних отворів вже на передній стінці з метою якісної установки автомобільного динаміка;
• Нітролак для меблів потрібно нанести на дерев'яний корпус з метою збереження властивостей антидії вологи та процесу конденсації;
• Для створення прекрасного зовнішнього вигляду рекомендується зовнішню частину корпусу покрити карпетом (див.);
• Тепер залишилося просто виконати з'єднання акустичного терміналу та сабвуферного динаміка.

Примітка. Вкрай важливо ознайомитися з усіма етапами інструкції та розібратися в програмі проектування, так як це дозволить виконати самостійну установку та індивідуально сконструювати короб безпосередньо під габарити та можливості багажного відсіку свого автомобіля. Також під час всіх етапів роботи важлива висока міра уважності і акуратності, адже будь-яка неточність обов'язково позначиться на кінцевому результаті.

Інструкція самостійного конструювання у поєднанні з фото та відео-матеріалами дозволить виконати роботу швидко та якісно. Ціна питання мінімальна і вдесятеро відрізняється від операції, проведеної в майстерні.
Своїми руками спорудити корпус цілком реально. Головне, повторимося, при першому створенні та конструюванні уважно ознайомитись із докладною практичною інструкцією.