У зв'язку з множинними питаннями, як розрахувати корпусу длядінаміков я викладаю кілька статей, пов'язаних з розрахунком акустичного оформлення для динаміків. Не забуваємо, що акустичне оформлення важливо для НЧ-головок. І так починаємо.
Найчастіше питання звучить приблизно так: "знайшов динамік, що з ним робити?", Або "Товаріщч, а говорять такі сабвуфери бувають.". Тут ми розглянемо тільки один варіант вирішення цієї проблеми: За наявного динаміку зробити ящик. з оптимальними параметрами на HЧ, наскільки це можливо. Цей варіант сильно відрізняється від завдання заводського конструктора-натягнути нижню частоту системи до необхідної по ТУ величини
[Q] Hашел з нагоди великий динамік без розпізнавальних знаків. Як дізнатися, чи можна зробити з нього сабвуфер?
[A] Hужно виміряти його T / S параметри. Hа підставі цих даних приймати рішення про вид HЧ оформлення.
[Q] Що таке T / S параметри?
[A] Мінімальний набір параметрів для розрахунку НЧ оформлення, запропонований Тіллем і Смолл.
- Fs - резонансна частота динаміка без оформлення
- Qts - повна добротність динаміка
- Vas - еквівалентний обсяг динаміка.
[Q] Як виміряти T / S параметри?
[A] Для цього потрібно зібрати схему з генератора, вольтметра, резистора і досліджуваного динаміка. Динамік підключається до виходу генератора з вихідним напругою кілька вольт через резистор опором близько 1 кОм.
1. Знімаємо V (F) = АЧХ опору динаміка в області резонансу. Динамік повинен під час цього виміру перебувати у вільному просторі (далеко від поверхонь, що відбивають). Знаходячись опір динаміка на тих, хто поститься струмі (знадобиться), записуємо частоту резонансу в повітрі Fs (це та частота, на якій показання вольтметра максимальні :). показання вольтметра Uo на мінімальній частоті (ну наприклад 10 Гц) і Um на частоті резонансу Fs.
2. Знаходячись частоти F1 і F2, в яких крива V (F) перетинається з рівнем V = SQRT (Vo * Vm).
3. Знаходячись Qts = SQRT (F1 * F2) * SQRT (Uo / Um) / (F2-F1) це повна добротність динаміка, можна сказати, найважливіша величина.
4. Для знаходження Vas потрібно взяти невеликий закритий Яшико обсягу Vc, з отвором, трохи меншим діаметру дифузора. Щільно притулити динамік до отвору і повторити вимірювання. Від цих вимірів знадобиться резонансна частота динаміка в корпусі Fc. Знаходячись Vas = Vc * ((Fc / Fs) ^ 2-1).
Ця методика написана в Аудіо Магазині • 4 за 99 рік. Я її не перевіряв. Є й інші, коли вимірюються механічні параметри головки, маса, гнучкість і т.п.
[Q] У мене тепер є параметри динаміка, що з ними робити?
[A] Кожен динамік при проектуванні заточується під певний вид акустичного оформлення. Щоб дізнатися, під що саме, подивимося на добротність.
- Qts> 1,2 це головки для відкритих ящиків, оптимально 2,4
- Qts <0.8-1.0 - головки для закрытых ящиков, оптимально 0,7
- Qts <0.6 - для фазоинверторов, оптимум - 0,39
- Qts <0.4 - для рупоров
Правильніше буде сортувати головки не по добротності, а по величині Fs / Qts. Наведу по пам'яті, не хочеться формули прораховувати.
Пружність, м'ясистість, сухість і ін. Подібні характеристики звуку, видаваного бас колонкою, багато в чому визначаються перехідною характеристикою системи, утвореної динаміком, нч оформленням і навколишнім середовищем. Щоб в цій системі не було викиду на імпульсної характеристиці, її добротність повинна бути менше 0,7 для систем з випромінюванням однією стороною динаміка (закриті і фазоінвертори) і 1,93 для двосторонніх систем (оформлення типу екран і відкритий ящик)
[Q] Де почитати про відкрите оформлення?
[A] Відкриті ящики і екрани - найпростіший тип оформлення. Переваги: простота розрахунку, відсутність підвищення резонансної частоти (від розмірів екрану залежить тільки вид частотної характеристики), майже незмінна добротність. Hедостатки: великий розмір передньої панелі. Досить грамотні і прості розрахунки цього виду оформлення можна знайти в В.К. Іоффе, М.В.Лізунков. Побутові акустичні системи, М. Радио и связь. 1984. Та й в старих Радіо напевно є примітивні радіолюбительські розрахунки.
[Q] Як розрахувати закритий ящик?
[A] Оформлення "закритий ящик" буває двох типів, нескінченний екран і компресійний підвіс. Попадання в той чи інший розряд залежить від співвідношення гнучкості підвісу динаміка і повітря в ящику, позначається альфа (до речі кажучи, першу можна поміряти, а другу порахувати і змінити за допомогою заповнення). Для нескінченного екрану співвідношення гнучкості менше 3, для компресійного підвісу більше 3-4. Можна в першому наближенні вважати що головки з більшою добротністю заточені під нескінченний екран, з меншою-під компресійний підвіс. Для наперед взятого динаміка закритий корпус типу нескінченний екран має більший обсяг, ніж компресійний ящик. (Взагалі кажучи, коли є динамік, то оптимальний корпус під нього має однозначно певний обсяг. Помилки, що виникли при вимірюванні параметрів і розрахунках, можна в невеликих межах поправити за допомогою заповнення). Динаміки для закритих корпусів мають потужні магніти і м'які підвіси на відміну від головок для відкритих ящиків. Формула для резонансної частоти динаміка в оформленні об'ємом V
а наближена формула, що зв'язує резонансні частоти і добротності головки в корпусі (індекс "з") і у відкритому просторі (індекс "s") Fc / Qtc = Fs / Qts
Іншими словами, є можливість реалізувати необхідну добротність акустичної системи єдиним способом, а саме вибором обсягу закритого ящика. Яку добротність вибрати? Люди. які не чули звучання натуральних музичних інструментів, зазвичай вибирають колонки з добротністю более1,0. У колонок з такою добротністю (= 1.0) найменша нерівномірність частотної характеристики в області нижчих частот (а до чого тут звук?), Досягнута ціною невеликого викиду на перехідній характеристиці. Максимально гладка АЧХ виходить при Q = 0.7, а повністю аперіодичне імпульсна характеристика при Q = 0.5. Hомограмми для розрахунків можна взяти в вищенаведеної книзі.
[A] Акустична система являє собою фільтр верхніх частот. Фільтр може бути описаний передавальної характеристикою. Передавальний характеристику завжди можна підігнати під відому функцію. У теорії фільтрів використовують кілька типів статечних функцій, названих на ім'я математиків, першими обсмоктали ту чи іншу функцію. Функція визначається порядком (максимальним показником ступеня, тобто H (s) = a * S ^ 2 / (b2 * S ^ 2 + b1 * S + b0) має другий порядок) і набором коефіцієнтів a і b (від цих коефіцієнтів можна потім перейти до значень реальних елементів електричного фільтра, або електромеханічним параметрам.)
Далі, коли мова буде йти про апроксимації передавальної характеристики поліномом Баттерворта або Чебишева або ще чимось іншим, це треба розуміти так, що поєднання властивостей динаміка і корпусу (або ємностей та індуктивностей в електричному фільтрі) вийшло таким, що з найбільшою точністю частотну і фазову характеристики можна підігнати під той чи інший поліном. Hаиболее гладкою частотна характеристика виходить, якщо її можна апроксимувати поліномом Баттерворта. Чебишовських апроксимація характеризується волнообразой частотної характеристикою, і більшою протяжністю робочої ділянки (по ГОСТу до -14 дБ) в область нижчих частот.