Закрытый ящик или фазоинвертор что лучше: В поисках закрытого ящика или почему исчезает целый класс акустических систем

Содержание

В поисках закрытого ящика или почему исчезает целый класс акустических систем

Мировая аудиоиндустрия стремительно развивается. Вектор этого развития известен, способность производить удобоваримую электронику с минимальными затратами. Казалось бы, одним из самых логичных типов акустического оформления, не требующих ничего, кроме точного расчета, максимально технологичных и дешевых является закрытый ящик(ЗЯ). При таком оформлении можно минимизировать резонансы корпуса, получить сравнительно ровную АЧХ, а при адекватном демпфировании предотвратить появление заметных на слух стоячих волн. Получается дёшево и сердито, а значит, казалось бы, должно быть востребовано. Между тем, если вы попытаетесь найти такую акустику среди актуальных предложений интернет-магазинов и салонов электроники — вас ожидает разочарование.

Ассортимент предельно мал, если сравнивать с фазоинверторной акустикой, при этом стоимость закрытого ящика существенно выше. Многие безусловно удовлетворятся старой доброй YAMAHA NS-6490 или профессиональными мониторами от Behringer. Также есть узкий сегмент встраиваемой и ландшафтной акустики, который является достаточно нишевыми и редкие дорогие образцы за полмиллиона, типа Graham Audio LS5/9f. Но в сравнении с другими типами оформления процент ЗЯ ничтожно мал. Это означает, что сегодня, новые АС с закрытым акустическим оформлением производят крайне неохотно. Под катом анализирую ситуацию и рассуждаю на тему того, почему закрытые ящики перестали быть востребованными.

Ниша закрытого ящика

С маркетологической точки зрения целевой аудиторией закрытого ящика является притязательный средний класс с уровнем интеллекта выше среднего. С одной стороны, это люди, которые хорошо понимают проблемы ставшего повсеместным фазоинверторного типа. С другой — это те, кто не способны заплатить за дорогие лабиринтные системы и поэтому выбирающие более технологичное и недорогое решение.

Это часто инженеры и другие люди, знакомые с основами акустики. В некоторых случаях такое же решение может понравится небогатым аудиофилам, которые одержимы идеей максимально высокой верности воспроизведения, но не имеют достаточно денег на ультимативно-бескомпромиссные и настолько же нерациональные дорогие решения из маркетингового класса High End.

Можно сказать, что эта категория покупателей больше прочих страдает сегодня от отсутствия продуктов. Как правило, они используют технику из сегмента попроще, при этом, с одной стороны, недовольны её качеством, а с другой, при переходе в премиум сегмент начинают жаловаться на стоимость.

И, казалось бы, всё не так сложно, достаточно начать производить хорошо рассчитанные закрытые ящики из МДФ или фанеры, и всем будет счастье. Но как обычно, дьявол скрывается в мелочах.

Проблема габаритов

Я исследовал мнение 60 человек, которых можно отнести к категории, которую я описал. Оказалось, что большинство (57 человек) из них очень заинтересованы в преимуществах, которые дает закрытый ящик. Трое сказали, что это впечатляет, но они не будут готовы быстро сменить акустику, т.к. их вполне устраивает та, что есть в настоящий момент. Однако, когда позитивно настроенное большинство узнало, что для получения звукового давления, которое обычно позволяет обеспечить фазоинвертор, понадобится увеличить объем в 3 раз, 38 человек отказалось от такого решения без обсуждения преимуществ и взвешивания фактов.

Остальные же, лояльно настроенные к такому конструктивному решению, потеряли однозначную уверенность в том, что так лучше.

Получается, что даже решение, которое полностью удовлетворяет по сочетанию верность воспроизведение/стоимость, обладая значительно большими габаритами при равном или меньшем КПД, перестаёт быть интересным для подавляющего большинства потенциальных посетителей.

У такой неприязни к размерам 3 причины. Первая — эстетическая, АС такого размера с трудом сочетается с современным интерьером, где нормой, последние 15 лет, стали колонки столбики. Вторая — прагматическая, АС ЗЯ сжирает объем помещения, который часто хочется сохранить. Третья проблема массы, большие габариты гарантированно увеличивают массу устройства, что создает сложности в перспективе, например, при переезде или перестановке.

“Слабый низ”, как аргумент большинства

Те, кому довелось слышать закрытые ящики в форм факторе полноценной АС, в один голос заявляют о, якобы, “слабых” низких частотах, которых сильно не хватает.

Не могу спорить с любителями низа, как минимум в силу того, что восприятие очень индивидуально и никакого стандарта в отношении тембральных акцентов не существует. При этом достаточно ровная АЧХ закрытого ящика не делает акцентов на НЧ, и любителям “сочного баса” его там очень не хватает.

Именно такие утверждения формируют проблему в производительности. По сути, по современным меркам размер такой АС непропорционален ожидаемой звуковой мощности устройства. Оно слишком тихое, что значительно затрудняет визуальную оценку предельной громкости. Работает вечное: “если они такие большие, почему они такие тихие, ведь у соседа 2 столбика, а от них просто уносит”. И именно ради соревнования с соседом Васей у, казалось бы, неглупых людей, способных оценить преимущества конструкции, полностью пропадает желание приобретать “тихие колонки”.

Сабвуфер, как исключение

Единственными современными устройствами, среди которых можно найти ЗЯ в широком ассортименте и ценовом диапазоне, являются сабвуферы.

Факт в том, что те, кто хорошо знаком с физикой, неплохо знают о психоакустическом эффекте, когда человеческий слух практически не способен локализовать источники низких частот (ниже 80 Гц). При этом ЗЯ имеет массу преимуществ именно по части НЧ воспроизведения, таких как уменьшение вероятности резонансов, отсутствие специфических ФИ призвуков, турбулентных потоков и за счет этого всего очень ровную АЧХ. В связи с этим ЗЯ стали востребованными именно для создания сабвуферов. К слову, по сравнению с ЯИ и использующими пассивные излучатели, они также достаточно не громкие.

Сухой остаток

Будем честны, несмотря на громкие слова в миссиях кампаний, все они созданы как источник дохода, и соответственно, заботятся о пресловутой “верности воспроизведения” ровно настолько, насколько этого требуют потребители в их сегменте рынка. И, если взглянуть на маркетинговую привлекательность превосходно звучащих, но больших закрытых ящиков, мы увидим очевидную убыточность их возрождения в форм-факторе полноценной АС.

Аудиофилы и притязательные богачи избалованы более изощренными решениями, а средний класс не готов поступиться объемом небольших квартир.

Лучшим решением с ЗЯ-оформлением на сегодняшний день являются сабвуферы. При наличии настраиваемого кроссовера можно отрегулировать частоту среза так, чтобы резонансная частота ФИ стереопары воспроизводилась сабом, и таким образом получить вожделенную ровную АЧХ. Также, судя по продуктам представленным на рынке, популярностью пользуется акустика центрального канала с закрытым акустическим оформлением.

Реклама
Мы продаём акустические системы. В нашем каталоге их много, при желании можно найти АС и сабвуферы закрытого типа, в изобилии представлены АС с фазоинвертором.

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

Автомобильный сабвуфер предназначен для воспроизведения низких частот. Расскажем какие бывают типы оформления автомобильного сабвуфера. Какой лучше выбрать ящик для саба.

Применение сабвуфера позволит разгрузить акустическую систему авто 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 повысится, поскольку не придется перегружать колонки басами, а значит уменьшится количество искажений.

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

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 превращается в тепло. И хотя количество этого тепла невелико — оно оказывает влияние на звучание акустической системы.

Для предотвращения этого эффекта ЗЯ заполняют изнутри звукопоглощающим материалом (вата или синтепон), который поглощает звуки и тепло. Повышение температуры воздуха становится намного меньше и динамику «кажется», что позади него существенно больший объем, чем на самом деле. На практике удается добиться увеличения «акустического» объема ящика по сравнению с геометрическим на 15-20%.

При всей простоте конструкции закрытого ящика, обладает многими достоинствами. Во-первых, простота расчета. Всего один параметр — объем. Во-вторых, существенно снижает вероятность перегрузки динамика и его механических повреждений. В-третьих, при грамотном выборе динамика и объема корпуса — закрытый ящик не имеет равных в области субъективного восприятия басовых частот.

Если все 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 эффективность.

Фазоинвертор (ФИ)

В фазоинверторе внутренний объем ящика сообщается с окружающим пространством тоннелем, заключающим в себе некоторую массу воздуха. Величина этой массы выбирается, чтобы в сочетании с упругостью воздуха внутри ящика создать вторую колебательную систему, получающую энергию от тыльной стороны диффузора и излучающую ее куда нужно. Такой эффект достигается в не очень широком диапазоне частот, но в его пределах КПД существенно возрастает.

Фазоинвертор обладает еще одним достоинством — наличие здоровенной дыры в корпусе может сдержать движение диффузора и вблизи частоты настройки значительно уменьшается амплитуда колебаний. В рабочем диапазоне фазоинвертор создает для динамика оптимальные условия. На частоте настройки — амплитуда колебаний минимальна, а большая часть звука излучается тоннелем. Допустимая мощность — максимальна, а искажения, вносимые динамиком — минимальны.

Фазоинвертор капризен к выбору параметров и настройке, поскольку учитывают три параметра: объем ящика, поперечное сечение и длина тоннеля. Тоннель часто делают, чтобы можно было регулировать его длину, меняя частоту настройки.

Полосовой громкоговоритель (bandpass)

Если закрытый ящик и фазоинвертор — акустические фильтры верхних частот, то полосовой — объединяет 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 термин «симметричная нагрузка». Из традиционных конструкций, бандпасс — чемпион по эффективности. Мощность прямо связана с шириной полосы пропускания. Частотная характеристика полосового громкоговорителя имеет вид колокола. Бандпасс — капризен в расчете и трудоемок в изготовлении. Поскольку динамик внутри корпуса, приходится идти на ухищрения по сборке, 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 КПД. Во-вторых — весь звук излучается через тоннель, а динамик полностью закрыт. При компоновке такого сабвуфера открываются немалые возможности для установки 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

Если любите слушать качественную музыку — выбирайте сабвуфер с закрытым 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.

Закрытый ящик или фазоинвертор. что лучше?

Особенности размещения

В замкнутом пространстве автомобиля мозг человека не в состоянии определить направление на источник низкочастотного звука. Поэтому, в отличие от динамиков средней и высокой частоты, место размещения сабвуфера не влияет на естественность звука и может быть любым. Но внушительную колонку куда попало не пристроишь. Экономя ограниченное пространство, её, как правило, прячут в багажник.

Вариантов расположения сабвуфера в багажнике седана или хэтчбека не так уж и много:

за спинкой сидений диффузором в багажник,
в крыле,
в откидном подлокотнике диффузором в салон,
в полке диффузором вверх,
в нише запасного колеса.

Инсталляция сабвуфера за спинкой сидений диффузором в багажник — распространённое решение. Выбирая такой вариант для седана, необходимо обеспечить акустическую связь багажника с салоном.

Инсталляция сабвуфера за спинкой сидений диффузором в багажник — распространённое решение

Суммарная площадь отверстий между ними должна быть не меньше площади диффузора. Чтобы выполнить условие, возможно, понадобится «просветлить» полку: вырезать в ней дополнительное отверстие и замаскировать его сеткой или решёткой. То же самое относится и к варианту размещения сабвуфера в заднем крыле седана.

Суммарная площадь отверстий между багажником и салоном седана должна быть не меньше площади диффузора

В хэтчбеке и в универсале, где багажник не изолирован от салона, инсталляция диффузором назад работает лучше и даже может создать дополнительный прирост звукового давления. Сабвуфер в крыле обеспечивает более глубокий бас.

Низкочастотная колонка в подлокотнике откидного сидения седана более точно воспроизводит звук, поскольку динамик работает непосредственно в салон.

Низкочастотная колонка в подлокотнике откидного сидения седана более точно воспроизводит звук

Размер «окна» для динамика не должен быть меньше площади диффузора. Корпус сабвуфера устанавливают как можно плотнее к спинке сидения, «утечка» звука через щели влияет на качество его воспроизведения.

Размещение сабвуфера в задней полке диффузором вверх — наиболее выигрышное решение. Динамик, как и в случае с подлокотником, работает в салон. Кроме того, заднее стекло выступает в роли акустической нагрузки, обеспечивая дополнительное усиление низких частот.

Размещение сабвуфера в задней полке диффузором вверх — наиболее выигрышное решение

Динамик сабвуфера в полу багажника (в нише запаски) хэтчбека и универсала фактически установлен в большую плоскую поверхность, что положительно влияет на воспроизведение низких частот. При этом следует позаботиться о защите головки и придумать, куда пристроить запасное колесо.

Динамик сабвуфера в полу багажника хэтчбека и универсала фактически установлен в большую плоскую поверхность, что положительно влияет на воспроизведение низких частот

Какой динамик выбрать

Чтобы сделать сабвуфер из обычного динамика, необходимо учитывать ряд параметров, поскольку они влияют на размеры будущего ящика для колонок. Нередко неопытные водители допускают ошибку и выбирают устройство по мощности. Однако эти значения указывают только на допустимую нагрузку, с которой динамик сможет справляться в течение часа или нескольких секунд. Поэтому мощный прибор не гарантирует хорошего и отчетливого звучания.

При выборе изделия в первую очередь нужно оценивать свойства диффузора. Чтобы получить меньше искажений при пиковой громкости, лучше использовать крупные конструкции с небольшой амплитудой колебаний.

Поскольку диффузор подвергается увеличенному воздушному сопротивлению, материал, из которого он изготовлен, должен быть прочным и надежным. Изделия из бумаги подходят только для «подзвучивающих» динамиков. Модели на основе полипропилена отличаются чувствительностью к температурным скачкам и минимальной жесткостью, поэтому их применяют в бюджетной автомобильной акустике. Наилучшим решением считается углеволокно и кевлар.

Смотрите » Почему покупают бюджетные автомагнитолы JVC KD-X151

Что касается металлических акустических систем, то они обеспечивают точное звукоизвлечение с интенсивным резонансом. Однако эти особенности нравятся только некоторым пользователям.

При выборе динамика учитывается и его чувствительность. Оценить характеристику можно по габаритам и мощности магнитного элемента.

Еще следует обратить внимание на частоту резонанса

Как рассчитать короб

Акустические системы, в том числе и сабвуферы, рассчитывают с помощью компьютерных программ. Наиболее часто используют «WinISD» и «JBL Speakershop».

Исходные данные для расчётов — технические характеристики динамиков из встроенных в программы баз данных, или введённые вручную. Как минимум необходимо задать основные, о которых упоминалось выше.

Софт также позволяет вести расчёты в «противоположном направлении», подобрать динамик, который обеспечит наилучшую отдачу при заданных параметрах корпуса.

Наиболее простые акустические формы, такие как закрытый ящик и фазоинвертор, не требуют высокой точности. Их можно рассчитать вручную с помощью формул.

Расчёт закрытого ящика

Цель расчёта — основываясь на исходных данных (трёх основных параметрах динамика) подобрать внутренний объём колонки. Если отношение паспортного значения резонансной частоты (F_s) к добротности (Q_ts) меньше 100, такой динамик лучше не устанавливать в закрытый ящик.

Запертый в корпусе закрытого ящика воздух, сжимаясь под действием диффузора, увеличивает жёсткость подвеса. В результате резонансная частота и добротность акустической системы возрастает.

Формулы, связывающие резонансную частоту (F_c), добротность (Q_tc) и объём (V_b) колонки с аналогичными паспортными параметрами (F_s, Q_ts и V_as) динамика приведена на рисунке.

Формулы, связывающие резонансную частоту (Fc), добротность (Qtc) и объём (Vb) колонки с аналогичными паспортными параметрами (Fs, Qts и Vas) динамика

Как следует из формул, если объём корпуса равен эквивалентному, значения параметров возрастают в 1,4 раза, и вдвое, когда объём закрытого ящика втрое меньше V_as.

Подбирая с помощью формул допустимый объем корпуса, стремятся, чтобы резонансная частота колонки (F_c) не превышала 50 Гц, а добротность (Q_tc) была близка к 0,7.

Расчёт фазоинвертора

Для этого акустического оформления выбирают динамики с добротностью 0,3—0,5 и отношением резонансной частоты к добротности не мене 50. Кроме объёма сабвуфера, вычисляют параметры (площадь сечения, диаметр и длину трубы) порта фазоинвертора.

Параметры короба подбирают по тем же формулам, что и в случае с закрытым ящиком, но при этом ориентируются на добротность колонки (Q_tc) в пределах 0,6—0,65.

Параметры порта рассчитывают, опираясь на значение частоты настройки фазоинвертора (F_b) выбранной равной резонансной частоте динамика (F_s) или немного меньше. Формулы для расчёта площади сечения, диаметра и длины порта фазоинвертора показаны на рисунке.

Формулы для расчёта площади сечения, диаметра и длины порта фазоинвертора

В приведённых формулах:

s_min — минимальная площадь (м2) сечения порта фазоинвертора;
D — диаметр (м) динамика;
X_max — максимальный ход (м) диффузора от нулевого положения, указывается в технических характеристиках динамика;
F_b — резонансная частота (Гц) фазоинвертора;
d_min — минимальный диаметр (м) круглой трубы, используемой в качестве фазоинвертора;
L — длина (м) фазоинвертора;
L_max — максимальная длина (м) фазоинвертора.

Расчётная длина фазоинвертора может получиться больше рекомендованного максимального значения. Уменьшить практическую длину можно несколькими способами.

Размещение выхода круглого фазоинвертора заподлицо с плоскостью панели колонки даёт выигрыш в длине до 0,85 диаметра фазоинвертора. Фланцы на конце трубы ещё больше усиливают эффект.

Около 15% длины можно сэкономить, разместив фазоинвертор вплотную к одной из сторон колонки.

Использование порта в виде усечённого конуса круглого или прямоугольного сечения поможет уменьшить длину фазоинвертора до 35%. Конфигурация в виде песочных часов — до 40%.

Проектирование самодельного сабвуфера

Автомобильные сабвуферы устанавливаются в багажном отсеке или на задней полке, поэтому такая система получила название тыловой.

Самый серьёзный момент в изготовлении — это определение его размера и устройства. В зависимости от поставленных задач конструкция может иметь самые разные вариации.

Виды сабвуферов

Существует всего два основных вида сабвуферов. Если говорить об отношении к усилителю мощности звука, то условно они делятся на:

активные. Они имеют уже встроенные усилитель и кроссовер, которые обеспечивают высокое качество звука и убирают из звучания высокие частоты. Активный сабвуфер получает сигналы от любого источника, с которым имеет связь;
пассивные. Устройство не оснащается дополнительными усилительными элементами, поэтому подключается к основной аудиосистеме салона. Единственный недостаток пассивного сабвуфера заключается в том, что он серьёзно загружает все каналы системы, поэтому понижается и качество звучания.

Активные сабвуферы не загружают штатную аудиосистему салона, поэтому они отличаются более качественным звучанием

Самостоятельный ремонт

В случае выхода из строя аудиосистемы может потребоваться ее ремонт своими руками. Причинами такой проблемы бывают:

Механические повреждения.
Попадание недопустимой звуковой частоты на головку, что приводит к ее перегоранию.
Износ диффузора.
Поломка громкоговорителя. Провести ремонт динамика можно самостоятельными усилиями, не прибегая к помощи специалистов.

Для начала нужно провести демонтаж головки, соблюдая осторожность и чистоту. В противном случае может произойти повреждение гильзы катушки

Получив доступ к гильзе, нужно размотать старую проводку и определить количество витков в слое и катушке. Чем точнее будут расчеты, тем быстрее и качественнее будет выполнен ремонт. Дальше необходимо оценить показатели диаметра проводов, используя микрометр. Еще для таких целей применяют штангенциркуль, но точность его измерений невысокая.

Отремонтировать пассивный динамик путем перемотки несложно. Для этого подготавливаются полоски бумаги, которые вставляются по кругу в местах корпуса и катушки. При соблюдении правил зазор будет равномерным.

Распил деталей

Итак, вы определились с формой для сабового короба и у вас есть чертеж.

Разметьте лист по деталям и распилите по нанесенным размерам. Используйте диск большим количеством зубьев, чем меньше размер зуба у диска для циркулярной пилы, тем меньше получится сколов, и их размер будет незначительным.

Если вы пользуетесь ручной циркуляркой, а рука у вас не набита, лучше использовать направляющую, что бы случайно не «завалить» рез.

Выполнять эту работу лучше вдвоем, так как одному ворочать большие листы и держать их во время работы достаточно не удобно.

Ниже хорошее видео от Rockford Fosgate, правда на английском, но тут все понятно без перевода — выбор формы корпуса, разлиновка деталей, распил.

Фазоинвертор

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

Высокий уровень КПД. Фазоинвертор будет воспроизводить низкие частоты намного громче, чем закрытый ящик;
Несложный расчет корпуса;
Перенастройка в случае необходимости

Это особенно важно для новичков;
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.

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.

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.

Разновидности коробов

Существуют разные типы акустического оформления, включая:

Закрытый.
Фазоинверторный.
Полосовой громкоговоритель.

Первые виды пользуются большим спросом, поскольку их несложно соорудить своими руками. Звуковые колебания в подобной конструкции изолируются от окружающей среды и гасятся, создавая объемный звук. Но в процессе затухания выделяемая энергия способствует теплоотдаче, что сказывается на параметрах акустики.

Чтобы устранить такое явление, внутреннее пространство ящика оснащают звукоизолирующими материалами (ватой или синтепоном). В результате тепла выделяется меньше, а динамик звучит более объемно. При тестировании подобный метод дает до 15-20% увеличения объема.

Несмотря на простоту изготовления, такой короб под сабвуфер имеет массу плюсов. Первый — это возможность быстро рассчитать объем короба. Второй — минимальная вероятность перегрузки динамика. Третий — отсутствие конкурентов в качестве звучания при выборе подходящей сабвуферной головки и грамотном расчете корпуса.

Однако, кроме плюсов, у закрытых систем имеются и минусы. Ключевой недостаток — это низкие показатели КПД в сравнении с остальными типами.

Фазоинверторные коробы отличаются наличием специального тоннеля, в котором содержится небольшое количество воздуха. Его объем подбирается по следующему принципу: внутри конструкции должна размещаться вторая колебательная система, которая принимает волны от тыльной части диффузора и передает их в нужное место. В пределах допустимого диапазона частот показатели КПД повышаются.

Кроме высокого КПД, фазоинвертор обладает большой прорехой в корпусе, которая сдерживает движение диффузора и снижает амплитуду его колебаний.

Из минусов выделяют высокие требования к настройкам и параметрам, т.к. чтобы сделать короб своими руками для восьми дюймового динамика, нужно учесть следующие нюансы:

Объем короба.
Поперечное сечение.
Длина тоннеля. Вычисляем ее с учетом технических параметров громкоговорителей.

Если необходимо спрятать активный сабвуфер, лучше использовать полосовой громкоговоритель, совмещающий фильтры высоких и низких частот. Примитивные конструкции отличаются закрытым объемом с тоннелем. Динамик находится в перегородке между камерами, поэтому 2 части диффузора функционируют на всю мощность.

Как установить сабвуфер

Установка короба для сабвуфера в машину своими руками не является сложной задачей. Однако для благополучного монтажа нужно владеть некоторыми навыками и инструментом. Помимо размещения сабвуфера и усилителя, следует позаботиться о таких сопутствующих приспособлениях:

Предохранители.
Проводка.
Конденсаторы.
Пластиковые хомуты.
Гаечные ключи.
Изолента и кусачки.

После выбора оптимального места под монтаж саба нужно удостовериться, что оно сможет справляться с резонансами от прибора. Не разрешается ставить короб на хрупких конструкциях машины.

Провода подключаются по такой схеме:

Для начала нужно вывести кабель к усилителю.
Дальше выполняется подключение усиливающего узла с автомобильной магнитолой.
Кабель с плюсовым значением обворачивается гофрой с целью защиты от деформации.
Предохранитель фиксируют на том же проводе, выдерживая минимальное расстояние между элементами питания.

Перед запуском самодельного саба важно проверить, отключена ли аккумуляторная батарея. Данное правило позволит обезопасить себя от удара электрическим током и избежать выхода из строя магнитолы

Материалы корпуса

Корпуса для сабвуфера изготавливаются в основном из ДСП толщиной не менее 16 мм, или фанеры, желательно березовой или корабельной. Если толщины материала не хватает, можно сложить 2 листа вместе, скрепив клеем или саморезами. Также в процессе изготовления понадобится силиконовый герметик или столярный клей, контакты для подключения аудиопровода к сабвуферу и круглый фазоинвертор, если выбран соответствующий корпус.

Фазоинвертор можно купить в специализированных магазинах или изготовить самостоятельно из куска пластиковой трубы. Для защиты древесины от влаги и конденсата корпус необходимо покрасить изнутри и снаружи нитроэмалью. Снаружи корпус обшивается карпетом в цвет обшивки багажника.

Корпус стелс

Ну, а если не хочется терять место в багажнике и заморачиваться с расчетами корпуса, можно сделать короб типа стелс. Это короб, скрытно установленный в одной из ниш багажника, например, со стороны крыла. Такой корпус сабвуфера хорош для динамиков размером 12 дюймов и ниже. Принцип изготовления своими руками данного корпуса довольно прост.

Ниша под сабвуфер освобождается и полностью оклеивается малярным скотчем, лучше в пару слоев. Закройте пленкой или газетами те части обшивки и корпуса, на которые может случайно попасть эпоксидная смола, иначе удалить ее потом будет очень сложно. Сверху на малярный скотч наносится тонким слоем эпоксидная смола, после высыхания основа корпуса стелс оклеивается при помощи эпоксидной смолы кусочками (10*10 см) стеклоткани по всей поверхности. После нанесения первого слоя стеклоткани и полного высыхания заготовку можно аккуратно вынуть из багажника.

Обтягиваем верх корпуса лайкрой и промазываем эпоксидкой, далее верхнюю часть корпуса оклеиваем стеклотканью в 2-3 слоя, не заклеивая отверстие для динамика

Особое внимание нужно уделить стыку верхней и нижней частей корпуса, лучше всего их проклеить изнутри и снаружи. После высыхания вырезаются отверстия под фазоинвертор (если он необходим) и под клеммы сабвуфера

Корпус обклеивается карпетом, подключается и устанавливается в нишу багажника.

Плюсы корпуса, изготовленного своими руками:

Корпус идеально войдет в багажник, ведь все размеры при конструировании учитывались индивидуально.
КПД самодельного корпуса будет на уровне, если не выше, чем у стандартных моделей, продающихся в магазине, ведь ваш корпус рассчитан под конкретный динамик, а не просто под размер посадочного места.
Корпус стелс не займет места в багажнике и даст качественное звучание.
Цвет обивки вы выбираете сами, и можно подобрать материалы, идеально сочетающиеся с интерьером.

Корпус бандапасы изготовить значительно сложнее. Конструкция предусматривает несколько камер и фазоинверторов, но качество звука при правильных расчетах такого короба будет на уровне профессиональной техники. Хотя, если хорошо постараться, даже самый сложный корпус сабвуфера можно изготовить своими руками.

Пассивный сабвуфер своими руками

Как сделать простой пассивный сабвуфер.Такая конструкция представляет собой корпус, в котором установлена низкочастотный динамик. Объём корпуса обычно измеряется в литрах и зависит от диаметра динамической головки и конструкции корпуса. На корпусе пассивной колонки нет никаких регулировок, а на задней или боковой стенке находится контактная колодка для подключения источника звукового сигнала.Ящик для низкочастотной колонки может быть изготовлен по одной из трёх схем:

Закрытая конструкция
Акустический фазоинвертор
Бандпасс

Закрытая конструкция ящика является самым простым решением. Объём корпуса легко высчитывается, а сборка конструкции не представляет сложности даже для начинающего мастера. Чтобы сделать самодельный саб потребуется небольшое количество деталей простой формы. Верхнюю, нижнюю и две боковых стенки можно вырезать одинакового размера. В передней стенке вырезается отверстие для установки динамика, а в заднюю стенку врезается колодка с контактами.Внутренний объём закрытого ящика зависит от типа громкоговорителя. Габариты корпуса низкочастотной колонки можно определить из следующей таблицы:

Динамик 20 см – 8-12 литров
Динамик 25 см – 13-14 литров
Динамик 30 см – 25-38 литров
Динамик 38 см – 39-58 литров

Кроме простой конструкции закрытый ящик выдаёт чёткий, быстрый бас и обладает сравнительно ровной амплитудно-частотной характеристикой.

Как сделать сабвуфер своими руками схема. На рисунке изображена акустическая низкочастотная система, рассчитанная под громкоговоритель 15 дюймов или 38 санитметров. Корпус изготовлен из материала толщиной 20 мм. Переднюю стенку рекомендуется сделать двойной толщины. Колодку с контактами для подключения кабеля от источника звука можно установит на задней стенке устройста. Для увеличения акутического объема колонки, её внутренность заполняется демпфером. Для этого можно использовать обыкновенную вату, которая набивается в марлевый мешок, или синтепон. На нижнюю стенку нужно привернуть саморезами резиновые ножки. Как изготовить сабвуфер закрытого типа. После того, как выбор динамической головки сделан, нужно подготовить материал.

Для низкочастотных акустических систем обычно используется многослойная хорошо проклеенная фанера или мелкодисперсная фракция (МДФ). Для домашней колонки можно так же использовать ДСП. В автомобильную акустику этот материал лучше не применять, так как от постоянной тряски и вибрации и повышенной влажности крепёжные элементы будут самопроизвольно выворачиваться, и колонка может разрушиться. При сборке мощной акустической системы фанеру, даже многослойную, использовать не рекомендуется. При сильной вибрации конструкции фанерный ящик будет резонировать, что создаст неприятные звуковые обертоны при прослушивании музыки.

Для чего нужна программа расчета корпуса сабвуфера на русском

Перед тем, как использовать программу расчета корпуса сабвуфера на русском, стоит разобраться с тем, какие детали потребуется приобрести.

Динамик

Для качественного звучания акустики придется купить:

динамик – лучше всего, если это будет импортный вариант, который составит десять, а лучше двенадцать дюймов;
бандпасс четвертого порядка – который будет разделен на несколько камер, способные ограничить те частоты, которые могут ограничиваться при помощи диффузора;
бандпасс шестого порядка – имеет еще одну камеру, а также, наличие дополнительного фазоинвертора, при этом можно отыскать два типа бандпассов, то есть с одним или двумя фазоинверторами;
фазоинвертор – деталь, которая представляет собой трубку, выводящую воздух, который может обеспечить дополнительное, более качественное звучание акустики.

Фазоинвертор для акустики

При этом все вышеуказанные части обязательно заключены в корпус сабвуфера, который представляет собой ящик закрытого типа с определенным объемом. Как правило, качественный корпус сабвуфера представляет собой корпус из дерева, который полностью герметичен. Конечно же, этот вариант самый простой, но динамики, расположенные в нем показывают самый низкий уровень КПД.

Корпус сабвуфера

В интернете имеется программа для расчета корпуса сабвуфера, русский вариант будет также доступен, она напоминает обычный калькулятор, но обладает рядом других функций.

К примеру, популярная программа Speaker Workshop позволяет произвести расчет онлайн таких параметров, как:

корпус;
фильтр;
динамический импеданс;
АЧХ;
искажений гармонического характера;
количества конденсаторов, резисторов.

Программа Speaker Workshop

Разновидности

По типу конструкции различают четыре вида, каждый из них имеет свои особенности и способен по-разному влиять на звук.

Закрытый ящик. Данный короб прост в проектировании, а тип его конструкции в полной мере отражает название. Сабвуферный динамик, помещенный в закрытый ящик, имеет маленький КПД, но его акустические свойства будут все равно значительно улучшены. Его можно разместить беспроблемно в любом месте автомобиля.
Фазоинвертор — корпус, содержащий специальную трубку, которая выводит воздух, чем значительно улучшает качество и мощность звука низких частот.
Бандпас четвертого порядка имеет разделение на две камеры, в одной из которых размещен динамик сабвуфера, в другой камере размещен воздуховод. При таком типе конструкции можно регулировать частоты, воспроизводимые низкочастотным динамиком.
Бандпас шестого порядка имеет тот же принцип, что и предыдущий вариант, но отличается от него наличием дополнительного фазоинвертора. Такой тип конструкции выдает максимальный КПД, но его проектирование и сборка — очень трудоемкий процесс.

Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод, что оптимальным вариантом будет изготовление короба фазоинверторного типа, т. к. он отличается высоким показателем КПД и прост в изготовлении.

Вариант №3. Расчет размера фазоинвертора по номограмме

рис. 9. Номограмма

В области низких частот работа громкоговорителя не зависит от формы ящика или типа фазоинвертора, а определяется лишь двумя параметрами акустического оформления — объемом ящика-фазоинвертора V и частотой его настройки F_b. К нахождению этих величин и сводится в основном расчет акустического оформления.

Для того чтобы уяснить методику расчета громкоговорителей с помощью номограммы, рассмотрим несколько примеров.

Пример 1.Рассчитать оптимальное акустическое оформление для известной низкочастотной головки. Допустим, что с помощью измерений параметры головки определены: Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,120м3, f_s=40 Гц. При работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением (R_g=0) Q_t головки составит 0,3. Отметим на оси абсцисс точку Q_t=0,3, проведем через нее перпендикулярную оси прямую и найдем ординаты точек пересечения прямой с кривыми в верхней и нижней частях номограммы: V_as/V=3, f_b/f_s=1,25, f₃/f_s=1,47. Подставляя в полученные отношения измеренные значения параметров головки V_as=0,120м3, f_s=40 Гц, находим: V=0,04 м3, f_b=50 Гц, f₃=59 Гц. Таким образом, если не принимать мер к дополнительному регулированию Q_t, для получения гладкой частотной характеристики громкоговорителя заданную головку достаточно поместить в ящик-фазоинвертор объемом 0,04 м3 и настроить его на частоту 50 Гц. Частота среза громкоговорителя при этом окажется равной 59 Гц.

Пример 2.Для той же исходной головки с Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,120м3, f_s=40 Гц требуется так рассчитать параметры ящика-фазоинвертора, чтобы частота среза громкоговорителя оказалась равной 35 Гц. При оговоренной частоте среза расчет начинается с определения f₃/f_s. В рассматриваемом случае f₃/f_s=0,875. Далее через точку с ординатой 0,875 на кривой f₃/f_s проводится прямая, перпендикулярная оси абсцисс, и определяются координаты точек пересечения ее с кривыми V_as/V и f_b/f_s , т. е. Q_t=0,415, V_as/V=1.05, f_b/f_s =0.93. Подставляя в полученные отношения значения параметров головки V_as=0,12м3, f_s=40 Гц, находим V=0,114 м3, f_b=37 Гц. Следовательно, для того чтобы получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя с частотой среза f3=35 Гц, объем ящика-фазоинвертора должен составлять 0,114 м3, а частота настройки — 37 Гц. Кроме того, поскольку требуемое значение общего Q головки отличается от измеренного (при работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением Q_t=0.3), для достижения желаемой формы частотной характеристики потребуется дополнительное регулирование этого параметра.

Пример 3.Дана низкочастотная головка (Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,12м3, fs=40 Гц) и задан объем акустического оформления 19 V=0,06 м3. Требуется рассчитать громкоговоритель, обладающий гладкой частотной характеристикой. Определим отношение V_as/V =2. Через точку с ординатой 2 на кривой V_as/V проведем прямую, перпендикулярную оси абсцисс, и найдем координаты точек пересечения ее с кривыми f_b/f_s и f₃/f_s : Q_t=0,345; f_b/f_s=1,1; f₃/f_s=1,2. Подставляя в последние отношения значения параметров головки, находим fb=44 Гц, f3=48 Гц. Таким образом, чтобы с данной головкой и в ящике оговоренных размеров получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя, потребуется настроить ящик-фазоинвертор на частоту f_b=44 Гц и с помощью средств регулирования довести общее Q головки до значения 0,345.