что значит резонансная частота сабвуфера
Про резонансную частоту, часть 1
Попробуем разобраться с ключевыми параметрами динамиков. Начнем с одного из самых основных параметров — с резонансной частоты(fs). Писал очень долго и муторно, сотни раз переделывал и переписывал, и получилось многабукафф:) Поэтому разбил на две части. Во второй части будет о том, как фс ведет себя при различных оформлениях и резонанс применительно к высокочастотникам.
От вас жду дополнений и исправлений! Попробуем вместе создать действительно хорошие тексты, доступно разъясняющие основы и физику звука. Надеюсь, не только мне хочется от и до во всем разобраться:) Текст не самый легкий, поэтому включаем думалку, и вперед:) Поехали!
Итак, резонансная частота. Разумеется, этот параметр не самодостаточный и для построения сколь угодно качественной системы знания одного его будет мало.
Динамик, как и любая колебательная система, имеет свою резонансную частоту. Это не незыблемая величина, она может довольно сильно меняться в зависимости от разных факторов. Например, температура упала => подвесы задубели – резонанс возрос. Закинули динамик в ЗЯ – резонанс возрос. Накидали на колпак сортирки с ПВА – резонанс упал.
В документации к солидным динамикам всегда указывают эту величину, обозначается она Fs. Представляет собой некое значение частоты в герцах, при которой у динамика в свободном поле наблюдается резонанс. При замере динамик находится не в коробе (в идеале – на солидном удалении от любых отражающих поверхностей), он размят и замер делается при нормальной температуре. Легче всего этот резонанс определить по пику на графике зависимости сопротивления динамика от подаваемой на него частоты. Выглядит этот график примерно так:
Завал начинается как раз на частоте резонанса. А после резонанса играет относительно ровненько до тех пор, пока ему позволяет его конструкция.
Проверил это утверждение на практике. Взял три динамика и снял АЧХ (микрофон в паре см от диффа) и их Т/С параметры. Выглядят динамики так:
Про резонансную частоту, часть 1
Попробуем разобраться с ключевыми параметрами динамиков. Начнем с одного из самых основных параметров — с резонансной частоты(fs). Писал очень долго и муторно, сотни раз переделывал и переписывал, и получилось многабукафф:) Поэтому разбил на две части. Во второй части будет о том, как фс ведет себя при различных оформлениях и резонанс применительно к высокочастотникам.
От вас жду дополнений и исправлений! Попробуем вместе создать действительно хорошие тексты, доступно разъясняющие основы и физику звука. Надеюсь, не только мне хочется от и до во всем разобраться:) Текст не самый легкий, поэтому включаем думалку, и вперед:) Поехали!
Итак, резонансная частота. Разумеется, этот параметр не самодостаточный и для построения сколь угодно качественной системы знания одного его будет мало.
Динамик, как и любая колебательная система, имеет свою резонансную частоту. Это не незыблемая величина, она может довольно сильно меняться в зависимости от разных факторов. Например, температура упала => подвесы задубели – резонанс возрос. Закинули динамик в ЗЯ – резонанс возрос. Накидали на колпак сортирки с ПВА – резонанс упал.
В документации к солидным динамикам всегда указывают эту величину, обозначается она Fs. Представляет собой некое значение частоты в герцах, при которой у динамика в свободном поле наблюдается резонанс. При замере динамик находится не в коробе (в идеале – на солидном удалении от любых отражающих поверхностей), он размят и замер делается при нормальной температуре. Легче всего этот резонанс определить по пику на графике зависимости сопротивления динамика от подаваемой на него частоты. Выглядит этот график примерно так:
Завал начинается как раз на частоте резонанса. А после резонанса играет относительно ровненько до тех пор, пока ему позволяет его конструкция.
Проверил это утверждение на практике. Взял три динамика и снял АЧХ (микрофон в паре см от диффа) и их Т/С параметры. Выглядят динамики так:
Параметры Тиля – Смолла. а именно что такое: fs, qes, qms, qts, vas
«Параметры Тиля — Смолла» — это набор электроакустических параметров, который определяет поведение динамической головки (динамика) в области низких частот. Эти параметры публикуются в спецификациях производителями как справочные для производителей акустических систем. Большинство параметров определяются только на резонансной частоте динамика, но в общем применимы во всем диапазоне частот, в котором динамик работает в поршневом режиме.
Fs — Резонансная частота динамической головки.
Qes — Электрическая добротность на частоте Fs.
Qms — Механическая добротность на частоте Fs.
Qts — Полная добротность головки на частоте Fs.
Vas — Эквивалентный объем (объем воздуха (в м?), который, при воздействии на него поршня площадью Sd, обладает гибкостью, равной гибкости подвеса).
Рассмотрим каждый параметр по отдельности:
Fs — Резонансная частота динамической головки.
Можно сказать что это условия при которых все движущиеся части динамической системы синхронизированы или входят в резонанс. Резонанс довольно сложно объяснить, проще понять это явление если попросту сказать что очень тяжело получить с помощью динамика частоту ниже частоты его основного резонанса.
К примеру грубо говоря динамик с частотой основного резонанса (fs: Driver free air resonance) = 60 Hz (Гц), не будет воспроизводить частоту в 35 Hz (Гц) очень хорошо.
Динамик же с частотой основного резонанса (fs: Driver free air resonance) = 32 Hz (Гц), будет воспроизводить частоту в 35 Hz (Гц) довольно уверенно, если ваше акустическое оформление будет настроено на воспроизведение столь низких частот. Эти два объяснения очень хорошо подходят для выбора динамика для оформления ФИ (фазинвертер), ЗЯ (Закрытый Ящик) и band-pass (банд пасс). В случае рупорного сабвуфера этот параметр не столь критичен, так как там динамик скорее используется как поршень, а частоту создает само оформление сабвуфера в виде рупора. Резонансная частота – это частота резонанса динамика без какого-либо акустического оформления. Она так и измеряется – динамик подвешивают в воздухе на наибольшем расстоянии от окружающих предметов, так что теперь его резонанс будет зависеть только от его собственных характеристик – массы подвижной системы и твердости подвески.Существует мысль, что чем ниже резонансная частота, тем лучше выйдет сабвуфер. Это верно только частично, для некоторых конструкций лишняя низкая частота резонанса – препятствие. Для ориентира: низкая – это 20 – 25 Гц. Ниже 20 Гц – редкость. Выше 40 Гц – считается высокой, для сабвуфера.
Qms — Механическая добротность на частоте Fs
Qms: Driver mechanical Quality
Qms: Механическая добротность динамика
Qms — механическая добротность динамика, дает представление о всех механических параметрах динамика вместе. Это выражение контроля создаваемого жесткостью подвеса.
Qts — Полная добротность головки на частоте Fs
Qts: Driver total Quality.
Qts: Общая добротность динамика
Иногда в этом параметре опускается буква Q, так как Это сокращение слова (качество — добротность). Итак Qts это общая добротность динамика, которая включает в себя электрическую и механическую добротность. Qts — дает нам понять, насколько сильна моторная (магнитная) система динамика. Динамики с малой общей добротностью системы (около 0,20( будут иметь большой магнит и смогут двигать диффузор динамика с большой силой. Это делается для тугих (жестких) динамиков. Динамик с Qts = 0,45 будут иметь меньший магнит и соответственно меньшую силу для движения диффузора. Таким образом низкое значение Qts дает сильный (жесткий, плотный) и острый звук, но с малым весом или низким басом и большим Qts получается протяжный и сильный звук который дает вам очень много низкочастотного давления. Остерегайтесь динамиков с большим Qts, более 0,6. Для нормальной работы таких динамиков вам потребуются огромные акустические оформления (короба), так как с нормальными (реально разумными) размерами акустического оформления вы не получите от этих динамиков много басовой составляющей. Такие динамики лучше использовать в задней полке вашего авто, где они получат много свободного пространства за своей спиной. Qts (общая добротность динамика) состоит из електрической добротно Q (Qes) и механической добротности Q (Qms)
Рассчитать Qts можно как 1/Qts = 1/Qes + 1/Qms
Qms рассчитывается как
Qts это всего лишь произведение Qes и Qms и понимания что означают эти величины, очень важно при конструировании акустических систем.
Qts Vas и fs все что нужно для вычисления размеры вашего будущего акустического оформления (короба), со временем когда вы перейдете на более профессиональный уровень конструирования, такие величины как Qes и Qms станут для вас необходим условиям для последующей работы.
Добротность – не качество изделия, а соотношение упругих и грузлых сил, которые существуют в подвижной системе динамика вблизи частоты резонанса. Подвижная система динамика во много почему то же что и подвеска автомобиля, где есть пружина и амортизатор. Пружина создает упругие силы, то есть накапливает и отдает энергию в процессе колебаний, а амортизатор – источник грузлого сопротивления, оно ничего не накапливает, а поглощает и рассеивает в виде тепла. То же происходит при колебаниях диффузора и всего, что к нему прикреплено. Высокое значение добротности значит, что преобладают упругие силы. Это – как автомобиль без амортизаторов. Достаточно наехать на камешек и колесо начнет прыгать, ничем не сдерживаемое. Прыгать на той же резонансной частоте, что свойственная этой колебательной системе. Относительно громкоговорителя это означает выбросы частотной характеристики на частоте резонанса, тем больший, чем выше полная добротность системы.Наивысшая добротность, измеряемая тысячами, – у звука, что в итоге ни на какой частоте, кроме резонансной звучать не желает, благо еще, что этого от него никто и не требует.Популярный метод диагностики подвески машины покачиванием – не что другое как измерение добротности подвески «кустовым» способом. Если теперь привести подвеску в порядок, то есть прицепить параллельно пружине амортизатор, накопленная при сжатии пружины энергия уже не вся вернется назад, а частично будет затеряна амортизатором. Это – снижение добротности системы. Теперь опять вернемся к динамику. Ничего, что мы сюда ходим? Это, говорит что, с пружиной у динамика все, вроде бы, ясно. Это – подвеска диффузора. А амортизатор? Амортизаторов – целых два, что работают параллельно. Полная добротность динамика состоит из двух: механической и электрической.Механическая добротность определяется главным образом выбором материала подвеса, причем в основном – шайбы, которая центрирует, а не внешнего гофра, как иногда думают. Больших потерь здесь обычно не бывает и взнос механической добротности в полной мере не превышает 10 – 15%. Основной взнос принадлежит электрической добротности.Самый твердый амортизатор, который работает в колебательной системе динамика, – это ансамбль из звуковой катушки и магниту. Будучи по своей природе электромотором, он как и годится мотору, может работать как генератор и именно этим и занятый вблизи частоты резонанса, когда скорость и амплитуда перемещения звуковой катушки – максимальны.Двигаясь в магнитном поле, катушка производит ток, а нагрузкой для такого генератора служит исходное сопротивление усилителя, то есть практически – нуль. Выходит такой же электрический тормоз, которым поставляются все электрички. Там тоже при торможении тяговые двигатели вынуждают работать в режиме генераторов, а нагрузка их – батареи тормозных сопротивлений на крыше. Величина производимого тока будет, природнее, тем более, чем сильнее магнитное поле, в котором двигается звуковая катушка. Выходит, что чем больше магнит динамика, тем ниже, при других ровных, его добротность. Но, конечно, поскольку в формировании этой величины принимают участие и длина проведения обмотки, и ширина зазора в магнитной системе, окончательный вывод только на основании размера магниту было бы делать преждевременно. А предыдущий – почему нет?- Базовые понятия – рядом считается полная добротность динамика меньше 0,3 – 0,35; высокой – больше 0,5 – 0,6.
Vas — Эквивалентный объем (объем воздуха (в м?), который, при воздействии на него поршня площадью Sd, обладает гибкостью, равной гибкости подвеса).
Vas: Volume of air equal to the driver compliance.
Vas: Эквивалентный объем динамика
Он дает понятие о том насколько тугой подвес у динамика. Значение дается в литрах или в кубических дюймах. Есть много параметров влияющих на Эквивалентный объем, так что мы не можем сказать что большое значение параметра Vas лучше. На еквивалентный обхем влияет подвес динамика, размер диффузора и даже температура воздуха. Это самый трудно определяемы параметр. Его значимость труднее всего оценить.Большинство современных головок громкоговорителей основано на принципе «акустического подвеса». Концепция акустического подвеса заключается в установке динамика в такой объем воздуха, упругость которого сравнимая с упругостью подвеса динамика. При этом выходит, что в параллель к уже имеющейся в подвеске пружине поставили еще одну. Эквивалентным объем будет при этом такой, при котором новая пружина, которая появилась, равняется по упругости той что была. Величина эквивалентного объема определяется твердостью подвеса и диаметром динамика. Чем мягче подвес, тем более будет величина воздушной подушки, присутствие которой начнет тревожить динамик.То же происходит с изменением диаметра диффузора. Большой диффузор при том же сдвиге будет сильнее сжимать воздух внутри ящика, тем самым испытывая большую соответствующую силу упругости воздушного объема. Именно это обстоятельство чаще всего определяет выбор размера динамика, исходя из имеющегося объема для размещения его акустического оформления. Большие диффузоры создают предпосылки для высокой отдачи сабвуфера, но требуют и больших объемов. У эквивалентного объема интересны семейные связки с резонансной частотой, без осознания которых легко промахнуться. Резонансная частота определяется твердостью подвеса и массой подвижной системы, а эквивалентный объем – диаметром диффузора и той же твердостью.
В итоге возможна такая ситуация: допустимо, есть две динамика одинакового размера и с одинаковой частотой резонанса. Но только в одно из них это значение частоты вышло в результате тяжелого диффузора и жесткой подвески, а в другое – наоборот, легкого диффузора на мягком подвесе. Эквивалентный объем у такой парочки при всем внешнем сходстве может различаться очень существенно, и при установке в тот же ящик результаты будут драматично разными.
Что значит резонансная частота сабвуфера
Добро пожаловать на сайт любителей и энтузиастов автомобильного звука. Сегодня Бас Клуб является одним из наиболее быстро развивающихся информационных ресурсов по автозвуку, целью которого является популяризация автозвука, а также объединение единомышленников для обмена опытом и знаниями.
 |  |  |  | |
| Главная | Форум по Автозвуку | Фото | Аудио | Контакты |
 |
Автомобильные сабвуферы — основные параметры
Сегодня на страницах БасКлуба поговорим о том, какими основными параметрами обладает автомобильный сабвуфер и попробуем в этих параметрах немного разобраться. Для чего нужны эти параметры, спросите Вы? Все просто, эти параметры нужны при проектировании правильного акустического оформления для вашего сабвуферного динамика. А можно обойтись без этого всего, без параметров и теории? Легко. И вы, на нашем форуме по автозвуку, пополните ряды пользователей, которые постоянно задают вопросы подобного плана: «а почему мой сабвуфер гудит, а не играет», «а почему мой сабвуфер играет тихо», «а почему у меня нет плотного и качественного баса» и т.д. Автомобильный сабвуфер это прежде всего отдельная акустическая система, предназначенная для качественного и полноценного воспроизведения низких частот звукового диапазона, обычно это диапазон от 20 Гц до 80 Гц. Скажем прямо, настоящего баса, глубины звучания в автомобиле без сабвуферы вы не получите никогда. Обычная акустика не способна заменить сабвуфер, она конечно пытается это сделать, но в итоге мы получаем только жалкую пародию на бас. Применение же сабвуфера позволит вам разгрузить акустику на низких частотах и позволит придать яркости и глубины звучания ваших любимых музыкальных композиций. Качество звука значительно повысится, поскольку вам не придется перегружать фронтальную акустику «басом», следовательно уменьшится и количество искажений.
Параметры
Остановимся на основных параметрах сабвуферного динамика, понимание этих параметров вам очень пригодиться в процессе проектирования и построения ящика для вашего сабвуфера. Абсолютный минимум данных для расчета сабвуферного ящика это, резонансная частота динамика Fs, полная добротность Qts и эквивалентный обьем Vas. Если вы не знаете хотя бы одного из этих параметров, а самому их измерить у вас нет возможности — браться за этот динамик не стоит. Ничего путного расчитать вы не сможете.
Резонансная частота (Fs)
Резонансная частота — это частота резонанса динамика без какого-либо акустического оформления. Она так и измеряется — динамик подвешивают в воздухе на возможно большем расстоянии от окружающих предметов, так что теперь его резонанс будет зависеть только от его собственных характеристик — массы подвижной системы и жесткости подвески. Бытует мнение, что чем ниже резонансная частота, тем лучше выйдет сабвуфер. Это верно только отчасти, для некоторых конструкций излишне низкая частота резонанса — помеха. Для ориентира: низкая — это 20 — 25 Гц. Ниже 20 Гц — редкость. Выше 40 Гц — считается высокой, для сабвуфера.
Полная добротность (Qts)
Добротность в данном случае — не качество изделия, а соотношение упругих и вязких сил, существующих в подвижной системе динамика вблизи частоты резонанса. Подвижная система динамика во много сродни подвеске автомобиля, где есть пружина и амортизатор. Пружина создает упругие силы, то есть накапливает и отдает энергию в процессе колебаний, а амортизатор — источник вязкого сопротивления, он ничего не накапливает, а поглощает и рассеивает в виде тепла. То же самое происходит при колебаниях диффузора и всего, что к нему прикреплено. Высокое значение добротности означает, что преобладают упругие силы. Это — как автомобиль без амортизаторов. Достаточно наехать на камешек и колесо начнет прыгать, ничем не сдерживаемое. Прыгать на той самой резонансной частоте, которая присуща этой колебательной системе. Применительно к громкоговорителю это означает выброс частотной характеристики на частоте резонанса, тем больий, чем выше полная добротность системы. Самая высокая добротность, измеряемая тысячами — у колокола, который в результате ни на какой частоте, кроме резонансной звучать не желает, благо еще, что этого от него никто и не требует. Популярный метод диагностики подвески машины покачиванием — не что иное как измерение добротности подвески кустарным способом. Если теперь привести подвеску в порядок, то есть прицепить параллельно пружине амортизатор, накопленная при сжатии пружины энергия уже не вся вернется обратно, а частично будет загублена амортизатором. Это — снижение добротности системы. Теперь опять вернемся к динамику. С пружиной у динамика все, вроде бы, ясно. Это — подвеска диффузора. А амортизатор? Амортизаторов — целых два, работающих параллельно. Полная добротность динамика складывается из двух: механической и электрической.
Механическая добротность определяется главным образом выбором материала подвеса, причем в основном — центрирующей шайбы, а не внешнего гофра, как иногда полагают. Больших потерь здесь обычно не бывает и вклад механической добротности в полную не превышает 10 — 15%. Основной вклад принадлежит электрической добротности. Самый жесткий амортизатор, работающий в колебательной системе динамика — это ансамбль из звуковой катушки и магнита. Будучи по своей природе электромотором, он как и полагается мотору, может работать как генератор и именно этим и занят вблизи частоты резонанса, когда скорость и амплитуда перемещения звуковой катушки — максимальны. Двигаясь в магнитном поле, катушка вырабатывает ток, а нагрузкой для такого генератора служит выходное сопротивление усилителя, то есть практически — ноль. Получается такой же электрический тормоз, каким снабжены все электрички. Там тоже при торможении тяговые двигатели заставляют работать в режиме генераторов, а нагрузка их — батареи тормозных сопротивлений на крыше. Величина вырабатываемого тока будет, естественно, тем больше, чем сильнее магнитное поле, в котором движется звуковая катушка. Получается, что чем мощнее магнит динамика, тем ниже, при прочих равных, его добротность. Но, конечно, поскольку в формировании этой величины участвуют и длина провода обмотки, и ширина зазора в магнитной системе, окончательный вывод только на основании размера магнита было бы делать преждевременно. А предварительный — почему нет? Базовые понятия — низкой считается полная добротность динамика меньше 0,3 — 0,35, высокой больше 0,5 — 0,6.
Эквивалентный объем (Vas)
Большинство современных головок громкоговорителей основано на принципе «акустического подвеса». Концепция акустического подвеса заключается в установке динамика в такой объем воздуха, упругость которого сопоставима с упругостью подвеса динамика. При этом получается, что в параллель к уже имеющейся в подвеске пружине поставили еще одну. Эквивалентным объемом будет при этом такой, при котором веновь появившаяся пружина равна по упругости уже имевшейся. Величина эквивалентного объема определяется жесткостью подвеса и диаметром динамика. Чем мягче подвес, тем больше будет величина воздушной подушки, присутствие которой начнет беспокоить динамик. То же происходит с изменением диаметра диффузора. Большой диффузор при одном и том же смещении будет сильнее сжимать воздух внутри ящика, тем самым испытывая большую ответную силу упругости воздушного объема. Именно это обстоятельство зачастую определяет выбор размера динамика, исходя из имеющегося объема для размещения его акустического оформления. Большие диффузоры создают предпосылки для высокой отдачи сабвуфера, но требуют и больших объемов. У эквивалентного объема интересные родственные связи с резонансной частотой, без осознания которых легко промахнуться. Резонансная частота определяется жесткостью подвеса и массой подвижной системы, а эквивалентный объем — диаметром диффузора и той же жесткостью. В результате возможна такая ситуация: предположим, имеется два динамика одинакового размера и с одинаковой частотой резонанса. Но только у одного из них это значение частоты получилось вследствие тяжелого диффузора и жесткой подвески, а у другого — наоборот, легкого диффузора на мягком подвесе. Эквивалентный объем у такой парочки при всей внешней схожести может различаться очень существенно, и при установке в один и тот же ящик результаты будут драматически различны.
Про резонансную частоту, часть 2
Прежде всего хочется сказать спасибо за множество положительных комментариев к первой части! Немного отрицательный комментарий был всего один, и тот не в сообществе, а у меня в блоге))
Итак, продолжаем, новогоднее чтиво подъехало!)))
Часть первая тут. Будет логично сначала прочитать именно ее, или хотя бы просто освежить в памяти материал.
Влияние оформления на резонансную частоту.
1. ЗЯ. Закрытый ящик всегда поднимает резонанс динамика. Физический смысл закрытого ящика – к упругости подвеса добавляется упругость воздуха, заключенного в объеме ЗЯ. (ну и гасится обратное излучение). В итоге у нас все осталось неизменным кроме жесткости подвеса – она увеличилась. Оттого растет и частота. Маленький объем сильно добавляет в жесткости, потому что малый объем сложно сжать/растянуть. И наоборот.
Не знаю, нуждается ли это в пояснении, но на всякий случай приведу пример. Берем большой медицинский шприц (желательно не БУ), кубиков на 20 и затыкаем пальцем выход (иголку лучше снять). И пробуем вдавить поршень на один сантиметр когда поршень стоит в полутора сантиметрах от ВМТ (малый объем) и когда поршень в НМТ (большой объем). В первом случае вы почувствуете большое сопротивление сжимаемого воздуха, во втором это сопротивление можно даже не заметить. Надеюсь, аналогия наглядна.
Упрощая, можно сказать, что чем меньше объем – тем сильнее возрастет результирующая частота системы динамик-короб. Насколько именно поднимется частота – это зависит от соотношения объема ящика и эквивалентного объема дина, но сегодня туда лезть не будем. Поэтому, для ЗЯ подбираем дин с запасом по частоте, всегда помня, что частота заметно подскочит. Если вам нужен короб с результирующим резонансом в 50Гц и есть динамик с fs=48Гц – скорее всего, у вас ничего не получится:) По крайней мере в ЗЯ. (опять же, без учета добротности и эквивалентного объема такой выбор будет абсолютно случайным, но хочется просто показать зависимость)
Применительно к автомобилям, ЗЯ имеет очень интересную особенность – спад АЧХ динамика ниже частоты резонанса в этом оформлении равен 12Дб/октаву. А у очень маленьких помещений, таких как салон автомобиля, есть еще более замечательная особенность – передаточная функция салона. Которая поднимает низкие частоты начиная с определенной частоты с крутизной 12Дб/октаву! То есть, нам нужно попасть резонансом начало передаточной функции (обычно это +-50Гц), и мы получим идеально ровную АЧХ! В теории. Дин+ящик угасают с падением частоты, а салон поднимает звук с одной и той же скоростью! Получается примерно такая картина:
Это конечно теория, на практике все не так красиво… Но некоторые закономерности однозначно присутствуют:)
Если не попасть резонансом саба в начало передаточной функции, то получится следующая ситуация:
Это мой временный сабик в салоне девятки. Моя гипотеза такова: передаточная функция салона начинает работать от 45Гц, оттого имеем полочку 20-45Гц. Но резонанс системы динамик-короб равен 57Гц. Оттого имеем полочку вблизи резонанса сабвуфера (полочка 55-65Гц), потом спад до начала действия передаточной функции. Это мое предположение, чтобы сказать более точно, нужно снять АЧХ еще нескольких сабиков. Со временем все будет:)
Получается, что в ЗЯ дин все-таки может работать ниже своего резонанса:) Но, тут особых проблем не возникает, потому что в этом оформлении динамик хорошо задемпфирован закрытым объемом воздуха в ящике. И выручает передаточная функция.
2. Фришное оформление (бесконечный экран или открытый ящик). На практике – дин в задней полке. С натяжкой — двери, хотя, это скорее ПАС. В этом оформлении частота динамика принципиально меняться не будет, и останется почти такой же, как и у самого динамика. Если мы говорим про саб в хорошей и качественной полке – он будет вести себя как ЗЯ. Спад тот же, и если мы попадем в передаточную функцию – получим примерно идеальную результирующую АЧХ в салоне:) Но дин должен изначально иметь подходящую добротность (должна быть 0,7 +- чуть-чуть). В комментариях к предыдущему посту Dan1982 уточнил, что все-таки фри и экран – это разные вещи. Экран не влияет на параметры дина вообще никак, фри – это большой ЗЯ, в несколько раз больший эквивалентного объема, который все-таки оказывает некоторое влияние на параметры динамика.
И да, всячески рекомендую его труды в деле автозвукового просвещения. Здесь мы ковыряем теорию, у него в бж много практики, и даже книжка есть! Обязательна к прочтению, я считаю. Дочитываем статью, нажимаем кнопочки, пишем комментарий к статье – и бегом к Дэну просвещаться дальше))) Хотя тут 99% аудитории с ним и так знакомы.
НО! Замерил динамик 4 ГДШ в свободном поле и установленный в щит – разница ощутима!
Возможно, изменилась жесткость корзины (она весьма хлипенькая), оттого поплыли параметры. А возможно, это не случайность, и любое оформление все-таки вносит свои коррективы. Поэкспериментирую с этим, хотя сейчас меня это оформление слабо интересует.
3. ФИ. Система фазоинверторный короб+динамик имеет два резонанса: один от короба, второй от динамика. Первый резонанс определяется ящиком и не зависит от динамика. Второй резонанс – это резонанс динамика под влиянием ящика. Примерно так это выглядит:
Синяя кривая – импеданс в ящике, зеленая – динамик без короба. Это микролаб соло3 – относительно неплохие колоночки. По крайней мере не совсем уж голимый ширпотреб)
Всем известен способ замерять настройку короба: накидать всяких штучек на диффузор и на какой частоте они перестанут прыгать – это и есть настройка короба. На этих колонках дифузор замирает на 70Гц. Смотрим на график импеданса: 70Гц – это ровно между двумя пиками.
По АЧХ колоночка вполне уверенно доигрывает до 50Гц, но спад начинается с 70.
Как видим, мы недалеко ушли от резонанса динамика: в свободном поле он равен 70Гц, и спад АЧХ фазоинвертора тоже начинается с 70. Но, если бы мы вставляли этот дин в ЗЯ – он бы так низко не сыграл) (хотя с такой добротностью его нельзя в ЗЯ. И в ФИ тоже.).
В общем, ФИ рекомендуют настраивать на резонанс динамика.
Я как-то недолюбливаю ФИ, звук у них очень специфический. Точнее, однообразный он. Хотя, действительно качественных систем я не слышал. В любом случае, эту тему буду копать глубже.
4. ЧВ. Четвертьволновой резонатор или трансмиссионная линия умеет заставлять динамик работать намного ниже своей частоты. Это происходит из-за прикрепления массы воздуха в туннеле к дифузору и виртуальному утяжелению подвижки. То есть, если смотреть по параметрам динамика, подвижка при установке в ЧВ как бы становятся тяжелее на массу воздуха в туннеле (эта фраза взята из достоверного источника: книги Гапоненко С.В. «Акустика своими руками», но пока экспериментом подтвердить это не удалось. В моем случае динамик потяжелел менее чем на треть массы воздуха в туннеле).
В ЧВ резонанс и нижняя рабочая частота может опуститься в полтора-два раза! Чем мы за это расплачиваемся – динамику приходится очень тяжко в механическом плане. Дело в том, что динамики конструируются не просто так, не от балды (я предпочитаю в это верить), а с определенной взаимосвязью ключевых параметров. Например, у дина резонанс 70Гц и для того, чтобы звучать на 70герцах на максимальной расчетной громкости, динамику нужен ход 5мм. На более высоких частотах ход уменьшается при равной громкости, поэтому конструктивно имеет смысл сделать Хмах равным 5мм. Ну, может с небольшим запасом). А ведь больше и не нужно с таким резонансом! Но, когда мы вставляем дин в ЧВ, его характеристики сильно «перекашиваются». Масса подвижки растет, резонанс падает, басить начинает лучше… но Хмах то все тот же!
Получается, что конструктив динамика остался прежним, а его резонансная частота сильно упала. Это все равно, что груженую под завязку арбузами 24Волгу (мне их особенно жалко), чиркающей задним бампером по асфальту от перегруза, отправить на раллийную трассу. Как поведет себя подвеска? Примерно так же, как среднечастотный динамик, засунутый в ЧВ с настройкой 30Гц.
Такой динамик уже не будет сбалансированным: он очень легко может исчерпать линейный ход, когда электрическая мощность не перевалила за половину. Иными словами, в дин можно вливать и вливать, но он уже стучит катухой. Причем, этот стук еще нужно услышать: тот же ФИ при подобных режимах звучит жутко и страшно. ЧВ с дином на пределе прекрасно басит, заглушая посторонние звуки:)
Исходя из вышесказанного, логично было бы настраивать ЧВ на частоту, ВЫШЕ резонанса динамика. В ЧВ его собственный резонанс упадет еще сильнее, и к тому же у этого оформления очень низкий спад АЧХ: 6Дб/окт! То есть, настройка может быть относительно высокой, а забираться вниз система будет очень далеко.
Но часто все бывает в другой последовательности: берется динамик, который басит недостаточно басовито, и засовывается в ЧВ. И наступает яркое, но скоротечное счастье.
Теперь практика. Стоит у меня ЧВ длиной канала 150см (настройка 100Гц, если правильно помню). Снял графики сопротивления дина в ЧВ и дина в свободном пространстве:
Что мы видим: резонанс нежного широкополосника с легчайшей подвижкой уже В КОРОБЕ составляет сабвуферные 34Гц! Вливать в него бас категорически нельзя, потому что он БУДЕТ это воспроизводить)))) А я хочу еще немного поиграться с этими динамиками:)
Тему трансмиссионных линий или четвертьволновиков я обязательно буду серьезно и долго раскапывать. Потому что есть некоторые сомнения в достоверности инфы, гуляющей по сообществам и пабликам. И потому что самые большие впечатления от звука я получил именно от ЧВ. Первый раз на этих же динамиках с настройкой 60Гц и фильтром на усилителе от 100 и выше. Невероятные средние частоты, любая акустическая вещь – сразу до мурах)) в ЗЯ и в экране такого эффекта почему-то не было. И второй раз – мой первый саб на двух 13см мидбасах. Он играл от 40 до 100Гц, формально это не совсем саб, высоковато играл. И локализация мидбаса была явно в багажнике. Но фактура и ясность звука была невероятной, потрясающие впечатления! В общем, будет много экспериментов. Если позволит время:)
5. Рупор. Вот тут ничего сказать не могу) Пока ищу материал по расчетам, точнее уже накачено гора статей и книжек, нужно начинать изучать и пилить… Но если вы знаете хорошие источники информации по расчету рупоров и поведению динов в них – буду очень признателен! В личку или в комменты.
Судя по отзывам – у рупора все очень хорошо и минус только один – габариты. Руки чешутся собрать пару пробных вариантов, но пока упираюсь в то, что написал абзацем выше.
Закончили низко-среднечастотную тему, теперь о высоком.
Высокочастотники и резонанс
С пищалками особая история — им вообще нельзя работать на фс! Это ОЧЕНЬ сильно скажется на их долговечности. И еще сильнее на качестве звука. Высокочастотники не должны даже подбираться к своей Фс!
Из курса физики мы знаем, что резонанс — это резкое увеличение амплитуды. А выводить пищалку на ход — это очень сомнительное развлечение))) Ну не рассчитаны они на работу на больших амплитудах – у них и подвесики слабенькие, и линейных ход мизерный (превышение линейного хода = искажения, даже если дин не бьется катушкой. Катушечкой:).)
Динамики проектируются особым образом, дин должен быть сбалансированным. В мидах и сабах электрическая мощность подбирается таким образом, чтобы на частотах близких к резонансу, механические подвесы (внешняя губа и центрирующая шайба) стабильно могли сдерживать диффузор и катушку. Тогда на басах электрическая сила мотора + резонанс не порвет подвес/центрирующую шайбу/дифузор, и динамик будет жить долго и счастливо. Если бы пищалки строили по этой аналогии — у них подвесы были бы мощнее и вся подвижка тяжелее, оттого забираться вверх было бы проблематично. Обычно поступают по-другому: ставят заведомо слабые подвесы, которые не утяжеляют систему, не сковывают ее, и дают возможность легко и непринужденно совершать многие тысячи колебаний в секунду. А что будет, если эту легкую и воздушную систему вогнать в резонанс и вывести на ход?
Идеология пищалки: очень мощная электрическая составляющая и слабенький подвес. Именно это сочетание позволит влить в динамик много мощи именно на высоких частотах (электрическая составляющая позволяет), при этом механика не страдает, т.к. хода практически не требуется. Не успеет катушка пищалки выйти на ход, когда он несколько тысяч раз в секунду меняет свое направление движения.
К тому же, есть еще фазовая характеристика, которая выглядит вот так:
Она более или менее устаканивается на частотах 2Фс+ и выше. Соответственно, будет хорошо, если пищалка будет реально играть от 2Фс и выше. Там и ФЧХ ровненькая (легче и качественней получится согласовать с серединками), и драйвер работает чисто.
В этой связи хочется отдельно отметить рупорные пищалкки, которые в системе режутся ТОЛЬКО одним конденсатором. Часто они комплектуются кондерами с завода, и многие считают, что этого достаточно.
Один конденсатор – это фильтр первого порядка с крутизной спада 6дб/октаву (это довольно слабый спад). И чтобы хоть как-то соответствовать тому, что я писал абзацем выше – частоту среза нужно выбирать раза в 3-4 выше fs. А fs у них обычно тыщи 3Гц. То есть, резать нужно на 12 килогерцах минимум. У вас есть знакомые, которые так делали?:) У меня нет. Оттого и часто слышна дикая срань вместо музыки из тачек чотких пацанчиков, установивших рупора и буфаки:) Потому что они режут пищалку родным кондером, который скорее является не музыкальным фильтром, а обычным предохранителем, чтобы в драйвер не летело слишком много лишнего. Который сбережет пищалку, если ее «случайно» включат в полную полосу.
Осознав вышесказанное, я поднял частоту раздела на своих высокочастотниках. И получил весьма интересные результаты:)
Давно замечал, что с 88 пионером особенно классно звучат пищалки. Вставляю другую магнитолу, которая тоже должна звучать годно – не то. Нет той чистоты! Ну, думаю, 88 пионер – это уровень. Почти легенда же! И только в процессе написания этого текста, дотумкал, что в пионере пищалки резались и с магниотолы, и кондером на проводе)) Оттого не забирались вниз и не портили звук. А при подключении обычной магнитолы без развитого кроссовера – обрезка шла только конденсатором.
Если у вас пищалки порезаны кондером – попробуйте уменьшить его номинал, тем самым подняв частоту раздела. Возможно, вы, как и я, будете более уважительно смотреть на обитателей боковых стоек. Возможно, вместо высокочастотного цоканья и шипения услышите звук металла хайхета и тарелок. Особенно приятно слушать на высокой громкости. Громкий звук неперегруженных пищалок – это особое удовольствие!
Хорошего звука вам;)
И конечно же с НОВЫМ ГОДОМ!