Автомобильные сабвуферы

Сабвуфер автомобильный — это отдельная акустическая система. Воспроизводит низкие звуковые частоты (20-120Гц).

Для получения качественных низких частот необходимы мощные и большие колонки. Такие колонки дорого стоят. Эта проблема решается с помощью сабвуфера. Этот прибор необходим в одном экземпляре и располагаться может где угодно, так как человек не может определить направление низкочастотного звука. При этом качество звучания возрастет, так как колонки будут избавлены от необходимости воспроизводить низкие частоты. Плюс АС уменьшится в размерах, так как высокочастотные колонки практически не нуждаются в объеме, а среднечастотные нуждаются совсем мало.

Если у вас есть колонки с некачественным басом, вы можете использовать вместе с ними сабвуфер. Но перед покупкой сабвуфера стоит пополнить свои знания. Начнем с выбора головки и ящика.

О ящиках
Дальше в тексте мы будем рассматривать основные типы ящиков, которые используются в сабвуферах, а также во всех без исключения остальных акустических системах. Сначала про функции и назначение любого ящика. Звук акустической головкой излучается как вперед, так и назад. При этом, фазы тыловой и фронтальной акустических волн противоположны. Это получило название «акустического замыкания». При нем происходит сложение волн с обеих сторон диффузора. Это приводит к взаимному гашению, если их фазы противоположны. В такой ситуации, теоретически, вы не сможете вообще ничего услышать. Ящик же убирает замыкание волн и придает музыке нужную частоту и мощность.

Есть три вида оформления акустической системы: фазоинвертор, бандласс и закрытый ящик. А теперь поговорим подробнее о них.

sealed box — закрытый ящик (ЗЯ)
Это самый простой вид оформления любой акустической системы. Он держит все звуковые колебания в замкнутом объеме, от чего они гасятся. Но в результате гашения звуковых волн выделяется тепловая энергия, которая нагревает ящик и, тем самым, меняет звуковые характеристики закрытого ящика (увеличивает его жесткость путем расширения теплого воздуха). Из-за этого ящик заполняют специальным веществом, поглощающим звуковые колебания и тепло. Это создает иллюзию увеличения акустического объема закрытого ящика. На практике возможно добиться увеличения объема ящика вплоть до 15-20% от его реального объема.

Эта конструкция имеет много достоинств, несмотря на свою кажущуюся простоту в исполнении. Это простота расчетов, так как имеется только один параметр ящика — его объем. Колебания диффузор здесь сдерживаются большим воздушным объемом ящика по всему возможному диапазону частот. Это уменьшает вероятность механических повреждений и перегрузки динамика. Они могут сгореть, но никак не «выплюнуться». Если выбор параметров акустической головки и нужного для нее объема сделан правильно, то в случае закрытого ящика импульсная характеристика будет просто превосходной. А это значит очень высокое субъективное качество басовых нот.

В чем же подвох? Почему при таких отличных характеристиках закрытого ящика, активно используются все остальное разнообразие видов акустического оформления? Подвох тут есть, но он всего лишь один. У так называемого закрытого ящика параметр К.П.П. самый маленький в сравнении с любым из остальных видов акустического оформления. Чем меньший будет объем закрытого ящика с сохранением одинакового акустического диапазона, тем ниже будет эффективность такого ящика. Закрытый ящик, имеющий маленький объем, потребляет громадное количество электроэнергии. Именно по этой причине динамики, расположенные в них, не «выплёвываются» наружу, зато частенько «горят».

ФИ-фазоинвертор или «vented box»
Вторым по степени распространенности является ФИ. В нем более гуманное излучение, которое генерирует тыловая сторона диффузора. Часть энергии в данном случае используется с пользой. Этому способствует сообщение внутреннего объема с внешним миром через специальный воздушный тоннель. Воздуха должно быть столько, чтобы его упругость создавала второй контур колебаний, получающий энергию от тыльной стороны нашего диффузора. Она излучается потом в его фазе. Этот эффект достижим в диапазоне примерно двух октав, но при этом наблюдается большой рост КПД.

Еще одно важное преимущество фазоинвертора- возле его частоты настройки у диффузора очень мала амплитуда колебаний. Это необычно, но все же, факт. Отверстие в корпусе сдерживает колебания. При использовании ФИ в рабочем диапазоне динамик будет работать просто чудесно. Отмечу, что на частоте настройки колебания почти отсутствуют, а излучает звук — тоннель. Подвести можно максимальную мощность при минимуме искажений динамика.

При повышении частоты настройки тоннель все меньше откликается и воспринимает звуковые колебания из-за инерции воздуха. Поэтому дальше он работает в режиме закрытого громкоговорителя. Внизу частоты настройки он дает противоположный эффект. Инерция уходит, и динамик может работать почти без нагрузки. При этом растет амплитуда колебаний, от чего может повредиться звуковая катушка при ударе о систему или волна может выбросить из корпуса диффузор. Поэтому будьте осторожны.

Обезопасить себя от таких последствий можно, используя фильтры для инфранизких частот и следя за громкостью. Они отрежут ту часть спектра, которая не несет полезной нагрузки — ниже 30-25 Гц.

Фазоинвертор отличается капризностью к выбору настроек и параметров. При этом для каждого динамика подбирают три значения: длина тоннеля, поперечное сечение и V ящика. Устройство тоннеля нужно делать с той задумкой, чтобы уже готовый сабвуфер был способен к регулированию его длины и соответственно частоты настроек.

Bandpass — громкоговоритель полосовой
Следующим типом сабвуфера является bandpas, который хоть и реже, но используют в автоустановках. Если предыдущие громкоговорители работают с верхними частотами, то этот объединяет в себе фильтры и нижних, и верхних частот. Простейшим является 4-го порядка одинарный. Его составляющими являются: закрытая задняя камера и передняя панель, которая снабжена тоннелем. Сам динамик устанавливается между ними таким образом, что стороны диффузора работают не в полную мощность. Поэтому это еще называется симметричной нагрузкой.

Он несомненный лидер среди традиционных систем. Чем выше ширина пропускания, тем лучше эффективность. Его частотная характеристика по виду похожа на колокол. Применяя разные настройки частоты у передней камеры и объемы можно добиться широкой полосы пропускания и низкой отдачи, при чем колокол оказывается широким и низким, а можно узкую полосу с большим КПД и высоким колоколом.

Расчет такого громкоговорителя довольно труден как собственно и изготовление. Из-за глубоко расположенного динамика предусмотрено использование съемной панели, но с условием сохранности жесткости и герметичности ящика. При широкой полосе имеются посредственные импульсные характеристики.

Но они компенсируются прекрасным КПД и излучением всего звука через тоннель при закрытом динамике. В связи с чем его легко встроить в автомобиль, разместив тоннель на стыке салона и багажника. Для этих целей выпускаются гибкие тоннели из пластмассы. Немного жестче и толще чем шланг пылесоса.

Любой ящик должен рассчитываться под соответствующую головку. Для этого узнают его электромеханические параметры: резонансную частоту динамика Fs, полную добротность Qts и значение эквивалентного объема Vas. Если нет возможности их узнать, создание сабвуфера лучше и не начинать — не сможете сделать ничего стоящего.

Fs или резонансная частота
Это означает частоту резонанса динамика без применения какого-либо оформления с помощью акустики. Ее измеряют так. Подвесив к дереву динамик как можно дальше от различных вещей, поверхностей. Таким образом станет известен только его резонанс, зависящий от жесткости подвески и массы подвижной системы.

Не совсем верно суждение о том, что чем лучше громкоговоритель, тем меньше частота резонанса. Бывает и наоборот. Так, низкой считается частота в 20-25 Герц, а высокой — более 40 Герц.

На самом деле тут дело состоит не в качестве, а в соотношении вязких и упругих сил, которые существуют возле резонансной частоты динамика. Такая подвижная система похожа на автомобильную подвеску с ее амортизатором и пружиной. Упругие силы создает пружина, накапливая и отдавая энергию, а амортизатору остается поглощать и рассеивать ее теплом. Так же работает и диффузор с обвеской. Чем выше добротность, тем больше преобладание упругих сил. Похоже на авто, у которого нет амортизаторов.

Стоит наехать на что-то и начнется тряска. Диффузор будет трястись в соответствии с резонансной частотой его колебательной системы. Таким образом, произойдет выброс на частоте резонанса частотной характеристики. Чем выше добротность, тем больше выброс.

Наибольшая она у колокола, звучащего только на резонансной частоте и составляющая несколько тысяч единиц.

Покачивая подвеску машины, мы проводим как раз измерение добротности механизма, но в кустарных условиях. При установке амортизатора вернется от сжатия не вся энергия, а только часть. Остальную- он просто поглотит. Так произойдет снижение добротности. В динамике пружиной является подвеска диффузора, а амортизаторов имеется два, которые работают параллельно. Цельная добротность — это сложение электрической и механической составляющих.

Механическая зависит от того какой материал подвеса, а именно — центрирующая шайба без учета внешнего гофра. Потери тут маленькие и вклад в общее дело полной добротности составляет не более 15 %. Главное влияние оказывает электрическая добротность.

Система колебаний динамика обладает наиболее жестким амортизатором, состоящим из магнита и звуковой катушки. Он по структуре электромотор, поэтому работает генератором, чем и занимается возле частоты резонанса при максимуме скорости и амплитуды звуковой катушки.

При движении в поле магнита она вырабатывает ток. Нагрузкой этого генератора является выходное сопротивление от усилителя, которого почти не существует. Как электротормоз у электричек. Они тоже делают тяговые двигатели генераторами при торможении с нагрузкой в виде батарей тормозных сопротивлений. Ток будет тем больше, чем сильнее поле магнита, в котором происходит движение катушки. То есть его добротность повысится при понижении мощности магнита динамика. Но считать этот показатель главным нельзя, так как все зависит еще от длины провода обмотки и ширины зазора магнитной системы. Однако предварительно сделать анализ на его основе можно. Низкая добротность динамика, если менее 0,35-0,3, а высокая — если больше 0,6-0,5.

Головки громкоговорителей в основном основаны на принципе «акустический подвес». Его концепцией является размещение динамика в объеме воздуха, который имеет одинаковую упругость с подвесом динамика. Что приводит к эффекту наличия второй параллельной пружины. Если пружины равны по упругости, то объем воздуха эквивалентен. Его величина зависит от диаметра динамика и жесткости подвеса. Увеличение мягкости подвеса будет позволять увеличить объем воздуха, который не будет влиять на динамик.

Такая же ситуация и в случае изменения диаметра диффузора в сторону увеличения, при котором сильное сжимание воздуха в ящике будет соотноситься с большой ответной силой упругости воздушного объема. В большинстве случаев это и является определяющим при выборе размера выбранного динамика. Для больших сабвуферов необходимы и большие объемы воздуха. Такие свойства роднят эквивалентный объем и резонансную частоту. Частоту определяют из жесткости подвеса и массы подвижной системы, а объем — из той же жесткости и диаметра диффузора.

Поэтому, если сделать две системы, где использовать один ящик, одинаковые динамики и частоту резонанса, но одна будет иметь жесткую подвеску и тяжелый диффузор, а другая — легкий диффузор и мягкий подвес, то разница эквивалентных объемов будет огромна.

Флажная компания - http://art-cher.ru. Купить настольные флаги на подставке.