Делаем короб для сабвуфера своими руками: пошаговая инструкция. Расчет корпуса для сабвуфера и практический взгляд на создание его своими руками Как рассчитать закрытый ящик для сабвуфера

В автозвуке существует множество вариантов акустических оформлений коробов. Поэтому многие новички не знают, что выбрать лучше всего. Наиболее популярные виды коробов для сабвуфера – это закрытый ящик и фазоинвертор.

А также существуют такие оформления, как бандпасс, четвертьволновый резонатор, фриэир и другие, но при построении систем они применяются крайне редко по разным причинам. Решать, какой выбрать короб для сабвуфера должен сам владелец динамика исходя из требований к звучанию и опыта.

Закрытый ящик

Данный тип оформления самый простой. Закрытый ящик для сабвуфера несложно рассчитать и собрать. Его конструкция представляет собой короб из нескольких стенок, чаще всего из 6.

Преимущества ЗЯ:

1. Несложный расчет;
2. Несложная сборка;
3. Маленький литраж готового короба, а следовательно компактность;
4. Хорошие импульсивные характеристики;
5. Быстрый и четкий бас. Хорошо отыгрывает клубные треки.

Недостаток у закрытого ящика всего один, но он порой является решающим. У данного типа оформления очень низкий уровень КПД относительно других коробов. Закрытый ящик не подойдет для тех, кому хочется высокого звукового давления.

Однако он подойдет для любителей рока, клубной музыки, джаза и подобного. Если человеку хочется баса, но нужно место в багажнике, то закрытый ящик – это идеальный вариант. Закрытый ящик будет плохо играть если выбран неправильный объем. Какой объём короба нужен для данного типа оформления уже давно решили опытные люди в автозвуке путем вычислений и экспериментов. Выбор объема будет зависеть от размера сабвуферного динамика.

Чаще всего встречаются динамики таких размеров: 6, 8, 10, 12, 15, 18 дюймов. Но также можно найти динамики других размеров, как правило в инсталляциях они используются очень редко. Сабвуферы диаметром 6 дюймов выпускаются несколькими компаниями и в инсталляциях также встречаются редко. В основном люди выбирают динамики диаметром 8-18 дюймов. Некоторые люди указывают диаметр сабвуферного динамика в сантиметрах, что не совсем правильно. В профессиональном автозвуке принято выражать размеры в дюймах.

• для 8-дюймового сабвуфера (20 см) требуется 8-12 литров чистого объема,
• для 10-дюймового (25 см) 13-23 литров чистого объема,
• для 12-дюймового (30 см) 24-37 литров чистого объема,
• для 15-дюймового (38 см) 38-57- литров чистого объема
• а для 18-дюймового (46 см) потребуется 58-80 литров.

Литраж дан приблизительно, так как для каждого динамика нужно выбирать определенный объем, исходя из его характеристик. Настройка закрытого ящика будет зависеть от его объема. Чем больше объем короба, тем меньше будет частота настройки короба, бас получится более мягкий. Чем объем короба меньше, тем частота короба будет выше, бас получится более чёткий и быстрый. Не стоит слишком увеличивать или убавлять объем, так как это чревато последствиями. При расчёте короба придерживайтесь объёму который был указа выше Если будет перебор объема, то бас получится расплывчатым, нечетким. Если объема не будет хватать, то бас будет очень быстрым и «долбить» по ушам в худшем смысле этого слова.

От настройки короба зависит многое, но не менее важный момент - это « ».

Фазоинвертор

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

1. Высокий уровень КПД. Фазоинвертор будет воспроизводить низкие частоты намного громче, чем закрытый ящик;
2. Несложный расчет корпуса;
3. Перенастройка в случае необходимости. Это особенно важно для новичков;
4. 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.

Информация которую вы узнали отлично подойдет для тех .

Р асчет корпуса сабвуфера – ЗЯ (З акрытый Я щик). Рассчитать и сделать ЗЯ под конкретный сабвуферный динамик, не составляет большого труда, это очень простое, в расчете и изготовлении акустическое оформление. Задача заключается в том, чтобы определить необходимый объем закрытого ящика, в котором сабвуферный динамик, создаст относительно ровную АЧХ в салоне автомобиля.

Для расчета ЗЯ корпуса, понадобиться программа для расчета сабвуферных корпусов - JBL SpeakerShop или другая подобная. Находим даташит с техническими характеристиками сабвуферного динамика, нас интересуют параметры Тиля-Смолла, минимум, что нужно узнать о динамике: Fs (резонансная частота динамика), Vas (эквивалентный объем) и Qts (полная добротность). Если известнто больше параметров для динамика – хорошо, их можно все ввести, но для расчета корпуса ЗЯ и даже ФИ, вполне достаточно трех выше приведенных параметров.

Расчет сабвуферного корпуса - ЗЯ.

Кнопка Plot , показывает кривую АЧХ. Изменяя объем, необходимо получить как можно более плавную кривую, без провалов в рабочей зоне. Если что то не так, проверьте, подходит ли данный сабвуфер для ЗЯ .

После того как будет получена оптимальная кривая АЧХ, станет известно, какого объема необходимо делать корпус сабвуфера.

Считается это следующим способом:

Рассчитанный объем 1000 ÷ длину ÷ высоту = ширина. Более подробно, с примером, описано в конце статьи по расчету фазоинверторного короба .

Рекомендую делать корпус со скосом задней или передней стенки, это уменьшит воздействие отраженных волн от задней стенки. Что бы правильно рассчитать такой корпус нужно дно корпуса сделать длиннее на несколько см. а верх наоборот на несколько см. короче, от исходной, рассчитанной ширины, в конечном счете объем корпуса не изменится. Или применить в корпусе демпфирующий материал, но в этом случае, необходимо это учесть при расчете объема в программе.

Очень большое распространение в последние годы получили закрытые АС, которые до недавнего времени были единственным видом АС для высококачественного воспроизведения как в нашей стране, так и за рубежом. И только в последние годы АС с фазоинвертором (АС с ФИ) и АС с пассивным излучателем (АС с ПИ) нарушили монополию закрытых АС. Тем не менее закрытые АС и в настоящее время являются одной из наиболее распространенных конструкций высококачественных АС в Западной Европе и довольно широко выпускаются в США, как это было видно из таблицы:

На рис. 1 представлена типичная закрытая АС и ее электрический аналог. Преимущество закрытой АС заключается в том, что задняя поверхность диффузора головки не излучает и, таким образом, полностью отсутствует «акустическое короткое замыкание». Недостатком закрытых АС является то, что диффузоры их головок нагружены дополнительной упругостью объема воздуха внутри оформления. Наличие дополнительной упругости приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы головки в закрытом оформлении ω 01 и, как следствие, к сужению снизу воспроизводимого диапазона частот. Значение дополнительной упругости объема воздуха S В может быть найдено как:

S В =γρ 0 S эфф 2 /V [ 1]

γ – показатель адиабаты;

S эфф – Эффективная площадь диффузора головки;

V – внутренний объем корпуса оформления.

Рис. 1 . Типичная закрытая акустическая система и ее электроакустический аналог.

Эффективной площадью диффузора считают 50-60 % его конструктивной площади. Для круглого диффузора диаметром d S эфф =0,55S =0,44d 2 . Это эквивалентно тому, что эффективный диаметр диффузора составляет 0,8 от конструктивного диаметра. Упругость S В суммируется с собственной упругостью подвеса подвижной системы головки S 0 и в результате резонансная частота головки в закрытом оформлении вычисляется по формуле:

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

где m 0 – масса подвижной системы головки.

Как видно из , упругость воздушного объема внутри оформления обратно пропорциональна этому объему. Упругость подвижной системы можно также выразить через упругость некоторого эквивалентного объема воздуха V Э, имеющего упругость S 0 . Отсюда резонансная частота головки в закрытом оформлении:

ω 01 =ω 0 √(1 + V Э / V )

Чтобы резонансная частота все же не была чрезмерно высокой, иногда применяют головки с более тяжелой подвижной системой, что дозволяет несколько снизить резонансную частоту головки в закрытом оформлении, как это видно из . Однако следует иметь в виду, что увеличение массы подвижной системы снижает чувствительность АС.

Особенно малой эффективностью обладают так называемые малогабаритные акустические системы (MAC), у которых упругость объема внутри оформления существенно больше упругости закрепления подвижной системы головки. Такие системы, у которых упругость подвижной системы определяется упругостью объема воздуха внутри оформления, называются системами «с компрессионным подвесом» головки.

Рис. 2 . АЧХ закрытой системы (ЗЯ)

Неравномерность АЧХ закрытых АС в области низких частот так же, как и открытых, определяется их добротностью (рис. 2). При Q 01 <0,707 частотная характеристика АС равномерно понижается с понижением частоты в область низких частот и неравномерность проявляется как спад на резонансной частоте ω 01 по сравнению с высшими частотами. При 0,707<Q 01 <1 частотная характеристика имеет небольшой пик на частоте ω 1 и далее спад на резонансной частоте ω 01 . Неравномерность частотной характеристики при этом определяется подъемом на пике ω 1 , и спадом на резонансной частоте ω 01 . При Q 01 >1 неравномерность частотной характеристики определяется только ликом на частоте ω 1 относительно горизонтальной части характеристики.

Рис. 3 . Зависимость неравномерности АЧХ закрытой АС от Q 01 .

Неравномерность частотной характеристики в зависимости от добротности закрытой АС приведена на рис. 3. Как следует из рисунка, минимальная неравномерность частотной характеристики закрытых АС имеет место при добротности Q 01 =1 и составляет 1,3 дБ. Желательная же добротность самой головки находится из условия:

Q=Q 01 /√(1+V э фф /V)

Исследования показали, что добротность головок, предназначенных для закрытых АС, не должна превышать 0,8-1. В противном случае головка получается «раздемпфированной». Это означает, что при ее возбуждении, т.е. при подаче на нее напряжения музыкальной или речевой программы, головка помимо колебаний в такт с поданным напряжением будет колебаться и с частотой собственных колебаний, близкой к резонансной частоте. Для слушателей это будет проявляться в том, что к звучанию программы будет примешиваться звучание этой частоты как своего рода «гудение», «нечистота» низких тонов. Отметим также, что если головка помещена в закрытом ящике, ухудшается равномерность частотной характеристики в области средних и высоких частот из-за резонансных явлений в оформлении. Для их устранения внутренние поверхности (особенно заднюю стенку) покрывают звукопоглощающим материалом и заполняют им часть объема. Кроме того, заполнением внутреннего объема рыхлым звукопоглощающим материалом преследуют и другую цель - изменить термодинамический процесс сжатия-расширения воздуха в оформлении.

Без заполнения процесс сжатия-расширения воздуха внутри оформления адиабатический. Заполняя оформление рыхлым звукопоглощающим материалом можно сделать так, чтобы адиабатический процесс сменился на изотермический. В этом случае внутренний объем оформления как бы увеличивается в 1,4 раза, так как коэффициент γ в , составляющий 1,4 для адиабаты, заменяется значением, равным единице для изотермы. Соответственно снижается и резонансная частота закрытой АС. Это снижение в пределе (для компрессионной АС) достигает √1,4, так как для нее можно пренебречь упругостью подвеса головки. В противном случае резонансная частота головки ω 01 ’ может быть найдена как:

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

Как практически определить, что изотермический процесс сжатия-расширения воздуха внутри оформления достигнут? Процесс будет достигнут, если при добавлении внутрь оформления новой порции рыхлого звукопоглощающего материала резонансная частота закрытой АС уже не понижается. Исследования авторов показали, что заполнять внутренний объем оформления более, чем на 60%, нецелесообразно. Вместе с тем количество рыхлого звукопоглощающего материала не должно быть чрезмерным, чтобы активные акустические потери в оформлении и заполнении не были значительны. Следует отметить, что степень влияния активных акустических потерь в оформлении (и заполнении) на ход частотной характеристики зависит, строго говоря, не от их абсолютных значений, а от соотношения активных акустических потерь в оформлении и полных потерь в головке. Потери в головке - это собственные акустико-механические активные потери на внутреннее трение в материале головки, трение о воздух при работе, потери в виде активной составляющей сопротивления излучения и т.д., а также «вносимые» в головку потери.

Чрезмерные активные акустические потери могут быть в АС при некачественном (с акустической точки зрения) выполнении корпуса оформления, креплении головки, при чрезмерном заполнении оформления звукопоглощающим материалом, а также при чрезмерно малых внутренних объемов оформления (V Э /V>8 ).

Пример . Расчитаем объем закрытой АС с нижней граничной частотой 50 Гц, имеющей головку со следующими характеристиками: f=38 Гц, Qts=0,8, Vas=60 л.

1. Определяем объем оформления из формулы : V=60∙10 -3 /((50/38) 2 -1)=83 л . (результат умножаем на 1000)
2. Находим добротность головки в закрытом оформлении из формулы : Q 01 =0,8√(1+60/83)=1,05 . В соответствии с рис. 3 минимальная неравномерность АЧХ имеет место при Q 01 =1. Так что полученная неравномерность частотной характеристики из-за пика на частоте ω 1 практически минимальна и составляет всего около 1,5 дБ.

Характерная особенность контрапертуры в том, что звук, приходящий к слушателю фактически со всех сторон, хотя и создает впечатляющий эффект присутствия, не может в полной мере передать информацию о звуковой сцене. Отсюда рассказы слушателей об ощущении летающего по комнате рояля и прочих чудесах виртуальных пространств.

Контрапертура

Плюсы: Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов.

Минусы: Акустическое пространство заметно отличается от звуковой сцены, задуманной при записи фонограммы.

И другие...

Если вы думаете, что на этом список вариантов оформления колонок исчерпывается, значит вы сильно недооцениваете конструкторский энтузиазм электроакустиков. Я описал только наиболее ходовые решения, оставив за кадром близкую родственницу лабиринта - трансмиссионную линию, полосовой резонатор, корпус с панелью акустического сопротивления, нагрузочные трубы...

Подобная экзотика встречается довольно редко, но иногда она материализуется в конструкции с действительно уникальным звучанием. А иногда и нет. Главное не забывать, что шедевры, как и посредственности, встречаются во всех оформлениях, что бы ни говорили идеологи того или иного бренда.

Расчет корпуса для сабвуфера

Расчет корпуса для сабвуфера по зубам не каждому автомобилисту, даже очень увлеченному музыкой и разбирающемуся в различных акустических тонкостях. Сабвуфер представляет собой сложную и самостоятельную акустическую систему, предназначенную для создания качественного звука в салоне автомобиля.
Однако, мало кто из автомобилистов знает, как рассчитать корпус для сабвуфера грамотно и без проблем.

Корпус и его расчет

Итак, непосредственно сам алгоритм расчета корпуса сабвуфера:

• На сегодняшний день существует четыре основных вида корпуса для сабвуфера;
• Корпус 3Я представляет собой конструкцию закрытого типа. Данный вид , с точки зрения проектирования и изготовления, является наиболее простым. Однако, у него коэффициент полезного действия практически отсутствует. В придачу ко всему, он является негерметичным;
• Фазоинвертор (ФИ) имеет сложный принцип расчёта, но зато обладает высоким показателем коэффициента полезного действия;
• Бандпас 4 и 6-го порядков является самым трудным, с точки зрения проектирования и практического изготовления вариантом, но обладает наивысшим показателем коэффициента полезного действия в пределах низких частот звука и при этом, полностью глушит высокие.

Примечание. Объективно каждый из описанных выше вариантов обладает рядом характерных преимуществ и недостатков, однако, выбор нужно осуществлять согласно рекомендациям программы проектирования.

Программа WinlSD 0.44

Перед тем, как перейти непосредственно к процессу проектирования, необходимо создать звуковой динамик в базе данных с помощью программы WinlSD 0.44:

• Вначале нужно навести курсор компьютерной мышки на вкладку New, после чего, необходимо поставить Owndrivers и снова кликнуть на New. После этого, загрузить параметры, выбранные в соответствии с собственными пожеланиями и возможностями. В конце просто нажать OK, Close;
• Затем необходимо выполнить создание проекта уже на основе динамика, заданных ранее размеров;
• Далее, необходимо многократно повторить вышеописанную процедуру с изменением вида корпуса, перепробовав все четыре вариации.

Непосредственный алгоритм создания самого корпуса для сабвуфера автомобиля

Вот, что нужно знать:

• Наиболее оптимальной формой будет усеченная пирамида, поскольку она является наиболее универсальной;
• Скос задней стенки должен составлять примерно 23 градуса, так как абсолютное большинство современных легковых автомобилей имеют салон с наклоном спинок задних сидений именно под этим углом;
• Обязательно необходимо рассчитать объём корпуса в соответствии с размерами свободного пространства багажника(см.).

Создание корпуса закрытого типа

Начинаем:

• Все стенки корпуса 3Я (корпуса закрытого типа) должны быть выполнены из ДСП, причем, передняя стенка должна обладать толщиной 23 мм, а боковая ровняться 220 мм;
• Теперь нужно просто выпилить из ДСП стенки указанного размера с точностью до миллиметра, а после можно переходить к непосредственной сборке корпуса;
• Соединение следует выполнять с помощью клея и специализированных саморезов с их дальнейшим вкручиванием на расстоянии 5 см друг от друга;

• Под саморезы нужно создать с помощью свёрл отверстия размером ровно 3 мм, а уже под головки саморезов необходимо будет с помощью сверла в 10 мм создать соответствующие выемки;
• Теперь пришло время выполнить разметку отверстий для акустического терминала при помощи самого простого циркуля;
• Далее нужно создать соответствующие отверстия при помощи электронного лобзика.

Примечание. Если акустический терминал будет постоянно находиться в условиях высокого давления, то от него будут регулярно исходить различного рода призвуки. С целью избегания описанного выше эффекта, необходимо акустический терминал с помощью маленькой коробочки просто экранировать.

Продолжаем:

• Перед тем, как перейти к прикручиванию заготовленных предварительно саморезов, необходимо клеем промазать всю поверхность мест соединения;
• Части корпуса, выступающие после склеивания, нужно просто аккуратно срезать с помощью рубанка;
• Аналогичным способом необходимо выполнить разметку и вырезку соответствующих отверстий уже на передней стенке с целью качественной установки автомобильного динамика;
• Нитролак для мебели нужно нанести на деревянный корпус с целью сохранения свойств анти воздействия влаги и процесса конденсации;
• Для создания красивого внешнего облика рекомендуется наружную часть корпуса покрыть карпетом(см.);
• Теперь осталось просто выполнить соединение акустического терминала и сабвуферного динамика.

Примечание. Крайне важно ознакомиться со всеми этапами инструкции и разобраться в программе проектирования, так как это позволит выполнить самостоятельную установку и индивидуально сконструировать короб непосредственно под габариты и возможности багажного отсека своего автомобиля. Также во время абсолютно всех этапов работы важна высокая степень внимательности и аккуратности, ведь любая неточность непременно скажется на конечном результате.

Инструкция самостоятельного конструирования в сочетании с фото и видео - материалами позволит выполнить работу быстро и качественно. Цена вопроса минимальна и в десятки раз отличается от операции, проведенной в мастерской.
Своими руками соорудить корпус вполне реально. Главное, повторимся, при первом создании и конструировании внимательно ознакомиться с подробной практической инструкцией.