В данной статье мы не будем углубляться в теорию четвертьволнового резонатора или в простонародье – четвертьволновик (ЧВ), а рассмотрим вещи с бытовой точки зрения обычного пользователя. У данного типа оформления, используемого для сабвуфера, есть как преимущества, так и недостатки, последних впрочем совсем не много.

Основные преимуществами ЧВ являются:

• низкий уровень групповых задержек, точность проработки баса и детальность порой даже выше закрытого ящика;
• плавный и на удивление широкий диапазон воспроизводимых частот, при правильном подходе ЧВ легко отрабатывает как верхний бас, так и самый нижний;
• высокий КПД, с одинаковой мощности Вы получаете отдачу, в среднем на 20-40% превышающую фазоинверторы или бандпассы, и на 150-300% закрытый ящик.

Согласитесь, это просто отличный бонус даже к самому хорошему сабвуферу.

Однако, есть и недостатки:

• занимает приличную часть багажника, если не его весь;
• довольно требователен к выбору динамика, слабые магнитные системы, низкая величина линейного хода и тяжелая подвижная часть – все это не для ЧВ, впрочем, среди сабвуферов DD такого Вы и не встретите;
• противопоказан к использованию с мощностями, в 2 и более раза превышающими номинальную мощность сабвуфера.

В двух словах, если Вам не жалко места – ЧВ будет лучшим выбором оформления для сабвуфера. Итак, классический четвертьволновой резонатор представляет из себя тоннель определенной длины и определенной площади сечения, и все. Он удивительно прост в расчетах и при наличии свободного пространства, прост и в изготовлении. На рисунке 1 представлена принципиальная схема работы ЧВ, где красной линией указана расчетная длина туннеля. На рисунке изображен туннель с круглым сечением, но на практике в подавляющем большинстве случаев используется квадратное сечение той же площади.

Рассчитывается ЧВ следующим образом. Площадь сечения туннеля зависит от калибра сабвуфера, рассчитывается по следующей формуле. Sтуннеля = 1,5*(3,14*((Dсабвуфера/2)^2)). Проще говоря, площадь сечения туннеля равняется полторы площади сабвуфера. Длинна туннеля определяет настройку ЧВ. Используется вот такая простая формула: Lтуннеля = (343/Fb)/4, где Fb – желаемая частота настройки, результат в метрах. Мы рекомендуем использовать настройки от 34 до 47Гц, оптимальной и наиболее универсальной настройкой считаем 39-41Гц.

Пример расчета ЧВ, настроенного на 40Гц, для сабвуфера калибром 12″(30см). Sтуннеля = 1,5*(3,14*((30/2)^2)) = 1060кв.см. Lтуннеля = (343/40)/4 = 2,14метра. Для удобства, длинна туннеля (L) на всех наших рисунках изображена красной линией. Как мы видим, длина прямого ЧВ выходит около 2-х метров, для автомобиля это конечно не приемлемо и на практике не используется. Для того, чтобы уместить туннель такой длины в багажник, его необходимо свернуть. На рисунке ниже показаны классические схемы сворачивания туннеля. Рассчитали, выбрали наиболее удобную форму сворачивания, путем не сложных геометрических построений и расчетов выполнили чертеж, и готово, можно пилить и наслаждаться великолепным басом!

Для тех наших пользователей, которым качество звучания особенно важно, мы рекомендуем использовать сужающийся свернутый ЧВ. Он гораздо сложнее в изготовлении и больше в объеме, но результат безусловно впечатляющий – бас уникально быстрый, точный и глубокий. Этот вид корпуса отлично себя проявит в соревнованиях на качество звука. Разница с классическим ЧВ заключена в том, что туннель плавно сужается от 3 площадей НЧ динамика в начале до 1.5 на выходе в конце. Традиционные схемы сужающегося свернутого ЧВ показаны на рисунке ниже.

Наверняка после предварительных расчетов всех Вас беспокоит вот такой вопрос: “габариты корпуса выходят слишком большими для желаемой настройки, что будет если уменьшить площадь сечения…?” Ответ на этот вопрос прост – при уменьшении площади сечения вплоть до 0.75 площади НЧ динамика постепенно исчезают и все преимущества ЧВ. На еще меньших площадях сечения туннеля появляются неприятные струйные шумы. При площади туннеля меньше 0.5, струйные шумы вероятно на слух будут громче баса. Думаю, что теперь многим стало понятно, что такое ЧВ и почему он столь обсуждаем. Стройте свои уникальные басовые установки и делитесь впечатлениями!

по материалам сайта www.digitaldesigns.ru

Сегодня в разделе Теория Автозвука, мы постараемся вместе разобраться, как устроен мотор сабвуфера (магнитная система и звуковая катушка), а так же узнаем с какими сложностями сталкиваются производители при проектировании магнитной системы и звуковой катушки сабвуфера.

Основа привода динамика осталась практически без принципиальных изменений со времен выдачи первого патента в 1925 г. Пять основных частей привода неизменны и незыблемы: магнит, полюсный наконечник, передний и задний магнитопроводы и звуковая катушка. Задача первых четырех элементов – создать по возможности мощное магнитное поле и сконцентрировать его в зазоре между полюсным наконечником и верхним магнитопроводом. А “пятый элемент” – звуковая катушка, обязан в этом поле двигаться при протекании по обмотке тока. Все вроде бы просто. Однако подробностей за эти годы выяснилось немало.

Вам нужно построить акустическую систему с хорошей отдачей на низких частотах? Неплохим вариантом является оформление типа фазоинвертор. Вы находите программу, позволяющую рассчитать этот вид оформления, например, JBL Speakershop, вводите данные и видите, что размеры порта выходят за все мыслимые пределы. Как быть? В статье “Фазоинвертор: короче!” (“Автозвук”, №10 2001 г.) описан способ уменьшения длины порта за счёт сужения его средней части, предложенный Ж.-П. Матараццо. Идея в целом хорошая, надо бы её использовать на всю катушку. А как – если программы Матараццо работают в ДОСе, считают не очень понятно, да ещё сделаны на итальянском? Для обхода этих неприятностей и с целью дальнейшего развития идеи была создана программа Bassport.

С помощью BassPort вы не сможете рассчитать ящик, это задача других программ. Зато она поможет вам оптимальным образом спроектировать порт почти для любого ФИ, будь то скромная двухполосная домашняя акустика, или боевой автомобильный СПЛный агрегат. В принципе, ничто не мешает использовать эту программу для расчёта портов оформления “бандпасс” или “Онкен”. Бета-версия Bassport является бесплатной и выложена у нас на форуме.

Программа проста в использовании и работает в среде Windows’98 и выше.
Bassport позволяет рассчитывать порты 6 типов:

• труба;
• конус;
• воронка;
• песочные часы;
• труба с фланцами;
• порт с экспоненциальной образующей.

Поддерживается расчёт портов как цилиндрического, так и щелевого исполнения.

Основными отличиями Bassport являются:
– русскоязычный графический интерфейс;
– возможность расчёта многопортовых систем;
– более точный учёт влияния соотношения сторон портов щелевого типа на частоту настройки;
– возможность контроля в процессе проектирования скорости воздушного потока в горловине, что позволяет проектировать “бесшумные” порты;
– возможность контроля амплитуды колебаний “воздушной пробки” на выходе порта, то есть, знать минимальное расстояние от края порта до ближайшей внутренней стенки ящика;
– возможность оценки объёма, вытесняемого портом (портами);
– возможность контроля главной частоты органного резонанса, если он характерен для портов данного вида.

Bassport является лишь рабочим инстрментом для расчёта портов, и не предназначена для всеобъемлющего проектирования автомобильных систем для достижения максимального СПЛ. Её задача скромнее: рассчитать порт, исходя из заложенных конструктором данных. Вопросы построения таких систем каждый спортсмен-автолюбитель решает самостоятельно, исходя из личного опыта, интуиции и советов более искушённых товарищей.

И так, вы задумались о покупке гелевого АКБ. Но вас все еще терзают сомнения, стоит ли его покупать? Чем он отличается от обычной акб? Какие преимущества у гелевого АКБ перед обычными? Данный материал поможет вам разобраться с этими вопросы.

 На данный момент среди специальных “звуковых” аккумуляторов наиболее широкое распространение получили герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы (VRLA), которые изготавливаются по двум технологиям. Первая — Gelled Electrolite (GEL), так называемые гелевые аккумуляторы, электролит в которых имеет гелеобразное состояние благодаря добавлению в него соединений кремния. Вторая, наиболее распространенная технология — Absorptive Glass Mat (AGM), на основе которой реализованы АКБ ”Optima”, благодаря чему они обладают выдающимися электрическими параметрами. В данном случае путем применения пористого заполнителя-сепаратора из стекловолокна, пропитанного электролитом, добиваются его безжидкостного состояния. Давайте попробуем поэтапно разобраться в отличиях данной продукции от обычных свинцово-кислотных АКБ.

Из всех характеристик динамиков и акустических систем понятие “чувствительность”, пожалуй, самое интересное и привлекательное (в этом оно соперничает с характеристикой мощности). Так и хочется, чтобы это понятие имело прямую зависимость к качеству динамика, т.е. чем больше этот параметр, тем лучше звучит динамик. Ведь, акустическая система – это устройство для воспроизведения музыки, а ее качество, зачастую определяется только субъективным образом, и чувствительность – от слова чувствовать, хорошо чувствующий, подсознательно, сливается со словом качество. Однако, мы знаем, что это так и не так. Прежде всего, это понятие – чисто техническое, отражающее КПД динамика. Согласно ГОСТ 16122-78 характеристическая чувствительность АС – отношение среднего звукового давления, развиваемого АС в заданном диапазоне частот (обычно 100… 8000 Гц) на рабочей оси, приведенное к расстоянию 1 м и подводимой электрической мощности 1 Вт. Конечно, если мы имеем динамик с более высокой чувствительностью, то подводя 1 Вт мы получим большее звуковое давление, чем от динамика с низкой чувствительностью, меньше нелинейных искажений и, наверно, более высокое качество звучания. Однако, стоит задуматься как получена эта чувствительность?

Давайте попробуем разобраться, что из себя представляет акустическое оформление типа – Open Air. Не путать с free air, означающим акустический экран. Оформление типа free air получилось бы, если бы сабвуфер был врезан в стенку, отделяющую кабину от грузового отсека, стенка была бы герметичной, а все, что за ней – наплевать какое, лишь бы не было акустического короткого замыкания между передней и задней стороной диффузора. То, что при этом получилось бы, – схематично показано на рисунке. Однако такой тип акустического оформления – редкость в SPL-машинах. Если сделать объем за диффузором замкнутым, в виде жесткого ящика с объемом, сравнимым с эквивалентным объемом динамика, получится классический закрытый ящик. Для музыки это лучший тип оформления, а для SPL – нет. Гораздо эффективнее фазоинвертор. Сделали фазик, все по правилам, вот динамик, вот выход тоннеля, настроенного на нужную частоту. Теперь посмотрим, что произойдет, если начать увеличивать объем ящика при сохранении частоты настройки. Тоннель будет нужен все короче и короче, причем если увеличить его сечение (обычно это приводит к возрастанию длины и доставляет головную боль создателям музыкальных систем), то все равно рано или поздно окажется, что длина его сравнима с расстоянием до динамика. Так рождается корпус типа Open Air, где тоннель фазоинвертора – часть внутреннего пространства корпуса, с огромным (и потому способствующим эффективности фазоинвертора) поперечным сечением.

Для машины учавствующих в соревнованиях по автозвуку в дисциплине СПЛ – абы какая АКБ не подойдет. От чего отталкиваться при выборе? От цены, размера, марки? Или от номинальной емкости в ампер-часах? Но это тоже косвенный показатель, который некоторые производители вообще игнорируют при маркировке. Что же касается специалистов, то они считают наиболее значимой характеристикой АКБ пусковой ток. Чем он больше, тем батарея мощнее. Но и тут путаницу вносит разнобой международных и национальных стандартов измерения этого тока и маркировки аккумуляторов, из-за чего одна и та же цифра может относиться к батареям, различающимся по характеристикам в разы. Для теста были отобрны 16 моделей, представленных в 32 изделиях (по два образца для достоверности результатов и подстраховки).

Многие начинающие спл-щики и просто любители автозвука, достаточно часто задают у нас на форуме вопросы касаемые четвертьволновика и его принципов работы. Что хоть как-то прояснить ситуацию, выкладываю текст обсуждения принципов работы и настройки ЧВ с нашего форума.

Вопрос: Есть ящик, ЧВ, динамик 10″, сечение порта 300 см2. Давление на выходе порта 160+. Отодвигаешь датчик от порта – давление резко падает до 137. Динамик и порт находятся на одной поверхности. Почему так происходит??? Динамик и порт работают несинхронно?

Ответ: На выходе скорость максимальная, а с увеличением расстояния падает, соответственно ведет себя и громкость. Связи тут с настройкой вашего лабиринта нет никакой. ЧТобы проверить настройку снимите два графика, первый – зависимость хода диффузора от частоты, второй – зависимость давления от частоты, у вас должно получиться нечто похожее на графики на прикрепленной картинке. У ЧВ есть частота настройки и есть частота, на которой давление максимально, она смещены друг относительно друга, не буду утверждать точно, но порядок этой разницы, в зависимости от конструкции лабиринта от 2-3 до 10Гц, наврядли больше.

Порт фазоинвертора настроен на определенную частоту, и на этой частоте разворачивает фазу на 180 градусов. Какова бы ни была длина порта фазоинвертора,  его площадь и все остальное, вблизи частоты настройки порт излучает звук впротивофазе излучению тыльной стороны динамика, за счет этого и достигается усилиение звука, засчет разворота излучения тыльной стороны диффузора. А если обе стороны динамика нагрузить резонаторами, настроенными на одну частоту, то каждый из резонаторов перевернет фазу излучения динамика и на выходе будут излучать впротивофазе друг другу, вне зависимости от конструкции этих резонаторов (от объема, от портов).

Выдержка с нашего форума по автозвуку >>

ПИТАНИЕ
Говоря о выходной мощности усилителей, используемых в составе SPL-ной системы, мы не случайно затронули вопрос о потребляемой мощности. Это очень важный момент в построении специализированной аудиосистемы, и надо понимать, что без мощного источника питания усилитель не сможет отдать в нагрузку расчетную мощность. Как до некоторой степени снизить требования к источнику питания, мы уже выяснили, теперь осталось решить, какое из устройств автомобиля и аудиосистемы — генератор, аккумулятор или конденсатор — сможет „прокормить“ прожорливого монстра.
Начнем, пожалуй, с генератора, поскольку бытует мнение, будто именно он является источником питания усилителей. Для примера вспомним характеристики стандартного „восьмерочного“: максимальная мощность — 800 Вт при 5000 об/мин. Обратите внимание, что максимум достигается только при очень высоких оборотах двигателя, намного больших, чем допускают правила соревнований по неограниченному звуковому давлению. Напомним, что по правилам угловая скорость двигателя во время измерения не должна превышать 2000 об/мин.

Соревнования по dB Drag всегда вызывали повышенный интерес публики. Зрелищные, интригующие, ежеминутно приносящие сюрпризы, они ежегодно привлекают десятки новых добровольцев, для которых цель одна – создать SPL-ный автомобиль и установить новый рекорд по звуковому давлению. Правда, добиваться рекордных результатов удается далеко не всегда, а вот техника у таких новоиспеченных энтузиастов выходит из строя регулярно. Виной тому – незнание простейших принципов построения SPL-ных аудиосистем. О них, а также об общей концепции автомобиля для соревнований по звуковому давлению и пойдет речь в этой статье. Сразу оговоримся, что она в первую очередь адресована новичкам в этом виде спорта – тем, кто хочет достичь по-настоящему хороших результатов.

Браться за создание SPL-ного автомобиля, поддавшись сиюминутному настроению и не зная тонкостей технологии, по меньшей мере, глупо. История знает немало примеров, когда вчерашние участники соревнований по SQ (качеству звучания), увлеченные зрелищем, решались попробовать свои силы в dB Drag, но кроме разочарования от проигрыша и сожаления об испорченных компонентах (сгоревших усилителях, сабвуферах) не получали ровным счетом ничего. Для многих участников этот урок не прошел даром, и буквально через пару месяцев они уже стояли на пьедестале победителей. Такое чудесное превращение происходило по одной простой причине: они усвоили, что нет ничего общего между соревнованиями по качеству звучания и неограниченному звуковому давлению.

Как известно, автомобиль, как и любое другой физическое тело, имеет основной резонанс и целый ряд второстепенных, малых резонансов. В приложении к SPL – соревнованиям нас прежде всего интересует именно основной резонанс. Если вспомнить школьный курс физики, то мы увидим, что резонанс – это резкое многократное увеличение амплитуды колебаний физического тела. То есть, логично было бы предположить, что если мы поставим резонанс себе на службу, то получим значительное увеличение звукового давления. Остается вопрос – как определить этот самый резонанс? Тут есть две стороны медали. Первая – все очень просто, резонанс большинства легковых автомобилей среднего размера (например, ВАЗ 2109, ВАЗ 2112 и др.) находится в диапазоне 48-55 Гц. Это факт, проверенный многолетней практикой многих опытных эспиэльщиков, ориентируйтесь на эти цифры при построении своей первой SPL – системы, и все будет хорошо. Вторая сторона медали – все очень сложно! Во-первых, резонанс нужно знать очень точно, во-вторых, нужно знать резонанс салона на том уровне громкости, на котором планируется выступать, так как с повышением звукового давления меняется поведение кузова авто, появляются мощные деформационные силы, влияющие на резонансные явления в металле. Как же быть, ведь так не хочется терять драгоценные децибелы?

Дитер Гуусенс (Dieter Goosens), легендарный бельгийтский СПЛ-щик любезно согласился ответить на вопросы для российских любителей СПЛ-движения.

1. Как и почему вы стали СПЛ-щиком?
В 2003 году я впервые принял участие в соревнованиях ДБДраг, на автомобиле Лянча Дельта. Сначала я хотел создать машину для SQ, но пока ждал прихода заканых компонентов, решил попробовать силы в СПЛ-сревнованиях, и до сих пор не могу остановиться Моя первая соревновательная инсталляция состояла из усилителя ESX 600.2 и саба DD 2012. Я заявился в категории «Министрит 12» в чемпионате Бельгии. Позже я поменял усилитель на MTX 2300x и добился результата 141,8 Дб.

2. Кто вы по профессии? Имеет ли ваша работа отношение к Индустрии Кар-Аудио?
Я работаю оператором ядерного реактора на атомной станции в городе Доэль, Бельгия. Так что к профессиональному КарАудио не имею никакого отношения

3. Что вы получаете участвуя в автозвуковых соревнованиях? Это удовольствие, удовлетворение мужских амбиций? Что самое важное?
В первую очередь приятно пообщаться со своими единомышленниками. Так же очень нравится то волнение, которое испытываешь в зоне замера, когда ты стоишь лицом к лицу со своим соперником и у тебя есть всего 30 секунд чтобы «сделать вещи»! Но самая приятная часть – это эксперименты дома, вместе с несколькими моими друзьями, в результате которых получается показать хороший результат на соревнованиях. Вы делаете хорошую вещь, если Вы достигаете ваших СОБСТВЕННЫХ целей и все еще хотите улучшить их каждый раз.

Давайте освежим в памяти наши теоретические познания, сегодня вспомним каким же образом происходит распространение НЧ волн в салоне автомобиля. Стоит отметить, что это достаточно выжный момент я бы сказал ключевой, поэтому необходимо четко представлять как это  происходит. Итак, что происходит, когда в салоне реального автомобиля тяжко трудится громкоговоритель? На средних частотах длина звуковой волны, излучаемая им, меньше даже самого малого линейного размера салона (как правило, высоты). Акустические волны, излучаемые громкоговорителем, распространяются внутри салона, как бегущая волна, отражаются от границ замкнутого пространства, возвращаются в излучателю, в общем — происходит веселая круговерть волн. На каких-то частотах волны становятся стоячими (это когда размер салона оказывается кратным длине волны), там возникают узлы и пучности звукового давления, но речь сейчас не о них. С понижением частоты приближается момент, когда даже половина длины волны излучаемого сигнала оказывается больше, чем самый протяженный размер салона (обычно, сами понимаете, длина). Вот этот момент и называется границей компрессионной зоны, в которой акустический отклик меняется радикально. Смотрите: пока частота относительно высока, колебания воздуха, создаваемые динамиком, распространяются в виде волн. В одной точке — область повышенного давления, чуть поодаль, на расстоянии в полволны — пониженного. А когда частота настолько низкая (а длина волны настолько велика), что вдоль всей машины помещается меньше полволны, никто уже никуда не бежит. Создаваемое динамиком переменное давление меняется во всем пространстве салона синфазно: везде в сторону повышения или везде в сторону понижения, как будто динамик это насос, периодически накачивающий или, наоборот, откачивающий воздух из салона. Когда волна бегает туда-сюда, ведущую роль в формировании звукового давления играет колебательная скорость диффузора, а в пределах компрессионной зоны главным фактором становится амплитуда колебаний диффузора. А вот она с понижением частоты растет, что видел каждый, кто хоть раз смотрел на диффузор динамика «в деле». Бас Клуб рекоммендует – если вы увлекаетесь автомобилями, посетите украинский портал про автомобили.