Bl что это автозвук
Опубликовано: 26.04.2024
Механические параметры
Fs — Собственная резонансная частота динамика (Гц).
Qms — Добротность динамика на частоте Fs, когда в расчет принимаются его механические (не электромагнитные) потери или затухание.
Vas — Объем воздуха, имеющий упругость, эквивалентную упругости подвеса динамика (кубические футы или дюймы, а также литры).
Cms — Коэффициент механической податливости подвеса (дюймы на фунт или миллиметры на ньютон).
Mms — Механическая масса диффузора с учетом аэродинамической нагрузки (унции или граммы).
Rms — Механическое сопротивление в подвеске динамика (фунты в секунду или килограммы в секунду).
Xmas — Максимальная или пиковая линейная амплитуда колебаний звуковой катушки динамика (дюймы, сантиметры или миллиметры). Обычно определяется как расстояние, которое может пройти катушка в одном направлении при сохранении способности поддержания постоянного числа колебаний в зазоре магнита. Этот параметр определяет максимальную амплитуду колебаний, при которой не появляются искажения.
Sd — "Площадь поршня/диффузора" динамика (квадратные дюймы или квадратные сантиметры). Представляет собой значение площади подвижной части динамика.
Dia — "Диаметр поршня" (дюймы или сантиметры).
Комбинированные параметры
Qts — Добротность динамика для значения частоты Fs с учетом всех электромагнитных и механических потерь.
hо — Номинальная эффективность динамика при акустической нагрузке в половину объема (отражатель расположен с отдалением в бесконечность). Эффективность вводится в процентах.
SPL — Номинальная чувствительность динамика при акустической нагрузке в половину объема (отражатель расположен с отдалением в бесконечность). Вводится в децибелах. Чувствительность принимается, как измеренная по оси на расстоянии 1 метр при подаче на динамик электрической мощности 1 Вт. Так как многие производители проверяют свои динамики при фиксированном напряжении 2,83 В, вместо 1 Вт, в окне Full Loudspeaker Parameters имеется опция 2,83 V.
Электрические параметры
Qes — Q динамика для значения частоты Fs. Допускает только электромагнитные (не механические) потери или затухание колебаний.
Re — Сопротивление звуковой катушки по постоянному току (Ом).
Le — Индуктивность звуковой катушки (миллигенри).
Z — Номинальное электромагнитное сопротивление динамика (обычно 8 или 4 Ом).
BL — Мощность электропривода динамика (ньютон/ампер, метр/тесла, фунт/ампер или фут/тесла).
Pe — Термически ограниченная максимальная электрическая мощность (Вт), с которой может оперировать динамик. Обычно представляет максимальную электрическую мощность, еще не приводящую к перегоранию звуковой катушки.
И так что же кроется за параметрами Тиэля Смола. Для начала я дам вам описание самых распространенных (полезных) параметров T/S (Тиэля Смола), а ниже объясню как вы сможете их использовать для выбора самого подходящего динамика для вашей аккустической системы. Объяснение будет постым, я не буду вникать в математические и механические нюансы данных параметиров, что бы все было понятно даже новичку.
fs: Driver free air resonance.
fs: основной резонанс динамической головки (так же еще называют резонанс в открытом воздухе -без оформления
Можно сказать что это условия при которых все дижущиеся части динамической системы синхронизированы итли 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 осоновного 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 нихких частот. Эти два обяснения 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.
Qts: Driver total Q.
Qts: Общая добротность динамика
Иногда в єтом параметре опускается буква Q, так как Это сокращение слова (качество - добротность). Итак Qts это общая добротность динамика, которая включает в себя електрическую 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 аккустические 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 олке вашего авто, где они получат много свободного пространства за своей спиной.
Qms: Driver mechanical Q
Qms: Механическая добротность динамика
Qms - механическая добротность динамика, дает представление о всех механических параметрах динамика вместе. Это выражение контроля создаваемого жесткостью подвеса.
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
Fs sqrt(Rc)
Qms = —--------------
f2 - f1
Динамик с большой мехнической добротностью Qms может играть более открыто, чище и иметь больший динамический диапазон. Потому что такие динамики будут иметь меньшие потери. Резиновый круговой подвес более гибкий, бумажный подвес, который является частью дииффузора более конструктивен, они имеют больший воздушный поток и обычно соответственно большую чувствительность. Таким образом механическая добротность очень хороший индикатор енергетического запаса динамика.
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.
BL: Driver motor strength.
BL: Магнитная сила динамика
BL: Чем больше это значение тем сильнее мотор (магнитная система). Динамики с большим BL уровнем (30 и более) могут контролировать собственный диффузор очень четко. Обычно эти динамики имеют очень большие магниты и весят очень много. Примите на заметку что динамики с большим BL уровнемобычно имеют низкое значение Qts - общей добротности. Динамики с низким значением BL (20 и менее) контролируют свой диффузор менее жестко. Эти динамики не будут столь жесткими (тугими) как их собратья. Они будут в большинстве случаев иметь большое значение Qts (более 0,28). Я называю эти динамики - грязевые динамики, из за их протяжного и объемного баса с довольно плохой моментальной реакцией.
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.
Mmd: Mass or weight of the speaker cone assembly.
Mmd: Масса или вес движущейся системы динамика
Выражает насколько тяжелый диффузор, катушка и другие движущиеся части. 18 дюймовый динамика с Mmd около 100 грамм будет иметь довольно легкий диффузор и будет более еффективен нежели динамики с более тяжелыми диффузорами. Лешкий диффузор двигается быстрее. Легкий диффузор так же имеет большой Qts, но не всегда. Это дает им приимущество в моментальной реакции чем легче диффузор, тем быстрее реакция, но слабый мотор динамика может повлиять на увеличени общей добротности динамика Qts, что компенсирует все приимущества лугкого диффузора. Динамики с Mmd более 200 грамм будут иметь тяжелые диффузоры. Они обычно менее продуктивны (имеют маленькую еффективность), имеют двойные корзины и низкий Qts. Динамики с тяжелыми диффузорами имеют более медленны звук, но не всегда имеют низкий Qts и большой BL. Сила мотора динамической системы может противодействовать весу тяжелого диффузора и давать быструю реакцию и большую еффективность. Не путайте Mmd и Mms. Mms это общий вес динамика в сборе. Некоторые программы хотят что бы вы ввели Mmd и по нему считают Mms, другие наоброт.
Sd: Effective driver radiating area.
Sd: Эффективная площадь диффузора динамика.
Дается в кавадратных сантиметрах. Обычно означает насколько велика область динамика которой он двигает воздух. Большие динамики соответственно имеют большую площадь, маленькие - маленькую. Стандартная площадь диффузора для динамика 18 дюймов - 1150 квадратных сантиметров, а 15 дюймовый динамик имеет площадь около 890 квадратных сантиметров. Правда глубина диффузора зачастую тоже берется в рассчет. Более глубокий диффузор даст большую площадь диффузора с тем же диаметром. Именно поэтому вы видите разные эффективные площади динамиков одинаковых по диаметру. Те которые имеют большую эффективную площадь обычно либо более глубокие либо имеют меньший подвес, что увеличивает их эффективную площадь.
xmax: The amount of voice coil overhang.
xmax: Сдвиг диффузора (звуквовй катушки) в миллиметрах
Отражает расстояние в миллиметрах которое проходит катушка, от самой дальней точки до самой нижней относительно магнита. Динамики с xmax 10 мм может двигать диффузор в два раза дальше чем динамик с xmax =5. Не путайте xmax с maximum excursion (максимальное выдвижение диффузора).
maximum excursion - максимальное выдвижение диффузора можно охарактеризовать двумя способами
1. выдвижение диффузора назад до момента пока катушка не упрется в магнит
2. выдвижение диффузора вперед до момента пока он не будет остановлен максимольно возможным выгибом подвеса.
xmax это расстояние которое может проходить катушка находясь в магнитном поле динамика. Нет никакого смысла выдвигать катушку за пределы магнитного поля динамика, потомучто за пределами поля катушка будет не под контролем мотора динамической системы.
Большее значение xmax означает что катушка может двигаться вперед и назад довольно далеко находясь все время под контролем мотора динамической системы (магнитного поля). Возьмите на заметку, что величина xmax в 5 мм означает что диффузор (катушка) может ходить на 5 мм вперед и на 5 мм назад находясь под контролем мотора динамической системы.
Vd: Displacement volume.
Vd: Сдвигающая громкость (дословно)
Эту величину часто используют те у кого большой аппетит к динамикам более 24 дюймов.Vd это Sd умноженое на xmax. Это величину можно представть как колличество воздуха которое сможет сдвинуть динамик за один проход. Я описал этот параметр ниже Sd и xmax именно потому что оба они включены в данную величину. В принципе для того что бы создать звуковое давление которое вам нужно, вы должны сдвитгать воздух, и чем ниже частота которую вы хотите воспроизвести тем больше воздуха вам прийдется сдвинуть. Вы можете это сделать большим диффузором, у которых больше эффективная площадь диффузора или вы можете это сделать меньшим динамиком которые могут двигаться туда и обратно на большее расстояние (имеют больший xmax). Итак 18 дюймовый динамик с эффективной площадью диффузора 1150 квадратных сантиметров и xmax 5 мм сможет сдвинуть 5750 кубических сантиметров воздуха за раз. Можно представить себе это как веер который имеет перед собой много воздуха, и когда вы быстро его сдвинете он направит этот воздух на вас, очень быстро и с постоянной ритмичностью - это и есть динамик. Теперь возьмем как пример динамик Precision Devices PD 1850, он имеет 11,25 мм xmax и эффективную площадь Sd равную 1150 квадратным сантиметрам. Его Vd будет равен 12 975 кубических сантиметров. Он толкает 12 975 кубических сантиметров воздуха на кого то, это намного больнее (сильнее) чем 5750 кубических сантиметров. Некоторые заметили что 12 975 кубиков практически вдвое больше нежели 5750, именно поэтому я предпочитаю работать с динамиками типа PD 1850. Сравнивать величины Vd очень полезно что бы понять сколько баса может воспроизвести динамик, а многие люди этого просто не знают.
no: Free air reference efficiency.
no: Продуктивность динамика в открытом воздухе (грубо говоря)
Дается величина в процентах. Я нашел ее более полезной чем чувствительность которую указывают разработчики. Многие величины чувствительности специально раздуты разработчиками, некоторые разработчики даже не указывают no, они лишь дают величину чувствительности. no - это чувствительность динамика до того как разработчики втулили его в короб и замеряли величины верные для этого динамика по их мнению. Для басовых динамиков no в 3,8% до 5% очень очень хороший показатель, динамик обычно при таких параметрах будет иметь чувствительность в 97,9 до 99 (dB)Дб. Наиболее часто динамики встречаются с no около 1,8 - 3,8% и эти динамики будут менее еффективны.А динамики с no = 1,8% будут давать чувствительность в 94,7 (dB)Дб а 3,8% - 97,9 (dB)Дб. Величины даются в 1W/1m (1 Ватт/1 метр). Как правило динамики с большим xmax имеют маленькую величину no. Потому что они имеют длинные катушки которые тяжелы для мотора динамика, что бы двигать их с такой чувствительностью. Поэтому вам прийдется дополнительно вложится в усилитель который раскачает такой динамик, либо взять динамик с большей чувствительностью и при этом сэкономить на усилителе. Вы никогда не получите Огромную мощь от динамика с малым xmax по сравнению с той что сможете выжать из динамика с большим xmax, но вы всегда получите максимум который возможен на данной мощности от динамика с большей чувствительностью с малым xmax. Если вы никогда не раскачиваете свои динамики серъезно тогда используйте чувствительные динамики, динамические головки с малой величиной xmax обычно економят вам деньги на приобритении самого динамика в первую очередь, а так же им нужны менее мощные усилители что бы получить все что возможно от такого рода динамиков. Вы такж получите приимущества от малого веса.
Если вы раскачиваете свои динамики серъезно и хотите максимальной отдачи от них в аккустических оформлениях (рассчитаных вами размеров), тогда вам нужно использовать динамики с длинными катушками и которые имеют большой ход диффузора. Тапк же вам потребуется серъезный бюджет на усилители, обычно требуется более килловата что бы дотянуть их до максимального вылета, сказывается недостаток чувствительности.
Если я имею 500 - 750 Ватт в запасе что бы дать на каждый динамика, тогда я буду использовать более чувствительные динамики, с маленьким xmax. Если вы в данном случае используете мало чувствительные динамики с большим xmax, вы не молучите столько мощности и я смогу создать куда более сильное звуковое давление с такими же динамиками с большей чувствительностью на тех же усилителях.
Если я буду иметь возможность пригрузить динамики 1000 Ватт каждый, я буду использовать менее чувствительные с большим ходом динамики. Таким образом вы получите больше мощности, однако и давить вам их придется сильнее.
Можно объяснить это все доходчиво таким образом.
Если у меня рядом есть клуб и в нем стоят усилители по 100 Ватт на канал и качаюь динамики по 15 дюймов в рупорном оформлении, которые просто таки поражают меня своим звуковым давлением. Если я куплю динамики 18 дюймов с длинным ходом диффузора (xmax = 10 мм) и подсоединю их к тем же усилителям по 100 Ватт я даже не услышу заработали 18 дюймовики или нет (хотя при покупке я наверно рассчитывал переорать 15-ки) .
Разница в том, что они имеют очень чувствительные динамики которые дают полную звуковую мощь на 100 Ваттах и они будут раскачаны до максимума, они никогда не смогут дать больше мощности, даже если я принесу в этот клуб усилители в 1500 Ватт. Но если я куплю 1500 Ватт усилители и подсоединю их к моим 18-кам я скорее всего подыму весь район вместе с клубом. Правда мне надо будет только 500 Ватт что бы получить еквивалентную звуковую мощь от моих динамиков,с той которую я слышу в клубе (при их 100 Ватовых усилителях).
Power compression
Потери мощности (перевод по смыслу)
Не параметр из линейки T/S (Тиэля Смола), но очень полезно оценить если параметр дается производителем. Дается он в dB (Дб), часто скрывается производителями. Величина отображает чувствительность которую динамик теряет в следствии нагрева катушки. Плохие динамики теряют 5 - 6 dB (Дб). Динамики получше около 3 - 5 dB (Дб) при максимальных нагрузках. Существует несколько динамиков имеющих Power compressio менее 3dB (Дб). JBL Заявляет 2,8 dB (Дб) для одного из своих динамиков 18 дюймов, и считает это рекордом. Смешно однако Precision Devices имеет 18 дюймовый динамик с величиной потерь равной 1.6 dB при максимальной нагрузке. Так что если у вас в наличии имеется драйвер PD 1850 - 600 watts и вы пустите столько же мощщи на динамик с потерями в 4,6 dB (Дб) динамик PD 1850 будет на 3 dB (Дб) громче. Именно поэтому я обращаю внимание на мелочи. PD 1850 3 dB (Дб) громче и сможет сдвинуть намного больше воздуха нежели многие другие динамики размером 18 дюймов.
Примите к сведению что вам придется оценить многие параметры и уже потом составить собственный окончательный список. Существеут еще много параметров о которых я вам могу поведать, однако мне бы пришлось углубиться в мир математики и физики и все это свелось бы к тому что многие из них объясняли бы все то же что я описал выше.
Вам действительно надо знать точные параметры fs, Qts и Vas что бы создать аккустическое оформление, другие же параметры просто дададут вам точное представление о том как этот динамик будет работать в данном оформлении. Эти три параметра fs, Qts и Vas будут наиболее полезны они подскажут вам как наиболее рационально использовать динамик.
Если вам нужен динамик для рупора, правильный рупор с длинной более 1,8 метра, проверьте что динамик имеет Qts настолько маленькое насколько это возможно и самый сильный магнит который вы сможете найти. Параметр силы магнита дается в BL, поэтому чем он больше тем лучше. Так что не пихайте динамик с Qts = 0,48 и BL = 17 в рупор. Он не сможет двигать воздух в рупоре и просто разрушится если вы будете подавать на него большую мощность в течении длительного периода времени. Эти динамики с большим Qts просто таки просятся в вентилируемые боксы (как то ФИ - фазоинвертер). Если ваш динамик с Qts = 0.48 и Vas = 290 и Fs=35 тогда оптимальное решенире для него в виде ФИ будет объемом в 400 литров, это очень большой короб, но мы говорили выше что чем больше Qts тем больше короб нам нужен. Если мы оставим Vas и fs такими же, и уменьшим Qts до 0,35 тогда оптимальный размер будет 139 литров, что намного меньше. Так что для оформлений типа ФИ подоходят динамики с Qts’s 0.28 - 0.45. Динамики с Qts’s менее 0,28 будут чудесно работать в рупорах. Для параметров более 0,45 вы будете иметь огромные короба, в этом случае лучше всего устанавливать эти динамики в заднюю полку авто, либо в короба меньших размеров, однако при этом вы проиграете в отдаче баса.
Если мы посмотрим на другой динамик 18 дюймов, который имеет Qts = 0,19 и Fs = 40 и Vas = 230 liters (литров) и вычислим оптимальные размеры бокса для ФИ он будет размером в 22,5 литра. Вы скажите прекрасно, маленький сабвуфер, но на самом деле все не так хорошо, в таком оформлении динамик будет иметь f3 point = 112 Гц (Hz). Так что даже 60 Гц Hz буду воспроизводится очень громко. Єто динамик просто идеален для рупора, засуньте его в реально длинный рупор и отойдите подальше. f3 point это точка в которой бас преодалевает уровень в -3Дб (db). Если вы поняли все то что мы описывали выше, попробуйте угадать какой из преведенных выше двух динамиков будет иметь уровень BL ниже.Вы будете правы если скажете что это первый динамик с Qts = 0.48.
Какие карты имеются в виду — понятно, надеюсь. Те, что мы сдали сами себе в прошлом выпуске, — три магические карты Тиля — Смолла. Так вроде теперь всё разъяснилось, что там может скрываться? Производители всего мира вняли мирной инициативе двух выдающихся акустиков, стали прикладывать к своим изделиям параметры, получившие имена этих же двух выдающихся (правда, иногда забывают), так что теперь берём готовые цифры и.
Четыре конструктивных, производственных характеристики динамика, из которых получаются потом параметры Тиля — Смолла
Резонансная частота определяется массой подвижной системы и жёсткостью подвеса, какова площадь диффузора и какой у него привод, этому параметру и дела нет. Цветные стрелки показывают, как будет меняться параметр при росте той или иной конструктивной величины
А эквивалентному объёму нет дела до массы подвижной системы: площадь диффузора и жёсткость его подвеса — вот всё, что определяет величину Vas
Добротности динамика есть дело до всего. Масса и жёсткость тянут её вверх, а мотор, превратившийся в электрический тормоз — вниз
Если просто взять и утяжелить диффузор, снизится резонансная частота, повысится добротность и упадёт чувствительность
Если сделать более жёсткой подвеску, Vas упадёт, но повысится резонансная частота. И — опять добротность, ведь упругих сил в системе стало больше
Если, ничего не трогая, сделать более мощным привод диффузора, возрастёт чувствительность и снизится добротность
Чтобы удержать Fs и Qts на требуемых значениях, но снизить требования к объёму, приходится одновременно утяжелять диффузор, делать более жёстким подвес и форсировать привод. Расплата, тем не менее, неизбежна: чувствительность таких головок оказывается невысокой. Вы только что присутствовали при рождении автомобильного сабвуфера
Над практической басовой акустикой висит тяжкое проклятие, снять которое, главное, не удастся никогда и никакими заклинаниями, надо научиться с этим жить. Есть три характеристики басовой акустики, определяющие её достоинства. Опять три, так уж получается, и не только в акустике. Это:
- Глубина баса, то есть нижняя частотная граница
- Чувствительность, или к.п.д.
- Компактность оформления
Идеальной акустикой будет такая, которая будет давать МНОГО баса, НИЗКОГО баса и в МАЛЕНЬКОМ ящике. Ну чем не предел мечтаний? Задача физики, однако, обламывать крылья мечтам. Проклятие как раз в том, что ни одна из этих характеристик не может быть качественно улучшена без ухудшения одной или обеих остальных. Возьмём какую-нибудь акустику с определённым балансом достоинств и попробуем что-нибудь в ней улучшить. Например, резко повысить чувствительность, а остальное пусть останется таким же. Дудки — получится акустика профессионального назначения, для озвучивания залов. С рекордными значениями чутья, но без глубоких басов и/или требующая огромных корпусов. Вернём на место глубокий бас — и убедимся: чувствительность упала, объём по-прежнему требуется немалый. Пример — домашняя акустика: часто напольные и полочные колонки одной серии различаются, главным образом, нижней граничной частотой. Ну и объёмом, разумеется. Поборемся за компактность, не поступаясь глубокими басами, и чувствительность проваливается иногда самым катастрофическим образом. Это как раз наш случай, автомобильный. Наши сабвуферы от таких же по калибру, используемых в pro audio, по чувствительности отличаются иной раз на 10 — 12 дБ, а это означает, что для создания одного и того же звукового давления (при прочих равных условиях) на «не наш» динамик достаточно подать 1 Вт, а «нашему» надо 10. «Не нашему» 10 — «нашему» 100. «Не нашему» 100 — нашему кирдык.
И ЧТО? ВОТ ДАЖЕ ИНТЕРЕСНО, что? Можно так: подставляем в программу для расчёта сабвуферов, которых теперь хоть пруд пруди, а уж она нам всё расскажет — куда ставить да как сыграет. Но есть часть населения, которая иногда задаётся вопросом: «А как это сделано?» Ведь и параметры Тиля — Смолла не с неба свалились. Они собраны из других деталей, которыми раньше инженеры-акустики пользовались в исходном, разобранном состоянии. Если упомянутый чуть выше вопрос свойственен вашей натуре, продолжайте читать, попытаюсь пролить свет.
СБОРКА И РАЗБОРКА
Параметры бывают конструктивные и неконструктивные. Это не достоинство или недостаток, это — свойство. Для первых есть точный рецепт, как их добиться. Вторые получаются в результате совместной работы первых. Очень часто в технике оказывается, что конструктивные параметры абсолютно необходимы при изготовлении устройства, но страшно неудобны, когда надо оценить результаты работы готового продукта. Приведу пример.
На автомобильном заводе нет таких станков, на которых были бы рукоятки, например, «максимальная скорость». Или «время разгона до 100». Или «тормозной путь на сухом асфальте». У автомобилестроителей в ходу совсем иные показатели: диаметр того, сечение этого, масса третьего, упругость четвёртого, и так до бесконечности. Именно это содержится в чертежах, именно на это настраиваются станки. А теперь предположим, что вам предложили выбрать автомобиль по этим данным. Вот вам машина, диаметр цилиндра такой-то (даже с допуском плюс-минус сколько-то сотых миллиметра), вот гидравлическое сопротивление впускного коллектора, а вот — момент инерции коленчатого вала. Вам подходит? Нет, скажете вы, будьте любезны хотя бы максималку, от нуля до сотни и тормозной путь, чтобы хоть было с чем сравнить. Но получается, что цифры инженеров вам не очень нужны, а по вашим эти же инженеры не берутся сделать автомобиль. Вот и «у птичек точно так же».
Динамик по своей схеме — устройство предельно примитивное. По схеме, не по тонкостям взаимодействия с окружающей средой и тем более — с человеческим слухом. Это — всего лишь масса (диффузор), подвешенная на пружине (подвес), к массе прикреплён мотор, состоящий из катушки (звуковой) и постоянного магнита (магнит он и есть магнит). Всё остальное — подробности. Все параметры динамика, определяющие его работу на низких частотах, так или иначе сидят здесь, но расселись они не самым очевидным образом. И на заводе по производству динамиков тоже нет волшебных станков с рукоятками Fs, Vas и Qts, до этого наука не дошла. Зато там можно сделать диффузор с определёнными размерами и массой, детали подвеса с определённой упругостью, катушку с известным сопротивлением и магнит с определённой силой.
Пока Тиль и Смолл не опубликовали свою «энциклику», инженеры-акустики всего мира при расчётах акустических характеристик пользовались теми же параметрами динамиков, что и при их производстве. Или почти теми же, получившими название «электроакустические параметры», в отличие от именных, Тиля и Смола. Так делали многие годы, с номограммами и формулами, но было это почти так же муторно, как пытаться рассчитать время пути на дачу, имея полный комплект конструкторской документации на автомобиль, но не зная важнейших его ездовых характеристик.
Величие, не побоюсь этого слова, двух классиков заключалось в том, что они отважились предложить заменить параметры, прямо связанные с конструкцией динамика, на другие, связанные с ней довольно опосредованно и неочевидно.
Разберём динамик на те немногие части, из которых он состоит и про которые, по отдельности, можно всё довольно легко узнать. Только разбирать надо в правильной последовательности, чтобы дров не наломать. Пока динамик ещё не раздербанили, узнаем гибкость подвеса. Это несложно: положить на диффузор груз и измерить, насколько он под весом этого груза просел. Потом поделить просадку на массу груза и получить то, что называется гибкостью подвеса (Cms, измеряется в миллиметрах на Ньютон). Теперь можно ломать. Отделяем диффузор вместе со звуковой катушкой, то есть то, что в не разломанном на части динамике колеблется, линейкой выясняем диаметр диффузора, калькулятором — площадь, весами — массу. У звуковой катушки мы измерим длину провода, потраченного на её намотку. А у освобождённого теперь магнита измерим индукцию в зазоре, есть такие приборы, называются теслометры, потому что результат выдают в единицах, названных по имени чудесного сербского физика Николы Теслы. Две последние величины, если их не мешкая перемножить друг на друга (по отдельности они малополезны), называются силовым фактором динамика, обозначается так же, как и вычисляется, BL, то есть индукция (мощность магнитного поля, грубо говоря) на длину провода, находящегося в этом поле. «Силовой фактор» потому так называется, что BL — это своего рода заготовка для определения силы, действующей на диффузор при подаче тока в катушку. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, в пределах гимназического курса, равна B x I x L, то есть достаточно силовой фактор помножить на ток, как фактор превращается в реальную силу. В числе базовых параметров Тиля — Смолла силового фактора нет, а величина эта — архиважная, в ней, действительно, вся сила динамика.
Зная всё это, попробуем без формул, на качественном уровне, попытаться понять, какими окажутся параметры динамика, те самые, «ездовые», необходимые нам для расчёта и моделирования его работы. И поймём, в каком трудном положении находятся разработчики акустики.
Первый и главный параметр динамика — резонансная частота Fs. Главный, потому что, очень сильно упрощая, можно сказать: динамик излучает только выше своей резонансной частоты. Упрощая чуть меньше, скажем так: ниже резонансной частоты интенсивность звукового излучения динамика быстро падает. Так вот: из всех параметров отдельных частей распатроненного динамика резонансная частота зависит только от двух: массы подвижной системы и гибкости подвеса. Ни до площади диффузора, ни до стати магнита ей и дела нет. Чем больше масса и чем мягче подвес (больше величина просадки при одном и том же усилии, приложенном к диффузору), тем резонансная частота ниже. А-а-тлично, говорим мы, вообразив себя (на время, потом сами не захотите) конструкторами динамика. Диффузор — ладно, он должен быть всё-таки достаточно прочным, значит, масса у него какая-то есть. Теперь сделаем мягкий-мягкий подвес (большую-большую величину Cms), и у нас будет резонансная частота, какую захотим, хоть 15 Гц, будет играть всё, и даже с запасом. Ну, оставим пока за скобками вопрос, всегда ли нужна такая низкая резонансная частота, вы и без этого уже попали. Потому что другой из судьбоносных параметров, эквивалентный объём Vas, тоже зависит только от двух конструктивных характеристик, но уже от иных.
Эквивалентному объёму тоже нет дела до магнита, катушки и протекающего через неё тока, хоть вовсе их оторвать, как мы делали при разборке динамика. Vas зависит только и исключительно от площади диффузора (чем больше Sd, тем больше Vas) и гибкости подвеса (чем мягче подвес, то есть больше Cms, тем снова больше). Это — единственный параметр из тройки Тиля — Смолла, который при некотором навыке можно, пусть очень грубо, оценить голыми руками. Во всяком случае, в сравнении двух динамиков одинакового калибра. Нужны именно руки: эквивалентный объём будет меньше у того из двух, у кого сильнее сопротивляется диффузор при нажатии на него. Поскольку площадь диффузора одна и та же, а кроме неё и упругости подвеса, Vas не зависит ни от чего, что в нашей власти.
Масса, обратите внимание, здесь уже ни при чём. А теперь смотрите, что получилось. Гибкость совсем недавно вы сами выбрали очень высокую. Эквивалентный объём получился огромный, а он самым существенным образом определяет величину необходимого объёма акустического оформления любого типа. Что будем делать? Предприимчивый человек тут сообразит: раз Vas от массы не зависит, схитрим — сделаем диффузор потяжелее, а подвес — пожёстче, итог для резонансной частоты будет тот же самый, одно скомпенсирует другое. А эквивалентный объём уменьшится, он зависит только от гибкости. Могу вас обрадовать и огорчить одновременно. Огорчить — потому что вы не первый, кто до этого додумался. Перед вами в очереди за авторским вознаграждением стоят практически все производители автомобильной басовой акустики. А обрадовать — тем, что по находчивости вы им не уступаете. Получается, есть универсальное решение? Делаем дико тяжёлый диффузор, страшно жёсткий подвес, получаем (при той же Fs) ужасно маленький эквивалентный объём, и дело в шляпе. Но на деле всё будет как раз дико, страшно и ужасно.
Это можно было и предвидеть, при вашей-то сообразительности. Не бывает в реальном мире таких простых и, главное, бесплатных решений. Динамик-то должен играть, совершать некоторое полезное действие, а значит, у него должен быть пристойный коэффициент этого полезного действия, более привычно измеряемый в нашей дисциплине в форме чувствительности. Чувствительность, то есть звуковое давление, создаваемое динамиком при подаче одной и той же мощности (обычно 1 Вт) на одном и том же расстоянии от диффузора (обычно 1 м), зависит уже от трёх величин, снятых нами с деталей загубленного во имя просвещения динамика. От площади диффузора, от возможностей мотора и. от массы подвижной системы. Будем считать: диаметр мы выбрали и не меняем, хотя, вообще-то, чем он больше, тем больше будет чувствительность при прочих равных. И мотор, то есть магнитная система, и звуковая катушка у нас одни и те же. Тогда чем больше мы утяжелили диффузор, тем меньше будет чувствительность динамика. Получается, хитрость удалась лишь отчасти: выиграли объём — утеряли чувствительность.
Уже в этих четырёх соснах (растущих группами по две) разработчикам басовых головок приходится не первый год блуждать, бормоча про себя: «Ужесточим подвеску — резонанс вверх уплывёт, смягчим — объём потребуется большой, утяжелим диффузор — вернём резонанс и Vas, но в чутье потеряем, тогда облегчим диффузор — резонанс уплывёт. » И так до бесконечности. Единого решения нет, оттого и разными получаются сабвуферы. Но ведь это ещё полбеды. Мы ни словом пока не обмолвились про добротность, а это из трёх параметров Тиля — Смолла самый, пожалуй, капризный. На величину добротности готового динамика влияют все запчасти, на которые мы его совсем недавно разобрали, кроме корзины и клемм. Логика влияния такова (только логика, без формул): добротность есть отношение всего, что похоже на маятник, ко всему, что похоже на тормоз. Масса диффузора — это маятник, упругость подвеса — тоже. А мотор, как мы знаем, вблизи резонанса становится тормозом и занимает положенное ему место в знаменателе пропорции. Есть ещё фактор механической добротности, за которую ответственны потери в элементах подвеса, но в основном свою роль играет фактор электрического торможения, более поддающийся прогнозу.
Значит, чем больше масса подвижной системы, тем выше добротность, чем жёстче подвес — тем тоже выше, чем мощнее магнитная система — тем, наоборот, ниже. Здесь уже навскидку ничего оценить не удастся. Приходилось видеть головки с худосочным магнитом, имеющие такую же величину добротности, что и такие же по калибру, но с огромным магнитищем. Но достаточно было пошевелить «невооружённой рукой» диффузор одного и другого, как становилось ясно, в чём секрет: диффузор первого динамика чутко реагировал даже на слабое нажатие, а у второго стоял как вкопанный, пока на него не навалишься как следует. Значит, если частоты резонанса у обоих близки, можно с уверенностью заявить: одинаковые частотные характеристики у обоих можно получить в совершенно разных объёмах. У мягкого и с маленьким магнитом — в большом, у второго, у которого всё наоборот — в маленьком. Почти наверняка у второго будет ниже чувствительность, несмотря на могучий мотор, и совсем наверняка второй будет дороже первого.
Человек с практическим отношением к природе должен в какой-то момент сообразить: мощность привода ведь зависит не только от магнита, но и от того, сколько провода находится в зазоре. Магнит стоит денег, так давайте просто намотаем побольше витков, эффект такой же, ведь индукция и длина провода в выражении для силового фактора перемножаются. Попытка хорошая. Слишком хорошая, чтобы стать удачной с первого раза. Больше витков — это ведь значит более тонкий провод, у звуковой катушки возрастёт сопротивление, ток, проходящий через катушку уменьшится, ничего мы не добились. «Ну, тогда возьмём провод толще, а катушку намотаем в два-три-четыре слоя». Да хоть в пять, для более толстой намотки придётся делать больше ширину зазора в магнитной системе, а значит, при том же магните значение индукции в зазоре упадёт. Снова приплыли. Увеличим не число витков, а диаметр катушки (чтобы больше была длина каждого витка) — тот же результат: магнитное поле окажется «размазанным» по более протяжённому зазору и потеряет силу, выраженную в величине индукции. Ну как, нравится вам теперь профессия конструктора динамических головок?
Теперь вы знаете, как родились ставшие общепринятыми характеристики сабвуферов автомобильного назначения, путём жертв, лишений, вечных компромиссов и попаданий не на одно, так на другое. А как этими, выстраданными кем-то за нас (и для нас) характеристиками пользоваться — в следующий раз.
Параметры Тиля-Смолла и акустическое оформление динамика.
В предыдущей части нашего разговора выяснилось, чем хороши различные типы акустического оформления и чем плохи. Казалось бы, теперь "цели ясны, за работу, товарищи.." Не тут-то было. Во-первых, акустическое оформление, в которое не установлен собственно динамик - всего лишь с той или иной степенью тщательности собранная коробка. А зачастую и собрать-то ее нельзя, пока не будет определено, какой динамик окажется в нее установлен. Во-вторых, и в этом главная потеха в проектировании и изготовлении автомобильных сабвуферов - характеристики сабвуфера немногого стоят вне контекста характеристик, хотя бы самых основных, автомобиля, где он будет работать. Есть еще и в-третьих. Мобильная акустическая система, одинаково приспособленная для любой музыки - редко достигаемый идеал. Грамотного установщика можно узнать обычно по тому, что, "снимая показания" с клиента, заказывающего аудиоустановку, он просит принести образцы того, что клиент будет слушать на заказанной им системе после ее завершения.
Как видно, факторов, влияющих на решение - очень много и свести все к простым и однозначным рецептам нет никакой возможности, что и превращает создание мобильных аудиоустановок в занятие сильно родственное искусству. Но некоторые общие ориентиры наметить все же можно.
Робких, ленивых и гуманитарно образованных спешу предупредить - формул практически не будет. Покуда возможно, попытаемся обойтись даже без калькулятора - забытым методом устного счета.
Сабвуферы - единственное звено автомобильной акустики, где измерение гармонии алгеброй - дело небезнадежное. Прямее скажу - без расчета спроектировать сабвуфер просто немыслимо. В качестве же исходных данных для этого расчета выступают параметры динамика. Какие? Да уж не те, которыми вас гипнотизируют в магазине, будьте уверены! Для расчета, даже самого приблизительного, характеристик низкочастотного громкоговорителя требуется знать его электромеханические параметры, которых - тьма. Это и резонансная частота, и масса подвижной системы, и индукция в зазоре магнитной системы и еще по меньшей мере два десятка показателей, понятных и не очень. Расстроены? Неудивительно. Так же расстроены оказались лет около двадцати назад два австралийца - Ричард Смолл и Невил Тиль. Они предложили вместо гор цифири использовать универсальный и довольно компактный набор характеристик, увековечивший, вполне заслуженно, их имена. Теперь, когда вы увидите в описании динамика таблицу, озаглавленную Thiel/Small parameters ( или просто T/S) - вы знаете, о чем речь. А если такой таблицы вы не найдете - переходите к следующему варианту - этот - безнадежен.
Минимальный набор характеристик, которые вам понадобится выяснить - это:
Собственная резонансная частота динамика Fs
Полная добротность Qts
Эквивалентный объем Vas.
В принципе, есть и другие характеристики, которые полезно было бы знать, но этого, в общем-то, хватит. (сюда не включен диаметр динамика, поскольку его и так видно, без документации.) Если хотя бы одного параметра из "чрезвычайной тройки" нехватает, дело - швах. Ну а теперь - что все это означает.
Собственная 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. 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. Ничего, что мы туда-сюда ходим? Это, говорят, полезно…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. Большинство современных головок громкоговорителей основано на принципе "акустического подвеса".
У нас их иногда называют "компрессионными", что неправильно. Компрессионные головки - это совсем другая история, связанная с применением в роли акустического оформления рупоров.
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. Аргумент из репертуара комнаты в конце школьного коридора "а у меня больше" здесь надо применять осмотрительно.
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.
Итак, установив, что означают жизненно важные параметры, начнем наконец выбирать суженого. Модель будет такая - считаем, что вы определились, на основе, скажем, материалов предыдущей статьи этой серии, с типом акустического оформления и теперь надо выбрать для него динамик из сотен альтернатив. Освоив этот процесс, обратный, то есть выбор подходящего оформления под выбранный динамик, дастся вам без труда. В смысле - почти без труда.
Закрытый ящик
Как было сказано в приведенной статье, закрытый ящик - простейшее акустичнское оформление, но далеко не примитивное, напротив, имеющее, в особенности в автомобиле, ряд важнейших преимуществ перед другими. Популярность его в мобильных приложениях нисколько не угасает, потому с него и начнем.
Что происходит с характеристиками динамика при установке в закрытый ящик? Это зависит от одной-единственной величины - объема ящика. Если объем настолько велик, что динамик его практически не замечает, мы приходим к варианту бесконечного экрана. На практике такая ситуация достигается, когда объем ящика (или другого замкнутого объема, находящегося позади диффузора, а проще говоря, что там скрывать - багажника автомобиля) превышает эквивалентный объем динамика втрое или больше. Если такое соотношение выполняется, резонансная частота и полная добротность системы останутся практически такими же, какими они были у динамика. А значит - их и выбирать надо соответственно. Известно, что акустическая система будет обладать наиболее гладкой частотной характеристикой при величине полной добротности, равной 0,7. При меньших значениях улучшаются импульсные характеристики, но спад частотки начинается довольно высоко по частоте. При больших - частотная характеристика приобретает подъем вблизи резонанса, а переходные характеристики несколько ухудшаются. Если вы ориентируетесь на классическую музыку, джаз или акустические жанры - оптимальным выбором будет несколько передемпфированная система с добротностью 0,5 - 0,7. Для более энергичных жанров не повредит подчеркивание низов, которое достигается при добротности 0,8 - 0,9. И наконец, любители рэпа оттянутся по полной программе, если из система будет обладать добротностью, равной единице или даже выше. Значение 1,2 надо, пожалуй, признать предельным для любого жанра, претендующего на музыкальность.
Надо еще иметь в виду, что при установке сабвуфера в салоне машины происходит подъем низких частот, начиная с определенной частоты, обусловленной размерами салона. Типичные значения для начала подъема АЧХ 40 Гц для большой машины, вроде джипа или мини-вэна; 50 - 60 для средней, вроде восьмерки или "корейки"; 70 - 75 для маленькой, с Таврию.
Теперь ясно - для установки в режиме бесконечного экрана ( или Freeair, если вас не смущает, что последнее название запатентовано Stillwater Designs) нужен динамик с полной добротностью не ниже 0,5, а то и выше и резонансной частотой никак не ниже герц эдак 40 - 60, в зависимости от того, во что будете ставить. Такие параметры обычно означают довольно жесткий подвес, только это и спасает динамик от перегрузки в условиях отсутствия "акустической поддержки" со стороны закрытого объема. Вот пример - фирма Infinity выпускает в сериях Reference и Kappa варианты одних и тех же головок с индексами br (bass reflex) и ib (infinite baffle).Параметры Тиля-Смолла, например, у десятидюймовой Reference различаются так:
Параметр T/S 1000w.br 1000w.ib
Видно, что вариант ib по резонансной частоте и добротности - готовенький для работы "как есть", а судя и по частоте резонанса и по эквивалентному объему - эта модификация намного жестче другой, оптимизированной для работы в фазоинверторе, а, значит, более вероятно выживет в нелегких условиях Freeair.
А что случится, если, не обратив внимания на маленькие буковки, вы загоните в эти условия похожий, как две капли воды динамик с индексом br? А вот что: из-за низкой добротности частотная характеристика начнет заваливаться уже на частотах около 70 - 80 Гц, а ничем не сдерживаемая "мягкая" головка будет себя чувствовать очень неуютно на нижнем краю диапазона, причем перегрузить ее там - проще простого.
Для применения в режиме "бесконечного экрана" надо выбирать динамик с высокой полной добротностью (не меньше 0,5) и резонансной частотой (не ниже 45 Гц), уточнив эти требования в зависимости от типа преимущественного музыкального материала и размера салона.
Теперь о "небесконечном" объеме. Если поставить динамик в объем, сопоставимый с его эквивалентным объемом, система приобретет характеристики, существенно отличающиеся от тех, с которыми в эту систему явился динамик. Прежде всего при установке в закрытый объем возрастет резонансная частота. Жесткость-то увеличилась, а масса - осталась прежней. Возрастет и добротность. Судите сами - приставив в помощь жесткости подвеса жесткость небольшого, то есть неподатливого воздушного объема, мы тем самым как бы поставили вторую пружину, а амортизатор оставили старый.
С уменьшением объема добротность системы и ее резонансная частота растут одинаково. Значит, если мы увидели динамик с добротностью, скажем, 0,25, а хотим иметь систему с добротностью, скажем, 0,75, то резонансная частота тоже увеличится втрое. А какая она там у динамика? 35 Гц? Так значит, в правильном, с точки зрения формы частотной характеристики, объеме она окажется 105 Гц, а это, знаете ли, уже не сабвуфер. Значит - на подходит. Вот видите, и калькулятор не понадобился. Смотрим другой. Резонансная частота 25 Гц, добротность 0,4. Получается система с добротностью 0,75 и частотой резонанса где-то около 47 Гц. Вполне достойно. Попробуем тут же, не отходя от прилавка, прикинуть, какого объема понадобится ящик. Написано, что Vas = 160 л (или же 6 cu.ft, что более вероятно).
(Тут бы формулу написать - она простенькая, но нельзя - обещал). Поэтому для расчетов у прилавка дам шпаргалку: скопируйте и положите в бумажник, если покупка басового динамика входит в планы вашего шопинга:
Резонансная частота и добротность возрастут в Если объем ящика составляет от Vas
У нас - примерно вдвое, так что получается ящичек объемом литров 50 - 60. Многовато будет….Давайте следующий. И так далее.
Получается, что для того, чтобы вышло мыслимое акустическое оформление, параметры динамика мало того, что должны находиться в каком-то определенном коридоре значений, но еще и быть увязаны между собой.
Эту увязку опытные люди свели в показатель Fs/Qts.
Если величина Fs/Qts составляет 50 или меньше, динамик рожден для закрытого ящика. Необходимый объем ящика при этом будет тем меньше, чем ниже Fs или чем меньше Vas.
По внешним данным "прирожденных затворников" можно узнать по тяжелым диффузорами и мягким подвесам (что дает низкую резонансную частоту), не очень большим магнитам (чтобы добротность была не слишком низкой), длинным звуковым катушкам (поскольку ход диффузора у динамика, работающего в закрытом ящике, может достигать довольно больших значений).
Фазоинвертор
Другой тип популярного акустического оформления - фазоинвертор, при всем горячем желании у прилавка посчитать нельзя, даже приблизительно. Но прикинуть пригодность для него динамика - можно. А про расчет мы вообще будем говорить отдельно.
Резонансная частота системы этого типа определяется уже не одной только резонансной частотой динамика, но и настройкой фазоинвертора. Это же относится и к добротности системы, которая может существенно меняться с изменением длины тоннеля даже при неизменном объеме корпуса. Поскольку фазоинвертор может быть, в отличие от закрытого ящика, настроен на частоту, близкую или даже ниже, чем у динамика, собственной резонансной частоте головки "позволено" быть выше, чем в предыдущем случае. Это означает, при удачном выборе, более легкий диффузор и, как следствие, улучшение импульсных характеристик, в чем фазоинвертор нуждается, поскольку его "врожденные" переходные характеристики не из лучших, хуже, чем у закрытого ящика, по крайней мере. Зато добротность желательно иметь возможно ниже, не больше 0,35. Сводя это в тот же показатель Fs/Qts, формула выбора динамика для фазоинвертора выглядит просто:
Для работы в фазоинверторе подходят динамики, у которых показатель Fs/Qts составляет 90 и больше.
Внешние признаки фазоинверсной породы: легкие диффузоры и мощные магниты.
Бандпассы (совсем коротко)
Полосовые громкоговорители, при всех своих громких достоинствах (это в смысле наибольшей эффективности, в сравнении с другими типами) - наиболее сложны в расчете и изготовлении, а согласование их характеристик с внутренней акустикой автомобиля при недостаточном опыте может превратиться в кромешный ад, поэтому с этим видом акустического оформления лучше идти по камушкам и воспользоваться рекомендациями изготовителей динамиков, хоть это и связывает руки. Однако, если руки все же находятся в развязанном состоянии и чешутся попробовать: для одиночных бандпассов подходят практически те же динамики, что и для фазоинверторов, а для двойных или квазиполосовых - они же или, что более желательно, головки с показателем Fs/Qts равным 100 и выше.
Акустические провода, акустические кабели – кабель для соединения выходов усилителя с входами динамиков либо кроссоверов.
Активный кроссовер, процессор, DSP – электронное устройство, либо внешнее, либо встроенное в головное устройство, позволяющее обрабатывать звуковой сигнал в цифровом виде. Делить по полосам, имея возможность менять частоту и крутизну спада. Может обладать функцией коррекции звуковых задержек, эквалайзером и т.д.
АЧХ – амплитудно-частотная характеристика системы. График, иллюстрирующий «во сколько раз амплитуда сигнала на выходе отличается от амплитуды на входе» во всем диапазоне частот. Для "теоретически" идеальной аудиосистемы график должен представлять прямую линию.
Бандпасс – оформление сабвуфера «бандпасс», обе стороны динамика находятся внутри закрытых объемов сообщающиеся с внешней средой через камеры определенной геометрии.
ГУ, башка, балалайка, голова, шарманка, магнитола, мафон и т.д. – головное устройство, источник сигнала.
Дверь, «на дверь» - акустическое оформление для мидбасов, реализуемое в правильно виброизолированной двери автомобиля. Негерметичный закрытый ящик большого объема.
Децибелл – логарифмическая единица измерения звукового давления. Единица нелинейная, потому, к примеру, разница в 10 дБ в линейных единицах означает не «на 10 больше», а «в 10 раз больше».
Диммер – приглушение подсветки ГУ в темное время суток или при включении габаритов\фар.
Земля, масса – минусовой провод питания системы.
ЗЯ, закрытый ящик, ящик, CB, Closed Box, Sealed Box – оформление сабвуфера «закрытый ящик», внутренняя сторона динамика изолирована от внешней закрытым объемом.
КГ, кэгэшка – сварочный кабель производства России, иногда используется для монтажа силовой проводки в аудиосистемах.
Китай, кетай, китайщина – продукция неизвестных брендов китайского производства.
Коннектор, штекер – наконечник межблочного провода.
Контроль – способность усилителя не допускать «лишних» инерционных резонансов подвижной части громкоговорителей.
Кроссовер пассивный, кросс – пассивный фильтр-разделитель звукового сигнала. Устройство из пассивных элементов (катушки, конденсаторы, резисторы), позволяющее «делить» звуковой сигнал на составляющие для вывода на систему громкоговорителей (двух-трех-четырехполосные системы), при этом у каждой из составляющих может быть «приглушена» (отфильтрована) нежелательная составляющая сигнала (низкие частоты для высокочастотных динамиков, высокие частоты для низкочастотных динамиков и т.д.).
Крутизна, крутизна спада, порядок фильтра – характеристика фильтров, указывающая насколько интенсивно спадает сигнал в «отфильтрованном» (не нужном) промежутке. Измеряется в дБ\Окт (децибел на октаву). 1 порядок – 6 дБ\окт, 2 порядок – 12 дБ\окт, 3 порядок – 24 дБ\окт и так далее.
Мануал – инструкция к устройству.
Межблочный кабель, межблочник, межблок, линейник – кабель для соединения линейных выходов головного устройства(с низким уровнем сигнала) со входами усилителя.
Мид, мидбас – динамик для воспроизведения низких и средних частот.
Наводка, фон – посторонние шумы в громкоговорителях аудиосистемы вызванные электромагнитными помехами.
Недокроссинг - организация деления звукового сигнала по динамикам разных частот, при котором частоты деления «не доходят» одна до другой (сабвуфер до 50 гЦ, мидбас от 80 гЦ).
Овекроссинг – организация деления звукового сигнала по динамикам разных частот, при котором частоты деления «перехлестывают» одна другую (сабвуфер до 80 гЦ, мидбас от 50 гЦ).
Одно - двух-трех-четырехполосный фронт – определяется количеством динамиков для одного (правого или левого) канала акустики в передней части салона.
Одно - двух-трех-четырехполосная система – определяется количеством динамиков для одного (правого или левого) канала акустической системы.
Параметры Тиля-Смолла – параметры громкоговорителей, позволяющие моделировать их поведение в различных видах акустического оформления. Применяются для расчета и проектирования оформлений.
Поканалка, поканальное усиление – схема подключения акустических систем, при которой на каждый излучатель работает отдельный канал усилителя.
Сабвуфер, саб – динамик для воспроизведения низких частот.
Сабвуфер активный - готовый комплект из сабвуферного динамика в оформлении и усилителя.
Сабвуфер корпусной - сабвуферный динамик в оформлении (ЗЯ, ФИ или БП)
Сабсоник, подтональный фильтр, инфрасоник – фильтр (активный или пассивный) «отсекающий» от звукового сигнала самую низкую его составляющую. Используется в системах с сабвуферами в фазоинверторном оформлении, чтобы не допустить слишком больших ходов подвеса динамика.
Серединка, мидрейндж – динамик для воспроизведения средних частот в системах с трехполосным фронтом.
Сцена – формирование звуковых образов при прослушивании. «Слышно откуда что играет». В стереозаписи образы могут локализовываться в трех измерениях.
Семь барабанов, барабаны – тестовый трек на диске «Аудиодоктор» предназначенный для правильности построения системой звуковой сцены. На записи звучат семь барабанов, расположенные слева направо.
SPL, ESPL, dB – звуковое давление. Соревнования на величину звукового давления.
Твитер, свисток, пищалка, цыкалка – динамик для воспроизведения высоких частот.
Транспорт – механическая часть проигрывателя CD или DVD дисков.
Тюнер – радио(теле)приемник.
Усилитель, усь – усилитель звукового сигнала. Устройство усиливающее сигнал головного устройства для вывода на динамики.
Фазировка – взаимное «расположение» фаз электрического сигнала громкоговорителей системы. Обычно «регулируется» полярностью электрического подключения громкоговорителей.
ФИ, фазоинвертор, фазик, VB, vented box – 1) оформление сабвуфера «фазоинвертор», внутренняя сторона динамика сообщается с внешней через трубку (трубки, щели) определенного диаметра и длины. 2)Трубка или щелевой порт определенных геометрических параметров, соединяющая внутреннее пространство за диффузором с излучающей стороной, инвертирующая («разворачивая») сигнал таким образом, чтобы он совпадал по фазе.
ФВЧ, HPF – фильтр высокой частоты. Устройство, на выходе которого неизменным остается сигнал выше определенной частоты. Сигнал ниже этой частоты спадает с заданной крутизной.
ФНЧ, LPF - фильтр низкой частоты. Устройство, на выходе которого неизменным остается сигнал ниже определенной частоты. Сигнал выше этой частоты спадает с заданной крутизной.
Фильтр полосовой - Устройство, на выходе которого неизменным остается сигнал в промежутке определенных частот. Сигнал ниже «нижней» и сигнал выше «верхней» частоты спадает с заданной крутизной. Сочетание ФВЧ и ФНЧ.
Фриэйр, фришка, Free Air, АФ – оформление сабвуфера типа «фриэйр», бесконечный объем. Внешняя сторона динамика изолирована от внутренней, однако с обеих сторон динамик не изолирован объемами.
Фронт – громкоговорители системы расположенные перед слушателем или вокруг слушателя. Призваны формировать правильную звуковую сцену.
FSQ, SQ, Эску – качество звучания. Соревнования на качество звучания.
ЦАП, DAC – цифрово-аналоговый преобразователь. Преобразует цифровой сигнал (с диска, flash и т.д.) в аналоговый, электрический.
Чувствительность, чуйка – характеристика громкоговорителей, иллюстрирующая «сколько» громкости выдаст громкоговоритель при каждом подведенном Ватте. Чем выше этот показатель, тем менее мощный усилитель требуется громкоговорителю для достижения определенной громкости.
Широкополосник – динамик, предназначенный для воспроизведения всей полосы частот звукового сигнала.
Шнурки – акустические или межблочные провода.
Собственно так. Может есть пожелания-дополнения-критика.. Все приветствуется.
Читайте также: