Что такое чв в автозвуке

Опубликовано: 16.05.2024

Одним из главных вопросов после покупки сабвуфера перед нами встаёт выбор корпуса для него. Интернет кишит различными аббревиатурами вроде ЗЯ, ФИ, ЧВ и БП и разобраться в них порой не так просто. Этим мы сегодня с вами и займемся.

ЗЯ или Закрытый Ящик

Легкость в расчете и изготовлении
Не требует большого объема, что позволяет сэкономить место в авто
Структурированный бас, быстрый, без запаздываний

Низкая эффективность
Плохое охлаждение катушки сабвуфера из-за отсутствия каких-либо отверстий в корпусе

ФИ или Фазоинвертор

Высокая эффективность (громче чем ЗЯ)
Хорошее охлаждение катушки сабвуфера
Возможность настройки оформления под определенные жанры музыки с целью получения максимальной эффективности в определенной полосе низких частот

Сложность расчета
Занимает гораздо больше места, чем ЗЯ
Имеет более размытый бас, в отличие от ЗЯ (к слову, качество баса в ФИ все же можно улучшить, но жертвуя давлением)

ЧВ или Четвертьволновой резонатор

Самая высокая эффективность (громче ФИ и намного громче ЗЯ)
Быстрый, без запаздываний, бас
Не такой ярко выраженный горб АЧХ, как у ФИ, что дает прирост громкости в большей полосе частот

Сложность настройки усилителя с целью избежать механических повреждений сабвуфера
Определенные требования к сабвуферу (наличие длинноходной подвижной системы, низкая добротность)
Огромный размер
Требования к повышенному контролю усилителя в следствие недостаточного демпфирования сабвуфера при данном оформлении
Отсутствие возможности использовать усилители, превышающие по мощности RMS сабвуфера более чем в два раза

Немного ознакомившись с типами акустических оформлений, предлагаю распределить линейки сабвуферов, подходящие для тех или иных вариантов.

Итак, наиболее оптимальным для ЗЯ будет выбор SQ сабвуферов линейки Symphony.

Для ФИ оформления подойдут сабвуферы любых линеек, так как данное оформление является самым распространенным и каждый наш сабвуфер спроектирован таким образом, чтобы пользователь мог получить желанное с применением оформления данного типа.

Для корпусов с оформлением под названием четвертьволновой резонатор (четвертьволновик) мы бы рекомендовали сабвуферы с максимально мощными моторами в системы со слабым усилительным звеном ( не взирая на то, что многие считают, что данное оформление подходит любого типа динамикам). Причина таится в высокой добротности самого акустического оформления, что влечёт за собой необходимость установки в него низкодобротных (с моторами высокой мощности) сабвуферов. Наиболее оптимальными для данного акустического оформления являются сабвуферы линеек Decibel и Ultimatum. Опять же, напоминаем, что данное оформление имеет свои особенности и не подоходит для систем с усилителями высокой мощности.

Рассказать друзьям:

В данной статье о товарах из нашего интернет-магазина

Размер: 12 дюймов (30 см)
Максимальная мощность: 1200 Вт
Номинальная мощность: 600 Вт
Сопротивление, Ом: 2+2
Чувствительность, дБ: 85,2

Класс:
Количество каналов:
Тип:
Размер: 15 дюймов (38 см)
Максимальная мощность: 7000 Вт
Номинальная мощность: 3500 Вт
Сопротивление, Ом: 1+1
Чувствительность, дБ: 85,9

Класс:
Количество каналов:
Тип:
Размер: 18 дюймов (46 см)
Максимальная мощность: 8000 Вт
Номинальная мощность: 4000 Вт
Сопротивление, Ом: 1+1
Чувствительность, дБ: 89,4

Фазоинвертор или закрытый ящик. А может быть ЧВ? Давайте разбираться.

Преимущества закрытого ящика (ЗЯ) очевидны, данный тип корпуса легко рассчитать, и еще легче собрать. Объем корпуса сабвуфера для одного и того же низкочастотного динамика требуется меньше, нежели у фазоинвертора. В данном типе корпуса получается хорошая, ровная АЧХ, что дает качественный ровный бас. При работе на больших мощностях, вероятность вылета диффузора сабвуфера с корпуса небольшая, когда при ФИ такое бывает. Происходит это из-за того, что при подаче низкочастотного сигнала 15-25гц, диффузор сабвуфера пытается максимально отойти от магнита самого динамика, и в закрытом ящике воздух внутри, держит диффузор, а в ФИ на такой частоте, воздух спокойно проходит в фазоинверторе, и не держит диффузор динамика.

Если вам надо громкое звучание, чтобы слышно было на пару кварталов то лучше ФИ но сразу надо готовиться к сложным работам с корпусом и мучительным настройкам ФИ. А если Вам надо качественное и приятное звучание, то лучше выбрать ЗЯ, немного теряете в давлении, но выигрываете в качестве и в размере ящика. Когда у меня спрашивают ФИ или ЗЯ, то я выбираю ЗЯ — качество звучания прежде всего, если не считать SPL:)…

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:

1. Низкий уровень групповых задержек, точность проработки баса и детальность порой даже выше закрытого ящика;
2. Плавный и на удивление широкий диапазон воспроизводимых частот, при правильном подходе ЧВ легко отрабатывает как верхний бас, так и самый нижний;

3. 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:

1. Занимает приличную часть багажника, если не его весь;
2. Довольно требователен к выбору динамика, слабые магнитные системы, низкая величина линейного хода и тяжелая подвижная часть – все это не для ЧВ, противопоказан к использованию с мощностями, в 2 и более раза превышающими номинальную мощность сабвуфера.

ЧВ короб или четвертьволновой резонатор представляет собой полую коробку, выполненную из любого мебельного материала. Конструкция используется для сабвуфера и позволяет добиться более глубокого звучания с гармоничным спектром. Подобные приспособления фирменного производства стоят довольно дорого, но короб можно собрать самостоятельно из подручных материалов. Именно об этом и пойдет речь в нашем обзоре.

Назначение, конструкция и принцип работы ЧВ короба

Конструкция ЧВ короба направлена на модулировку звукового потока. Используется эффект прохождения и отражения звука. Благодаря специальной конструкции корпуса достигается гармонизация звука. Особенно это хорошо проявляется на низких частотах и при установке сабвуфера. При соответствующих размерах ЧВ короб сделает звучание в басах довольно громким, ярким, но необычайно глубоким.

Короб для сабвуфера

Назначение и использование

В определенном контексте данное приспособление можно сравнить со звуковым процессором аналогового типа. Когда понятно назначение, разберемся теперь с конструкцией, принципом работы и расчетами. Предложенное решение особенно востребовано среди автомобилистов, желающих установить на подержаных автомобилях качественный звук, при определенных усилиях он будет не уступать дорогим аудиосистемам.

Итак, в техническом понимании ЧВ короб, что вытекает из названия, представляет собой резонатор. Речь идет о полой конструкции, с помощью которой воспроизводят звуки заданной частоты. Одной из функций резонатора является усиление аудиозвучания. Такое приспособление в машине позволит слушать громкую музыку, обеспечивать музыкальное сопровождение на природе или использовать в коммерческих целях, например, для озвучивания свадеб и гуляний. Наиболее популярным решением является короб к динамику 12 дюймов.

Принцип действия

С резонатором, еще одним примером которого является короб под ЧВ, автомобилисты могут быть знакомы в совершенно другой области. Например, используется в качестве функционального элемента глушителя. В данном случае полая конструкция имеет свои особенности и другое назначение.

С технической точки зрения резонатор представляет собой колебательную систему, накапливающую колебания за счет резонанса частот. Обычно конструкция предполагает «работу» с ограниченным набором частотных характеристик. В зависимости от конструкции различаются резонаторы накопительного и мгновенного действия.

Самодельный деревянный короб

Накопительный резонатор накапливает внешнюю энергию за счет снижения частоты внутренних колебаний. В математическом контексте любая конструкция резонатора, частота колебания которого больше частоты колебаний внешнего воздействия, является накопительным. Это происходит независимо от диаметра в 10 или 12 дюймов, но нужно выбирать разный объем.

Можно выполнить резонатор в миниварианте. Такое решение показано на рисунке.

Как рассчитать резонатор к Урал самостоятельно?

Конструкции в зависимости от направления порта

На рисунке видно, что влияет на конструкцию также направление порта и другие параметры. Иногда водителей после расчетов беспокоит, что габариты очень большие по сравнению с доступным пространством в салоне, поэтому рекомендуют конструкцию, соответствующую данной задаче.

Другие варианты корпуса

Пример

Используйте программу расчета Quarter Wave Box. Нужно будет только внести параметры динамика и объем короба. В противном случае вам придется сделать чертежи самостоятельно.

Предложенные вариации демонстрируют некоторые решения для организации медиа-системы салона автомобиля, которые доступны для самостоятельного изготовления. Немного усилий, и вы получите в своем автомобиле качественную звуковую систему к вашему новому Machete m10d2 или Урал, учитывающую особенности вашего салона и предпочтения.

1,5 Sd оптимально для музыки и спорта. Все что меньше — хуже отдача, но лучше звук. Все что больше — лучше отдача и более горбатая АЧХ. Со слишком большой площадью риск механического повреждения динамика выше.
Разница между ЧВ и ФИ:

ЧВ это простой волновод, в нем динамик качает волну, волновод ее проводит, задерживая по времени, тем самым сдвигая фазу на 90 градусов (1/4 волны это 90 градусов). Спад ниже частоты настройки 6dB на октаву. С настройкой 40Гц (которая считается самой универсальной), ЧВ отыграет и ниже 30Гц. На частоте настройки импеданс максимален.

ФИ это резонатор, в нем динамик не создает никакой волны, динамик просто сжимает воздух в камере (пресловутый объем). В ФИ происходит разворот фазы (между тыльной и фронтальной частью сабвуфера) на 180 градусов. Спад ниже частоты настройки 24dВ октаву. Ниже настройки, ФИ практически не играет. На частоте настройки импеданс минимален.
Дополнительными преимуществами четвертьволновых резонаторов перед классическим ФИ являются ламинарность потока воздуха на выходе порта резонатора и малость его скорости в канале, что в сумме с большей относительно классических ФИ портов площадью излучения дает полное отсутствие турбулентных призвуков на любых уровнях громкости и на порядок меньший, так называемый, room-gain – резкое увеличение амплитуды излучаемого АС звука на частотах, совпадающих с основным геометрическим резонансом помещения.
Площадь и длина туннеля:

Площадь сечения туннеля зависит от калибра сабвуфера. Проще говоря, площадь сечения туннеля равняется полторы площади сабвуфера. К примеру эффективная площадь 12 дюймового сабвуфера в среднем равна 500 кв. см. Соответственно умножаем на 1,5 и получаем площадь порта 750 кв. см

4" — 100 кв.см
5" — 125 кв.см
6" — 200 кв.см
8" — 300 кв.см
10" — 500 кв.см
12" — 750 кв.см
15" — 1000 кв.см
18" — 1600 кв.см

Следует при проектировании учитывать вот ещё какие нюансы:

1.Никогда не нужно пытаться настроить любой резонатор, будь то ЧВ или простой ФИ на частоту ниже частоты резонанса динамика. Приведет это к резкому снижению отдачи, потере демпфирования и возможному разрушению динамика на больших мощностях, примеров тому-масса.

2. ЧВ является по своей сути гребенчатым фильтром, он усиливает частоты на 1/4, 3/4, 5/4 и так далее и ослабляет частоты на 2/4, 4/4, 6/4 длин волны, на которую был рассчитан.Очень сильно, как правило, выражен резонанс второй моды, т.е. 3/4 длины волны.Для того, чтобы компенсировать этот эффект, динамик ставится не в самое начало трубы, , а в боковую стенку трубы на расстоянии 1/3 длины от начала трубы.За счёт этого смещения в трубе образуется дополнительная стоячая волна которая нивелирует этот выброс на АЧХ, сводя неравномерность АЧХ на этом участке к 1-2 дБ.

3.Не следует применять в данном оформлении динамики с добротностью выше 0.5 для калибра 12", для 18" нужна будет добротность не выше 0.4
Скругления углов:

Первое и главное заблуждение. Повороты обязательно нужно скруглять. Это не совсем так, скругления влияют на характер баса и итоговую настройку корпуса (об это чуть ниже). Без скруглений бас мягче и немного размазанный. Треки с низкими пиками будут играть лучше и глубже. Со скруглениями бас становится точным и быстрым, под более быструю музыку скруглять обязательно.

Второе о чем многие не задумываются. Скругления уменьшат длину туннеля и соответственно настройка повысится. На сколько, зависит от количества скругленным поворотов. Обычно это 2-3 Гц

Кроме ЧВ постоянного сечения, есть еще 2 вида, а именно, расширяющийся и сужающийся.Различия при расчетах будут проявляться в длине и размерах тоннелей и коробов соответственно.
Сужающийся, расширяющийся и ЧВ с постоянным сечением:

Самый универсальный это конечно же лабиринт с постоянным сечением, с расчетом которого проблем не возникает. ЧВ на сужение представляет собой туннель плавно сужающийся от 3х площадей динамика, в начале, до 1,5 на выходе. При той же настройке, будет короче лабиринта, с постоянным сечением. Считается самым музыкальным. Имеет минимальные задержки, высокую точность и проработку баса. Единственные минусы, сложнее в расчете и займет больше места. ЧВ с расширяющимся туннелем имеет максимальный КПД, но качество баса заметно хуже. Используется в основном в СПЛ системах.

Так же при выборе параметров головки стоить иметь ввиду, что лабиринт ввиду принципа своей работы не создает увеличения значения частоты собственного резонанса головки при установке в него, как происходит во всех компрессионных типах АО, так как не смотря на неплохое демпфирование диффузора вблизи частоты настройки он не создает дополнительного упругого сопротивления для подвижной системы динамика. Частота собственного резонанса динамика при установке в лабиринт не увеличивается, а снижается, ввиду присоединения к ней массы воздуха находящегося в канале. Коэффициент снижения зависит от конкретной реализации резонатора и сочетания его параметров с параметрами головки и может достигать 1,5 раз.

Исходя из практики, в качестве некоторого ориентира в выборе резонанса динамика и нижней воспроизводимой частоты для создания лабиринтной АС с хорошей эффективностью в соответствии с номинальным размером динамических головок можно порекомендовать такие крайние значения собственного резонанса подвижной системы в свободном поле, Fs:

До 5” – 60Гц и выше
6-8” – 40-60Гц
10-12” – 25-35Гц
15-18” – 20-30Гц

Использовать динамики и проектировать АС, с резонансными частотами ниже указанных можно. Платой за это будет снижение эффективности и энергоемкости таких АС. В определенных случаях это может быть оправданно, но должно делаться исключительно осознанно и с пониманием количественных значений такого размена.

Использовать динамики и проектировать АС с резонансными частотами выше указанных также можно. Это будут АС повышенной эффективности, с хорошими импульсными характеристиками и повышенной динамикой. Сложности могут возникать с геометрической реализацией относительно большой площади сечения канала при его относительно малой осевой длине, что может повлечь за собой применение нестандартных методов сворачивания, вплоть до неосуществимости.

Не стоит настраивать ЧВ слишком низко. При настройке 40Гц будут воспроизводиться и 20Гц со спадом 6-8 Дб примерно, если машина без дыр то передаточная АЧХ салона этот спад выровняет и если не наваливать больше киловатта то музыку можно будет слушать даже очень замечательно
Продолжение следует…

Приветствую всех, кто читает эту статью.Сейчас АЗ стал набирать популярность среди новичков.Многие часто просят помощи в постройке и расчете короба под сабвуфер, думаю Вы наблюдаете это на форумах по АЗ, группах и сообществах, касающихся АЗ.Наиболее распространенными являются оформления ФИ и ЗЯ, так сложилось.Но лишь некоторые знают о существовании еще одного типа оформления, так называемого ЧВ.Именно о нём я хочу вести разговор.Информацию собирал с разных источников, что-то из своего опыта и наблюдений.Постараюсь донести всё информативно и просто.
Основные преимуществами ЧВ являются:
— низкий уровень групповых задержек, точность проработки баса и детальность;
— плавный и 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
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.
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 изображен тоннель 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.
Пример расчета ЧВ, настроенного на 40Гц, для сабвуфера калибром 12"(30см). Sтуннеля = 1,5*(3,14*((25/2)^2)) = 735см2кв.см.где 25-средняя полезная площадь диффузора для 12 дюймов Lтуннеля = (343/40)/4 = 2,14метра.Для того, чтобы уместить туннель такой длины в багажник, его необходимо свернуть.

Для тех, кому качество звучания особенно важно, рекомендуется использовать сужающийся свернутый ЧВ. Он гораздо сложнее в изготовлении и больше в объеме, но результат безусловно впечатляющий — бас уникально быстрый, точный и глубокий. 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.

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.
Здесь даны общие представления об этом типе оформления, в следующем БЖ это оформление будет рассмотрено более детально.

Читайте также: