Эквивалентный объем динамика что это?

Как выбрать сабвуферные динамики в машину

Эквивалентный объем динамика что это?

Затем, чтобы сделать сабвуфер. У кого-то может возникнуть вопрос: «а зачем может понадобиться делать сабвуфер самому, когда в магазине огромный выбор готовых?» А затем, что изготовив его самостоятельно, можно получить звук требуемых характеристик, наиболее оптимально использовав имеющийся объем. Для автомобилей это особенно актуально: стандартные прямоугольные сабвуферы съедают очень много лишнего места в багажнике. Фактически, кроме фабричного сабвуфера в багажник средней машины толком уже ничего не поместится.

Самодельный же сабвуфер может в точности повторять обводы багажника, может быть закреплен на потолке или внутри запасного колеса – все зависит только от фантазии хозяина авто и его навыков обращения с электролобзиком и шуруповертом. Можно собрать сабвуфер и из нескольких динамиков.

Например, взяв 4 динамика относительно небольшого диаметра и разместив их по углам багажника, можно оставить большую часть багажника свободной для груза и, в то же время, добиться звукового давления не меньше чем у «монстра», который займет багажник целиком.

Кроме того, имеющий немало преимуществ вариант оформления сабвуфера типа «free air» (о котором ниже), возможно изготовить только самостоятельно или на заказ – в магазине такой сабвуфер не купишь.

Даже если у вас нет желания возиться со сборкой самому, сейчас существует множество фирм, готовых изготовить сабвуфер на заказ – достаточно привезти динамики и показать, куда их поставить. Остается только подобрать по характеристкам сами динамики.

Характеристики сабвуферных динамиков

Линейка динамиков производства MTX audio. Взаимосвязь между диаметром, мощностью и звуковым давлением есть, но не однозначная.

Диаметр динамика. Бытует мнение, что чем больше диаметр динамика сабвуфера, тем лучше. Мнение не совсем верное. Хотя мощные сабвуферы обычно действительно имеют большой размер динамика, существует большое количество огромных (более 15 дюймов) динамиков, совершенно непригодных для изготовления сабвуфера – например, динамики средней частоты для аудиосистем открытого воздуха. Поэтому диаметр сабвуферного динамика должен рассматриваться скорее как его геометрическая характеристика – влезет/не влезет в предназначенное место. Подбор же конкретной модели лучше производить по другим параметрам.

Номинальная мощность динамика — та, на которой он может работать час без опасности повреждения.

Для чистоты звука лучше, если мощность усилителя больше мощности сабвуфера настолько, чтобы максимальная требуемая громкость обеспечивалась примерно на 0,5 — 0,66 мощности усилителя. Только при такой комбинации следует помнить о том, что максимальную мощность на сабвуфер давать нельзя категорически.

Комбинация, в которой усилитель слабее сабвуфера, при грамотной настройке системы, считается более безопасной – но только при грамотной.

Эта комбинация опасна тем, что усилитель при запредельных нагрузках входит в режим клиппинга и начинает выдавать на выходе высокочастотный сигнал большой мощности, очень опасный для динамиков. Первым признаком «клипания» усилителя являются хрипы, трески и щелчки, появляющиеся в звучании сабвуфера.

Правильно работающая защита от перегрузки усилителя, настройка его чувствительности и фильтров – могут обезопасить динамик от воздействия «клипа», но это требует правильного подбора комплектующих и их настройки.

Чувствительностьхарактеризует создаваемое динамиком звуковое давление, показывая, насколько громко (в дБ) будет звучать поданный на вход сигнал в 1Вт на расстоянии 1м от динамика. Для устройств сравнимой мощности – чем больше чувствительность, тем громче звук.

Импедансили внутренне сопротивление динамика должно в точности поддерживаться усилителем. Если подключить динамик с импедансом 2 Ом к выходу, рассчитанному минимум на 4 Ом, то выходной каскад усилителя может перегореть, не выдержав вдвое возросших токов. Если же наоборот, подключить нагрузку на 8 Ом к выходу, рассчитанному максимум на 4, то звук динамика будет намного тише, чем если подключение производилось бы правильно.

Иногда для увеличения звукового давления к усилителю подключают несколько динамиков. Тогда их общий импеданс считается по формуле, соответствующей типу подключения. Кроме того, для удобства подстройки динамиков под усилитель, многие производители выпускают динамики с двойной обмоткой. Преимущество таких динамиков в том, что обмотки можно подсоединять как последовательно, так и параллельно, приводя, таким образом, импеданс динамика к требуемому значению.

Материал подвеса. Подвес диффузора динамика сабвуфера для обеспечения низкой резонансной частоты должен обладать большой гибкостью. Жесткие подвесы, вроде бумаги и ткани, очень популярные в простых динамиках, здесь не подойдут. Второе требование к материалу подвеса – его упругость не должна меняться в диапазоне хода диффузора. Мягкая резина и пенополиуретан (поролон) идеально подходят в качестве подвеса, но, к сожалению, имеют низкие эксплуатационные качества.

Разрушившийся подвес из пенополиуретана.

Пенополиуретан не выносит прямых солнечных лучей и при активной эксплуатации со временем рассыхается и трескается. Резина хоть и меньше, но тоже подвержена атмосферным воздействиям, кроме того, она «дубеет» на морозе. Каучуковые подвесы и подвесы из пенорезины имеют лучшие эксплуатационные качества, но они обладают большей упругостью и звук таких динамиков более «жесткий». В то же время не стоит рассматривать материал подвеса, как определяющую характеристику – конкретный состав у каждого производителя свой, и каучуковый подвес одного динамика может оказаться намного мягче резинового подвеса другого.

Резонансная частота – это, грубо говоря, такая частота, с которой упругая система будет колебаться, если дать ей единичный импульс. Еще грубее – на этой частоте заставить колебаться упругую систему легче всего. Амплитудно-частотная характеристика таких систем имеет ярко выраженный пик в районе резонансной частоты.

Но если мы взглянем на АЧХ любого динамика, никакого пика мы там не увидим – и понятно, почему: кому нужен динамик, который будет громко звучать только на одной частоте? АЧХ динамика сглаживается, в основном при помощи постоянного магнита, находящегося с тыльной стороны динамика. Вместе с катушкой диффузора этот магнит играет роль электромагнитного тормоза, демпфируя упругие колебания диффузора.

В результате на АЧХ резонансной частоты не видно, но она никуда не девается – на этой частоте внутреннее сопротивление (импеданс) динамика максимально. Чем важна резонансная частота? Тем, что она очень близка к частоте среза динамика – частоте, ниже которой громкость звучания стремительно падает до 0. Так происходит потому, что чем ниже частота, тем ниже скорость движения диффузора и тем больший объем воздуха он должен «сдвинуть» (создать звуковое давление) для поддержания громкости.

И чем дальше частота уходит от резонансной в «низы», тем сложнее динамику создать необходимое звуковое давление. На практике для сабвуферов обычно допускается работа на частоте немного ниже резонансной, но насколько конкретно – можно узнать, только посмотрев на АЧХ. Не имея перед глазами графика, лучше ориентироваться на то, что минимальная частота будущего сабвуфера вряд ли будет ниже 70-80% от резонансной частоты динамика. Т.е.

, если перед вами огромный 15-дюймовый «блин» с мощным магнитом, но с резонансной частотой в 70 Герц – это не сабвуферный динамик и хорошей передачи «низов» от него ждать не стоит, поскольку слышимые частоты начинаются с 20 Гц. Не забывайте также, что при любом варианте оформления сабвуфера, кроме «бесконечного экрана» резонансная частота сабвуфера будет выше резонансной частоты динамика.

Поведение динамика после подачи импульсного сигнала для различных значений полной добротности. Хорошо заметны собственные колебания диффузора, начинающиеся при добротности выше 1.

Полная добротность характеризует как раз вышеупомянутую упругость системы – чем выше полная добротность, тем более упруг динамик, и тем ярче на его АЧХ выделяется резонансная частота. Высокая полная добротность динамика (выше 1) – однозначно плохо, пик АЧХ на частоте резонанса будет заметен при любом оформлении.

Динамики с низкой полной добротностью (ниже 0,5) также надо выбирать с осторожностью – различные варианты оформления по-разному повышают полную добротность, но если итоговая полная добротность будет ниже 0,4, звук начнет искажаться.

Читайте также  Сигнализация не дает завести машину что делать?

Выделяют два конкретных значения, на которые можно ориентироваться при вычислении полной добротности будущего сабвуфера: 0,577, характеризующаяся минимальными временными задержками и 0,707, обеспечивающая максимально гладкую АЧХ. С учетом всех факторов динамики разделяют на:

— предназначенные для оформления «free air» с полной добротностью больше 0,7;

— предназначенные для оформления в «закрытый ящик» с полной добротностью 0,4-0,7;

— предназначенные для фазоинверторов с полной добротностью до 0,4.

Эквивалентный объем – это такой объем воздуха за диффузором в корпусе «закрытый ящик», который создаст упругость, близкую к упругости подвеса самого динамика. Сам по себе эквивалентный объем не является оценочной характеристикой, нельзя сказать, что такое его значение – хорошо, а сякое – плохо. Однозначно одно – чем больше эквивалентный объем динамика, тем больших размеров «закрытый ящик» или фазоинверторный корпус потребуются для этого динамика, чтобы обеспечить хороший звук.

Оформление сабвуфера

Очень простое в исполнении, но не самое удачное оформление типа «free air». Полка багажника закреплена неплотно, неизбежны скрипы и дребезг при работе динамиков. Кроме того, под вопросом звуконепроницаемость такой стенки.

Звук в динамике генерируется с обеих сторон диффузора. И, из-за способности звуковых волн низкой частоты огибать препятствия, в сабвуферных динамиках звук с тыльной стороны диффузора накладывается на основной и глушит его. Поэтому просто поставить динамик в багажник недостаточно – надо отделить звук с задней стороны диффузора от основного – т.е. «оформить» динамик.

Обычно сабвуферные динамики в автомобиле оформляются как «free air» или «закрытый ящик». Сабвуферы ручной сборки в фазоинверторном корпусе встречаются редко. Во-первых, самостоятельный расчет и изготовление фазоинверторного корпуса – дело непростое.

А во-вторых, форма такого корпуса тоже имеет значение, и разместить фазоинверторный корпус в каком-нибудь «закутке» может и не получиться.

Варианты оформления «free air».

«free air» или «бесконечный экран» – вариант оформления, в котором динамик встроен в звуконепроницаемый экран, объем воздуха за которым значительно (в 10 и более раз) превышает эквивалентный объем динамика. Экран может разделять на две части багажник, или отделять багажник от салона. Плюсы такого оформления порой являются определяющим аргументом за покупку сабвуферных динамиков вместо готового сабвуфера:

— оптимальное использование пространства;

— простота изготовления;

— нет потерь мощности из-за гашения звука;

— этот вариант оформления не меняет резонансную частоту и полную добротность динамика;

Минусы тоже имеются. Звуковое давление сабвуфера в таком оформлении будет минимальным, а еще возможны изменения качества звука при заполнении багажника.

Варианты оформления «закрытый ящик».

«Закрытый ящик» представляет собой герметичный звукоизолированный короб, в котором звук с задней стороны диффузора просто глушится. Кроме того, за счет герметичности корпуса за диффузором создается воздушная подушка, сглаживающая резкие движения диффузора и позволяющая выдерживать большую мощность. Резонансная частота и полная добротность сабвуфера будут примерно в 1,5 раза выше, чем аналогичные показатели динамика. Плюсы – в простоте, дешевизне и большей устойчивости к пиковым нагрузкам. Минусы:

— немаленькая часть мощности уходит «вхолостую»: звук за диффузором просто глушится;

— такой корпус отнимает из внутреннего пространства автомобиля объем, не меньший, чем эквивалентный объем динамика;

Сабвуфер в фазоинверторном корпусе в багажника автомобиля.

В фазоинверторном корпусе существует отверстие, расстояние от которого до динамика подобрано таким образом, чтобы звуковая волна с задней стороны диффузора доходила до отверстия в той же фазе, что и с передней стороны. Звук не глушится, мощность расходуется более эффективно.

Полная добротность в таком корпусе повышается еще больше, чем в предыдущем случае. Минус в том, что длина волны зависит от частоты, и при отклонении длины волны от расчетной, звук будет искажаться.

Кроме того, динамики в таких корпусах больше подвержены повреждениям при больших нагрузках – это особенно актуально, если на усилителе нет фильтра сверхнизких частот (subsonic).

Варианты выбора

Для оформления сабвуфера типа «free air» вам понадобится динамик с полной добротностью в районе 0,5-0,7 и резонансной частотой 25-40 Гц. Чувствительность такого динамика должны быть повыше, зато вполне допускается большой эквивалентный объем. Такой динамик будет стоить от 3000 рублей.

Для оформления сабвуфера в «закрытый ящик» подойдут динамики с полной добротностью пониже и с небольшим эквивалентным объемом. Такие обойдутся вам от 3000 до 8000 рублей.

Если вы хотите установить несколько динамиков по углам багажника в оформлении «закрытый ящик», оставив максимальный объем для перевозки грузов, выбирайте среди динамиков с минимальным эквивалентным объемом. Такие будут стоит около 4500-5000 рублей.

Для подключения сабвуфера к имеющемуся усилителю по мостовой схеме выбирайте среди 4-Омных динамиков (большинство усилителей рассчитано именно на такой импеданс при подключении динамиков «в мост»). Он обойдется вам в 3000-8000 рублей

Источник: https://club.dns-shop.ru/blog/t-263-avtosabvuferyi/16418-kak-vyibrat-sabvufernyie-dinamiki-v-mashinu/

Динамик для сабвуфра — Как выбрать лучший?

Эквивалентный объем динамика что это?

› Сабвуферы ›

16.03.2020

Как мы поняли, вы не ищете лёгких путей. А как известно, за большим трудом и усилиями скрывается самая ценная награда. Каждый слышит музыку по-своему. Она играет у нас в голове, и мы всячески пытаемся реализовать её наяву. Но как это сделать? Витрины магазинов ломятся от изобилия сабвуферных динамиков, но ведь невозможно прослушать каждый.

В этой статье мы подробно расскажем, как выбрать динамик для сабвуфера. На что обращать внимание, чтобы он заиграл именно так, как вы хотите.

Что такое сабвуферный динамик и почему он лучше фабричных сабвуферов

Сабвуферный динамик – это разновидность акустики, предназначенная для воспроизведения низких частот. К сожалению, просто динамик не будет играть, его следует установить в короб. В результате у нас получится полноценный сабвуфер. В зависимости от вида короба звук сабвуфера будет меняться.

Зачем покупать динамик отдельно, если мы можем приобрести полный комплект? К примеру, пассивный сабвуфер от известного бренда или готовое решение как активный сабвуфер.

Ответ на этот вопрос на самом деле прост – это сабвуферы массового производства. В которых используются бюджетные материалы. К примеру, тонкие стенки у короба вызывают резонанс, из-за чего сабвуфер играет тише. Да и сами компоненты не вызывают особого доверия.

В нашем же случае мы выбираем динамик, который лучше всего подойдёт под определённые музыкальные предпочтения и задачи. Сделаем под него правильный расчёт, изготовим короб из качественных прочных материалов. В итоге получим такой результат, который фабричным сабвуферам даже не снился. Для этого у нас есть два пути:

  1. Обратиться в сервисный центр, где нам все посчитают, соберут, сделают и установят.  Но у этого пути есть пара минусов. Во-первых, не так просто найти специализированных установщиков, которые действительно знают, что делают. Во-вторых, это удовольствие – не из дешёвых.
  2. Самостоятельно во всём разобраться, этим мы сейчас и займёмся.  Для начала, мы советуем вам ознакомиться со статьёй: «Как выбрать сабвуфер», в ней мы объяснили, что такое мощность, чувствительность, как влияет на звук размер диффузора –  эти характеристики тоже нужны при выборе динамика, поэтому в этой статье мы не будем их повторять, а пойдём дальше.

Определяемся что выбрать? Громкость или качество

В современных реалиях можно выделить два направления автозвука – SQ и SPL. В зависимости от того, на чей ты стороне, будет сильно зависеть, какой динамик лучше выбрать.

  •  Sound Quality (SQ). Направление соревнований в автозвуке, которое насчитывает не один десяток лет. Основная задача – добиться от системы максимального качества звучания, также во внимание берётся и её оформление – все должно быть аккуратно и красиво. Такая система – мечта всех, кто хочет иметь в своем автомобиле не громкий, но быстрый и детальный бас.
  •  Sound Pressure Level (SPL) Направление соревнований по уровню звукового давления, вошедшее в массы относительно недавно. Основная задача – добиться максимальной громкости от аудио системы. Бывало у вас такое, что сперва, откуда не возьмись, слышен бас, затем, минуты через 3, слышатся слова песни,  а еще через 2 минуты появляется ваз 2114 – виновник всего этого веселья? Это и есть SPL система.

Как определиться, на чей ты стороне?

Вспомните наше начало статьи, про музыку у нас в голове. Самый лучший вариант —  опыт, если у друга или знакомого стоит большой сабвуфер, от баса которого ходит ходуном вся крыша, и после прослушки дико хочется, чтобы в своей машине было также, скорее всего по венам у вас бежит кровь SPLщика.

Обратный пример: если громкость музыки не вызывает особой радости, а импонирует сбалансированное и живое звучание, здесь выбор очевиден – SQ.

Читайте также  Акустика в машину какую лучше выбрать?

Одим из лучших вариантов, который поможет  сделать правильный выбор – посетить соревнования по автозвуку, на данных мероприятиях участники охотно демонстрируют свои системы.

Параметры Тиля – Смолла

Каждая модель сабвуферов индивидуальна. Так как для их изготовления используются разные материалы, и технологии. Визуально они тоже отличаются. Вид корзины,  магнитная система, диаметр катушки, высота намотки и многое другое.В результате, сабвуферы имеют разные электрические и механические параметры. Все эти показатели можно измерить, всего их насчитывается около 35.

Известны они как параметры Тиля – Смолла. Названы так в честь математиков Альберта Невила Тиля и Рихарда Смолла. Не стоит пугаться такого большого количества параметров. Для того чтобы выбрать сабвуферный динамик, нам понадобится всего три из них

Три главных параметра

Оценив эти параметры, мы сможем определить, для какого оформления лучше подходит сабвуферный динамик. И как он будет играть, жестко или мягко, высокий или низкий бас.

FS — резонансная частота

Частота собственного резонанса. Замеряется она следующим образом. Динамик подвешивается в открытом пространстве, как можно дальше от различных предметов. Это делается для того, чтобы его резонанс зависел только от него самого. Низкой принято считать резонансную частоту в районе 20 Герц, а высокой – в районе 40 Герц. Данный параметр пригодится нам для расчета короба и выбора динамика.

QTS —  полная добротность

Упругость подвижной системы динамика на чистоте резонанса. Если по простому она демонстрирует затухание колебаний динамика. Чем выше этот показатель, тем слабее затухают колебания. Добротность напрямую связана с необходимым типом акустического оформления. Принято считать, что устройства с добротностью 0,3 — 0,35 – это низкодобротные сабвуферы.

А высокодобротные – от 0,7 до 0,8. Зная этот параметр, можно определить для какого типа оформления лучше подходит динамик. Если динамик имеет добротность больше 1. Это free air, предназначение которого – установка в полку, открытый объём.  Для закрытого ящика подходят динамики с добротностью  0,5 – 0,6. Для фазоинвертора – 0,3 – 0,5. Рупор – менее 0,3.

 VAS — эквивалентный объём

Это возбуждаемый головкой сабвуфера закрытый объём воздуха, имеющий гибкость равную гибкости подвижной системы сабвуфера. Проще говоря, чем мягче подвижная система Саба, тем сильнее он будет сжимать воздух внутри корпуса. Кроме того, этот показатель влияет на размер диффузора. Соответственно, чем больше у нас динамик, тем он сильнее будет сжимать объём. Следовательно, и отдача у этого сабвуфера будет больше.  Обратная сторона медали – чем больше диффузор, тем больший объём короба потребуется.

Оформление для динамика

Одними из самых распространённых коробов считаются закрытый ящик и фазоинвертор.

  1. Закрытые ящики используют в SQ — системах, которые направлены на качество звучания. Если у вас открытый кузов автомобиля типа универсала или хэтчбэка, то достаточно использовать 10-дюймовый динамик. Если у вас седан, то лучше в закрытый ящик устанавливать 12-дюймовый динамик, иначе есть шанс, что его не будет слышно.
  2. Следующий вид коробов — фазоинвертор.

Мы не будем сейчас подробно останавливаться на коробах, так как у нас уже есть отличная статья о том, как влияет короб на звук. В ней мы подробно рассмотрели упомянутые акустические оформления, проанализировав минусы и плюсы каждого.

Следует отметить, что самый популярный короб – это фазоинвертор, его используют в 80% случаев.

Закрытые же ящики используются не так часто.  С чем это связано, какова причина такой разницы? Всё очень просто: сейчас популярность набирают системы, которые обладают максимальной громкостью. Однако, все дело в том, что определить, насколько качественно играет сабвуфер, зачастую не так просто, особенно, если в этом нет опыта и не с чем сравнить. Когда же мы садимся в автомобиль с высоким звуковым давлением, где все вокруг трясется, и мы всем телом ощущаем бас, тут любой новичке сможет почувствовать разницу.  Такие системы в основном собираются на коробах типа фазоинверторов.

Вообще, есть большое количество различных видов коробов: ЧВ (четвертьволновой резонатор), лабиринты, бандпассы, рупоры – подобные акустические оформления используются не так часто. В дальнейшем, мы их тоже рассмотрим и добавим в статью.

Под какой короб подойдет динамик?

Определить, для какого оформления лучше подойдёт динамик, мы можем по следующей формуле:Если по этой формуле результат получился 50 или меньше, то, следовательно, динамик отлично подходит для работы в закрытом ящике. Если же показатель больше 50, то этот динамик хорошо подойдёт для работы в фазоинверторе, превышает 100 – то лучше установить этот сабвуфер в оформление банд пасс.

Советы для выбора SQ динамика

  1. Выбирая SQ сабвуфер, не стоит гнаться за большой мощностью, как правило, их номинальная мощность не превышает 300 Ватт.
  2.  У автомобилей с кузовом седан сложно добиться объёмного и качественного баса. В этом случае, что можно сделать, – постараться трансформировать седан в универсал. Убрать задние динамики, в полке, или прорезать отверстия, что позволит сабвуферу играть в салон. Для седана выбирайте 12-дюймовый динамик.

     Если в вашем автомобиле  кузов совмещен с багажником, можете смело смотреть на 10-дюймовые сабвуферы.  

  3. Короб, здесь выход один – закрытый ящик. Если боитесь, что громкости будет недостаточно, можете использовать фазоинвертор. Не забывайте проверять расположенность динамика к оформлениям по формуле, которую мы приводили выше.
  4. Важнейшим показателем при выборе SQ сабов является масса подвижной системы (MMS), измеряющаяся в граммах.

    Чем масса меньше, тем быстрее и чётче сможет отыгрывать сабвуфер,

  5. Что касается фирм производителей, отметим такие фирмы, как HERTZ, CHALLENGER, HELIX.

Советы для выбора SPL динамика

  1. Выбор сабвуфера для SPL  – как раз тот самый случай, когда размер имеет значение. Старайтесь обращать внимание на номинальную мощность, чем она больше тем лучше. Главное, чтобы потом остались деньги на усилитель.
  2. Чем больше дюймов у динамика, тем больше площадь диффузора, соответственно, у него будет больше чувствительность и КПД. Поэтому, делайте выбор в пользу 12-ти, а лучше 15-ти дюймовых сабвуферов.
  3. По параметру FS – резонансная частота старайтесь выбирать значения поменьше: в районе 25 или 30 – это позволит вам сделать настройку короба низкой. Низкая настройка короба позволяет добиться ветра в салоне, что как раз и любят все SPL-щики. 
  4. Отдавайте предпочтение низкодобротным сабвуферам. Как правило, они имеют больший мотор, чем высокодобротные.
  5. В качестве короба для сабвуфера выбирайте фазоинвертор, при этом постарайтесь не просто скачать его с интернета, а сделать индивидуальный расчёт, который будет учитывать ваши музыкальные предпочтения, характеристики оборудования и амплитудно-частотные характеристики салона автомобиля, в который будет установлена система.
  6. Не забудьте проверить подходит ли динамик под короб воспользовавшись формулой  которую мы указали выше
  7. В последнее время появляется много производителей таких сабвуферов, но хотелось бы выделить трёх основных, это: ALPHARD, PRIDE и URAL.

Источник: https://CarAudioInfo.ru/subwoofer/kak-vibrat-sabvufernyj-dinamik.html

Параметры Тиля — Смолла (Fs, Qts, Vas)

Эквивалентный объем динамика что это?
Параметры сабвуфера Fs, Qts, Vas. Параметры Тиля — Смолла

Тиль и Смолл это два ученых, которые сформировали единый, общепринятый подход к вычислению характеристик низкочастотных динамиков на основе основных параметров (Fs, Qts, Vas).

Невил Тиль/A. Neville Thiele (слева), Ричард (Рихард) Смолл/Richard Small (справа)

Параметры Тиля — Смолла определяют поведение динамика в диапазоне низких частот

Для нас с вами эти параметры очень важны, так как они используются для расчета правильного акустического оформления динамика или проще — для расчета корпуса сабвуфера. Все необходимые данные вы можете найти в технической документации на саб, часто они указываются и на коробках. Ниже мы подробнее рассмотрим основные параметры для понимания звуковых процессов и нюансов при выборе сабвуфера.

Fs — резонансная частота динамика

Резонансная частота (Fs) — частота резонанса сабвуфера без акустического оформления (без корпуса).

Fs меньше 25 Гц считается низкой, а больше 40 Гц — высокой. Резонансная частота  зависит от общей жесткости подвеса сабвуфера  и массы его подвижной системы. Общая жесткость, в свою очередь, зависит от жесткости центрирующей шайбы и жесткости подвеса диффузора.

Fs — резонансная частота динамика, Гц

Сms — гибкость подвеса подвижной системы динамика, м/Н,

Mms — масса подвижной системы (включая массу двигаемого воздуха), кг.

Qts — полная добротность

Полная добротность (Qts)  — это упругость (контроль) динамика в районе резонансной частоты (Fs).

Другими словами — чем выше добротность, тем сильнее «болтается» саб в районе своей резонансной частоты (Fs), а чем ниже, тем эффективнее колебания гасятся (контролируются).

Складываетсяиз механической добротности, которая зависит в основном от материала центрирующей шайбы, а не подвеса диффузора, как многие думают и электрической добротности, зависящей от величины магнита, длины обмотки катушки и ширины зазора в магнитной системе. От полной добротности механическая составляет 10-15%, а электрическая 90-85%, соответственно.

Низкой добротностью считается значение 0.3-0.35, высокой — 0.5-0.6.

Qts — полная добротность на частоте Fs,

,

где:

  • Qms — механическая добротность на частоте Fs,

,

Fs — резонансная частота динамика, Гц,

Mms — масса подвижной системы (включая массу двигаемого воздуха), кг,

Rms — механическое сопротивление подвеса подвижной системы (определяет «потери» в подвесе), Н·с/м,

  • Qes — электрическая добротность на частоте Fs,

,

Mms — масса подвижной системы (включая массу двигаемого воздуха), кг,

Fs — резонансная частота динамика, Гц,

Re — сопротивление звуковой катушки, Ом,

Bl — коэффициент электромеханической связи (индукция поля в магнитном зазоре умноженная на длину провода звуковой катушки), Тл·м.

Vas — эквивалентный объем

Эквивалентный объем (Vas) — объем воздуха в корпусе, обладающий той же упругостью, что и сабвуфер. Зависит от жесткости подвеса и площади диффузора (диаметра) динамика.

Чем больше диаметр и мягче сабвуфер, тем больше Vas.

Нужно отметить особенность  связи Vas и Fs. Так как, резонансная частота (Fs)  определяется жесткостью подвеса и массой подвижной системы, а эквивалентный объем (Vas) — диаметром диффузора и той же массой подвижки, может получится, что  два сабвуфера одного диаметра и с одинаковой Fs будут совершенно разными — один тяжелый и жесткий, другой легкий и мягкий. Соответственно, эквивалентный объем для этих динамиков будет совершенно разным, как и размер правильного корпуса — вот почему данный параметр очень важен при расчетах короба для саба.

Vas — эквивалентный объем, л,

,

где:

  • ρ — 1,18421 кг/м³ — плотность воздуха при температуре 25 °C и влажности 0 %,
  • с — 346,1 м/с — скорость звука при 25 °C,
  • Sd — площадь диффузора, м.

Используйте параметры  Тиля — Смолла для того, чтобы рассчитать корпус для сабвуфера. Применяйте эти параметры для правильного выбора типа корпуса сабвуфера (ЗЯ, ФИ, ЧВ, FreeAir) или для подбора динамика под задуманный тип, как это правильно сделать читайте здесь.

Читать еще:

Жмите на кнопку чтобы поделиться материалом:Нажмите кнопку, чтобы поделиться материалом:

Источник: https://doctorbass.ru/znaniya/baza-znaniy/parametry-tilya-smolla-fs-qts-vas/

Основные параметры НЧ динамиков

Эквивалентный объем динамика что это?

Всем привет! Сегодня я постараюсь рассказать об основных параметрах автомобильных сабвуферов. Для чего же они могут понадобиться? А нужны они для того, чтобы правильно собрать короб для вашего динамика. Если не провести расчеты будущей коробки, сабвуфер будет гудеть, не будет громкого и глубокого баса. Вообще, сабвуфер — это независимая акустическая система, играющая низкие частоты от 20 ГЦ до 80 ГЦ.

Можно с уверенностью сказать, что без сабвуфера никогда не получить качественного баса в автомобиле. Колонки конечно пытаются заменить НЧ динамик, но получается мягко говоря, слабо. Сабвуфер же, может помочь разгрузить колонки, взяв на себя низкочастотный диапазон, а фронтальной и тыловой акустике останется лишь играть средние и высокие частоты.

Благодаря этому можно избавиться от искажений в звуке, и получить более гармоничное звучание музыки.

Теперь обсудим основные параметры низкочастотного динамика. Их понимание очень пригодится при постройке короба сабвуфера. Минимальный набор данных выглядит так: FS (резонансная частота динамика), VAS (эквивалентный объем) и QTS (полная добротность). Если неизвестно значение хотя бы одного параметра, лучше отказаться от этого динамика, т.к. рассчитать объем короба не получится.

Резонансная частота (Fs)

Резонансная частота — это частота резонанса НЧ головки без оформления, т.е. без полки, короба… Измеряется она следующим образом: динамик подвешивается в воздухе, как можно дальше от окружающих предметов. Так его резонанс будет зависеть только от него самого, т.е. от массы его подвижной системы и жесткости подвеса.

Есть мнение, что низкая резонансная частота позволяет сделать отличный сабвуфер. Это не совсем верно, для определенных конструкций слишком низкая частота резонанса будет только помехой. Для справки: низкая частота резонанса, это 20-25 ГЦ. Редко встретишь динамик, у которого резонансная частота ниже 20 ГЦ.

Ну а выше 40 ГЦ, будет слишком высоко для сабвуфера.

Полная добротность (Qts)

В данном случае означает не качество изделия, а соотношение вязких и упругих сил, существующих в подвижной системе НЧ головки около частоты резонанса. Подвижная система динамика очень похожа на подвеску автомобиля, в которой есть амортизатор и пружина. Пружина создает упругие силы, то есть собирает и отдает энергию в процессе движения. В свою очередь амортизатор, является источником вязкого сопротивления, он не накапливает ничего, а лишь поглощает и рассеивает в виде тепла.

Аналогичный процесс происходит при колебании диффузора и всего, что к нему крепится. Чем выше значение добротности, тем сильнее преобладают упругие силы. Это примерно как машина без амортизаторов. Наедешь на небольшую кочку, и колеса запрыгает на одной пружине. Если говорить о динамике, это означает выброс с частотной характеристики на частоте резонанса, тем больший, чем больше полная добротность системы. Наивысшая добротность измеряется тысячами, и только у колокола.

Он звучит исключительно на резонансной частоте. Распространенный способ проверки подвески автомобиля покачиванием из стороны в сторону, является кустарным способом измерения добротности подвески. Амортизатор губит энергию, которая появилась при сжатии пружины, т.е. она не вся вернется обратно. Количество загубленной энергии и есть добротность системы. Вроде бы с пружиной все ясно — её роль выполняет подвеска диффузора. Но где же амортизатор? А их тут целых два, причем работают они параллельно.

Полная добротность состоит из двух: электрической и механической.

Механическая добротность обычно определяется выбором материала подвеса, в основном — центрирующей шайбы. Как правило, потери тут минимальны, и полная добротность состоит из механической лишь на 10-15%.

Большую часть составляет электрическая добротность. Самый жесткий амортизатор, имеющийся в двигательной системе динамика, это тандем магнита и звуковой катушки. Являясь по сути электромотором, он работает как генератор вблизи частоты резонанса, когда скорость и амплитуда движения звуковой катушки максимальны. Передвигаясь в магнитном поле, катушка вырабатывает ток, а нагрузкой генератора является выходное сопротивление усилителя, т.е. ноль. В итоге получается такой же электрический тормоз, как на электричках.

Там примерно также тяговые двигатели заставляют работать в режиме генераторов, а батареи тормозных сопротивлений на крыше являются нагрузкой. Величина вырабатываемого тока будет зависеть от магнитного поля. Чем сильнее магнитное поле, тем больше будет величина тока. В итоге получается, что чем мощнее магнит динамика, тем ниже его добротность. Но, т.к.

при вычислении этой величины нужно принять во внимание и длину провода обмотки, и ширину зазора в магнитной системе, окончательный вывод делать на основании размера магнита будет не правильно.

Для справки: низкая добротность динамика будет меньше 0,3, а высокая больше 0,5.

Эквивалентный объем (Vas)

Большая часть современных динамиков основана на принципе «акустического подвеса». Смысл в том, что нужно подобрать такой объем воздуха, при котором его упругость будет соответствовать упругости подвеса громкоговорителя. То есть, добавляется еще одна пружина в подвеску динамика. Если новая пружина будет равна по упругости старой, такой объем и будет эквивалентным. Его величина определяется диаметром динамика и жесткостью подвеса.

Чем мягче будет подвес, тем больше будет величина воздушной подушки, присутствие которой начнет колебать головку. Тоже самое происходит при изменении диаметра диффузора. Большой диффузор, при одинаковом смещении, будет сильнее сжимать воздух в ящике, и тем самым будет испытывать большую отдачу. Именно на это стоит обращать внимание при выборе динамика, ведь объем короба зависит от этого. Чем больше диффузор, тем выше будет отдача сабвуфера, но и размеры короба будут внушительными.

Эквивалентный объем сильно связан с резонансной частотой, не зная которых можно допустить ошибку. Резонансная частота определяется массой подвижной системы и жесткостью подвеса, а эквивалентный объем, той же жесткостью подвеса и диаметром диффузора. Может получиться так: есть два НЧ динамика одного размера и с одинаковой частотой резонанса, но у одного из них — частота резонанса зависит от тяжелого диффузора и жесткой подвески, а у второго — от легкого диффузора и мягкого подвеса.

Эквивалентный объем, в этом случае, может очень существенно отличаться, и при установке в один и тот же короб, результаты будут сильно разница.

Надеюсь, я немного помог разобраться с основными параметрами НЧ динамиков.

Источник: https://avtovody.ru/tuning/9-osnovnye-parametry-nch-dinamikov.html