Фазоинвертор из трубы пвх

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

ЗВУКОМАНИЯ

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

Расчет фазоинвертора и изготовление фазоинвертора

Расчет фазоинвертора и изготовление фазоинвертора

В качестве фазоинвертора акустики вы можете применять любые твердые трубки. В непрофессиональной практике нашли весьма широкое использование пластиковые трубки, применяемые для внутренних канализаций. Диаметры подобных трубок стандартны. Тем не менее, временами данного набора мало, к примеру, когда необходим фазоинвертор какого-нибудь определенного диаметра.

Расчет фазоинвертора и изготовление фазоинвертора

Вот тогда трубу приведется произвести самому.
Кстати, перед началом изготовлений трубы фазоинвертора советую застелить стол, на котором вы мастерите, газетной бумагой.
Чтобы сделать расчет фазоинвертора и изготовить трубу нам понадобится:

  • ватман, хорошо бы лист А1;
  • нитки либо немного канцелярских резинок;
  • клей эпоксидный;
  • клей для бумаги;
  • хозяйственные резиновые перчатки;
  • оправка, наружный диаметр которой чуть меньше либо сходится с внутренним диаметром будущей трубы.
  • Оправку вы можете выточить из дерева или же применить подручные предметы: стекло, алюминиевые банки и т.д.

Первоначально на оправку необходимо накрутить 3-4 слоя тонкой газетной бумаги. Для того чтобы она не размоталась, надо шов укрепить клеем ПВА. Все слои бумаги обязаны плотно примыкать к оправке, причем между ними не должно быть никакого воздуха или же клея.

Вслед затем из данного листа ватмана надо вырезать полосу, причем ширина которой совмещалась бы с длиной вашей будущейтрубы.

Кстати, длина полоски обязана быть достаточной, для того чтобы накрутить ее на оправку в 5-6 витков.
После этого подобает подготавливать эпоксидный клей, для этого нужно смешать смолу и отвердитель в пропорциях согласно инструкции (10:1).

динамики Beag HX 301 — 4

Для правильного установления объема клея и смолы лучше применять шприцы. Для того чтобы компоненты не перемешивались в их емкостях, приготавливайте отдельные шприцы для смол и отвердителей.
Нужно надеть перчатки и начать накручивать слои ватмана на специально подготовленную оправку, проклеив их клеем эпоксидным. Отметьте, что 1-й виток не надо склеивать к оправке! Нанести смолу можно прямо перчаткой: легко опускаете руку в клей и на поверхность наносите его.

Beag HX 301-4

Вам нужно намотать 5-6 витков ватмана.
Для того чтобы слои лучше примыкали друг к другу, натяните на данное изделие резинки или заверните его ниткой. Труба должна высыхать в вертикальном положении около суток.

ВНИМАНИЕ. Все компоненты этого эпоксидного клея очень и очень токсичны, поэтому нужно работать с этим клеем в хорошо проветриваемой комнате или на воздухе.
После высыхания «эпоксидки» необходимо отделить трубу от оправки. Первоначально стяните с нее все стяжки. После этого нужно попробовать повернуть трубу относительно данной оправки.

Если произвести этого не получится, то попытайтесь по частям извлечь бумагу, проложенную между трубой и оправкой. Впрочем, оправку можно даже расколотить.

Данный метод неплох, если в качестве оправки применяется стекло либо банка алюминиевая.
Трубка фазоинвертора, произведенная подобным способом, довольно крепка и в то же время отлично обрабатывается — ее можно обтачить напильником, обрезать ножом.
Аналогичным способом можно произвести и раструб для фазоинвертора. Но оправка производится из пластилина. Потом необходимо остужать ее примерно 10 часов в «морозилке». После этого на оправку накладываете полосы ткани, напитанные эпоксидным клеем либо клеем под названием «Titan». В качестве ткани можно применить марлю, мешковину и т.д. Когда данный клей высохнет, пластилин сразу и легко отъединится от такого изделия.
Советую обратить внимание, что радиус искривления раструба обязан быть не меньше самого радиуса трубы фазоинвертора.

Фазоинвертор своими руками — это легко и просто!

Протестировать фазоинвертор можно здесь

Расчет фазоинвертора и изготовление фазоинвертора

Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!

Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!

На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.

Приспособление для раскрыва трубы 160 Мм

Краткое описание

Такое приспособление мне понадобилось для сборки сабвуфера объемом 120 Л с 15″ динамиком.

В моем арсенале уже имеется приспособление для раскрыва трубы 110 Мм, но для таких размеров сабвуфера нужен фазоинвертор большей площади.

На трубу диаметром 200 Мм, я зариться пока не стал, в силу больших ее габаритов.

Для сборки я использовал круги из фанеры толщиной 12 Мм. Почему именно 12 Мм? Попросту у меня в обрезках осталось шесть кругов подходящего диаметра от прошлого проекта.

Раскрыв радиусом 50 мм я выбрал так, как был уверен, что трубу при таком радиусе раскрыва не порвет, и конструкция будет хорошо смотреться.

Сборка

Первый круг должен быть диаметром, равным внутреннему диаметру трубы. Это нужно для того, чтоб труба «села» на приспособление.

Далее, диаметр каждого круга увеличивается на внешний радиальный размер раскрыва. Чертеж я делал в программе «Компас», заняло это не более 2 минут.

Вырезаем круги нужного диаметра

Для этой операции потребуется ручной фрезер. Честно говоря можно сделать это и обычным электро лобзиком, но в дальнейшем, при придании формы приспособлению, придется извести не одну «наждачку». Плоскость вырезанных кругов должна быть идеально ровной, без заусенцев и сколов.

Это нужно для того, чтоб площадь склеивания была как можно большей. Так, как при раскрыве приспособление будет испытывать большую нагрузку, не смотря на то, что труба раскрывается в нагретом состоянии.

Склеиваем круги в единое целое

На просторах интернета я видел много разных вариаций таких приспособлений. Но почему то все скручивают круги саморезами. По моему лучше один раз потратиться на хороший клей и быть уверенным, что приспособление не развалится при очередном раскрыве.

В качестве нижней «шайбы» я использовал круг из фанеры 21 Мм, В качестве верхней — приспособление для раскрыва 110 трубы. Круги, промазанные клеем, поочередно сажаются на центральную шпильку. Для склеивания я использовал клей «TiteBond2».

После того, как все круги усажены на свои места, плотно стягиваем шпильку гайками и оставляем на сутки, до полного высыхания.

В силу большого диаметра последнего круга, по краям он может не плотно лечь. В местах, где образовались щели — стягиваем круги струбцинами.

Склеенная заготовка

Шлифовка

Далее — самое интересное. Для придания окончательной формы потребуется жестко закрепленный патрон дрели. Я использовал сверлильный станок, который мне пришлось перевернуть «патроном вверх». Так, как диаметр нижнего круга не позволял вставить заготовку при обычном расположении патрона.

Если у вас нет сверлильного станка, заготовку можно отшлифовать на обычной дрели.

Для шлифовки я использовал наждачную бумагу зернистостью 40. При финальном шлифовании наждачную бумагу зернистостью 100.

Для придания более правильной радиальной формы «наждачку» лучше закрепить на чем нибудь, такого же радиуса. Окинув взглядом мастерскую, на глаза мне попался кусок трубы 50 Мм… Он и послужил для закрепления «наждачки».

При шлифовании, не смотря на то, что я делал это на улице летело очень много пыли. Чтоб не дышать всем этим делом, используйте респиратор.

После шлифовки, готовое приспособление смазываем маслом, я не парился и смазал подсолнечным.

ps. раскрывать трубу следует, поочередно нагревая ее край феонм и стягивая гайками центральную шпильку.

Видео сборки

Расчет акустического фазоинвертора

Предлагаемые методы расчета фазоинвертора основан на простейших измерениях, проводимых с вполне определенным экземпляром громкоговорителя, устанавливаемым в акустический фазоинвертор и на номографическом определении размеров последнего. А также варианты расчета фазоинвертора с использованием технических параметров динамиков от производителя.

Что такое Фазоинвертор?

И как у всякого резонатора у него есть резонанс, весьма выраженный, с высокой добротностью и крутыми склонами. Так, что в корпусе саба у нас два резонатора: активный (динамик) и пассивный (фазоинвертор). Оба они влияют друг на друга через упругую среду (воздух).

Назначение ФИ — уменьшение нижней рабочей частоты сабвуфера, добавить низких частот.

Какой должна быть частота резонанса фазоинвертора?

Частота резонанса фазоинвертора (в общем случае) должна быть на 1/3 (на 33 %) ниже, частоты резонанса того же динамика в том же ящике при закрытом отверстии фазоинвертора.

Пример:
Fрез. динамика в ЗЯ = 60 Гц.
60 х 0,33 = 20гц.
60-20 = 40 Гц.

Читайте также  Как запаять латунь?

Расчётная резонансная частота ФИ в данном примере должна быть 40 Гц.

Для этой частоты, а считаю далее диаметр и длина фазоинвертора под объём данного ящика. А теперь рассмотрим более научные варианты расчета фазоинвертора.

Вариант №1. Простой вариант расчета размеров фазоинвертора

Это вариант подойдет для ленивых. Нам надо знать частоту настройки фазоинвертора для данного динамика. Его часто указывают производители динамиков в технических характеристиках, например на упаковке.

  • F — частота настройки ФИ;
  • C — скорость звука;
  • п — число = 3,14…;
  • S — площадь отверстия;
  • L — эффективная длина трубы (длина трубы плюс процентов 5);
  • V — объем корпуса.

Везде метры и герцы.

Соответственно отношение площади отверстия к длине фазоинвертора:

то есть при увеличении площади отверстия вдвое (два порта) — вдвое растет длина каждого из фазоинвертора. Делать узкий фазоинвертор чтобы уменьшить длину трубы нецелесообразно — возрастает скорость потока в нем (там должно быть не более 5% от скорости звука! я ошибся по памяти)

Одновременно сделать очень широкий и длинный фазоинвертор также не имеет смысла — его длина не должна быть больше длины волны на частоте резонанса, чтобы не было стоячих волн, но вообще-то это несколько метров получается, так что тут ошибиться трудно.

Вариант №2

В первую очередь, руководствуясь рис. 1 и таблицей, необходимо изготовить «стандартный объем» — герметичный фанерный ящик, все стыки которого во избежание утечек воздуха тщательно подогнаны, проклеены и промазаны пластилином.


рис. 1

Диаметр диффузора
громкоговорителя, мм
Размеры, мм
А В С
200 255 220 170
250 360 220 220
300 360 220 270
375 510 220 335

Далее измеряют собственную частоту резонанса громкоговорителя, находящегося в свободном пространстве. Для этого его подвешивают в воздухе вдалеке от крупных предметов (мебели, стен, потолка). Схема измерений приведена на рис. 2.


рис. 2

Здесь ЗГ — градуированный звуковой генератор, V — ламповый вольтметр переменного тока и R — резистор сопротивлением 100–1000 ом (при больших значениях сопротивления измерение оказывается более точным).

Вращая ручку настройки частоты звукового генератора в пределах от 15-20 до 200-250 гц, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра. Частота, при которой отклонение максимально и является резонансной частотой громкоговорителя в свободном пространстве Fв.

Следующий этап — определение резонансной частоты громкоговорителя Fв при его работе на «стандартный объем». Для этого громкоговоритель кладут диффузором на отверстие «стандартного объема» и слегка прижимают, во избежание утечек воздуха в месте стыка поверхностей. Метод определения частоты резонанса прежний, но в этом случае она будет в 2–4 раза выше.


рис. 3
рис. 4

Зная эти две частоты, с помощью номограмм находят размеры фазоинвертора. В зависимости от диаметра диффузора громкоговорителя выбирают номограмму, приведенную на рис. 3 (для диаметра ,200 мм), на рис. 4 (для диаметра 250 и 300 мм) или на рис. 5 (для диаметра 375 мм). По выбранной номограмме определяют объем фазоинвертора, для чего соединяют прямой линией точки, соответствующие найденным частотам, на осях «Резонансная частота»


рис. 5

Fв (см. рис. 4 точка А) и «Резонансная частота» Fя (точка В). Отмечают точку пересечения С с вспомогательной осью и отсюда ведут вторую прямую линию через точку D до оси «оптимальный объем». Значение, соответствующее новой точке пересечения Е, и является искомым объемом.

Если нет каких-либо особых соображений для конструирования ящика специальной конфигурации, то расчет внутренних размеров его при заданной объеме может быть сделан по номограмме, показанной на рис. 6. Ширина фазоинвертора будет равна 1,4 высоты, а высота — 1,4 глубины. Пользование номограммой не представляет трудностей: проводят прямую линию между крайними осями, на которых нанесены величины объемов. Точки пересечения прямой с осями А, В, С определят ширину, высоту и глубину ящика. Диаметр выреза для громкоговорителя берется равным размеру С, указанному в таблице.


рис. 6

Далее, задавшись диаметром туннеля, необходимо определить его длину и проверить вмещается ли он в ящик фазоинвертора. Длину туннеля находят из графиков, приведенных на рис. 7, для трех внутренних диаметров: графики А — для диаметра 50 мм, В — для диаметра 75 мм и В — для диаметра 120 мм. Выбрав соответствующие графики, по частоте Fв и объему фазоинвертора, определенным ранее, находят длину туннеля (пример на рис. 7,В). Она должна быть на 35–40 мм меньше внутренней глубины ящика. Если этого не получается, можно нисколько изменить конфигурацию ящика, сохранив его объем, или взять Другой диаметр туннеля.


рис. 8

Фазоинвертор изготавливают из фанеры толщиной около 30 мм. Если нет такой толстой фанеры, то для повышения жесткости нужно приклеить внутри ящика по диагонали или крестообразно бруски размером 25×75 мм. Ящик собирают на винтах и клее и все швы герметизируют. Заднюю стенку рекомендуется крепить шурупами (по пять штук на одну сторону) с фетровой прокладкой. Туннель делают из толстостенной картонной трубки.

Изготовив фазоинвертор и установив в него громкоговоритель, приступают к его демпфированию. Для этого громкоговоритель рекомендуется полностью закрыть с задней стороны слоем стекловаты толщиной 25–50 мм, прикрепляя ее к доске вокруг диффузородержателя с помощью кольца, привинченного шурупами или винтами.


рис. 8

Достаточность демпфирования проверяется с помощью схемы, приведенной на рис. 8. Сопротивление резистора Я берется около 0,5 ом. Если же известен коэффициент демпфирования К усилителя, с которым будет работать агрегат, и сопротивление звуковой катушки громкоговорителя переменному току r, то его можно определять из формулы R=r/K ом.

Переводи переключатель из одного положения в другое, прислушиваются к щелчку в громкоговорителе. Если он вполне отчетлив я нет «бубнения» или «звона», значит демпфирование достаточно. Окончательное решение принимают после прослушивания оркестровой музыки с хорошо выраженными басами и верхними котами.

Вариант №3. Расчет размера фазоинвертора по номограмме

В области низких частот работа громкоговорителя не зависит от формы ящика или типа фазоинвертора, а определяется лишь двумя параметрами акустического оформления — объемом ящика-фазоинвертора V и частотой его настройки Fb. К нахождению этих величин и сводится в основном расчет акустического оформления.

Для того чтобы уяснить методику расчета громкоговорителей с помощью номограммы, рассмотрим несколько примеров.

Пример 1.Рассчитать оптимальное акустическое оформление для известной низкочастотной головки. Допустим, что с помощью измерений параметры головки определены: Qa=3,2, Qe=0,33, Vas=0,120м 3 , fs=40 Гц. При работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением (Rg=0) Qt головки составит 0,3. Отметим на оси абсцисс точку Qt=0,3, проведем через нее перпендикулярную оси прямую и найдем ординаты точек пересечения прямой с кривыми в верхней и нижней частях номограммы: Vas/V=3, fb/fs=1,25, f3/fs=1,47. Подставляя в полученные отношения измеренные значения параметров головки Vas=0,120м3, fs=40 Гц, находим: V=0,04 м 3 , fb=50 Гц, f3=59 Гц. Таким образом, если не принимать мер к дополнительному регулированию Qt, для получения гладкой частотной характеристики громкоговорителя заданную головку достаточно поместить в ящик-фазоинвертор объемом 0,04 м 3 и настроить его на частоту 50 Гц. Частота среза громкоговорителя при этом окажется равной 59 Гц.

Пример 2.Для той же исходной головки с Qa=3,2, Qe=0,33, Vas=0,120м 3 , fs=40 Гц требуется так рассчитать параметры ящика-фазоинвертора, чтобы частота среза громкоговорителя оказалась равной 35 Гц. При оговоренной частоте среза расчет начинается с определения f3/fs. В рассматриваемом случае f3/fs=0,875. Далее через точку с ординатой 0,875 на кривой f3/fs проводится прямая, перпендикулярная оси абсцисс, и определяются координаты точек пересечения ее с кривыми Vas/V и fb/fs , т. е. Qt=0,415, Vas/V=1.05, fb/fs =0.93. Подставляя в полученные отношения значения параметров головки Vas=0,12м 3 , fs=40 Гц, находим V=0,114 м 3 , fb=37 Гц. Следовательно, для того чтобы получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя с частотой среза f3=35 Гц, объем ящика-фазоинвертора должен составлять 0,114 м 3 , а частота настройки — 37 Гц. Кроме того, поскольку требуемое значение общего Q головки отличается от измеренного (при работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением Qt=0.3), для достижения желаемой формы частотной характеристики потребуется дополнительное регулирование этого параметра.

Пример 3.Дана низкочастотная головка (Qa=3,2, Qe=0,33, Vas=0,12м 3 , fs=40 Гц) и задан объем акустического оформления 19 V=0,06 м 3 . Требуется рассчитать громкоговоритель, обладающий гладкой частотной характеристикой. Определим отношение Vas/V =2. Через точку с ординатой 2 на кривой Vas/V проведем прямую, перпендикулярную оси абсцисс, и найдем координаты точек пересечения ее с кривыми fb/fs и f3/fs : Qt=0,345; fb/fs=1,1; f3/fs=1,2. Подставляя в последние отношения значения параметров головки, находим fb=44 Гц, f3=48 Гц. Таким образом, чтобы с данной головкой и в ящике оговоренных размеров получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя, потребуется настроить ящик-фазоинвертор на частоту fb=44 Гц и с помощью средств регулирования довести общее Q головки до значения 0,345.

Читайте также  Ручное устройство для очистки труб

Калькуляторы фазоинвертора онлайн

В калькуляторе фазоинвертора Параметры набирать через точку, ноль перед точкой вводить не обязательно.

Расчёт и настройка фазоинвертора акустической системы

Как правильно спроектировать фазоинвертор? Какой должна быть частота резонанса фазоинвертора? Какими должны быть длина и диаметр? Онлайн калькулятор размеров тоннеля фазоинвертора.

Фазоинвертор (с точки зрения акустики) – это порт (труба, щель и т. д.) в корпусе акустической системы, обеспечивающий расширение воспроизводимого НЧ – диапазона за счёт резонанса этого порта на частоте более низкой, чем резонансная частота динамика.
Использование фазоинверторного типа даёт возможность не только расширить нижний частотный диапазон закрытого ящика, но и повысить коэффициент полезного действия. Тоннель фазоинвертора может выполняться различной формы и размещаться – на любой поверхности колонки.
При разработке акустической системы крайне важно правильно выполнить расчёт фазоинверторного короба, так как от этого зависит не только диапазон воспроизводимых частот, но и качество всего звука в целом.

Давайте индифферентно отнесёмся к многообразию теоретических аспектов, описывающих физику процессов в данном типе акустики, а сразу ответим на вопрос: «А почему, собственно?». Такой вопрос может возникнуть у энтузиаста, который рассчитал размеры фазоинвертора по известной формуле из умной книжки и убедился в её несостоятельности в процессе неудачного практического опыта!

Напрягаться сильно не придётся, потому как синьор Жан-Пьеро Матараццо (авторитетный специалист в области профессиональной акустики) уже помог нам разобраться в этом актуальном вопросе.
Вот что уважаемый итальянский специалист-акустик написал в статье «Теория и практика фазоинвертора»:

Рис.1 Конструкции фазоинверторов с тоннелем в виде трубы

Одним из наиболее часто встречающихся пожеланий в электронной почте автора является – привести «магическую формулу», по которой читатель ACS мог бы сам рассчитать фазоинвертор. Это, в принципе, нетрудно. Фазоинвертор представляет собой один из случаев реализации устройства под названием «резонатор Гельмгольца» (Рис.1 а). Частоту настройки резонатора Гельмгольца (или фазоинвертора, что одно и то же) можно рассчитать по формуле:

где: Fb – частота настройки (Гц), с – скорость звука (344 м/с), S – площадь сечения тоннеля (кв. м), L – длина тоннеля (м), V – объем ящика (куб. м), π = 3,14.

Эта формула действительно магическая, в том смысле, что настройка фазоинвертора не зависит от параметров динамика, который будет в него установлен. Объём ящика и размеры тоннеля частоту настройки определяют раз и навсегда. Всё, казалось бы, дело сделано.
Приступаем.
Пусть у нас есть ящик объёмом 50 л. Мы хотим превратить его в корпус фазоинвертора с настройкой на 50 Гц. Диаметр тоннеля решили сделать 8 см. По только что приведённой формуле частота настройки 50 Гц получится, если длина тоннеля будет равна 12,05 см. Аккуратно изготавливаем все детали, собираем их в конструкцию, как на Рис.1 б), и для проверки измеряем реально получившуюся резонансную частоту фазоинвертора.
И видим, к своему удивлению, что она равна не 50 Гц, как полагалось бы по формуле, а 41 Гц. В чем дело и где мы ошиблись? Да нигде. Наш свежепостроенный фазоинвертор оказался бы настроен на частоту, близкую к полученной по формуле Гельмгольца, если бы он был сделан, как показано на Рис.1 в). Этот случай ближе всего к идеальной модели, которую описывает формула: здесь оба конца тоннеля «висят в воздухе», относительно далеко от каких-либо преград. В нашей конструкции один из концов тоннеля приближается к стенке ящика. Для воздуха, колеблющегося в тоннеле, это небезразлично, из-за влияния «фланца» на конце тоннеля происходит как бы его виртуальное удлинение. Фазоинвертор окажется настроенным так, как если бы длина тоннеля была равна 18 см, а не 12, как на самом деле.

Казалось бы, если тоннель полностью разместить снаружи ящика, Рис1.а) – справа, у нас получается резонатор Гельмгольца в чистом виде. Однако на практике и тут существует эмпирическая зависимость «виртуального удлинения» тоннеля в зависимости от его размеров.
Для круглого тоннеля, один срез которого расположен достаточно далеко от стенок ящика (или других препятствий), а другой находится в плоскости стенки, это удлинение приблизительно равно 0,85D.

Теперь, если подставить в формулу Гельмгольца все константы, ввести поправку на «виртуальное удлинение», а все размеры выразить в привычных единицах, окончательная формула для длины тоннеля диаметром D, обеспечивающего настройку ящика объёмом V на частоту Fb, будет выглядеть так:

Здесь частота Fb – в герцах, объем V – в литрах, а длина L и диаметр D тоннеля – в миллиметрах, как нам привычнее.

Геометрические размеры тоннеля имеют свои ограничения. Великий исследователь акустических систем Р. Смолл показал, что минимальное сечение тоннеля зависит от диаметра динамика, наибольшего хода его диффузора и частоты настройки фазоинвертора. Смолл предложил совершенно эмпирическую, но безотказно работающую формулу для вычисления минимального размера тоннеля:

Формулу свою Смолл вывел в привычных для него единицах, так что диаметр динамика Ds, максимальный ход диффузора Xmax и минимальный диаметр тоннеля Dmin выражаются в дюймах. Частота настройки фазоинвертора – как обычно, в герцах.

Очень часто оказывается, что, если правильно выбрать диаметр тоннеля, он выходит невероятно длинным. А если уменьшить диаметр, появляется шанс, что уже на средней мощности тоннель «засвистит». Помимо собственно струйных шумов, тоннели небольшого диаметра обладают ещё и склонностью к так называемым «органным резонансам», частота которых намного выше частоты настройки фазоинвертора и которые возбуждаются в тоннеле турбулентностями при больших скоростях потока.
Когда расчётная длина тоннеля получается такой, что он почти помещается в корпусе и требуется лишь незначительно сократить его длину при той же настройке и площади сечения, я рекомендую вместо круглого использовать щелевой тоннель аналогичной площади, причём размещать его не посреди передней стенки корпуса, как на Рис.2 а), а вплотную в одной из боковых стенок, как на Рис.2 б).


Рис.2 Конструкции фазоинверторов с щелевыми тоннелями

Тогда на конце тоннеля, находящемся внутри ящика, будет сказываться эффект «виртуального удлинения» из-за находящейся рядом с ним стенки. Опыты показывают, что при неизменной площади сечения и частоте настройки тоннель, показанный на Рис.2 б), получается примерно на 15% короче, чем при конструкции, как на Рис.2 а).
Щелевой фазоинвертор, в принципе, менее склонен к органным резонансам, чем круглый, но, чтобы обезопасить себя ещё больше, я рекомендую устанавливать внутри тоннеля звукопоглощающие элементы, в виде узких полосок фетра, наклеенных на внутреннюю поверхность тоннеля в районе трети его длины.

Дальнейшего снижения длины тоннеля можно добиться использованием фазоинверторов конической, экспоненциальной форм, а также формы в виде песочных часов. Поскольку подобные технологии конструктивно сложны и не нашли широкого распространения в радиолюбительской практике, то и рассматривать их в рамках данной статьи мы не станем. А лучше сдобрим пройденный материал парой онлайн считалок, позволяющих рассчитать трубчатые и щелевые фазоинверторы без излишнего напряга, калькулятора и деревянных счёт.

Но сначала зададимся резонным вопросом: а на какую резонансную частоту следует настраивать фазоинвертор?
Ответ очень прост – на оптимальную частоту. Если частота резонанса фазоинвертора будет выше оптимальной, т. е. она будет находиться близко к резонансной частоте динамика в закрытом ящике, то мы получим на АЧХ выпячивающий горб, вследствие чего звучание будет бочкообразным.
Если частоту выбрать чересчур низкой, то подъём НЧ уровня не будет чувствоваться, т. к. на этой частое отдача динамика окажется слишком слабой и усиливать окажется нечего.
Таким образом – частоту резонанса фазоинвертора следует выбрать немногим ниже частоты резонанса динамика в закрытом ящике, т. е. в той области, где у динамика происходит некоторый спад звукового давления. Этот спад компенсируется подъёмом фазоинвертора, что, в конечном итоге, приведёт к расширению нижней границы воспроизводимых частот.

В большинстве реальных конструкций – частота резонанса фазоинвертора составляет 0,61. 0,65 от частоты резонанса динамика в закрытом ящике.

А как легко и просто можно узнать частоту резонанса громкоговорителя в закрытом ящике – мы с вами подробно обсудили на этой странице . Итак:

КАЛЬКУЛЯТОР РАСЧЁТА ДИАМЕТРА И ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЯ ТОННЕЛЯ ФАЗОИНВЕРТОРА

Диаметр тоннеля – величина, имеющая практический смысл только для фазоинверторов круглого сечения Площадь сечения – характеризует как трубчатые, так и щелевые фазоинверторы.

Рассчитаем длину тоннеля фазоинвертора по объёму ящика, резонансной частоте фазоинвертора и диаметру/ площади сечения тоннеля:

Читайте также  Металлопластик пресс фитинги для отопления

РАСЧЁТ ДЛИНЫ ТОННЕЛЯ ФАЗОИНВЕРТОРА

Посчитанная длина тоннеля верна как для цилиндрических фазоинверторов, так и для щелевых фазоинверторов, находящихся на значительном расстоянии от стенки. Если щелевой фазоинвертор расположен вплотную к одной из стенок, как на Рис.2 б), то его длину следует укоротить на 15%.

Раскрыв трубы для фазоинвертора

«Фазоинвертор» (он же «раскрыв, фланец») — элемент порта, используемый для улучшения его аэродинамических свойств.

Что даёт труба с раскрывом?
Фланцы позволяют обходиться меньшей площадью и длиной порта, таким образом экономя полезное пространство. Устраняют образование призвуков при работе порта, таких как гул и свист.

Как работает фазоинвертор?
При высоких скоростях воздушного потока на концах порта образуются турбулентные завихрения, которые препятствуют нормальному функционированию порта.
Раскрывы служат для того, чтобы уменьшить влияние таких завихрений или исключить их образование вовсе.
Чем меньше площадь порта, тем выше скорость потока в нем, тем больше фланцы влияют на эффективность работы порта.

Что важно?
Как правильная форма фланцев положительно влияет на эффективность порта, так же неправильная форма окажет негативное влияние и только все ухудшит. Вот почему в изготовлении фланцев так важен профиль раскрыва.
Так же, отсутствие препятствий или преград, изменяющих форму потока.

Как правильно посчитать профиль?
Размеры фланцев зависимы от диаметра порта.
D раскрыва = Dтрубы х 1.73(3)
H раскрыва = Dтрубы х 0.5
Форма раскрыва — эллиптическая.

Я применяю этот метод расчета для портов любого диаметра, например для 110, 160, 200 mm.

Как изготовить?
Большинство пользователей покупает готовые изделия у меня, что правильно и делает экономя время и нервы.
Это, самый простой способ получить желаемое и качественное.
Второй вариант по трудозатратам — рассчитать и сделать матрицу. Закупить нормальный материал, найти токаря а после чего используя промышленный фен, придать форму трубе с помощью болванки, шпильки и некоторых других элементов.
У тебя все получится — если же конечно ты не рукожоп.
Третий и самый трудозатратный способ, но подходящий для штучного изготовления — набрать нужную толщину фанерой и вывести форму шпатлевкой.
Для изготовления болванки подходит три самых доступных вариантов: мдф, фанера, дерево.
Изготовление происходит таким образом:
Склейка дерева и выточка по расчету.
Нарезка кругов мдф или фанеры в количестве 10 штук, толщиной материала не меньше 15 mm, затем склейка и выточка по правильному чертежу.

Поле для экспериментов?
Эксперименты с разными вариантами профиля имеют место быть только в частных случаях, когда требуется что-то другое, кроме правильной работы порта. Например, изменение настройки или особенная форма воздушного потока… Для обычных условий и для обычных нужд представлен оптимальный вариант.

Корпус для сабвуфера — фазоинвертор (ФИ)

В рамках обсуждения выбора сабвуфера рассмотрим такой корпус как фазоинвертор.

Фазоинвертор, в отличии от закрытого ящика, имеет порт с помощью которого разворачивает фазу сигнала тыльной стороны динамика таким образом увеличивая КПД в 2 раза.

Принцип работы фазоинвертора

Для какой музыки подходит фазоинвертор

Фазоинвертор отличается мощным и объемным басом, а АЧХ в районе частоты настройки имеет горб (значительное повышение громкости звучания).

Пример АЧХ фазоинвертора

По этому ФИ подходит для музыки, в которой много не быстрого баса, где низкие частоты это основа композиций. Выбирайте фазоинвертор если вам нравятся дабстэп, трипхоп, прочая медленная электронщина, рэп, R&B и т.п.

Примечание: настройка фазоинвертора это частота, на которую приходится пик АЧХ, регулируется изменением длины и площади порта, а так же отношением объема порта к объему корпуса.

Какой динамик подходит для фазоинвертора

Чтобы выбрать сабвуфер для фазоинвертора нужно отталкиваться от параметров Тиля — Смолла (Fs, Qts, Vas). Обычно эти данные есть в документах, но если у вас их нет, то параметры найдутся в интернете.

Для того, что бы понять подходит ли динамик для ФИ проведите не хитрые расчеты. Поделите значение Fs на значение Qts и если ответ получится от 60 и до 100, то такой саб будет оптимальным для фазоинвертора.

К примеру — у динамика SUNDOWN AUDIO E-12 V3 Fs = 32.4 Гц, а Qts = 0.37.

Fs / Qts = 32.4 / 0.37 = 87,6 — такой сабвуфер вполне подходит для ФИ.

Если значение для вашего динамика выходит за пределы диапазона 60-100 возможно стоит подыскать ему другое оформление с помощью этой очень полезной таблички. Обратите внимание на то, что приведенная таблица не запрещает использовать для динамиков корпусы, не соответствующие значению Fs / Qts. Она показывает варианты, которые точно будут хорошо работать.

Виды фазоинверторов

Порт фазоинвертора — основной элемент корпуса, он может быть круглым (труба) или прямоугольным (щель).

Круглый порт (труба)

Нельзя однозначно сказать какой из этих портов лучше. Делают то, что удобнее или то, что больше нравится. Единственный момент, что в спорте (соревнования по звуковому давлению) чаще используются трубы, так как с их применением проще меняется настройка фазоинвертора, за счет изменения длины порта.

Отдельно стоит отметить такой тип, как пассивный излучатель. Пассивный излучатель (корректней — пассивный отражатель) есть тот же фазоинвертор и принцип его работы тот же. Применяется в тех случаях, когда желаемый порт для ФИ не устраивает по габаритам. В пассивном излучателе вместо порта используется динамик без магнитной системы.

Принцип работы пассивного излучателя

Достоинства и недостатки ФИ

Плюсы:

  • Высокий КПД (грубо — в 2 раза громче ЗЯ);
  • Может дать много громкого баса;
  • Можно настроить для своих музыкальных предпочтений.

Минусы:

  • Большие габариты (по сравнению с ЗЯ);
  • Относительная сложность расчета.

Особенности

Материалы

Требования к материалам и сборке стандартны. Фазоинверторный короб должен быть крепким, герметичным и не давать вибраций. Материал — фанера или МДФ от 18 мм. и толще.

Обратите внимание на то, что все каналы ввода проводов, клеммники и т.п. должны быть надежно загерметизированы, внутренние перегородки (стенки порта) не должны иметь щелей.

Скругления порта фазоинвертора

Если щелевой порт длинный и имеет повороты, то в углах могут возникать застойные зоны, для избежания этого изгибы сглаживаются — в результате повышается КПД, так как снижается сопротивление движению воздуха. На слух определить улучшение качества довольно сложно, но для борьбы за высокий результат в звуковом давлении это решение работает.

Варианты сглаживая портов

Концы портов могут раскрываться, на выходе это может устранить паразитные шумы от трения воздуха, но такая проблема встречается не часто. Также за счет раскрывов на обоих концах понижается настройка порта (фазоинвертора), либо уменьшается его длина. То есть для одной и той же настройки порт с с расширениями на концах будет короче прямого и займет меньше объема.

Расширение щелевого порта

Практическое видео по раскатке трубы для порта:

Стоит понимать, что подбор правильной геометрии расширения (раскрыва) — отдельная задача при расчете корпуса фазоинвертора.

Выводы

Если вам нужно акцентировать звучание вашей системы на низких частотах, то фазоинвертор прекрасно подойдет для этого.

ФИ — хороший выбор для жирного баса и громкого повседенева.


Читать еще:

Всем привет.
После покупки сабвуфера и усилителя, поездив понял что короб гaвнo (купил уже с коробом), посоветовался со знакомым SPL’щиком решили что надо делать фазоинвертор на 160 мм с рскрывами. Трубу думаю ладно подгонит отец, работает в ЖКХ, а вот раскрывы или покупать по 250 р. шт. или самому делать — второй вариант намного интереснее))
Начал потихоньку собирать комплектующие.
Трубу привез отец, дело было за феном. Давно хотел себе приобрести строительный фен, штука нужная и многофункциональная. Присмотрел в в LEROY MERLIN Фен интерскол фэ-2000 с кейсом и набором насадок за 1600 хороший вариант, глянул не все инструменты там 2040 р. Съездил купил)
Побаловался, и приступил изготовлению балванки.
Спиленные бревна лежали метром 80 от дома (остались от учений МЧС, мы спросили про них сказали не нужны мы их стаскали поближе на патриоте отца ) нашли подходящее по диаметру размотали все удлинители что были и отпилили электропилой.

Далее начали потихоньку формовать болванку, с начало топором, потом делали запилы сабельной пилой под начало и конец скругления и потом опять все срубали топором.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: