Фазоинвертор с двумя трубами

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.

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.

Калькуляторы фазоинвертора онлайн

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

Изготовление двух портов для фазоинвертора

#1 OFFLINE Fusion_79

    • Откуда: Омск,Россия
  • житель Блюза
  • 4 сообщений
  • Регистрация: 29.02.2008
  • #2 OFFLINE Fusion_79

    • Откуда: Омск,Россия
  • житель Блюза
  • 4 сообщений
  • Регистрация: 29.02.2008
  • Здравствуйте всем!Подскажите ответ на такой вопрос-есть саб Fusion EN-12ES,в журнале АЗ к нему дается рекомендация по фазику-54 литра,порт 8 см на 25 см,а если я хочу два порта?(так по дизайну,да с внутренней подсветкой лучше выглядеть будет)Это достаточно разделить рекомендованный размер на два или не все так просто?Буду благодарен за любую помощь? Р.S. 2-х компонентный фронт Fusion FJL-65,какие отзывы?годится ли для клуба и рэпа?

    Неужели ни кто не подскажет? ну не понимаю я в этом,а охота хоть чуть-чуть понимать? вы же тоже не родились с этими знаниями в голове

    Читайте также  Хомуты для соединения трубы 110

    #3 OFFLINE bUKA

    • Откуда: Санкт-Петербург
  • житель Блюза
  • 3 836 сообщений
  • Регистрация: 13.07.2005
  • Неужели ни кто не подскажет? ну не понимаю я в этом,а охота хоть чуть-чуть понимать? вы же тоже не родились с этими знаниями в голове

    #4 OFFLINE subsonic

    • Откуда: Москва
  • житель Блюза
  • 124 сообщений
  • Регистрация: 25.11.2007
  • Здравствуйте всем!Подскажите ответ на такой вопрос-есть саб Fusion EN-12ES,в журнале АЗ к нему дается рекомендация по фазику-54 литра,порт 8 см на 25 см,а если я хочу два порта?(так по дизайну,да с внутренней подсветкой лучше выглядеть будет)Это достаточно разделить рекомендованный размер на два или не все так просто?Буду благодарен за любую помощь? Р.S. 2-х компонентный фронт Fusion FJL-65,какие отзывы?годится ли для клуба и рэпа?

    #5 OFFLINE Fusion_79

    • Откуда: Омск,Россия
  • житель Блюза
  • 4 сообщений
  • Регистрация: 29.02.2008
  • Два таких просто могут не поместиться, длина труб сильно увеличится, при той же настроике ФИ , хотя во всём остальном лучше будет!

    #6 OFFLINE Владимир

    • Откуда: СПб
  • житель Блюза
  • 1 450 сообщений
  • Регистрация: 18.09.2007
  • Там в АЗ настройка на 30 гц,труба для этого нужна 8 см на 25 см.Ящик я собрал,ребра жесткости сделал,вибропластом проклеил,трубу вставил,но смотришь на него и несмотриться он как-то с одним портом если что в ящик без проблем поместиться еще одна труба таких же размеров,но как я понимаю(хотя наверное ошибаюсь)настройка фазика зависит от объема трубы?или это не так?и если из этой трубы 8 см на 25 см сделать две по 8см на 12,5см теоретически объем будет равный?или как?

    #7 OFFLINE AE

    • Откуда: msk
  • житель Блюза
  • 223 сообщений
  • Регистрация: 02.08.2005
  • и если из этой трубы 8 см на 25 см сделать две по 8см на 12,5см теоретически объем будет равный?или как?

    #8 OFFLINE Fusion_79

    • Откуда: Омск,Россия
  • житель Блюза
  • 4 сообщений
  • Регистрация: 29.02.2008
  • вопервых, при расчете объема ящика нужно учитывать, что объем порта фазоинвертора нужно прибавлять к рассчитанному объему ящика
    в твоем случае поставить второй порт такого же диаметра не получится, так как суммарная их площадь увеличиться, так что прийдется увеличивать и длину каждого порта
    в твоем случае я бы сделал так: посчитал площадь поперечного сечения имеющегося порта и изготовил два порта равной площади, чтобы в сумме их площадь равнялась той, что была изначально, тогда длину порта не нужно изменять
    а вообще все просто промоделировать в JBL-Speakershop’e

    #9 OFFLINE igorvolikov

    • Откуда: Киев, Украина
  • житель Блюза
  • 3 730 сообщений
  • Регистрация: 13.04.2006
  • Здравствуйте всем!Подскажите ответ на такой вопрос-есть саб Fusion EN-12ES,в журнале АЗ к нему дается рекомендация по фазику-54 литра,порт 8 см на 25 см,а если я хочу два порта?(так по дизайну,да с внутренней подсветкой лучше выглядеть будет)Это достаточно разделить рекомендованный размер на два или не все так просто?Буду благодарен за любую помощь? Р.S. 2-х компонентный фронт Fusion FJL-65,какие отзывы?годится ли для клуба и рэпа?

    8 см для 12″ — неправильно. АЗ кстати грешит этим часто. Если сабу нужен нормальный длинный порт, они пишут 8 а иногда и 7 см, чтобы длину сократить. Н парктике может получится пердеж.

    Если конкретно по вопросу, то один порт 8см в диаметре и 25 см длиной можно заменить на два порта диаметром 5,6 см каждый при той же длине 25см каждый.

    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.

    Читайте также  Технология изготовления водогазопроводных труб

    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:

    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%.

    Будет ли колонка с двумя небольшими фазоинверторами басить так же, как и колонка с одним большим?

    Здравствуйте, подскажите, теоретически даже не могу найти информацию.

    Есть у нас колонка A с двумя фазоинверторами (10 мм) и колонка B с одни (15 мм)

    Колонка A басит сильно, затыкаем один фазоинвертор — получаем нормальный результат.

    Если у колонки B не затыкать фазонинвертор, будет она басить так же сильно, как колонка с двумя открытыми фазоинверторами или как с одним открытым?

    Или это все зависит от частоты настройки фазоинвертора?

    Ответы

    У фазоинвертора есть частота настройки. А так же такой параметр как площадь. Если эти параметры совпадают — то ответ очевиден. Но вот головки то в разной акустике — разные, скорее всего.

    Что будет если Герцы совпадут с квадратными метрами .

    Если их параметры совпадут, гул будет мама не горюй?

    Вам подойдёт калькулятор по Эфрусси, для двух фазиков k = 2, для одного, это надо запомнить, k = 1

    Да гонит этот ваш Эфрусси, подижто и не знал, лошара, что звуковая волна от обратной стороны динамика проходит через фазоинвертор и складывается с излучением лицевой стороны®️

    тут еще нужно помнить что 2 фазонвертера дают еще одну секретную возможность. их можно настроить на разные частоты. а тогда это уже выравниватель ачх. а все остальное зависит о расчетных параметров. можно хоть 5 или 10 приделать главное все расчитать.

    Вы просто меняете общую добротность настройки. Смысла в этом практически нет. Всё это можно сделать одним.

    тут какое дело. я ниже написал коммент где агрументирую почему это не так. а сейчас напишу дополнение почему резонанс возникает который выправлять надо. суть в том что задача сделать как можно меньший размер колонки. и тогда приходится делать корпус который меньше чем нужен для полноценного фи. в результате вылезает лишний пик. и вот его вторым фазиком и корректируют.

    конечно более простой подход при этом тоже возможен. просто ставить 2 а то и 3 дырки для красоты. но на крупнотиражках это лишний технологический процесс который должен быть оправдан. чистый декор там не пройдет.

    нет, в колебательной системе АС, если ее перенести на классический школьный опыт с пружиной и грузом, пружина это воздух в корпусе, а грузик воздух в фазоинверторе. Если вы повесите несколько грузиков на одну пружину это будет просто груз суммарной массы. Другое дело их можно по-разному затыкать.

    Систему с выравниванием зоны работы ФИ строят по-другому. Это должен быть щелевой ФИ с экспоненциально расширяющимся портом выхода. Тогда можно «растянуть зону резонанса»

    Иногда для удаления внутренних резонансов АС делают внутри небольшие камеры с ФИ, они наоборот поглощают резонансы. Это решение пришло из архитектуры, так борются с резонансами внутри больших помещений.

    Чтобы растянуть зону работы фи,нужен да,или экспо порт,или же лабиринт,плюсом от них меньше гудения будет и не будет турбулентных призвуков,так как площади портов там уже не такие мелкие как в обычном фи.Автор еще упомянут про затыкание фи,как я понял одного из двух.Ответ топикстартеру,если это так,то вы затыканием одного порта из двух тупо снижаете настройку,как известно уменьшая площадь мы снижаем настройку и естественно добротность резонатора,то есть играть он будет уже ниже и при этом еще и тише.

    Уважаемый, спасибо большое за ответ

    Сейчас проблем со звуком нет, даже на моей бюджетной акустику, боюсь представить, как отыграют Dali Oberon 5. Но хотел расширить немного знания

    у всех этих ухищрений одна задача. уменьшить размеры колонки. финальная цель получить полноценный бас из спичечного коробка. с наушниками уже так получилось а вот с громкоговорителями еще все в процессе. пока что по моим наблюдениям за блютус колонками лидирует в этом плане пассивный отражатель расположенный сзади динамика на его оси. ну и динамик при этом особой подвижности. никак не прикуплю такие для экспериментов. он в 3 раза меньше классических широкополосников при таком же уровне отдачи по басу.

    ФИ это как раз не самый эффективный способ уменьшения габаритов,зя самое компактное оформление,минус у него как известно только один,кпд его.

    но в случае если отдача по басу одинаковая какая колонка в размерах меньше будет? та что с дырочкой или та что без?

    хммм. запутали вы меня. :( все таки при одинаковом басе какая колонка больше ЗЯ или ФИ?

    дело в том что опыт с пружиной это сильно упрощенный пример работы фазоинвертера. явный пример управления басом это акустика фирмы Mission там бас имеет одну интересную специфику. он мощный но одновременно с этим имеет еще и противофазный выход который сразу после атаки гасит все переотраженки в помещении. в итоге бас наваливает но тут же отпускает а не гудит вязким облаком. как именно они это делают воспрос на несколько полотен. тут важна точка «захвата баса» от динамика. фазоинвертеры зачастую это трубы с изгибами а не прямые. а такие штуковины могут выхватывать и разные частоты и разные разные фазы.

    гораздо правильнее представлять моды в помещении. на разном удалении от динамика обитает резонанс разной частоты. расположение слушателя невзирая на его объемы и звукопоглощающие свойства при этом их геометрию не меняет. так вот и фазиками. каждый в своей моде стоит.

    противофазный выход который сразу после атаки гасит все переотраженки в помещении. в итоге бас наваливает но тут же отпускает а не гудит вязким облаком. как именно они это делают воспрос на несколько полотен. тут важна точка «захвата баса» от динамика. фазоинвертеры зачастую это трубы с изгибами а не прямые. а такие штуковины могут выхватывать и разные частоты и разные разные фазы.

    но звук то у них именно такой. он примерно такой же и у щита. так же бас наваливает и отпускает. воспринимается это как прозрачный мощный быстрый бас. но на самом деле этот бас формируется не просто за счет хороших характеристик динамиков а и за счет того что эта конструкция заодно гасит реверберацию помещения.

    я там слово переотраженки применил а по факту забыл правильный термин.

    Иногда для удаления внутренних резонансов АС делают внутри небольшие камеры с ФИ, они наоборот поглощают резонансы. Э

    иногда и не внутри, в TQWT всяких

    А TQWT -это не внутри.ЛЮБУЮ акустику можно критиковать не за конструкцию,а за НЕПРАВИЛЬНУЮ реализацию данного изделия.ГРАМОТНО изготовленная акустика не зависимо от конструкции будет звучать,но должен быть индивидуальный технический подход и к помещению и к компонентам.

    Назовите мне динамики,которые вы хотите использовать.А они для фазика по параметрам подходят?Они новые или » размятые».А какая резонансная частота у акустики?Может она совпадает с резонансами в комнате и где и,как они установлены?Какие компоненты и т. д.Это необходимый минимум вопросов без ответа на которые вы не получите звук.

    Он всегда портит звук. Он нужен не любителям музыки, а производителям — чтобы цифры в спецификациях были красивыми.

    Я бы не стал высказываться,так категорично.А,то все фирмы перестанут выпускать фазоинверторы.Резонаторы с начала веков использовались и ни чего страшного.Я фазоинверторы на середину использую и настройку низкочастотникам делаю не на 30Гц, а на 40-75.Если ЛЮБУЮ акустику сконструировать коряво-она,так и звучать будет.

    Тот,кто не согласен и ставит минусы(хотя мне по барабану) обоснуйте в чем я не прав.»Он всегда портит звук».Да это безграмотный производитель и покупатель(который неправильно подбирает акустику) портит звук своим непониманием.Фазоинвертор это фильтр 3-го порядка и его нужно грамотно использовать не для красивых цифр,а подумать СВОЕЙ головой,как его применить.С нижней стороны можно обрезать,чтобы резонансы не совпадали с помещением или облегчить работу динамика.Нужно понимать для каких динамиков его применить и какую частоту настройки подобрать.Можно слушать классику с фазиком,а для рока прикрыть и получить закрытый ящик,нужно уметь манипулировать,а,то поставят акустику в угол,а потом жалуются,что гудит.ВСЯ ИМПОРТНАЯ АКУСТИКА не для наших 16 квадратов и нужно осторожно подходить к покупки.Некоторые среднечастотники на 3-5″ просто нуждаются в открытом звуке при помощи фазика.Некоторым вообще в голову не приходит,что частота настройки может быть 70-200Гц.А в эстрадной технике часто без фазоинвертора вообще не обойтись,а для концерта на улице.Где грамотные обоснования против?

    Только авторизованные пользователи могут отвечать на вопросы, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

    Читайте также  Ручная зачистка для полипропиленовых армированных труб

    Как лучше рассчитать фазоинвертор для акустической системы

    Любители хорошего акустического звучания знают, что его качество в первую очередь зависит от передачи низкочастотной составляющей звука. Использование фазоинвертора способно существенно увеличить уровень звукового давления при одной и той же подводимой мощности. Но всё это возможно лишь при правильном расчёте размеров фазоинверторного (ФИ) отверстия, выравнивающего гармонические колебания и обеспечивающего качественный звук.

    Виды акустических систем

    Звук — это колебание, имеющее механическую природу возникновения, распространяющееся под давлением вызванным источником излучения. Акустическая система, представляющая собой звуковую колонку, преобразует электрические сигналы в механические, воспринимаемые слухом человека. Частота этих колебаний лежит в границах от 20 гц до 20 КГц. Существуют различные виды акустических систем:

    1. Акустический лабиринт. Имеет вид лабиринта, выполненного в виде туннеля, находящегося в середине колонки. Его предназначение — усиливать низкие частоты за счёт множества изгибов. Внутренние стенки лабиринта покрываются демпфирующим покрытием, за счёт чего лабиринт не привносит в звук паразитные призвуки.
    2. Открытого типа. Представляет собой систему, в которой стенка, противоположная направлению излучения динамиков, не устанавливается. В таком типе исполнения невозможно получить хорошие низкие частоты из-за отсутствия компрессии, а средние и высокие звуки кажутся более открытыми и воздушными.
    3. Закрытого типа. Выполняется из полностью герметичного корпуса, создающего внутри замкнутый объём воздуха. Этот объём образует внутреннее давление, мешающее нормальному ходу диффузоров динамика. Такого рода колонки имеют большие габариты с накладкой на внутренние стенки — демпфера. Достоинством этой системы является чистота звука, в гамму которого не примешиваются нежеланные посторонние звуки.
    4. Изобарического типа. Отличается сложностью изготовления и дороговизной, но из-за конструктивных особенностей позволяет увеличивать мощность и глубину низкочастотной составляющей. В середине колонки располагаются два динамика, разделённые звуконепроницаемой перегородкой и направленные в одну сторону. Эти динамики подключаются параллельно друг другу и работают в фазе.
    5. Пассивная. Основное её предназначение — повысить эффективность воспроизведения низкочастотной составляющей звука за счёт использования пассивного излучателя. Этот излучатель располагается в глубине отверстия, выполненного в корпусе колонки и не обладает магнитной системой. При подаче сигнала диффузор излучателя движется не с помощью преобразования электрического сигнала, а под воздействием потока воздуха, вызванного установленным низкочастотным динамиком. Такая конструкция позволяет достичь глубокого баса, но может привнести гул в звук.
    6. С дипольным излучателем. Дипольного вида акустика воспроизводит звук в двух направлениях. Другое название такого типа — биполярный. По своему типу относится к открытому виду. Для получения приемлемых низких частот потребуется использование динамиков с большими размерами диффузоров.
    7. Контрапертурная. Редко используемая конструкция. Динамики в ней направляются в верхнюю или нижнюю сторону, и к ним подводится одинаковый сигнал. При столкновении звука, излучаемого динамиками, он изменяет своё направление, распространяясь радиально. К недостаткам такой системы относят возникновение реверберации, из-за чего «размывается» стереопанорама. Достоинства заключаются в появлении эффекта «растворения» звуковых колебаний в помещении.
    8. Фазоинверторная. Эта система изготавливается в виде классической колонки закрытого типа, но со специальным отверстием. В него устанавливается труба, уходящая вглубь ящика. Такой подход позволяет получить низкочастотный звук значительно ниже по частоте, чем возможности динамиков. Такая система очень востребована, так как позволяет в относительно небольших размерах корпуса воспроизвести глубокие басы, выдавая частоты, недостижимые простым применением динамиков.

    Использование фазоинверторного типа даёт возможность не только расширить нижний частотный диапазон, но и повысить коэффициент полезного действия. При этом частотный диапазон не изменится. Отверстие фазоинвертора выполняется разного вида и размеров. Размещаться оно может на любой поверхности колонки. При разработке акустической системы наиболее важно выполнить правильно расчёт размера фазоинверторного короба, от чего зависит не только диапазон воспроизводимой частоты, но и качество всего звука в целом.

    Принцип работы устройства

    Любая колонка фазоинверторного типа имеет в своём составе отверстие — фазоинвертор. Часто он называется акустическим туннелем или портом. Принцип работы его заключается в изменении фазы звукового колебания, вызванного задней стороной диффузора на сто восемьдесят градусов. При возникновении резонанса в ящике амплитуда колебания диффузора достигает минимального значения.

    Связано это с тем, что при движении вперёд динамик создаёт разрежение в середине закрытой колонки, тем самым вытесняя воздух в фазоинверторный канал и увеличивая разряжение. Поэтому на частоте резонанса механические волны излучаются через отверстие, а не диффузором динамика.

    От размера и вида фазоинверторного порта зависят объём воздуха и частота резонанса, на которую настроен канал. Объём воздуха в канале начинает резонировать и усиливать воспроизведение частоты при наступлении момента, когда диффузор излучает частоту, на которую рассчитан фазоинвертор.

    По своей форме классический туннель выполняется кольцевой формы. Но для увеличения полезной внутренней площади ему часто придают щелевой вид. Отказ от цилиндрической формы тоннеля позволяет сократить его длину и снизить шумы, возникающие при выбросе воздуха.

    При ошибках в расчёте щелевого фазоинвертора настроить его гораздо сложнее, чем классический вид, так как он изготавливается совместно с колонкой. Сам расчёт выполняется сложнее, чем для систем закрытого типа: при этом, кроме объёма ящика, учитывается настраиваемая частота резонанса. Оптимальные размеры подбираются с учётом амплитудно-частотной характеристики колонки, а именно её равномерности.

    Расчёт низкочастотного туннеля

    Существует несколько способов для проведения вычислений размеров ФИ. Наиболее популярным является расчёт фазоинвертора онлайн или с использованием специализированных программ. Такие способы обычно требуют знаний множества параметров используемых динамиков. Существуют варианты и проще, но с большим расхождением конечного результата с реальным значением. Хотя в любом случае после расчёта и изготовления приходится проводить настройку.

    Простая формула для вычисления

    Метод вычисления заключается в использовании несложных формул и происходит методом подбора данных, когда за основу используется желаемая длина ФИ канала.

    • F — желаемая частота настройки;
    • C — скорость звука;
    • π — математическая постоянная, равная 3,14;
    • K — коэффициент, зависящий от размеров фазоинвертора.

    При этом коэффициент K равен квадратному корню отношения S/LV, где:

    • S — площадь отверстия;
    • L — длина канала;
    • V — объем колонки.

    В качестве единиц измерения везде используются метры, а для частоты — герцы. При определении значений объёма считается, что лучше выбрать узкий фазоинвертор, но такой подход неверен, ведь при этом в нём возрастает скорость движения воздуха, а это вносит искажения в звучание. Проектирование широкого и длинного ФИ также лишено смысла, ведь длина фазоинвертора не должна превышать длину волны в момент наступления резонанса. Выполнение этого правила помогает избавиться от стоячих волн.

    Использование специализированных программ

    Существует много программ, позволяющих автоматизировать расчёты при построении акустических систем, например, Bassport. Эта программа специально разработана для автоматизации проведения расчёта порта фазоинвертора. При разработке программы учитывалось, что когда скорость потока воздуха в трубе становится более шести метров в секунду, то становятся заметными шумы.

    Интерфейс программы интуитивно понятен, тем более она имеет локализацию на русском языке. Для получения нужных результатов понадобится ввести:

    • скорость звука;
    • объем колонки;
    • частоту фазоинвертора и динамика;
    • диаметр диффузора;
    • ход диффузора.

    После ввода всех данных останется нажать кнопку «Пересчитать» и получить результат, соответствующий максимальной добротности, зависящей, прежде всего, от соотношения объёма ящика к диаметру порта. Программа Bassport позволяет выполнить расчёт для различных форм, но чаще всего, при скоростях потока до шести метров в секунду, применяется несложная форма для трубчатого или щелевого вида.

    Необходимо отметить следующие нюансы при использовании программы. Измерение диаметра диффузора происходит между расстояниями противоположными средним точкам подвесов. Цвет отображения цифры скорости потока, обозначает возможные возникновения шума: чёрный — шума нет, красный — шум заметно слышимый.

    Использование онлайн-программ построено по такому же принципу: вводятся параметры системы и выдаётся результат. Сайты с такими программами легко находятся по запросу «фазоинвертор онлайн-калькулятор» в любой поисковой системе. Хотя для достоверности результатов следует перепроверить полученные данные на нескольких сайтах.

    После выполнения расчётов останется изготовить и настроить фазоинвертор. В домашних условиях выполнить такие операции несложно, при этом какие-то особые материалы не понадобятся.

    Самостоятельное изготовление порта

    Фазоинвертор так же, как и динамик, участвует в воспроизведении звука. Для избегания эффекта интерференции канал размещается поближе к излучателю низкой частоты на расстоянии, не превышающем его длину волны. В качестве ФИ используются жёсткие конструкции, например, в самодельных изделиях применяются канализационные пластиковые трубы.

    Но при попытках рассчитать фазоинвертор для сабвуфера потребители сталкиваются с тем, что диаметр таких труб не совпадает с вычисленными значениями, поэтому труба изготавливается из подручного плотного материала — ватмана. Для того чтобы сделать канал самостоятельно, потребуются:

    • газетная бумага;
    • ватман;
    • клей.

    Согласно выполненному расчёту, подбирается основание с диаметром немного меньше рассчитанного. Затем, используя оправку, на него наматывается несколько слоёв газетной бумаги, обработанной клеем. Намотка осуществляется плотно, с избеганием попадания между слоями воздуха.

    Вырезанная из ватмана полоска, ширина которой совпадает с длиной трубки, в несколько витков наматывается на поверхность газетной бумаги. При этом перед каждым витком наносится эпоксидный клей. Его получают путём смешивания смолы и отвердителя согласно инструкции. После того как выполнены все витки, изделие обтягивается по кругу нитью для придания жёсткости и ставится на просушку.

    Через сутки основание извлекается. В случае возникновения трудностей его можно поломать изнутри и достать частями. Изготовленный канал такого вида имеет хорошую прочность и легко подвергается дополнительной обработке. Далее полученная трубка устанавливается в отверстие колонки, но не до конца и начинается прослушивание звука. В заводских условиях используется специальный прибор. Такое устройство работает на основе мультивибратора, который настраивается на резонансную частоту динамической головки. После подключения динамика запускается генератор и длина трубы регулируется по максимуму колебанию в ней воздуха.

    Аналогично можно провести настройку и самостоятельно. Для этого на вход подаётся сигнал низкой частоты. Трубка выдвигается вперёд или погружается внутрь ящика, а после оценивается объём выходящего воздуха. Установив положение максимального его выхода, излишки трубы удаляют снаружи, а сам порт герметизируют. При желании для придания конструкции оконченного вида выполняется раскрыв трубы, но можно обойтись и без этого.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

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