Виберіть свою мову

Час пиляти роялі

Повноцінна звукопередача сьогодні немислима без низькочастотної складової акустичного сигналу. Тому все частіше водії, небайдужі до якості звуку автомобілі, доповнюють стереомагнітолу і пару колонок (як сказав би американський інсталятор, "deck and two") динаміками, розширюють відтворений звуковий діапазон як у бік верхнього, так і особливості нижньої межі.

Оскільки сигнал в 20 Гц - 150 Гц не має практичного впливу на стереоефект, прийнято виділяти його в один канал, який оформляють одним акустичним корпусом, спрощуючи тим самим схемне рішення і зберігаючи простір салону автомобіля. А завдяки тому, що звук в області басових частот поширюється, огинаючи перешкоди, розміщувати сабвуферний корпус можна в будь-якій вільній частині автомобіля. Акустичний короб виготовляють з різних матеріалів: фанери, ДСП, пластику. Є й такі майстри, які використовують деревину від музичних інструментів.

Акустичне оформлення сабвуфера, якщо це не є набір вже готових деталей заводського виготовлення, зазвичай включає: проектування і розрахунок акустичної системи для конкретного замовлення, виготовлення акустичного корпусу і установку системи в автомобіль. Оскільки акустичне оформлення сабвуферів вимагає творчого підходу, кожен майстер-інсталятор знаходить власний ключ до його втілення в життя. Погодивши з замовником принципові питання, майстер приступає до детальним розрахунками майбутньої акустики. Десятки схем корпусів для сабвуферів можна звести до кількох основних типів, серед яких найбільш відомі закриті, фазоинверсные системи і системи з пасивними динаміками.

При конструюванні сабвуферной акустичної системи зазвичай прагнуть отримати хорошу передатну функцію, тобто хороше співвідношення створюваного нею звукового тиску і комплексного вхідного сигналу. Передавальні функції трьох згаданих систем в принципі аналогічні передатної функції фільтра верхніх частот відповідно другого і четвертого порядку, з крутизною спаду амплітудно-частотної характеристики в бік низьких частот 12 дБ на октаву і 24 дБ на октаву, а підсумкова АЧХ в області робочих частот сабвуфера залежить від характеристик використовуваного динаміка, застосовуваного фільтра-кросовера, конструкції і матеріалу корпусу, а також можливостей підсилювача потужності. Враховуючи всі ці особливості в акустичному оформленні сабвуфера, майстри прагнуть зменшити амплітуду зміщення рухомої системи динаміка і тим самим підвищити рівень вхідної електричної потужності, а також максимального звукового тиску, що допоможе знизити його перевантаження і спотворення сигналу.

Для детального опрацювання конструктивного виконання сьогодні можна користуватися спеціальними комп'ютерними програмами розрахунку, закладаючи "на вході" параметри сабвуфера і отримуючи "на виході" рекомендовані характеристики корпусу акустичної системи. Іноді для розрахунку деяких об'ємних характеристик корпусу майстра-установника доводиться користуватися і "еквівалентами": якщо виготовлювач сабвуфера дає рекомендації щодо типів акустичних корпусів і їх обсягу, розрахувати власний обсяг сабвуфера, тобто обсяг измещаемого їм повітря, в силу його складності геометрії буває непросто. Деякі допитливі установники іноді використовують якесь однорідна сипуча речовина (не здатне, звичайно, пошкодити поверхня динаміка), засипаючи його і вимірюючи еквівалентний об'єм измещаемого повітря.

Акустичний корпус - найважливіший елемент всієї акустичної сабвуферной системи. Він повинен не тільки мати оптимальний внутрішній об'єм для розміщення динаміка та необхідних компонентів, але і володіти достатньою міцністю - не тільки механічною, але і акустичної. Справа в тому, що сабвуфер динамічного типу працює як помпа, ущільнюючи повітря перед дифузором і разрежая його з тильного боку в осьовому напрямку. При цьому величини тисків з обох сторін рівні, але звернені по фазі, тому при відсутності або недостатній ізоляції передньої і задньої поверхонь динаміка буде мати місце "акустичне коротке замикання". Щоб уникнути його, необхідно забезпечити фазовий зсув акустичного сигналу, випромінюваного з тильної сторони дифузора, наприклад, на половину довжини хвилі. Це досягається за рахунок установки "звуковий панелі-перегородки", найчастіше у вигляді замкнутої корпусу. Чим більше ця перегородка (або більше об'єм корпусу), тим теоретично нижче тональність сигналу, який не буде замкнутий акустично.

Якщо об'єм корпусу (т. е. величина укладеної в ньому повітряної маси) впливає на висоту його резонансної частоти, то форма корпусу впливає насамперед на утворення стоячих хвиль в внаслідок власного резонансу корпусу, що виникає на тій чи іншій частоті. Щоб боротися з утворенням стоячих хвиль, вдаються до зміщення динаміка від центру акустичного корпусу. Найбільш невдалою вважається при це кубічна форма акустичного корпусу з динаміком, розташованим на рівному видаленні від усіх його стінок.

Розташування динаміка щодо стінок корпусу

Конструкція корпусу під в чому визначає акустичні характеристики сабвуферной системи, хоча не менш важливо те, які матеріали використовуються при його виготовленні. Сьогодні ними можуть бути: дерево, пластмаси, органічне скло, кераміка і навіть бетон. Найбільш практичним більшість майстрів вважає среднедисперсные деревостружкові плити (MDF): вони мають хороші звукоізолюючі властивості, доступні за ціною, що володіють рівномірною щільністю (на відміну від багатошарової фанери), високою питомою масою, а також добре піддаються столярної обробці. Слід зауважити також, що майстри, які виготовляють конкурсні автомобільні аудіосистеми, часто користуються при виготовленні сабвуферних корпусів екзотичними або прозорими матеріалами не з причини їх незвичайних властивостей, а в гонитві за зовнішньою оригінальністю або бажанням продемонструвати внутрішній устрій системи.

Системи закритого типу

Оптимальний розмір корпусів сабвуферів

Системи цього типу володіють хорошими акустичними характеристиками при конструктивній простоті. Об'єм корпусу визначає межі частотного діапазону, в якому встановлений сабвуфер буде мати оптимальні характеристики: якщо обсяг недостатній для цього динаміка, то тиск всередині корпусу буде більш високим, ніж зовні, і найбільш низькі тони будуть послаблюватися. При подальшому зменшенні його обсягу втрати низькочастотної складової будуть зростати, а більш високі тони, навпаки, підкреслено, підсилюючи ефект бочки", замість щільних і ясних басів. Тому при нестачі вільного простору краще використовувати сабвуфер меншого розміру, наприклад, 8-дюймовий, замість того, щоб максимально обмежувати корпус 10 - чи 15-дюймового динаміка.

Збільшення обсягу корпусу вище рекомендованого виробником сабвуфера може підвищити віддачу на найнижчих частотах, проте майстер зіткнеться з ще великими проблемами при його установці в автомобіль. Графік зверху характеризує рекомендовані оптимальні розміри корпусів для сабвуферів різного діаметра.

Фазоинверсные системи

В пошуках більш ефективних схем акустичного оформлення низькочастотних динаміків майстри вже десятиліття тому стали використовувати корпусу з фазоінверторами і акустичними повітроводами різного типу. Інтерес до них особливо зріс в останні роки, з розвитком hi-fi апаратури завдяки тому, що вони дозволяють розширити діапазон відтворюваних частот. Деякі майстри вважають виправданим витратити додаткові зусилля на те, щоб піти далі закритої конструкції і отримати виграш у віддачі на низьких частотах.

У фазоинверсных корпусах застосовуються циліндричні або прямокутні труби, що настроюються зазвичай на певну частоту. Акустичне оформлення сабвуфера із застосуванням таких корпусів вимагає від майстра-установника великих теоретичних знань і досвіду, так як для отримання хорошої передатної функції доводиться узгоджувати, наприклад, такі фактори, як взаємне вплив опорів випромінювання дифузора і труби фазоінвертора через взаємно соколеблющуюся масу повітря.

Помилки, наприклад, при розрахунках добротності, а також конструюванні та налаштування фазоінвертора є причиною того, що акустична система "бубонить" або ж бас "розмазаний". І навіть якщо труба фазоінвертора налаштована на необхідну частоту, вона може стати джерелом нелінійних спотворень, якщо, наприклад, об'ємна швидкість повітря в ній перевищує допустиму (вона не повинна перевищувати 5% від швидкості звуку): у цьому випадку потік повітря стає турбулентним. Чутливість передатної функції (звукового тиску) фазоинверсной системи до розладі частоти фазоінвертора дуже висока, і після остаточної зборки може виникати необхідність точного підстроювання.

Оцінюючи ефективність і якість звучання тієї чи іншої сабвуферной системи, фахівці-практики часто користуються аналізом рівня звукового тиску, наприклад, у третьоктавних смугах діапазону його робочих частот. Для вимірювання цього рівня і інших важливих характеристик готової сабвуферной системи можна користуватися інструментами реальновременного аналізу (див. "Майстер 12 Вольт" N 3 за 1997 рік). Визнається і законність суб'єктивних оцінок аудиоэкспертов.

Важкі ящики для легенів басів

Не можна сказати, що виготовити корпус або акустичну колонку для автомобільного сабвуфера надзвичайно складно. Якщо слідувати інструкціям і рекомендаціям фахівців, навіть при наявності обмеженого набору ручних інструментів здатний майстер в стані зробити якісну акустичну систему. Як зазначалося вище, майстри найчастіше використовують деревостружкову плиту типу MDF, володіє необхідними механічними і акустичними властивостями. Рідше користуються багатошаровою фанерою. У залежності від кваліфікації майстра в столярній справі складність для нього можуть уявити розпилювання і припасування поверхонь короба по кутах. Особливо важко домогтися якісного з'єднання, користуючись тільки ручним інструментом. "Популярний" при виготовленні таких конструкцій зчленування поверхонь за принципом "ластівчин хвіст" не годиться, так як більшість деревостружкових плит, як і багатошарова фанера, не має необхідною механічною міцністю клейового складу і структури стружкової наповнювача. На малюнку представлені деякі види кутових зчленувань, використовуються при виготовленні коробів автомобільних сабвуферних систем.

Погляд майстри

Віктор Поляков, компанія "Російська Гра"

Ми на практиці переконалися, що клієнти, які цінують якість звучання аудіосистеми автомобіля, віддають перевагу фазоинверторным конструкцій незважаючи на додаткові витрати. Тим більше що виробники сабвуферів полегшують наше завдання рекомендаціями за розрахунками корпусів, труб і частот зрізу кросоверів.

Ми також переконалися, що застосування високоякісних матеріалів для акустичних корпусів виправдано. Ми застосовуємо дрібнодисперсну стружкову плиту Jamo. Для сабвуферів ідеальна дюймова плита, яка не тільки міцна, добре обробляється, а й має хороші акустичні властивості, не вимагаючи додаткової поверхневої обробки. Використовується Для внутрішньої обробки спеціальний поролон, а для загальної завершеності дизайну корпусу покриваються ковроліном і спеціальними акустично прозорими матеріалами.

Наша фірма має зараз повною кольоровою гамою таких матеріалів, і важливо, щоб замовник був краще обізнаний про можливості та варіантах виконання акустики в його автомобілі.

Дмитро Гуринович, компанія "Ремерс-Центр"

Багато замовників схильні заощадити сотню-іншу на матеріалах для автомобільної акустики, тож ми виявили, що можна з успіхом застосовувати 20-міліметрову багатошарову фанеру і 15-міліметровий для виготовлення ДСП корпусів сабвуферів, тим більше, що сьогодні можна скористатися при їх збиранні гарячим пластиком, спеціальним акустичним клеєм або клеєм Flex, який дуже добре тримає і створює герметичність. Вінілове покриття дає хороший зовнішній вигляд і герметичність, що важливо для умов автомобіля. Ми вважаємо, що така оптимальна достатність - правильний підхід. Коли ми отримуємо дуже дороге замовлення, справа йде цілісна деревина.

Взагалі, вибір матеріалів безпосередньо залежить від фінансового становища клієнта.

Сергій Дудырев, компанія SV Art

При розрахунку коробів в першу чергу потрібно мати на увазі, який динамік потрібно укласти в корпус. Не секрет, що фірма-виробник комплектує свою продукцію описом технічних характеристик, в якому і повинні бути зазначені параметри, скажімо, тих же самих динаміків. Зрозуміло, що це багато в чому спрощує роботу інсталятора. Деякі фірми, які виготовляють акустику, пропонують різні варіанти конфігурації коробів для того, щоб з одного і того ж динаміка отримати різну забарвлення звуку. Це великий плюс при роботі з клієнтом, у якого є певні музичні пристрасті.

Якщо ж в процесі установки доводиться мати справу з динаміком, параметри якого заздалегідь невідомі або вимагають більш точної перевірки, то ці необхідні дані можна отримати шляхом власних вимірювань - за допомогою звукогенератора. Вважається, що цей метод більш точний, але він більш трудомісткий і відповідно вимагає великих матеріальних і тимчасових витрат.

В принципі для будь-якого динаміка можливе виготовлення будь короба конфігурації. Жорстких обмежень немає - все залежить від цілей, які переслідує інсталятор. Візьмемо для прикладу звичайний замкнутий короб. При його невеликому обсязі демпфірування динаміка дуже висока, і він відповідно здатний витримати велику потужність. Однак при збільшенні гучності може з'являтися гулкость. Збільшуючи обсяг короба, ми зменшуємо гулкость, але при цьому зменшується і межа потужності, що підводиться. Зазвичай ми проектуємо короба, в яких динамік видає пристойну потужність і при цьому не гуде.

Ми виготовляємо короби з високоякісної багатошарової фанери. Причому для досягнення найкращої якості стінки короба ми виготовляємо з сполучених спеціальним клеєм двох шарів 10-міліметрової фанери. Таким чином, товщина стінок становить не менше 20 мм; для 10-дюймового динаміка допустимий мінімум - 15 мм. Зсередини фанерні стінки обов'язково обклеюються звукопоглинальним матеріалом.

Трапецієвидна форма короби обрана нами не випадково. Така конфігурація відразу дозволяє виключити пару напрямків стоячих хвиль. Бажано, щоб стінки короба не були паралельні, тому трапеція нас цілком влаштовує. Крім того, така форма короби більш виправданою конфігурації багажного відділення автомобіля.

Публікація: www.cxem.net