Расчет короба для сабвуфера

Сабвуфер – это важная часть любой полноценной акустической системы. В некоторых случаях низкочастотную колонку можно собрать своими руками. При этом нужно учитывать ряд важных характеристик сабвуфера, чтобы колонка звучала так, как надо.

Один из главных параметров низкочастотной колонки – это размер корпуса. С материалом, из которого будет выполняться короб, определиться весьма просто – следует использовать плотный и твердый материал, хорошо поглощающий звук – например, прессованную древесину средней плотности. С размерами же все не так просто. Для расчета правильных линейных параметров короба используются специальные программы, которыми нужно научиться пользоваться.

Прежде чем приступать к расчету корпуса, следует определиться с типом короба. Он может быть:

открытым – с фазоинвертором – цилиндрическим отверстием в одной из стенок, которое позволяет звуку лучше фокусироваться;
закрытым – с полнотелыми стенками и герметичным корпусом.

Очевидно, что качество низкочастотной колонки напрямую зависит от диаметра динамического излучателя – чем он больше, тем лучше. Поэтому колонка по определению не может быть маленькой, если хочется добиться максимально качественного звучания. Кроме того, форма корпуса должна быть строго определенной – кубической или прямоугольной. Усвоив эти базовые принципы, можно приступать к расчету размеров.

Расчет закрытого корпуса сабвуфера

Если правильный динамик уже был подобран и остается только разместить его в подходящем корпусе, задача становится весьма простой. Рассчитать короб для низкочастотной колонки при помощи специальной программы – дело нехитрое, если разобраться в ее интерфейсе. Можно сказать, что куда более сложно будет красиво оформить этот короб. В результате расчета должен получиться ящик с таким объемом, чтобы звук из динамика, встроенного в него, имел максимально прямолинейную амплитудно-частотную характеристику в том или ином помещении или внутри салона автомобиля.

Программа JBL SpeakerShop - единицы измерения

Для расчета корпуса предстоит пользоваться одной из предназначенных для этого программ; их существует огромное множество, и подойдет, в принципе любая. Хороший вариант – JBL SpeakerShop, она бесплатна и имеет несложный интерфейс, в котором без труда разберется и неопытный пользователь. Единственная проблема – программа полностью на английском языке, что может стать препятствием для некоторых людей. Впрочем, какие-то особые познания и не понадобятся – главное, нажимать на нужные кнопки.

Для того, чтобы правильно настроить программу на расчет требуемого короба, необходимо найти инструкцию или техпаспорт, прилагающийся к низкочастотному динамику. В нем нужно найти параметры Тиля-Смолла:

Fs – резонансная частота излучателя, измеряется в герцах;
Vas – эффективный объем корпуса, рассчитывается в литрах;
Qts – добротность динамика, которая представляет собой совокупность физических сил, возникающих вблизи излучателя в процессе его работы и связанных с его подвижностью.

Программа JBL SpeakerShop - параметры Тиля-Смолла

В техпаспорте динамика можно найти и другие параметры – если они известны, в программу можно ввести и их, но это совсем не обязательно. Для достаточно точного расчета короба достаточно и трех вышеперечисленных показателей.

Процесс расчета

Расчет производится следующим образом:

Открываем программу для расчета – для примера возьмем указанную выше JBL SpeakerShop.
Изначально она настроена на имперскую систему счисления – если вы в ней разбираетесь, можете оставить все как есть, но для удобства стоит перевести измерения в метрическую систему. Делается это в меню Options – Units.
Переходим в меню Loudspeaker и выбираем пункт Parameters – minimum. Откроется окно, в котором нужно переписать параметры Тиля-Смолла в соответствующие поля. После этого нажимаем кнопку Accept.
Находим секцию Closed box в главном окне программы, после чего произойдет автоматический расчет короба на основании введенных данных.

В блоке Optimum будут указаны оптимальные, по мнению программы, параметры требуемого для вашего низкочастотного динамика короба. Если они не подходят, можно немного их изменить.

Программа JBL SpeakerShop - объем короба

Для этого следует перейти на вкладку Custom и ввести свой показатель Vc – объем короба. Далее нажимаем кнопку Plot – произойдет симуляция работы рассчитанного сабвуфера, и в нижней части главного окна появится расчетная АЧХ. Она должна быть как можно более ровной – без существенных искажений в рабочей зоне, не включающей подъем. Изменяйте объем во вкладке Custom и симулируйте АЧХ, пока линия не выпрямится.

Когда будет получена идеальная АЧХ, вы будете знать, каким должен быть объем короба. Рассчитать линейные параметры – ширину, высоту и длину – дело техники. Помните, что нужно добавить к полученному параметру еще несколько литров – в счет того объема, который будет занят самим динамиком.

Программа JBL SpeakerShop - АЧХ

Желательно немного отклонить форму короба от ровного прямоугольника, скосив заднюю стенку и получив, таким образом, трапецию. Это не даст отраженным от стенки волнам воздействовать на звучание. Иной способ избавиться от искажений – обить стенки звукопоглощающим материалом, например поролоном или ватой. Но это тоже нужно учитывать при расчете, увеличив объем на необходимую величину.

Расчет корпуса сабвуфера с фазоинвертором

Как и в случае с закрытым коробом, рассчитывая фазоинверторный корпус, необходимо знать параметры Тиля-Смолла, которые можно найти в техническом паспорте низкочастотного динамического излучателя. Кроме того, важно знать следующие понятия, касающиеся корпуса колонки:

Чистый объем – объем корпуса, не занятый ничем. В него не включается пространство, занимаемое портом фазоинвертора и корпусом излучателя, а также звукопоглощающим материалом, которым обиваются стенки ящика изнутри.
Настройка порта – подбор размеров фазоинвертора таким образом, чтобы при определенной частоте (в случае с сабвуфером – низкой) звук усиливался и получал линейную АЧХ.

Расчет чистого объема корпуса

Действовать предстоит точно так же, как и в случае закрытого короба. Открываем программу для расчета, вводим показатели Fs, Vas и Qts в соответствующие поля. Выстраиваем расчетную АЧХ, которую затем изменяем, подгоняя расчетный объем корпуса сабвуфера.

К получившемуся объему следует добавить несколько литров в счет объема, который будет занят корпусом динамика и портом фазоинвертора. С динамиком все понятно, но как узнать, сколько места займет фазоинвертор?

Расчет порта фазоинвертора

Порт фазоинвертора тоже будет рассчитываться при помощи специальной программы – BassPort. Эта программа предназначена именно для сабвуфером, так как для низких частот требуется фазоинвертор с определенными параметрами.

Программа BassPort

Пользоваться программой несложно:

вводим частоту фазоинвертора;
указываем чистый объем короба;
эффективная площадь мембраны излучателя, для расчета которой понадобится узнать диаметр динамика;
пиковая амплитуда колебания диффузора, ее можно узнать из инструкции к динамику;
внизу главного окна выбираем форму трубки;
указываем габариты фазоинвертора;
после нажатия на кнопку «рассчитать» программа выдаст недостающие параметры порта: его длину, объем, который нужно добавить к чистому объему короба, скорость ветра в трубке и т. д.

Вычислив объем, легко рассчитать и остальные параметры корпуса. После этого останется только собрать его из заготовленного материала.

О сборке сабвуфера можно прочитать в этой статье.

Расчет короба для сабвуфера

Расчет закрытого корпуса сабвуфера

Процесс расчета

Расчет корпуса сабвуфера с фазоинвертором

Расчет чистого объема корпуса

Расчет порта фазоинвертора

Расчет короба для сабвуфера: видео

Другие статьи раздела Сабвуферы

Сабвуфер своими руками, сборка корпуса

Усилители для сабвуфера

Активный и пассивный сабвуфер