Автозвук: Часть 4 — акустическое оформление и характеристики автоакустики и сабвуферов автомобильных

Поиск

    

Типы акустического оформления и характеристики головок

Для того, чтобы стереофоническая автомобильная акустика выдавала достойное звучание и автозвук в целом бал хороший, она должна быть рационально спроектирована и качественно установлена. Попробуем рассмотреть, как не допустить проявления типичных ошибок, которые способны испортить все старания конструкторов. Для всякого динамика в обязательном порядке требуется акустическое оформление. Головки могут подбираться под вариант оформления или же обратно, можно производить расчет требуемого оформления под то, что имеется в наличии.

В качестве самого простого варианта можно рассмотреть установку динамиков в машину в те места, которые для этих целей предусматриваются производителем автомобиля. По обыкновению именно так и поступают автомобильные любители хорошей музыки. Между тем, у разработчиков автомобилей может быть иметься собственное мнение относительно акустического оформления, которое не будет совпадать с общепринятым.

Довольно часто в передних дверях штатные места предполагают установку малогабаритных колонок, диаметром до 10 сантиметров. В то же самое время направленность их излучения невозможно объяснить вообще, кроме странноватой дизайнерской прихоти. Особо много претензий в данном аспекте к автомобилям отечественного производства. В своем большинстве в них попросту не предусматривается возможность инсталляции фронтальных динамиков. На этом основании, счастливому обладателю российского транспортного средства приходиться порядком потрудиться для того, чтобы создать проект и собрать акустическую систему.

Не стоит забывать, что наиболее сложное оформление акустики в машину подразумевает увеличение «чувствительности» к всевозможным просчетам и ошибкам. Это еще раз говорит относительно того, что нельзя доверяться указанным производителем параметрам динамиков. Их отличие может доходить до 80 процентов. В данном случае стоит самостоятельно замерить частоту резонанса, эквивалентность объема и добротность определенной модели.

Из множества вариантов оформления акустики в автомобиле больше всего распространены такие, как « Free Air» (открытый корпус) и «Infinity Buffle» (акустический экран). Второй находит применение для широкополосных и СЧ-головок, которые являются основными элементами множества систем. Первый находит применение при конструировании Сабов.

Вариант открытого оформления акустики выделяется панелью сопротивления акустики. Между тем, применяется она крайне нечасто. Главная причина редкого использования заключается в том, что в природе не существует   реального алгоритма вычислений и сложность создания.

У динамика АЧХ оформление «открытого» типа ниспадает в область низких частот, при крутизне 6 дБ/октаву. Это значение идентично акустическому высокочастотному фильтру 1-го порядка. На теоретическом уровне на нижних частотах АЧХ должна обладать подъемом, хотя в реальности все далеко не так. Здесь можно рассчитывать исключительно на незначительный горб на значениях в 50-70 Гц. По обыкновению расчет никто не делает, рассматривая универсальность колонок и их монтаж в стандартные места. Между тем, в процессе подбора динамиков для определенной комплектации оформления открытого вида необходимо учитывать значения их параметров.

Главные плюсы подобного оформления заключаются в гладкой характеристике фаз и отсутствии выбросов на переходе, что оказывает положительное влияние на показателях «музыкальности» звучания. Высокие значения КПД исключением также не являются. В виде недостатка можно выделить слабое низкочастотное воспроизведение. На этом основании экран акустики в чистом его представлении в процессе оформления НЧ-динамиков фактически никогда не применяется.

По популярности 2-ое место было разделено «фазоинвертором» и «закрытым корпусом для сабвуфера в машину». Они применяются для Сабов и звена мидасов. Помимо того, незначительный по объему закрытый корпус используется и при оформлении широкополосных и среднечастотных колонок, которые устанавливаются в непосредственной близости с низкочастотными.

Процесс изоляции обратной стороны диффузоров от действия низкочастотной головки лишает перегрузки их подвижку и искажения интермодуляционного характера. Закрытый корпус идентичен высокочастотному фильтру 2-го разряда. Главные его плюсы заключаются в великолепных характеристиках с передаточными показателями автомобильного салона. На теоретическом уровне предоставляет возможность получения плоской АЧХ, и великолепных импульсных данных. В виде недостатка рассматривается малый КПД, что обязывает использовать чувствительные головки или же повышенную мощность усилителя.

Корпус с ФИ является аналогом ФВЧ 4-го порядка, но в реальности, на основании настройки и исполнения, может являться приближенным к 3-му порядку. Исходя из этого, учитывая передаточные параметры салона, фактически не получится добиться плоской суммарной АЧХ. В виде достоинства можно выделить КПД. Значения импульсного вида хуже, чем идентичные значения в закрытом корпусе. Главный недостаток, это ниже частот регулировки ФИ колебательная амплитуда диффузора может быть ограничена жесткостью подвеса, а как следствие, допускается повреждение головки. Для того, чтобы предотвратить такую ситуацию в сигнальном тракте, требуется обязательное использование фильтра, который будет срезать особо низкие частоты.

Если рассматривать акустическое оформление, представленное «пассивным излучателем» и «полосовым» громкоговорителем с параметрами ФВЧ 4-8 порядка, то здесь применение ограничивается только применением в виде сабвуфера. Преимущество громкоговорителя полосового типа заключается в высоком КПД. Характеристики импульсов довольно средние и становятся хуже по мере увеличения порядка.

Вышеперечисленные виды оформления автоакустики и составляют ассортимент акустических систем. Акустический лабиринт и рупор являются редкостью даже при использовании в условиях дома. В автомобиле же их использование попросту не представляется возможным. В виде исключения могут рассматриваться исключительно «пищалки» рупорного типа.

Между тем, предлагаемые здесь графические вариации расчета требуют большого труда, но и при этом точность оставляет желать лучшего. Более правильно использовать современные программные продукты, предназначенные для проведения расчетов. Многие из приложений предоставляют возможность учитывать передаточные параметры салона. Такие возможности помогают в правильной оценке действий комплекта характеристик на АЧХ системы. Программные продукты для вычисления акустического оформления размещены на просторах Интернета.

По мере развития программных продуктов для расчета оформления акустики, такой фактор, как сложность составления проекта не выделяется в виде сдерживающей причины. Несмотря на это, количество «степеней свободы» постоянно увеличивается, а как следствие, для сложнейших конструкционных решений НЧ-динамиков требуется в обязательном порядке осуществлять контроль над характеристиками динамиков и регулировками готового проекта. Здесь самое внушительное распространение в конструкциях любительского толка стали получать ФИ и ЗЯ. Эта же причина привела к тому, что в любительских проектах полосовые излучатели стали встречаться более часто в качестве готового изделия, порядок которого не превышает четвертый. Наибольшая сложность конструкции является редкостью для профессиональных и промышленных конструкционных решений.

Более серьезные перспективы в установках непрофессионалов имеет пассивный излучатель. В некоторых случаях он оказывается более нужны, чем ФИ. В процессе применения колонки с серьезным движением диффузора, чтобы устранить шум воздуха в тоннеле ФИ, возникает необходимость в существенном увеличении его длины и сечения. Стоит заметить, что протяженность тоннеля будет превышать габариты самого корпуса. В данной ситуации правильнее начать пользоваться излучателем пассивного типа. По своей сути, разговор идет относительно разновидности ФИ, где воздушная масса в тоннеле меняется на массу подвижки излучателя.

Роль пассивного излучателя может уверенно исполнить отдельный динамик. По обыкновению в конструкциях любительского исполнения она применяется без системы магнита, хотя правильнее находить применение для полноценной головки. Настройка ПИ в такой ситуации может производиться механически и электрически, что подразумевает корректировку резисторного сопротивления, который подключен в параллельном исполнении по отношению к катушке звука излучателя пассивной вида. Такая нетрадиционная методика дает возможность корректировать системные параметры в довольно широком диапазоне.

Далее на рисунке демонстрируются экспериментальным методом полученные корректировки частотного модуля целостного электрического сопротивления колонки 25ГДНЗ-4, помещенной в 7-литровом ЗЯ с пассивного вида излучателем модели 25ГДН4-4.

На следующем изображении демонстрируются итоги проведенного проектирования АЧХ для рассматриваемой акустической системы посредством использования такого программного продукта, как JBL SpeakerShop. Отрезки графиков для частот меньше 30 Гц не обладают физическим смыслом.

Подбор оформления акустики характеризуется параметрами динамика, а изначально ее добротностью — Qts. В качестве низкой выступает добротность колонки со значениями меньше 0,3-0,35. Высокие ее значения определяются значениями 0,5-0,6. Для того, чтобы работать в закрытом корпусе, подходят динамики, добротность которых не превышает 1. При взаимодействии с ФИ, это значение не больше 0,6. Открытое оформление акустики рекомендовано для динамиков с добротностью, превышающей единицу.

Помимо того, требуется для головы (автомагнитолы) Vas знать параметры эквивалентного объема и собственную ее частоту резонанса в таком открытом пространстве, как Fs. Ею определяется нижний порог частот воспроизведения. На основании того, что помимо открытого варианта оформления акустики все остальные увеличивают частоту резонанса колонки, располагая значением эквивалентного объема, реально можно дать оценку требуемому для корпуса объему на основании приемлемой степени ее увеличения.

Возможность того, что головка будет пригодна для низкочастотного воспроизведения, оценивается на основании эмпирического соотношения Fs/Qts. Если значение соотношения не превышает 50, излучатель предназначен для того, чтобы функционировать в условиях ЗЯ. Если же значение превышает 90, то разговор идет относительно ФИ. С этого же ракурса для функционирования в открытой вариации должна подбираться и головка с полной и довольно высокой добротностью при частоте резонанса от 40 и до 50 Гц. Как ни печально, но здесь без сторонних факторов обойтись, никак не получится.

В процессе выбора оформления акустики стоит концентрироваться на результирующей добротности в таком диапазоне, как 0,5-1. Если значение минимально (0,5), то мы получаем наилучшую характеристику импульсов. Если показатель 0,707, то вод АЧХ гладкий. Если добротность максимальная (1), то на частоте среза наблюдается подъем приблизительно 1,5 дБ, который слухом воспринимается в качестве хлесткого звука. С увеличением добротности можно на АЧХ наблюдать яркое проявление «горба» резонанса, выделяющегося в виде гудящего «призвука».

Открытый вариант оформления акустики для автомобиля формируется в основном салонными элементами. Их зачения далеки от желаемых результатов, а корректировки попросту недостижимы. Это побуждает к тому, чтобы заблаговременно смириться с тем, что АЧХ ухудшается в низкочастотном районе. Территория идеального экрана акустики, который не оказывает влияния на частотное воспроизведение выше частоты резонанса головки Fs, определить можно такой формулой, как:

На основании того, что территория настоящего экрана акустики в значительной степени меньше идеальных значений, в случае подобного оформления динамиков на воспроизводимом низкочастотном диапазоне будет появляться уменьшение АЧХ:

Рассмотрим пример. Возьмем Qts=0,8 и Fs=60 Гц, что является характерными для лопухов показателями. Территория идеального экрана будет составлять 6,2 кв. метра. Если рассматривать заднюю полку даже ВАЗ-2104, то она в несколько раз меньше, а как следствие, при частоте 60 Гц спад АЧХ будет составлять приблизительно 8 дБ. Учитывая передаточные параметры салона, частотное воспроизведение при значении меньше 100 Гц проявляться будет в ослабленном виде.

Идентичная ситуация будет складываться при монтаже динамика в ЗЯ, но уже с иными причинами. Полная добротность и резонансная частота при монтаже в ЗК, объем которого составляет V, что соизмеримо с соизмеримым Vas.

На этом основании, в процессе монтажа головки в ЗЯ с эквивалентным объемом, частота его резонанса совместно с добротностью будут увеличены в 1,41 раза. Если объем корпуса составляет 0,5 Vas — 1,73 и тому подобное. Такое обстоятельство ограничивается использование в машине динамиков от домашней акустической системы, так как они подразумевают существенный объем корпуса. Между тем, можно провести коррекцию параметров корпуса при заполнении его специальным поглотителем звука.

Внедрение в корпус поглотителя звука дает возможность перевоплотить адиабатическое мероприятие расширения/сжатия воздуха в процесс изотермический, что может быть сопоставимо с 30 процентным увеличением его объема. Естественно, наблюдается и уменьшение резонансной частоты динамика. Помимо того, поглотитель звука уменьшает явления резонансного характера и сигнальные отражения, что оказывает благоприятное влияние на результат АЧХ. Экспериментальным методом удается установить, что данная методика обладает большим эффектом для небольших корпусов. Звукопоглотителя должно приходиться на литр до 24 грамма. В реальности же добавление поглотителя звука перестают поводить после прекращения уменьшения частоты резонанса.

В ЗЯ требуется заполнить порядка 60 процентов объема в задней части головки. Если в конструкции присутствует пассивный излучатель или ФИ, вполне достаточно наносить поглотитель звука на боковые и заднюю стенку не менее, чем 20-миллиметровым слоем. Для наполнения корпусного объема поглощающий звучание материал требуется использовать пористый и рыхлый. Может использоваться подобная матам вата. Также можно использовать такой листовой материал, как поролон, толщиной до 50 мм. Недопустимо размещение поглотителя звучания в непосредственной близости с трубой или отверстием ФИ. Объясняется это тем, что излишнее демпфирование даст обратное действие, эффект которого будет приближен к нулю.

Информация взята: http://www.auto-magnitola.ru

Благодарим Вас за желание добавить отзыв на автомагнитолу, акустику, сабвуфер, усилитель!

Ваш отзыв будет рассмотрен и добавлен в страничку с соответствующим ему товаром в течение 1-2 рабочих дней. Негативные отзывы рассматриваются также как и положительные. Главное чтобы была написана правда! Будут удалены отзывы с 10-ю грамматическими ошибками и содержащие ненормативную лексику.

Ваш отзыв на статью.

Ваше имя:
Ваш e-mail (по желанию):
Тип аппаратуры:	Уроки автозвука
Производитель:	Автозвук: Часть 4 — акустическое оформление и характеристики автоакустики и сабвуферов автомобильных
Модель:	start_2016-05-06
Ваше мнение:
Решите пример и введите правильный ответ: