Anmerkung des Herausgebers: Der Artikel eines italienischen Akustikspezialisten, der hier mit dem Segen des Autors wiedergegeben wird, trug ursprünglich den Titel Teoria e pratica del condotto di accordo. Das heißt, wörtlich übersetzt - "Theorie und Praxis eines Phaseninverters". Dieser Titel entsprach unserer Meinung nach nur formal dem Inhalt des Artikels. Wirklich, wir redenüber den Zusammenhang zwischen dem einfachsten theoretischen Modell eines Phasenwenders und jenen Überraschungen, die die Praxis bereithält. Aber das ist, wenn es formell und oberflächlich ist. Aber im Wesentlichen enthält der Artikel eine Antwort auf Fragen, die sich nach der redaktionellen Post ständig bei der Berechnung und Herstellung eines Phaseninverter-Subwoofers ergeben. Frage eins: „Wenn Sie einen Phasenwender nach einer seit langem bekannten Formel berechnen, wird der fertige Phasenwender die berechnete Frequenz haben?“ Unser italienischer Kollege, der in seinem Leben rund ein Dutzend Hunde an Phasenwendern gefressen hat, antwortet: „Nein, das geht nicht.“ Und dann erklärt er warum und vor allem wie sehr es nicht funktionieren wird. Frage zwei: „Ich habe den Tunnel berechnet, aber er ist so lang, dass er nirgendwo hinpasst. Wie sein? Und hier bietet der Signor so originelle Lösungen an, dass wir genau diese Seite seines Schaffens in die Überschrift setzen. So dass Stichwort In der neuen Überschrift ist es notwendig, nicht auf neue russische Weise zu verstehen (sonst hätten wir geschrieben: „Kurz gesagt - ein Phaseninverter“), sondern ganz wörtlich. Geometrisch. Und jetzt hat Signor Matarazzo das Wort.

Phasenwender: Kurz gesagt!

Jean-Piero MATARAZZO Aus dem Italienischen übersetzt von E. Zhurkova

Über den Autor: Jean-Pierro Matarazzo wurde 1953 in Avellino, Italien, geboren. Seit den frühen 70er Jahren ist er im Bereich der professionellen Akustik tätig. Viele Jahre war er für die Prüfung verantwortlich akustische Systeme für das Magazin Suono (Sound). In den 90er Jahren entwickelte er eine Reihe neuer mathematischer Modelle des Prozesses der Schallemission durch Lautsprecherdiffusoren und mehrere Projekte von akustischen Systemen für die Industrie, darunter das in Italien beliebte Opera-Modell. Seit Ende der 90er Jahre arbeitet er aktiv mit den Zeitschriften „Audio Review“, „Digital Video“ und, für uns am wichtigsten, „ACS“ („Audio Car Stereo“) zusammen. In allen dreien ist er für die Messung von Parametern und die Prüfung der Akustik zuständig. Was sonst?.. Verheiratet. Zwei Söhne wachsen heran, 7 und 10 Jahre alt.

Abb. 1. Diagramm eines Helmholtz-Resonators. Das, von dem alles kommt.

Abb. 2. Das klassische Design des Phasenwenders. Dabei wird der Wandeinfluss oft nicht berücksichtigt.

Abb. 3. Phasenwender mit einem Tunnel, dessen Enden sich im freien Raum befinden. Hier gibt es keinen Wandeffekt.

Abb. 4. Sie können den Tunnel vollständig herausholen. Auch hier wird es eine "virtuelle Verlängerung" geben.

Abb. 5. Sie können eine "virtuelle Verlängerung" an beiden Enden des Tunnels erhalten, indem Sie einen weiteren Flansch herstellen.

Abbildung 6. Slot-Tunnel weit entfernt von den Wänden der Box.

Abbildung 7. Schlitztunnel in der Nähe der Wand. Durch den Einfluss der Wand ist ihre „akustische“ Länge größer als die geometrische.

Abbildung 8. Tunnel in Form eines Kegelstumpfes.

Abbildung 9. Die Hauptabmessungen des konischen Tunnels.

Abbildung 10. Abmessungen der geschlitzten Version des konischen Tunnels.

Abb. 11. Exponentieller Tunnel.

Abbildung 12. Tunnel in Form einer Sanduhr.

Abbildung 13. Die Hauptabmessungen des Tunnels in Form einer Sanduhr.

Abbildung 14. Geschlitzte Version der Sanduhr.

Zauberformeln

Eine der häufigsten Anfragen in Email der Autor - eine "Zauberformel" anzugeben, mit der der ACS-Leser den Phasenwender selbst berechnen könnte. Das ist im Prinzip nicht schwierig. Der Phaseninverter ist eine der Implementierungen eines Geräts, das als "Helmholtz-Resonator" bezeichnet wird. Die Formel für seine Berechnung ist nicht viel komplizierter als das gebräuchlichste und zugänglichste Modell eines solchen Resonators. Eine leere Coca-Cola-Flasche (nur eine Flasche, keine Aludose) ist so ein Resonanzkörper, abgestimmt auf eine Frequenz von 185 Hz, das wurde verifiziert. Der Helmholtz-Resonator ist jedoch viel älter als selbst diese Verpackung eines beliebten Getränks, das allmählich veraltet. Das klassische Schema des Helmholtz-Resonators ähnelt jedoch einer Flasche (Abb. 1). Damit ein solcher Resonator funktioniert, ist es wichtig, dass er ein Volumen V und einen Tunnel mit einer Querschnittsfläche S und einer Länge L hat. Mit diesem Wissen ist die Abstimmfrequenz des Helmholtz-Resonators (oder Phaseninverters, das heißt dasselbe) lässt sich nun nach der Formel berechnen:

wobei Fb die Abstimmfrequenz in Hz ist, s die Schallgeschwindigkeit gleich 344 m/s ist, S die Fläche des Tunnels in sq ist. m, L ist die Länge des Tunnels in m, V ist das Volumen der Box in Kubikmetern. m. \u003d 3.14, das versteht sich von selbst.

Diese Formel ist wirklich magisch, da die Bassreflexeinstellung nicht von den Parametern des Lautsprechers abhängt, der darin installiert wird. Das Volumen der Box und die Abmessungen des Tunnels bestimmen ein für alle Mal die Stimmfrequenz. Alles schien erledigt. Lass uns anfangen. Angenommen, wir haben eine Kiste mit einem Volumen von 50 Litern. Wir wollen daraus eine auf 50Hz abgestimmte Bassreflexbox machen. Sie entschieden sich für einen Tunneldurchmesser von 8 cm.Nach der gerade angegebenen Formel wird die Abstimmfrequenz von 50 Hz erhalten, wenn die Länge des Tunnels 12,05 cm beträgt. Wir fertigen alle Teile sorgfältig an und montieren sie zu einer Struktur, wie z in Abb. 2, und zur Überprüfung messen wir das tatsächliche Ergebnis Resonanzfrequenz Phaseninverter. Und wir sehen zu unserer Überraschung, dass es nicht 50 Hz sind, wie es laut Formel sein sollte, sondern 41 Hz. Was ist falsch und wo sind wir falsch gelaufen? Ja, nirgendwo. Unser frisch gebauter Phaseninverter würde auf eine Frequenz abgestimmt werden, die der durch die Helmholtz-Formel erhaltenen nahe kommt, wenn er hergestellt würde, wie in Abb. 3. Dieser Fall kommt dem idealen Modell am nächsten, das durch die Formel beschrieben wird: Hier "hängen beide Enden des Tunnels in der Luft", relativ weit entfernt von Hindernissen. In unserem Design passt eines der Enden des Tunnels mit der Wand der Box zusammen. Für die im Tunnel schwingende Luft ist dies nicht gleichgültig, wegen des Einflusses des "Flansches" am Ende des Tunnels scheint es seine virtuelle Verlängerung zu sein. Der Phaseninverter wird so konfiguriert, als wäre die Länge des Tunnels 18 cm und nicht 12, wie es wirklich ist.

Beachten Sie, dass das Gleiche passiert, wenn der Tunnel vollständig außerhalb der Box platziert wird, wobei wiederum eines seiner Enden an der Wand ausgerichtet wird (Abb. 4). Es besteht eine empirische Abhängigkeit der „virtuellen Verlängerung“ des Tunnels in Abhängigkeit von seiner Größe. Für einen kreisförmigen Tunnel, von dem ein Schnitt weit genug von den Wänden des Kastens (oder anderen Hindernissen) entfernt ist und der andere in der Ebene der Wand liegt, beträgt diese Dehnung ungefähr 0,85 D.

Wenn wir nun alle Konstanten in die Helmholtz-Formel einsetzen, eine Korrektur für „virtuelle Dehnung“ einführen und alle Maße in vertrauten Einheiten ausdrücken, ergibt sich die endgültige Formel für die Länge des Tunnels mit einem Durchmesser D, der dafür sorgt, dass eine Kiste von die Lautstärke V auf eine Frequenz Fb abgestimmt ist, sieht so aus:

Hier wird die Frequenz in Hertz angegeben, das Volumen in Liter und die Länge und der Durchmesser des Tunnels in Millimetern, wie wir es gewohnt sind.

Das erhaltene Ergebnis ist nicht nur wertvoll, weil es erlaubt, in der Berechnungsphase einen Längenwert nahe dem Endwert zu erhalten, der den erforderlichen Wert der Abstimmfrequenz ergibt, sondern auch, weil es gewisse Reserven für die Kürzung des Tunnels eröffnet. Wir haben schon fast einen Durchmesser gewonnen. Es ist möglich, den Tunnel noch weiter zu verkürzen und dabei die gleiche Abstimmfrequenz beizubehalten, indem an beiden Enden Flansche angebracht werden, wie in Abb. 5.

Jetzt scheint alles berücksichtigt zu sein, und mit dieser Formel bewaffnet scheinen wir allmächtig zu sein. Hier stehen wir vor Schwierigkeiten.

Erste Schwierigkeiten

Die erste (und wichtigste) Schwierigkeit ist folgende: Wenn eine relativ kleine Box auf eine ziemlich niedrige Frequenz abgestimmt werden muss, erhalten wir eine große Länge, indem wir einen großen Durchmesser in die Formel für die Länge des Tunnels einsetzen. Versuchen wir, einen kleineren Durchmesser zu ersetzen - und alles wird gut. Ein großer Durchmesser erfordert eine große Länge und ein kleiner nur eine kleine. Was stimmt damit nicht? Und hier ist was. Durch die Bewegung „schiebt“ die Lautsprechermembran mit ihrer Rückseite nahezu inkompressible Luft durch den Phasenwendertunnel. Da das Volumen der oszillierenden Luft konstant ist, ist die Luftgeschwindigkeit im Tunnel um ein Vielfaches größer als die Oszillationsgeschwindigkeit des Diffusors, da die Querschnittsfläche des Tunnels um ein Vielfaches kleiner ist als die Fläche des Tunnels der Diffusor. Wenn du dutzende Male einen Tunnel machst kleiner als ein Diffusor, ist die Strömungsgeschwindigkeit darin groß, und wenn sie 25 - 27 Meter pro Sekunde erreicht, ist das Auftreten von Turbulenzen und Strahlgeräuschen unvermeidlich. Der große Forscher der akustischen Systeme R. Small zeigte, dass der minimale Querschnitt des Tunnels vom Durchmesser des Lautsprechers, dem größten Hub seines Kegels und der Abstimmfrequenz des Phaseninverters abhängt. Small hat eine völlig empirische, aber funktionierende Formel zur Berechnung der Mindestgröße eines Tunnels entwickelt:

Small leitete seine Formel in ihm vertrauten Einheiten ab, sodass der Lautsprecherdurchmesser Ds, der maximale Kegelhub Xmax und der minimale Tunneldurchmesser Dmin in Zoll ausgedrückt werden. Die Bassreflex-Abstimmfrequenz ist wie üblich in Hertz angegeben.

Jetzt sieht es nicht mehr so ​​rosig aus wie zuvor. Es stellt sich oft heraus, dass der Tunnel unglaublich lang wird, wenn Sie den richtigen Durchmesser wählen. Und wenn du den Durchmesser verkleinerst, besteht die Chance, dass das schon weiter geht mittlere Leistung der Tunnel wird pfeifen. Tunnel mit kleinem Durchmesser neigen neben dem eigentlichen Strahlgeräusch auch zu sogenannten „Orgelresonanzen“, deren Frequenz deutlich über der Abstimmfrequenz des Phasenwenders liegt und die durch Turbulenzen im Tunnel angeregt werden hohe Durchflussraten.

Angesichts dieses Dilemmas rufen ACS-Leser normalerweise die Redaktion an und fragen nach einer Lösung. Ich habe drei davon: leicht, mittel und extrem.

Eine einfache Lösung für kleine Probleme

Wenn die geschätzte Länge des Tunnels so ist, dass er fast in den Rumpf passt und sich bei gleicher Einstellung und Querschnittsfläche nur geringfügig verkürzt, empfehle ich, einen geschlitzten Tunnel anstelle eines runden zu verwenden und ihn nicht in den Mitte der Vorderwand des Rumpfes (wie in Abb. 6 ), aber nahe einer der Seitenwände (wie in Abb. 7). Am Ende des Tunnels, der sich in der Box befindet, wird der Effekt der "virtuellen Verlängerung" aufgrund der daneben befindlichen Wand beeinträchtigt. Experimente zeigen, dass bei konstanter Querschnittsfläche und Abstimmfrequenz der in Abb. 7 ist etwa 15 % kürzer als bei der Konstruktion nach Abb. 6. Ein geschlitzter Phasenwender ist im Prinzip weniger anfällig für Orgelresonanzen als ein runder, aber um sich noch mehr zu schützen, empfehle ich, im Inneren des Tunnels schallabsorbierende Elemente in Form von schmalen, aufgeklebten Filzstreifen anzubringen Innenfläche des Tunnels im Bereich eines Drittels seiner Länge. Dies ist eine einfache Lösung. Wenn es nicht genug ist, müssen Sie zum Durchschnitt gehen.

Mittlere Lösung für größere Probleme

Eine Lösung mittlerer Komplexität ist die Verwendung eines Kegelstumpftunnels, wie in Abb. 8. Meine Experimente mit solchen Tunneln haben gezeigt, dass es hier möglich ist, die Querschnittsfläche des Einlasses gegenüber dem nach der Small-Formel zulässigen Minimum zu reduzieren, ohne dass die Gefahr von Strahlgeräuschen besteht. Außerdem ist ein konischer Tunnel viel weniger anfällig für Organresonanzen als ein zylindrischer.

1995 habe ich ein Programm zur Berechnung von konischen Tunneln geschrieben. Es ersetzt einen konischen Tunnel durch eine Folge zylindrischer Tunnel und berechnet durch sukzessive Annäherungen die Länge, die erforderlich ist, um einen regulären Tunnel mit konstantem Querschnitt zu ersetzen. Dieses Programm ist für jedermann gemacht und kann von der Website des ACS Magazins http://www.audiocarstereo.it/ im Bereich ACS Software heruntergeladen werden. Ein kleines Programm, das unter DOS läuft, können Sie herunterladen und selbst berechnen. Und man kann es auch anders machen. Bei der Erstellung der russischen Version dieses Artikels wurden die Ergebnisse der Berechnungen mit dem Programm CONICO in einer Tabelle zusammengefasst, aus der Sie die fertige Version entnehmen können. Die Tabelle ist für einen Tunnel mit einem Durchmesser von 80 mm zusammengestellt. Dieser Durchmesserwert ist für die meisten Subwoofer mit einem Membrandurchmesser von 250 mm geeignet. Nachdem Sie die erforderliche Länge des Tunnels mithilfe der Formel berechnet haben, finden Sie diesen Wert in der ersten Spalte. Beispielsweise hat sich nach Ihren Berechnungen herausgestellt, dass Sie beispielsweise einen 400 mm langen Tunnel benötigen, um eine Box mit einem Volumen von 30 Litern auf eine Frequenz von 33 Hz abzustimmen. Das Projekt ist nicht trivial, und es wird nicht einfach sein, einen solchen Tunnel in einer solchen Box zu platzieren. Sehen Sie sich nun die nächsten drei Spalten an. Es zeigt die vom Programm berechneten Abmessungen des äquivalenten konischen Tunnels, dessen Länge nicht mehr 400, sondern nur noch 250 mm beträgt. Eine ganz andere Sache. Was die Maße in der Tabelle bedeuten, zeigt Abb. 9.

Tabelle 2 ist für den Ausgangstunnel mit einem Durchmesser von 100 mm erstellt. Dies passt zu den meisten Subwoofern mit einem 300-mm-Treiber.

Wenn Sie sich entscheiden, das Programm selbst zu verwenden, denken Sie daran: Ein kegelstumpfförmiger Tunnel wird mit einem Neigungswinkel der Erzeugenden a von 2 bis 4 Grad hergestellt. Dieser Winkel von mehr als 6 - 8 Grad wird nicht empfohlen, in diesem Fall können Turbulenzen und Strahlgeräusche am Eingang (engen) Ende des Tunnels auftreten. Aber selbst bei einer kleinen Verjüngung ist die Verringerung der Länge des Tunnels ziemlich signifikant.

Ein Tunnel in Form eines Kegelstumpfes muss keinen kreisförmigen Querschnitt haben. Wie bei einem normalen, zylindrischen ist es manchmal bequemer, es in Form eines geschlitzten zu machen. In der Regel ist es sogar bequemer, weil es dann aus flachen Teilen zusammengesetzt wird. Die Abmessungen der geschlitzten Version des konischen Tunnels sind in den folgenden Spalten der Tabelle angegeben, und was diese Abmessungen bedeuten, ist in Abb. zehn.

Das Ersetzen eines herkömmlichen Tunnels durch einen konischen kann viele Probleme lösen. Aber nicht alles. Manchmal erweist sich die Länge des Tunnels als so groß, dass selbst eine Verkürzung um 30 - 35 % nicht ausreicht. Für diese schwierigen Fälle...

Extreme Lösung für große Probleme

Eine extreme Lösung ist die Verwendung eines Tunnels mit exponentiellen Konturen, wie in Abb. 11. Bei einem solchen Tunnel nimmt die Querschnittsfläche zunächst allmählich ab und steigt dann ebenso gleichmäßig bis zum Maximum an. Unter dem Gesichtspunkt der Kompaktheit für eine gegebene Abstimmfrequenz, der Beständigkeit gegen Strahlgeräusche und Orgelresonanzen ist der Exponentialtunnel unübertroffen. Aber er sucht seinesgleichen in puncto Fertigungsaufwand, auch wenn seine Konturen nach dem gleichen Prinzip berechnet werden wie bei einem konischen Tunnel. Um den Exponentialtunnel dennoch in der Praxis nutzen zu können, habe ich mir eine Abwandlung davon ausgedacht: einen Tunnel, den ich „Sanduhr“ genannt habe (Abb. 12). Der Sanduhrtunnel besteht aus einem zylindrischen und zwei konischen Abschnitten, daher die äußerliche Ähnlichkeit mit einem antiken Instrument zur Zeitmessung. Diese Geometrie ermöglicht es, den Tunnel gegenüber dem ursprünglichen, konstanten Abschnitt um mindestens das Anderthalbfache oder sogar noch mehr zu verkürzen. Um die Sanduhr zu berechnen, habe ich auch ein Programm geschrieben, es ist dort zu finden, auf der ACS-Website. Und genau wie bei einem konischen Tunnel gibt es hier eine Tabelle mit vorgefertigten Berechnungsmöglichkeiten.

Was die Maße in den Tabellen 3 und 4 bedeuten, wird aus Abb. 1 deutlich. 13. D und d sind der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts bzw. der größte Durchmesser des konischen Abschnitts, L1 und L2 sind die Längen der Abschnitte. Lmax ist die volle Länge des Sanduhrtunnels, nur zum Vergleich, wie viel kürzer er gemacht wurde, aber im Allgemeinen ist es L1 + 2L2.

Technologisch ist die Herstellung einer Sanduhr mit kreisförmigem Querschnitt nicht immer einfach und bequem. Daher kann es hier auch in Form eines profilierten Schlitzes hergestellt werden, es stellt sich heraus, wie in Abb. 14. Für den Ersatz eines Tunnels mit 80 mm Durchmesser empfehle ich eine Schlitzhöhe von 50 mm zu wählen und für den Ersatz eines 100 mm zylindrischen Tunnels 60 mm. Dann sind die Breite des Abschnitts mit konstantem Querschnitt Wmin und die maximale Breite am Eingang und Ausgang des Tunnels Wmax die gleichen wie in der Tabelle (die Längen der Abschnitte L1 und L2 - wie im Fall eines kreisförmigen Abschnitts, hier ändert sich nichts). Bei Bedarf kann die Schlitztunnelhöhe h durch gleichzeitiges Einstellen von Wmin und Wmax so verändert werden, dass die Werte der Querschnittsfläche (h.Wmin, h.Wmax) unverändert bleiben.

Die Sanduhr-Tunnel-Variante des Phasenwenders habe ich zum Beispiel beim Bau eines Heimkino-Subwoofers mit einer Abstimmfrequenz von 17 Hz verwendet. Die geschätzte Länge des Tunnels betrug mehr als einen Meter, und durch Berechnung der "Sanduhr" konnte ich sie um fast die Hälfte reduzieren, während selbst bei einer Leistung von etwa 100 Watt kein Rauschen auftrat. Hoffe das hilft dir auch...

Ein Subwoofer ist ein Element eines Lautsprechersystems, das den Ton von Audiospuren bei den niedrigsten Frequenzen wiedergibt. Ein guter Subwoofer ist der Traum eines jeden Musikliebhabers, denn jeder liebt den hochwertigen Klang von Musik im Auto. Allerdings ist ein solches Gerät nicht billig. Die meisten Autobesitzer können jedoch die Box für den Subwoofer berechnen und mit ihren eigenen Händen herstellen, um unnötige Ausgaben für das Werksmodell zu vermeiden.

So wählen Sie Lautsprecher für Ihren Subwoofer aus

Subwoofer werden in Autos verwendet, um den Klang von Musik bei niedrigen Frequenzen zu verbessern. Für das normale Hören von Melodien oder Radiosendungen reicht ein normales Audiosystem in einem Auto völlig aus, aber Kenner von laut und reiner Klang Bei niedrigeren Frequenzen stellen sie lieber einen Subwoofer in die Kabine.

Bei der Auswahl von Lautsprechern für ein zukünftiges Produkt erfährt der Autobesitzer, dass diese in Form und Größe rund oder oval sein können. Üblicherweise werden (je nach Abmessungen des Autoinnenraums) runde Lautsprecher mit einem Durchmesser von 10, 13 oder 16 cm gewählt, sowie ovale mit einer Länge von 15 x 23 cm, je größer der Lautsprecherdurchmesser, desto besser Der Ton wird bei niedrigen Frequenzen wiedergegeben.

So finden Sie heraus, welche Autolautsprecher für Sie geeignet sind

Bevor Sie einen Subwoofer im Auto selbst bauen, müssen Sie einige grundlegende Thesen klären:

• die Form der Lautsprecher hat keinen Einfluss auf die Klangqualität der Musik im Auto;
• nur die Größe des Lautsprechers beeinflusst die Tiefe und Fülle des Klangs;
• Es ist notwendig, genau zu überlegen, welche Form und Größe die Lautsprecher benötigen, damit der Subwoofer in der Kabine angemessen aussieht.

Design ist nicht von größter Bedeutung, daher stehen bei der Auswahl eines Lautsprechers seine technischen Eigenschaften im Vordergrund

Entwerfen eines hausgemachten Subwoofers

Auto-Subwoofer werden im Kofferraum oder auf der Hutablage eingebaut, daher wird dieses System als Heck bezeichnet.

Der ernsteste Moment in der Herstellung ist die Bestimmung seiner Größe und seines Geräts. Je nach Aufgabenstellung kann die Gestaltung vielfältig variieren.

Arten von Subwoofern

Es gibt zwei Haupttypen von Subwoofern. Wenn wir über die Einstellung zum Schallleistungsverstärker sprechen, werden sie bedingt unterteilt in:

• aktiv. Sie haben bereits einen Verstärker und eine Frequenzweiche eingebaut, die für eine hohe Klangqualität sorgen und hohe Frequenzen aus dem Klang entfernen. Der aktive Subwoofer empfängt Signale von jeder Quelle, mit der er verbunden ist;
• passiv. Das Gerät ist nicht mit zusätzlichen Verstärkungselementen ausgestattet und wird daher an das Hauptaudiosystem des Fahrgastraums angeschlossen. Der einzige Nachteil passiver Subwoofer liegt darin, dass es alle Kanäle des Systems stark belastet, sodass auch die Klangqualität abnimmt.

Aktive Subwoofer belasten das Standard-Innenaudiosystem nicht und haben daher eine bessere Klangqualität

Einbauort: im Kofferraum oder unter dem Sitz

Wenn ein aktiver Subwoofer fast überall aufgestellt werden kann, hängt die Reinheit und Kraft seines Klangs bei niedrigen Frequenzen direkt vom Standort des passiven Geräts ab. Abhängig von den Vorlieben des Autobesitzers und der Verfügbarkeit von freien Plätzen in verschiedenen Autotypen werden mehrere Orte für die Installation angeboten:

• in der Mitte vorne - die optimale Position für die Kommunikation mit den Frontlautsprechern, die für einen nahezu perfekten Klang der Titel in der Kabine sorgen. Allerdings ist bei den meisten Fahrzeugen vorne kein Platz für große Geräte, daher eignet sich die mittlere Position vorne eher für Kleinbusse;
• im Kofferraum, mit nach vorne gerichtetem Lautsprecher - eine der beliebtesten Möglichkeiten für Autofahrer, einen Subwoofer zu platzieren. Geeignet für alle Arten von Fahrzeugen;
• im Kofferraum, mit nach hinten gerichtetem Lautsprecher - besser geeignet für ein Fließheckauto, da die Schallwelle auf ihrem Weg nicht auf Hindernisse trifft. Die Anordnung im hinteren Kofferraum ist für Limousinen oder Coupés nicht akzeptabel, da der Klang aufgrund der spezifischen Gestaltung des Gepäckraums stark verzerrt wird;
• auf dem Boden unter dem Sitz - eine weitere Option, die jedoch bei Autofahrern nicht sehr beliebt ist. Dadurch, dass der Subwoofer bündig mit dem Boden abschließt, zudem das Gehäuse unter der Sitzfläche steht, stößt der Schall auf viele Hindernisse;
• auf dem hinteren Regal - einer von die besten Optionen Platzierung eines Subwoofers in allen Arten von Autos. Die Hauptbedingung ist, dass das Regal breit und stark genug sein muss, um niederfrequenten Bässen standzuhalten.

Fotogalerie: die wichtigsten Orte, um das Gerät im Auto zu platzieren

Der Programmalgorithmus berücksichtigt alle Wünsche und berechnet schnell und korrekt das Volumen und andere Parameter des Koffers

Woraus man eine Kiste macht

Eine Subwoofer-Box ist nicht nur eine Box, die einen Lautsprecher enthält. Die Box muss viele der dynamischen Gesetze der Akustik erfüllen, damit der Klang wirklich satt und klar ist. Für die Herstellung von verschiedene Typen Schachteln erfordern unterschiedliche Materialien, und die Herstellungsmethoden unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht voneinander.

Wie baue ich eine Bassreflex-Subwooferbox?

Die Standardversion eines selbstgebauten Subwoofers ist ein Phasenwender. Dies ist die einfachste Art von Subwoofer, außerdem ist seine Box gut, da Sie mit einer speziellen Phaseninverterröhre tiefe Frequenzen reproduzieren können, die vom menschlichen Ohr praktisch nicht wahrgenommen werden. Und das Design der Box ist recht einfach, was ihre Herstellung für fast jeden zugänglich macht.

Notwendige Werkzeuge:

• Schalldämmung;
• Holzschrauben 50 mm lang;
• bohren;
• Schraubendreher;
• elektrische Stichsäge;
• flüssige Nägel;
• Dichtungsmittel;
• Pva kleber;
• Teppich.

Das Gehäuse zum Aufstellen eines Bassreflex-Subwoofers muss möglichst widerstandsfähig sein und darf keine Schallwellen übertragen. Für diese Zwecke sind mehrschichtiges Sperrholz oder hochwertige Spanplatten perfekt. Die beste Option- Nehmen Sie eine 30 mm dicke Sperrholzplatte.

Für die Herstellung des Gehäuses müssen Sie diesem Plan folgen:

1. Bereiten Sie Körperteile vor: vorne, hinten, zwei Seiten, unten und oben gemäß Ihren Berechnungen oder den von den Programmen angezeigten Parametern.
2. Schneiden Sie unter der Größe des Lautsprechers (z. B. Durchmesser 160 mm) ein Loch in die Vorderseite des Gehäuserohlings.
3. Oberhalb des Lochs für den Lautsprecher müssen Sie noch einen Schlitz für das Bassreflexrohr ausschneiden und das Bassreflexgehäuse daran anschrauben.
4. Nachdem zwei Löcher in die Frontplatte gebohrt wurden, müssen alle Seitenteile der Box zusammengeklebt und dann mit selbstschneidenden Schrauben zusammengeschraubt werden.
5. In diesem Fall ist es besonders wichtig, jede selbstschneidende Schraube bis zum Anschlag anzuziehen, da die leeren Zwischenräume zwischen den Platten den Klang des Lautsprechers stark verzerren.
6. Als nächstes müssen Sie auf der Rückseite des Gehäuses ein kleines Loch für die Drähte schneiden.
7. Bevor wir alle Teile des Gehäuses verbinden, setzen wir den Lautsprecher ein.
8. Als nächstes muss die Innenausstattung des Gehäuses durchgeführt werden: Dazu müssen alle Fugen und Risse mit Harz oder Dichtmittel bestrichen werden, um die Dichtigkeit zu erhöhen, und anschließend werden Schallschutzgewebe auf alle Seitenwände geklebt.
9. Nach Abschluss der Innendekoration müssen Sie nach außen gehen: Der Körper ist mit einem Karapet-Stoff bedeckt, und der Stoff sollte auch den Schlitz für den Phasenwender abdecken. Karapet kann mit einem normalen Epoxidharz oder einem Möbelhefter gedehnt werden.

Sobald der Lautsprecher befestigt ist, werden Drähte von ihm durch das Loch gezogen und mit dem Lautsprechersystem des Autos verbunden.

Fotogalerie: So montieren Sie eine kompakte Box mit Phasenwender

Der Subwoofer kann basierend auf den Parametern dieser Schaltung unabhängig angeschlossen werden

Stellen Sie vor Beginn der Arbeiten sicher, dass die Fahrzeugbatterie abgeklemmt ist. Dies ist eine Sicherheitsmaßnahme, die nicht nur Schäden am Lautsprechersystem verhindert, sondern auch die Gesundheit und Leistungsfähigkeit von Teilen des menschlichen Körpers erhalten kann.

Video: Subwoofer anschließen und aufstellen

Unabhängiges Design, Herstellung und Anschluss von Subwoofern in einem Auto steht fast jedem Fahrer zur Verfügung. Der Schlüssel zum Erfolg des Koffers ist sowohl eine kompetente Berechnung der Abmessungen und des Volumens des Produkts als auch die genaue Montage des Koffers. Gleichzeitig kann der Autofahrer selbstständig die gewünschte Größe der Lautsprecher wählen, um den für ihn passenden Bass-Sound in der Kabine zu erzeugen.

Nun, hast du den Hinweis gefunden, den ich in der letzten Ausgabe angedeutet habe? Da ging es um den "Bass des Volkes" ...

Im Dienst des Volkes

Okay, wenn du es nicht finden kannst, helfe ich dir jetzt. Im Frühjahr 2006 kamen wir durch gemeinsame Anstrengungen (allein hätte ich das nicht geschafft) zu einem für uns sehr günstigen Ergebnis: richtige Wahl Dynamik und der richtigen Berechnung der Lautstärke kann eine geschlossene Box für einen absolut unerschütterlich gleichmäßigen Frequenzgang im Autoinnenraum sorgen. Reibungslos und bis in den Tieftonbereich reichend, soweit es im Home-Audio für jedes Geld undenkbar ist. Alles, was Sie tun müssen, ist dafür zu sorgen, dass der Subwoofer-Frequenzgang im offenen Raum ungefähr (oder genau) an der gleichen Stelle abfällt, an der der Anstieg auf der magischen Kurve der Kabinenübertragungsfunktion beginnt. Indem wir diese Frequenz auf der Frequenzachse nach oben oder unten verschieben, können wir den Frequenzgang etwas anheben oder umgekehrt in Bezug auf die Mittenfrequenzen etwas abrollen, aber eines ist sicher: der Pegel Schalldruck, die im Innenraum des Autos von einem Subwoofer in einer geschlossenen Box unter 50 - 60 Hz erzeugt werden, beginnen nicht, auf die niedrigsten, Infraschallfrequenzen abzufallen, und selbst dort wird es nicht deswegen passieren, sondern wegen der nicht Starrheit und Leckage des Körpers. Es war im Frühjahr, und es kann als gute Nachricht angesehen werden.

Im Winter, oder besser gesagt in der letzten Ausgabe, kamen wir zu dem gleichen unaufhaltsamen Ergebnis: Ein Bassreflex-Subwoofer kann unter keinen realistisch möglichen Umständen im gesamten Tieftonbereich eine solche Anmut bieten. Der Phaseninverter wurde weiß Gott erfunden, um das reproduzierbare Frequenzband absichtlich nach unten zu erweitern, aber in unserem Auto ist dies aufgrund der gleichen Übertragungsfunktion nicht relevant. Das scheint eine schlechte Nachricht zu sein.

Allerdings gleich weiter echtes Beispiel wir waren überzeugt, dass der phasenwender das frequenzband im auto nicht erweitert, aber den schalldruckpegel bei gleicher leistung des subwoofers deutlich erhöhen kann. Wieder gute Neuigkeiten. Insgesamt: zwei gute für einen schlechten, das Ergebnis ist zu unseren Gunsten. Aber was ist mit dem inhärenten ungleichmäßigen Frequenzgang des Phasenwenders? Das war es auch schon und es gab einen Hinweis, den du nicht gefunden hast.

Um nicht lange zu suchen: Hier die Ergebnisse von dutzenden tatsächlich gebauten und erfolgreich funktionierenden Audiosystemen. Die obere Grafik ist das, was die Champions wollen, die untere Grafik ist das, was nur ein Liebhaber von Automusik bevorzugt. Um Missverständnisse zu vermeiden, betonen wir, dass es sich in allen Fällen um seriöse, teilweise sehr teure Systeme handelt.

Wer ist fern von den Menschen?

Parallel dazu sind wir im schönen Frühjahr 2006 die Daten der Rubrik „Systeme“ durchgegangen, um herauszufinden: Welchen Bass-Frequenzgang wollen die Leute in ihrem Auto haben, nachdem sie Geld für den Einbau von der ausgegeben haben Hände von Profis. Und wir fanden heraus: Es gibt zwei recht unterschiedliche Arten von Bässen. Zu beobachten (oder besser zu hören) sind die Autos, die bei den Wettbewerben die Bestnoten erhalten haben hohes Level. Richtig: am meisten und am meisten. Bei solchen Geräten ist der Bassfrequenzgang dem Frequenzgang teurer (oder sehr teurer) Heimakustik sehr ähnlich. Verallgemeinert: glatt, mit minimalen Abweichungen vom horizontalen "Tisch" bis ganz nach unten. Nimmt man Statistiken über gewöhnliche, z täglicher Gebrauch, Autos, da wird die Kurve deutlich anders sein: mit einem ziemlich deutlich nachgezeichneten Anstieg des Basses, dessen Maximum auf 40 Hz fällt.

Warum sind die Champions weiter von den Menschen entfernt, als wir erwartet haben? Nein, das ist einer von uns, die hören sich das Auto bei Wettkämpfen einfach vor Ort an und, bis auf Sonderfälle, bei abgestelltem Motor. Dies ist im Wesentlichen eine Reproduktion der häuslichen Bedingungen in der Kabine, daher die bereits erwähnte Ähnlichkeit. Aber sobald Sie den Motor starten und irgendwohin fahren (und das Auto soll dafür ausgelegt sein), ändern sich die Anforderungen an den Bass dramatisch, der Pegel der niederfrequenten Geräusche in der Kabine selbst eines teuren Autos ist unerwartet hoch , wird aber vom Ohr ganz anders wahrgenommen als Geräusche im mittleren Frequenzbereich . Es scheint, dass das Auto ruhig ist, aber aus irgendeinem Grund scheinen die Bassklänge der musikalischen Begleitung der Fahrt abzuklingen – unser Gehör passt sich also an die ständig einwirkenden niederfrequenten Geräusche an. Die Bässe müssen angehoben werden, und in diesem Fall ist es nicht so beängstigend, wenn sie nicht auf einmal angehoben werden, sondern nur bis zu einer bestimmten Frequenz, bei echten Tonträgern ist der Informationsgehalt unter 30 Hz äußerst gering.

Daher die bei den Menschen so beliebte Form des Bassfrequenzgangs. Daher der extreme Nutzen einer wunderbaren Erfindung aus dem ersten Drittel des letzten Jahrhunderts für die Autoakustik.

Vereinfachte und geradlinige Grafiken zeigen, was in der Kabine des Autos passiert, wenn dort ein Subwoofer platziert wird. Den obersten haben Sie bereits gesehen: Er ist das Ergebnis eines ideal audiophilen Setups eines Subwoofers wie 3YA. Sein Frequenzgang „im Großen und Ganzen“ beginnt genau dort und genau mit einer solchen Steigung abzufallen, mit der ihn die Übertragungsfunktion der Kabine anhebt. Das Ergebnis ist eine unerschütterliche Gerade und ein Preispokal.

Sehen Sie, was gekommen ist

Wiederholen wir die Illustration für eine der vorherigen Ausgaben: Der Titel der Serie erlaubt es nicht nur, sondern verlangt es auch. Hier ist die Blaupause hinter dem Rezept für Champions. Extrem vereinfacht, aber wir werden alle Vereinfachungen vorschreiben. Wenn wir uns darauf einigen, dass der Frequenzgang des Subwoofers in einer geschlossenen Box bei der unteren Grenzfrequenz mit einer Pause stark nach unten rollt und bei derselben Frequenz die Übertragungsfunktion nach oben dreht, ist die resultierende Charakteristik horizontal auf meisterhafte Weise. Sie haben Recht, die Natur verträgt keine Brüche, in Wirklichkeit biegen sich die Kurven glatt, die eine nach unten, die andere nach oben, aber unter bestimmten Bedingungen (die wir besprochen haben) wird das Ergebnis dasselbe sein: ein flacher Frequenzgang bis zu unhörbaren Grenzen. Jetzt zeichnen wir mit den gleichen Konventionen, was passiert, wenn wir anstelle einer geschlossenen Box einen Phaseninverter bauen. Bauen wir es zur besseren Übersicht zunächst schlecht und falsch. Das heißt: Aus den Materialien über „Primzahlen“, die himmlische Eigenschaften der SL versprechen (Nr. 4/2006), erinnerte man sich daran, dass die Resonanzfrequenz des Lautsprechers bei dieser Bauart nahe an der Wendefrequenz der SL gewählt werden sollte Übertragungsfunktionskurve, werden wir den neu konstruierten FI auf diese Frequenz abstimmen. In der Praxis bedeutet dies, Hertz-Werbespots auf 60 - 70 einzustellen. Was wird passieren? Aber nichts Gutes, der Frequenzgang des Phaseninverters unterschreitet, wie bereits erwähnt, die Abstimmfrequenz doppelt so schnell wie der einer geschlossenen Box, 24 dB/Okt. statt 12. Die Übertragungsfunktion der Kabine weiß davon nichts und sorgt dennoch für eine Anhebung des Frequenzgangs im Eigentempo: 12 dB/Okt. Die Folge ist ein „Budgetdefizit“, unterhalb der Abstimmfrequenz geht der resultierende Frequenzgang mit einer Flankensteilheit von 12 dB/Okt. Warum musstest du ein Loch in die Box drehen, um das zu bekommen? Und es stimmt, das ist nicht nötig, aber wir haben bewusst mit einem schlechten Phasenwender begonnen, damit ein guter besser herauskommt.

Der zweite Graph ist ein Beispiel für eine unsachgemäße Übertragung des gleichen Ansatzes auf einen Phaseninverter. Der eigene Frequenzgang unterschreitet die Abstimmfrequenz bereits mit einer Steigung von 24 dB/Okt., die Übertragungsfunktion kompensiert die Steilheit des Abfalls nur um die Hälfte, geht aber von derselben unvertretbar hohen Frequenz aus.

Werfen wir das, was früher getan wurde (Gott sei Dank, mental) weg und bauen einen anderen FI, bei dem die Abstimmfrequenz deutlich niedriger ist als die Wendefrequenz der Übertragungsfunktion. Nun passiert folgendes: Ab einer bestimmten Frequenz beginnt die Übertragungsfunktion der Kabine den Schalldruck im Inneren anzuheben, weil der Frequenzgang des Subwoofers im freien Raum noch horizontal ist. Wenn die Frequenz (wir gehen natürlich von oben nach unten) die Abstimmfrequenz erreicht, sinkt der Frequenzgang des Subwoofers selbst mit einer Flankensteilheit von 24 dB / Okt., 12 dB / Okt. die Übertragungsfunktion wird es „korrigieren“, das Ergebnis ist ein Rückgang des Rückstoßes unter die Abstimmfrequenz, wie eine geschlossene Kiste in einem Raum.

Und nun sehen Sie, was zwischen diesen beiden Frequenzen passiert: Bis der Frequenzgang abzufallen begann, schaffte es der Phasenwender, ordentlich Schalldruck zu gewinnen. Was in unserem vereinfachten Schema wie eine Art Haus aussieht, ist tatsächlich in Form von glatten Kurven realisiert, im Allgemeinen ähnlich der Form des Frequenzgangs des „Volksbasses“. Es bleibt das Kleinste - es in die Tat umzusetzen, wo es keine geraden Linien und keine unterbrochenen Linien gibt ...

Idealisierung der echten PHI-Abstimmung: Ihre schönste Stunde fällt in den Bereich zwischen dem Wendepunkt der Übertragungsfunktionskurve und der Abstimmfrequenz. Je weiter diese beiden Frequenzen auseinanderliegen, desto mehr Platz für das Bass-„Haus“.

Das Grundprinzip, das gar nicht aus der Wissenschaft, sondern aus der banalsten Praxis folgt, kannst du dir schon selbst ableiten. Wenn die Mehrheit der Bevölkerung den Frequenzgang eines Subwoofers in Form eines Buckels mit einer Mittenfrequenz von etwa 40 Hz macht (oder für sie gemacht akzeptiert), warum sollten wir dann gegen die Leute gehen? Basierend auf dem obigen Diagramm wird die allererste, sogar Null-Näherung des Rezepts für den optimalen Automobil- (nur Automobil-) Phaseninverter ihn auf eine Frequenz von 40 plus oder minus 5 Hz einstellen. Die Übertragungsfunktion können wir in keiner Weise beeinflussen, sie bestimmt, wo der Anstieg des Frequenzgangs beginnt. Und sein Abfall, und folglich das Maximum, wird nach unserem Modell auf die Frequenz der FI-Abstimmung fallen. Und alle? Schon wieder "Primzahlen"? Leider nein. Absolut einfache Zahlen für einen Phaseninverter wurden nicht erfunden. Aber etwas kann noch vereinfacht werden.

Freiheit im Grad

In der Tat, es gab eine Kiste, jetzt gibt es eine Kiste mit einem Tunnel, warum können wir auch in diesem Fall nicht mit einfachen Rezepten auskommen? Der Punkt ist die Anzahl der Variablen, die die Eigenschaften des Phaseninverters als schwingungsfähiges System bestimmen. Handelt es sich bei einer geschlossenen Box um ein System mit einem Freiheitsgrad, so hat FI zwei dieser Freiheitsgrade. Numerisch ist der Unterschied gering, aber um sich vorzustellen, wie viel komplizierter die Gewohnheiten des Systems werden, verwenden wir diese Illustration, müssen Sie sich entweder Objekte vorstellen, die mehr als einmal in einer bestimmten Kombination gesehen werden, oder, wenn es keine gibt andere Beschäftigung nehmen und tatsächlich einen einfachen Versuchsaufbau aufbauen. Sein erster Teil ist ein banales Pendel, aber immerhin eine Last an einem Seil. Er kann nur hin und her schwingen, seine Bewegungen sind vorhersehbar bis zur Uninteressanz. Das Pendel hat einen Freiheitsgrad, sein Zustand zu jedem Zeitpunkt wird vollständig durch den Winkel der Abweichung von der Gleichgewichtsposition bestimmt. Ersetzen Sie nun das Seil durch ein Gummiband. Es gibt zwei Freiheitsgrade, also voneinander unabhängige Koordinaten, die sozusagen den Zustand eines solchen Systems bestimmen: der Schwenkwinkel und der Dehnungsgrad des Gummibandes. Lenken Sie nun ein solches Pendel zur Seite aus, während Sie das Gummiband spannen. Wenn Sie wirklich nicht gesehen haben, was danach beginnen würde, nehmen Sie sich Zeit und Kurzwaren und machen Sie ein Experiment: Statt banalem Schaukeln macht die Ladung schwer zu beschreibende und schwer vorhersehbare Purzelbäume in der Luft.

Etwa im gleichen Maße weicht das Verhalten von FI von der prognostizierten GL ab. Der Lautsprecher hat immer noch drei Parameter, von denen einer, die äquivalente Lautstärke, jetzt weniger wichtig ist, weil er den Skalenfaktor und nicht den Schwingungsvorgang bestimmt, und die anderen beiden, die Resonanzfrequenz und der Qualitätsfaktor, immer noch wichtig sind. Aber akustische Gestaltung Parameter haben sich verdoppelt: die Lautstärke der Box und die Frequenz der Abstimmung des Tunnels. In welchem ​​Verhältnis sollten diese vier Größen stehen, damit wir von den Ergebnissen nicht enttäuscht sind? Die ernsthafte Erforschung des Betriebs eines Phasenwechselrichters hat mehr als eine Dissertation und viele Klassiker hervorgebracht wissenschaftliche Artikel, aber unsere Aufgabe ist eine andere, also werden wir versuchen, praktische Richtlinien zu geben, ohne auf Details einzugehen, warum sie genau so sind.

Immerhin, sehen Sie: Sie müssen PHI immer noch mit Hilfe eines Computerprogramms berechnen, und mit 99%iger Wahrscheinlichkeit wird es BassBox oder (was dasselbe ist) JBL Speaker Shop sein, diese einst kommerziellen Produkte haben sich jetzt auf der ganzen Welt verbreitet in einer solchen Anzahl, dass Sie kein weiteres Exemplar für sich selbst finden können, nur die ganz Faulen können es tun. Aber ein Herd zum Tanzen, auch mit bewährter Software, wird noch benötigt.

Allgemeine Regel: Je geräumiger das FI-Gehäuse ist, desto höher (aber desto schärfer) wird der akustische Verstärkungsbuckel sein

In ausreichend geräumigen Gehäusen, die, wenn sie geschlossen wären, zu niedrigen Werten des Gesamtqualitätsfaktors des Lautsprechers im Design führen würden, fällt die Spitze des Rückwegs auf die Abstimmfrequenz

Bei beengten Verhältnissen, auch solchen, die für einen gegebenen Lautsprecher optimal in der Rolle eines Chirps liegen, hat der Frequenzgang ein Maximum oberhalb der Abstimmfrequenz, bei ganz geringer Lautstärke nimmt die Charakteristik eine doppelhöckerige Form an, und das Nutzen aus der Verwendung des FI verblasst zu nichts

Unsportlicher Orientierungslauf

Also der erste Orientierungspunkt, bereits relativ verständlich aus einem Vergleich der praktischen, "Ziel"-Form des Frequenzgangs, der durch Verallgemeinerung der Praxis erhalten wird, und eines vereinfachten Bildes, das veranschaulicht, was in der Kabine passiert. Wenn wir einen Anstieg des Frequenzgangs mit einem Maximum um 40 Hz wünschen, sollte der Frequenzgang des Subwoofers bei dieser Frequenz im freien Raum (in einem Raum oder auf der Straße - egal, wichtig, dass dies nicht der Fall ist) beginnen abzufallen in der Hütte). Diese Frequenz ist in erster Näherung die Abstimmfrequenz des Tunnels. Die gleiche Praxis zeigt sich mit aller Deutlichkeit: Bei allen erfolgreichen Audiosystemen, die einen Bassreflex-Subwoofer verwenden, fällt die Abstimmfrequenz in den Bereich von 30 - 40 Hz. Im selben Korridor liegen meist die von Herstellern für ihre Subwoofer empfohlenen Abstimmfrequenzen von Phasenwendern. Mit Ausnahme von Sonderfällen der sportlichen Nutzung sprechen wir jetzt nicht darüber. Wenn Sie sich ein bedingt vereinfachtes Diagramm ansehen, können Sie feststellen, dass der Frequenzgang in der Kabine bei ansonsten gleichen Bedingungen umso höher ist, je niedriger die Frequenz der FI-Abstimmung ist, um zu steigen, bevor er mit der gleichen Steigung zu fallen beginnt. Das sieht man an den tatsächlichen Materialien: Schauen Sie sich einen unserer Gehäuse-Subwoofer-Tests an und vergleichen Sie die Tuning-Frequenz des Tunnels (falls vorhanden) mit der Position des maximalen Schalldrucks, der bei Messungen in der Kabine aufgezeichnet wurde.

Die Position des Frequenzbuckels ist jedoch eine Sache, seine Höhe eine andere. Wie erreicht man den gewünschten sanften Bassanstieg in einem einigermaßen breiten Frequenzband, damit der Frequenzgang nicht wie eine Erstklässler-Decke dasteht? Auch hierfür gibt es Richtlinien. Generell gilt: Unter sonst gleichen Bedingungen (wir machen diesen Vorbehalt immer wieder, und es ist klar, warum - wegen der erhöhten Anzahl von Variablen), wird der Anstieg des Frequenzgangs in der Nähe der Abstimmfrequenz umso höher und stärker sein, je größer der ist Volumen der PHI-Box. Wie wählt man die erste Näherung des Volumens? Es gibt ein (endlich) einfaches Rezept, hinter dem jedoch alles andere als einfache Schlussfolgerungen der Klassiker der modernen Elektroakustik stecken. Nehmen Sie ein solches Volumen, das, wenn es sich um eine geschlossene Box handeln würde, einen Wert für den Gesamtqualitätsfaktor des Kopfes im Design von etwa 0,55 - 0,6 ergeben würde. Gerade deshalb ist die optimale FI-Menge in den allermeisten Fällen größer als der optimale EP für den gleichen Sprecher, denn der EP errechnet sich aus dem resultierenden Qualitätsfaktor von 0,7 oder noch höher.

При таком объёме (а здесь играет роль, разумеется, не столько абсолютное значение объёма, сколько его отношение к величине эквивалентного объёма динамика Vas) можно рассчитывать на корректную работу получившегося акустического оформления во-первых и на то, что максимум отдачи будет находиться вблизи частоты настройки - Zweitens. Sie brauchen einen höheren, wenn auch "houseigeren", Anstieg des Frequenzgangs - erhöhen Sie die Lautstärke. Sie brauchen einen niedrigeren, aber gleichmäßigeren Anstieg und in einem breiteren Frequenzband - reduzieren Sie die Lautstärke, seien Sie nur auf zwei Dinge im Voraus vorbereitet: Zusammen mit der Glättung des Maximums wird es dazu neigen, sich mit einer Verringerung der Lautstärke in der Frequenz höher zu bewegen, und wird es auch nicht mehr genau der Port-Tuning-Frequenz entsprechen, und wenn die Lautstärke den optimalen Wert für diesen Closed-Box-Lautsprecher erreicht, wird der Frequenzgang mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit eine ziemlich ungeschickte Sattelform annehmen, während die akustische Verstärkung genau der Buckel ist, den wir haben aufzubauen versuchen, werden in den meisten Fällen fehlschlagen.

Bevor Sie jedoch mit der Auswahl (und anders geht es nicht, niemand konnte den FI mit einem Klick berechnen) Lautstärke und Einstellungen experimentieren, müssen Sie sich für den Lautsprecher entscheiden. Hier müssen wir leider eine Täuschung zerstören.

Zurück in der EBP-Arena

Wir haben bereits über diesen Wert gesprochen, dessen abgekürzter Name für Energy Bandwidth Product steht. Diesen Wert, numerisch gleich dem Verhältnis der Resonanzfrequenz des Lautsprechers zu seiner vollen Güte, haben wir bereits bei der Auswahl eines Lautsprechers für die Tonspur verwendet. Aber lange vor uns, seit vielen Jahren ist es gefordert, damit Lautsprecher in solche zu sortieren, die für geschlossene Boxen bestimmt sind und nach einem Phasenwender zu fragen. Es ist allgemein anerkannt, dass wenn dieser Wert kleiner als 50 ist, der Lautsprecher nur für den WA bestimmt ist. Wenn mehr als 100 - nur für PHI, zwischen diesen beiden Werten erstreckt sich eine gewisse Grauzone, wo es so oder so sein kann.

Die Erfahrung zeigt den relativ geringen Nutzen dieses Indikators für die Auswahl des Designs von Auto-Subwoofern, obwohl die Idee im Prinzip vernünftig ist. Kleine EBP bedeutet: die Resonanzfrequenz ist niedrig, die Güte relativ hoch, was auf ein schwergängiges System hinweist, und laut Kanon geht so ein Lautsprecher wirklich an die SL. Sehr wichtig EBP spricht von einer leichten "Bewegung", solche Köpfe geben wirklich hervorragende Phasenwender ab, aber ... zu Hause.

Erstens haben wir eine riesige, überwältigende Anzahl von Subwooferköpfen, die einen EBP-Parameterwert im Bereich von 50 - 80 haben, was für einen Pessimisten Unsicherheit und für einen Optimisten Entscheidungsfreiheit bedeutet. Zweitens, und das ist schon aus der Praxis, bekommt man im Auto auf den Lautsprechern mit kanonisch guten Messwerten dafür kein gutes FI. Ein Phaseninverter an einem Lautsprecher mit einem niedrigen Qualitätsfaktor (und es stellt sich heraus, dass, wenn EBP hundert überschreitet) im freien Raum einen flachen Frequenzgang mit einem vielleicht eigenartigen Verhalten in der Nähe der unteren Grenzfrequenz zeigt, in einem Auto diese Besonderheit summieren sich mit der Übertragungsfunktion und erzeugen fast ausnahmslos ziemlich hässliche Funktionen.

Unsere Tester trugen auch zur relativen Entlarvung des „Energieprodukts“ bei, indem sie eine Studie an echten Mustern von Subwoofer-Köpfen durchführten. Das Ergebnis war folgendes: Bei einem EBP-Wert von etwa 50 (laut Kanon - in WL, und ohne Sprechen) besteht die Chance, eine sehr gute akustische Verstärkung in FI zu erhalten, bei gleichzeitig anständiger Form des Frequenzgangs 90 (laut Kanon wird schon in FI verlangt), der Rückstoßgewinn fällt unter 3 dB, warum, fragt man sich, ein Dampfbad nehmen? Bei unserem Bruder ist also alles fast umgekehrt: Die effektivsten FI kommen auf der Basis der meisten „Box“-Köpfe heraus. So sind wir aufgestellt...

Das logische Finale der Phase-Inverter-Saga werden die praktischen Aspekte ihrer Implementierung sein. Das Schlüsselelement ist hier genau die Röhre, die auch ein Tunnel ist, der als Ergebnis der Sklaventransliteration aus dem Englischen ein Hafen ist. Sie, die Pfeife, wird es ermöglichen, zwei Hauptparameter in die Praxis umzusetzen, die das akustische Erscheinungsbild des konzipierten Phaseninverters bestimmen: das Volumen des Gehäuses und die Frequenz seiner Abstimmung. Diese beiden Werte, einer in Liter, der zweite in Hertz, sind das Ergebnis entweder einer unabhängigen Berechnung oder nach zuvor durchgeführten Berechnungen. Sie können von Lautsprecherherstellern, unseren Tests oder Expertenratschlägen auf der Grundlage ihrer Praxis stammen. In allen drei Fällen kommt es vor, dass fertige Tunnelmaße vorgegeben sind, die dafür sorgen, dass eine bekannte Lautstärke auf die gewünschte Frequenz abgestimmt wird, aber erstens nicht immer, und zweitens ist Blindkopieren nicht immer möglich und immer nicht empfehlenswert. Allgemeiner und viel ergiebiger wird also folgende Problemstellung: Lautstärke und Frequenz sind bekannt, und wir lösen die Frage nach ihrer physikalischen, materiellen Umsetzung selbst. Ein Teil der Geschichte wird nach dem Frage-Antwort-Prinzip organisiert: Die Nomenklatur der Fragen ist bekannt, in der Redaktionspost werden sie regelmäßig wiederholt, was zu statistischen Berechnungen führt, die unsere Testabteilung so liebt. Ich werde ihnen ihr Lieblingsspielzeug nicht wegnehmen, wir haben unseres. Also, was berechnen wir zuerst den Tunnel oder kaufen ein Rohr, das dieser Tunnel werden wird? Theoretisch muss man erst kaufen - Pfeifen gibt es nicht in jedem Durchmesser, sondern ab einem bestimmten Wertebereich, wenn man fertige nimmt, und nicht selbst aus Papier auf Leim wickelt, wie ein Pionier aus einem jungen Kosmonauten Kreis. Aber Sie müssen immer noch mit einer zumindest groben Schätzung beginnen, und der Punkt hier ist, dass ...

Dicke zählt

Wenn der Tunnel wirklich ein Rohr ist (es gibt schließlich Optionen), welchen Durchmesser sollte sein Durchmesser haben? Die allgemeinste und krasseste Antwort lautet: Je mehr, desto besser. Der Rat ist wirklich radikal und kann eine Protestreaktion hervorrufen: Was ist, wenn ich einen Tunnel mit dem doppelten Durchmesser des Lautsprechers nehme und mache? Du wirst es nicht nehmen und du wirst es nicht tun, egal wie sehr du es versuchst, vor mehr als hundert Jahren hat sich ein gewisser Herman Helmholtz darum gekümmert, der Resonator, dessen Name der Phaseninverter ist, und später der Schöpfer von Autos, die sie kleiner als die damaligen Dampflokomotiven machten. Also, der Reihe nach, warum mehr und warum etwas diesen Prozess stoppen wird.

Während des Betriebs bewegt sich in der Nähe der Abstimmfrequenz, wo tatsächlich der Phaseninvertertunnel seine Funktionen erfüllt, indem er sich selbst zu den durch die Schwingungen des Kegels erzeugten Schallwellen hinzufügt, Luft im Tunnel. Bewegt sich oszillierend hin und her. Das Volumen der bewegten Luft ist genau das gleiche wie das, das der Diffusor bei jeder Schwingung in Bewegung setzt, es ist gleich dem Produkt aus der Diffusorfläche und ihrem Verlauf. Bei einem Tunnel ist dieses Volumen das Produkt aus der Querschnittsfläche und der Luftströmung im Inneren des Tunnels. Die Querschnittsfläche ist wirklich immer kleiner als die Diffusorfläche (wenn jemand die Drohung noch nicht aufgegeben hat, dasselbe oder noch mehr zu machen, wird er bald nirgendwohin gehen und ablehnen), und um das gleiche Volumen zu bewegen, Die Luft muss sich schneller bewegen, die Geschwindigkeit im Tunnel nimmt ab, der Durchmesser nimmt proportional zur Abnahme seiner Querschnittsfläche zu. Warum ist es schlecht? Alle auf einmal. Zunächst einmal die Tatsache, dass das Helmholtz-Resonatormodell, auf dem alles basiert, davon ausgeht, dass es keinen Energieverlust durch Luftreibung an den Tunnelwänden gibt. Dies ist natürlich ein Idealfall, aber je weiter wir uns davon entfernen, desto weniger wird der Betrieb des Phasenwenders so sein, wie wir es von ihm erwarten. Und die Reibungsverluste im Tunnel sind umso höher, je größer die Luftgeschwindigkeit im Inneren ist. Theoretisch berücksichtigt die Formel und das darauf basierende einfache Programm diese Verluste nicht und gibt Ihnen kleinlaut die geschätzte Länge des Tunnels mit einem Durchmesser von mindestens einem Finger, aber ein solcher Phaseninverter wird nicht funktionieren, alles wird in den Wirbelstürmen der Luft sterben, wenn er versucht, schnell durch den engen Tunnel zurückzufliegen - vorwärts. Der Text des Propagandaplakats der Verkehrspolizei, das ich einmal gesehen habe, „Geschwindigkeit ist Tod“, passt sicherlich zur Luftbewegung im Tunnel, wenn der Tod auf die Effizienz des Phasenwenders zurückgeführt wird.

Doch viel früher als die Phasik als Mittel zur Klangwiedergabe stirbt, wird sie zu einer Quelle von Klängen, für die sie nicht bestimmt ist, die Wirbel, die bei zu hohen Luftgeschwindigkeiten entstehen, erzeugen Strahlgeräusche, die die Harmonie von Bassklängen stören die schamloseste und unästhetischste Weise.

Was sollte als Mindestwert der Tunnelquerschnittsfläche angenommen werden? In verschiedenen Quellen finden Sie unterschiedliche Empfehlungen, nicht alle wurden jemals von den Autoren getestet, zumindest durch ein Computerexperiment, geschweige denn andere. In solchen Empfehlungen sind in der Regel zwei Werte enthalten: der Durchmesser des Diffusors und der Maximalwert seines Hubs, dh Xmax. Das ist sinnvoll und logisch, gilt aber nur für den Betrieb des Subwoofers im Grenzbereich, wenn es schon etwas zu spät ist, um über Klangqualität zu sprechen. Aufgrund zahlreicher praktischer Beobachtungen lässt sich eine viel einfachere Regel anwenden, die nicht perfekt und nicht ganz universell ist, aber funktioniert: Bei einem 8-Zoll-Kopf muss der Tunnel mindestens 5 cm Durchmesser haben, bei einem 10-Zoll-Kopf -

7 cm, für 12 und mehr - 10 cm Kann man mehr machen? Es ist sogar notwendig, aber gerade jetzt wird uns etwas aufhalten. Nämlich die Länge des Tunnels. Die Sache ist die...

Länge zählt

Kommandiert wird es wie gesagt von dem großen Hermann von Helmholtz. Hier steht er an der Tafel der Universität Heidelberg, und an der Tafel steht dieselbe Formel. Nun, dieses Mal habe ich es geschrieben, aber ich habe es mir ausgedacht - er hätte es genauso geschrieben. Diese einfache, da für den Idealfall hergeleitete Abhängigkeit zeigt, wie hoch die Resonanzfrequenz eines bestimmten Hohlraums (wir kennen eher eine Kiste, obwohl Herman von solche Blasen mit Endrohren gemacht hat) in Abhängigkeit vom Volumen V sein wird, Länge L und Querschnittsfläche des Schwanzes. Bitte beachten Sie: Hier gibt es keine Lautsprecherparameter, und es wäre seltsam, wenn dies der Fall wäre. In jedem Fall ist es nützlich, sich daran zu erinnern und niemals Provokationen zu erliegen: Die Einstellung des Phaseninverters wird vollständig und vollständig von der Größe der Box und den Eigenschaften des Tunnels bestimmt, mit dem diese Box verbunden ist Umgebung. Außerdem enthält die Formel nur die Schallgeschwindigkeit in der Atmosphäre des Planeten Erde, bezeichnet mit "c", und die Zahl "pi", die nicht einmal vom Planeten abhängt.

Für praktische Zwecke, nämlich die Berechnung der Länge des Tunnels aus bekannten Daten, lässt sich die Formel einfach umwandeln, indem Sie sich an Ihre Heimatschule erinnern und die Konstanten durch Zahlen ersetzen. Viele haben es geschafft. Viele haben die Ergebnisse dieses spannenden Prozesses veröffentlicht, und der Autor ist ein wenig überrascht, wie spektakulär es möglich war, in einer Operation mit drei oder vier Zahlen zu scheißen. Generell ist ein Drittel der auf Papier und im Web veröffentlichten umgerechneten Formeln unverständlicher Unsinn. Die richtige ergibt sich hier, wenn wir die Werte in den schwarz dargestellten Einheiten ersetzen.

Die gleiche Formel, plus einige Korrekturen, ist in allen bekannten Programmen zur Berechnung von Phaseninvertern enthalten, aber im Moment ist die Formel für uns bequemer, alles ist klar ersichtlich. Sehen Sie: Was wird passieren, wenn wir anstelle eines minimalistischen Tunnels einen anderen, geräumigeren (und daher besseren) bauen? Die erforderliche Länge erhöht sich proportional zum Quadrat des Durchmessers (oder proportional zur Fläche, aber wir werden ein Rohr nach Durchmesser kaufen, sie verkaufen es nicht anders). Wir haben zum Beispiel von einem 5 cm Rohr auf ein 7 cm Rohr umgestellt, die Länge wird bei gleicher Einstellung doppelt so viel brauchen. Wir haben viermal auf 10 cm umgestellt. Problem? So weit - die halbe Mühe. Die Sache ist die...

Kaliber zählt

Jetzt wird es Ärger geben. Noch einmal schauen wir uns die Formel an, diesmal - auf den Nenner, fokussieren Sie Ihr Sehvermögen. Bei sonst gleichen Bedingungen ist die Länge des Tunnels umso größer, je kleiner das Volumen der Box ist. Wenn Sie, um ein 100-Liter-Volumen auf 30 Hz abzustimmen, ein 100-mm-Rohr zur Verfügung haben, müssen Sie ein 25 Zentimeter langes Stück Scheißrohr öffnen und in die Schachtel einfügen, dann mit einem Schachtelvolumen von Bei 50 Litern wird es ein halber Meter sein (was nicht weniger als nicht so schlimm ist), und bei ziemlich üblichen 25 Litern muss ein Tunnel dieser Dicke einen Meter lang sein. Dies ist eine Katastrophe, keine Optionen.

Unter unseren praktischen Bedingungen wird das Volumen der Box hauptsächlich von den Parametern des Lautsprechers bestimmt, und aus Gründen, die den Lesern dieser Serie bereits bekannt sind, überschreitet das optimale Volumen für 8-Zoll-Köpfe selten 20 Liter, für " zehn" - 30 - 40, nur wenn es um das 12-Zoll-Kaliber geht, haben wir es mit Volumina in der Größenordnung von 50 - 60 Litern zu tun, und dann nicht immer.

Es stellt sich also eine Art Souveränitätsparade heraus: Die Stimmfrequenz des FI wird durch den Bass bestimmt, den wir daraus bekommen wollen, ob auf der „Acht“ oder auf dem „Tag“ - es spielt keine Rolle . Und die Box-Tuning-Frequenz ist wiederum nicht vom Lautsprecher abhängig, je kleiner die Lautstärke, desto länger der Tunnel. Das Ergebnis der Parade: Wie wir bei Tests von kleinkalibrigen Subwoofern immer wieder festgestellt haben, ist es physikalisch unmöglich (oder schwierig), die wünschenswerte und vielversprechende Designoption in FI umzusetzen. Auch wenn Ihnen der Platz im Kofferraum nicht leid tut, Sie können das Volumen der FI-Box nicht größer als das optimale machen, und das optimale stellt sich oft als so klein heraus, dass es undenkbar ist, es darauf einzustellen eine Frequenz von 30–40 Hz, die von anderen Faktoren unabhängig ist. Hier ein Beispiel aus einem kürzlich durchgeführten Test von 10-Zoll-Subwoofer-Köpfen („A3“ Nr. 11/2006): Wenn wir einen Rohrdurchmesser von 7 cm als Axiom nehmen, dann um einen Phasenwender an einem Boston-Kopf zu machen , es würde ein 50 cm langes Stück dauern, für Rainbow - 70 cm, und für Rockford Fosgate und Lightning Audio - etwa einen Meter. Vergleichen Sie mit den Empfehlungen im Test dieser Ausgabe für 15-Zoll-Köpfe: Keines dieser Probleme wurde festgestellt. Wieso den? Nicht wegen des Lautsprechers als solchem, sondern wegen der durch die Lautsprecherparameter ausgewählten Originallautstärke. Was zu tun ist? Stellen Sie sich den Widrigkeiten frontal. Waffen wurden für uns von Generationen von Spezialisten (und nicht nur) geschmiedet. Weißt du, was hier los ist?

Form zählt

Sie werden es kaum übersehen: Ich beschäftige mich sehr gerne mit Patenten, denn ich denke, auch wenn der Weg von der Erfindung zum wirklichen Leben nicht so kurz ist, ein Patent ist ein Spiegelbild des Denkens in Form eines Vektors, d.h. unter Berücksichtigung der Richtung. Die meisten der von unermüdlichen Köpfen vorgeschlagenen (und ständig vorgeschlagenen) Innovationen in Bezug auf den Phaseninverter konzentrieren sich darauf, zwei störende Faktoren zu bekämpfen: die Länge des Tunnels, wenn sein Querschnitt groß ist, und Strahlgeräusche, wenn sein Querschnitt versucht um die Länge zu reduzieren, versuchte zu reduzieren. Die erste, einfachste Lösung, nach deren Zulässigkeit wir fünfmal im Monat in einer Redaktionsmail gefragt werden: Kann der Tunnel nicht in der Box, sondern außerhalb platziert werden? Hier ist die Antwort, endgültig, sachlich und echt, wie ein Artikel über die Wohnung von Professor Preobraschenski: Sie können. Zumindest teilweise, zumindest komplett, wurde der Tunnel nur aus ästhetischen Gründen in die Kiste gestopft, bei von Helmholtz ragte er von außen heraus, und nichts, er überlebte es. Ja, und unsere Moderne gibt Beispiele: Zum Beispiel können sich Car-Audio-Veteranen nicht anders erinnern (viele, um ehrlich zu sein, können sie nicht vergessen) die Basspfeifen von SAS Bazooka. Schließlich begannen sie mit einem Patent für einen Subwoofer, der bequem hinter dem Sitz eines Lastwagens platziert wird – dem Lieblingstransportmittel der Amerikaner. Dazu streckte der Erfinder das Phaseninverterrohr entlang der Außenseite des Gehäuses und gab ihm gleichzeitig eine Form, die über die Oberfläche des zylindrischen Gehäuses verteilt war. Dies ist ein Beispiel, es gibt ein anderes: Einige Firmen, die Einbau-Subwoofer für Heimkinos herstellen, bringen den Röhrentunnel eines Bandpass-Subwoofers heraus. Die Art des Subwoofers spielt in diesem Fall keine Rolle: Dies ist derselbe Resonator mit dem Namen, den Sie kennen. Eine andere Lösung ist auch, nach den Buchstaben zu urteilen, die sie suchen, aber sie haben Angst. "Ist es möglich, den Tunnel zu biegen?" Die Antwort ist im Stil von Philip Philipovich und liegt auf der Hand. Sonst würden mehrere Firmen (DLS, JL Audio, Autoleads, etc. etc.) nicht gleich flexible Rohre speziell für diesen Zweck produzieren. Und im Bereich der Patentdokumentation gibt es sogar einen interessanten Hinweis darauf, wie dieses Problem nicht ohne Grazie und Materialeinsparung gelöst werden kann: Es wurde einmal die Konstruktion eines Modelltunnels vorgeschlagen, der aus Standardelementen in beliebiger Form zusammengesetzt werden sollte gewünschte Form, den Rest zeigt die Abbildung. Ich füge hinzu: Die meisten der im Patent abgebildeten Details erinnern auf rührende Weise an die Nomenklatur der Elemente lokaler Kanalnetze, was ein praktisches Rezept ist, um den intellektuellen Exzess des amerikanischen Erfinders einzuführen.

Sie kämpfen mit der unangemessenen Länge des Tunnels und folgen oft dem Weg des Baus der sogenannten "Slotted Ports". Ihr Vorteil liegt in der konstruktiven Integration mit dem Rumpf, die es mit einer gewissen Vorstellungskraft ermöglicht, den Tunnel ziemlich lang zu machen. Auf dem beigefügten Diagramm gibt es mehrere Optionen auf einmal, die Frage ist natürlich noch lange nicht erschöpft (die ersten drei Skizzen wurden vom berühmten High-End-Künstler Alexander Klyachin geschrieben, der Rest war eine Frage der Technik). .

Der Nachteil von Schlitzen ist die Schwierigkeit, die Länge anzupassen, dies ist kein PVC-Rohr - er winkte mit der Säge, und es ist in der Tasche. Aber auch hier gibt es Lösungen: Vor nicht allzu langer Zeit hat einer der Helden der Kolumne „Eigenes Spiel“, Alexander Sultanbekov aus Perm (es ist keine Sünde, das Land noch einmal an die Namen seiner Helden zu erinnern), in der Praxis demonstriert, wie es geht Sie können den geschlitzten Anschluss anpassen, indem Sie seinen Querschnitt bei konstanter Länge ändern. Er wird durch das Verlegen von Sperrholz-Abstandshaltern im Inneren, wie auf dem Foto irgendwo in der Nähe, angezeigt.

Beim Falten des Phasenwender-Tunnels gingen einige kluge Köpfe bis zum Äußersten: Ein kluger Kopf schlug beispielsweise vor, den Tunnel in Form einer Spirale um das zylindrische Lautsprechergehäuse zu rollen, der andere beantwortete die raffinierte Helmholtz-Formel mit einem Schraubtunnel, ein solches Konzept ist uns hier in Russland vertraut ...

Aber im Allgemeinen sind alle diese Lösungen (auch mit einer Schraube) frontal, hier wird einfach ein Tunnel konstanter Länge angebracht oder gefaltet, damit er nicht stört. Bekannte (und sogar in kommerziellen Mengen verkaufte) Implementierung eines anderen Prinzips. Hier ist das Ding hier.

Querschnitt zählt

Nicht das Gebiet als solches, sondern die Art seiner Veränderung entlang des Tunnels. Bisher hielten wir, geleitet von der Lehre von Helmholtz in ihrer einfachsten, schulischen Form, es für unabdingbar, dass der Querschnitt des Tunnels konstant ist. Und es gab Leute, die gegen diese Bedingung verstoßen und sogar Geld damit verdient haben.

Erfahrene Leser werden sich zum Beispiel an einen Artikel unseres italienischen Kollegen Professor Matarazzi erinnern, in dem er effektive Lösungen anbietet, um die Länge des Tunnels zu reduzieren, indem er ihm eine konische oder doppelt konische Sanduhrform gibt. In "A3" Nr. 10/2001 sind die Berechnungen für die Programme der Professoren in Form von Tabellen angegeben, und die Senioren haben die Programme kürzlich auf unsere Anfrage selbst gefunden und gesendet. Wenn diese Ausgabe vergriffen ist, werden wir sie auf der Website in der Rubrik „Anhänge“ veröffentlichen. Der geistesabwesende Professor hat zwar den Quellcode für immer verloren, also bleiben die Programme auf Italienisch, wenn jemand weiß, wie man übersetzt, ohne den Code zu haben, werden wir die Hilfe dankbar annehmen.

Inzwischen stellen wir fest: Der Professor ist in seiner Forschung nicht der Erste und nicht der Einzige. Sogar ganze Tragödien ereigneten sich in dieser Richtung. Langjährige Leser des Magazins erinnern sich vielleicht an den Hinweis in A3 Nr. 2/2003 über den Rechtsstreit um den Bassreflextunnel, vor nicht allzu langer Zeit: Die Bose Corporation sah, dass ein anderer Konzern, JBL, in seinen Kolumnen Bassreflextunnel mit einsetzte krummlinige Erzeugende namens Linear-A hat das geistige Eigentum der Bose Corp. schwer verletzt. Als Beweis wurde ein US-Patent angeführt, das unter anderem erwähnte, dass es schön wäre, einen Tunnel mit einer elliptischen Erzeugenden zu machen, dann wäre er sowohl kürzer als auch leiser in Bezug auf den Strahllärm. JBL hat vergeblich versucht, dem Gericht zu erklären, dass Bose eine Ellipse und JBL einen Exponenten hat. Das Gericht erklärte, Ellipsen-Schmellipsen seien das Zehnte, und es seien viele Lautsprecher verkauft worden, rechnete die Buchhaltung von Bose vor: Der Gewinn von JBL belief sich auf 5.676.718 Dollar und 32 Cent, die an die Kasse der beleidigten Partei gezahlt werden sollten. Sie brachten es als schöne ein, einschließlich Kupfer, und in allen Spalten änderten sich die Tunnel zu anderen, FreeFlow, wie ein verbessertes Modell. So geht's...

Sehr, sehr viele Leute haben vorgeschlagen, den Zylinder als eine Art Tunnel zu vermeiden. Einige - im Stil von Matarazzi mit Variationen, andere - in bescheidenem, lokalem Maßstab, beschränken sich darauf, den Enden eines zylindrischen Tunnels krummlinige Konturen zu geben, um Strahlgeräusche durch Turbulenzen zu reduzieren. Das radikalste Mittel, sowohl mit Länge als auch mit Rauschen umzugehen, wurde nicht nur erfunden, sondern wird seit mehr als einem Jahr ausschließlich von Matthew Polk, dem Gründer einer nach ihm benannten Firma, angewendet. Das Wesen des PowerPort genannten Geräts ist folgendes: Ein oder zwei an jedem Ende des Rohrs übernehmen einen Teil der Tunnelfunktionen, ein ringförmiger Spalt zwischen der Wand der Box und einem „Pilz“, der in einem streng berechneten Abstand platziert ist davon ist jedoch alles in der Figur sichtbar. Fast alle Heimlautsprecher von Polk Audio werden mit solchen Tunneln geliefert. Und wenn nur jemand eingegriffen hat, haben seine 32 Cent geweint, plus noch etwas. Für mich selbst, meine Lieben, wird niemand verbieten, so etwas zu versuchen, zumal Polk auf seiner Unternehmenswebsite einmal eine Tabelle in Excel veröffentlicht hat, nach der Sie alles berechnen können, ich habe sie dann von dieser Website geknallt (mit später, im Nachhinein, den Segen des Autors erhalten - ich bin nicht aus Profitgründen) und sogar die begleitende Anleitung ins Große und Mächtige übersetzt, es ist alles auf unserer Website.

A propos, und die Arbeiten von Professor Matarazzi und die revolutionäre Entwicklung von Matthew Polk erinnern uns daran: Die Helmholtz-Gymnasium-Formel berücksichtigt unter anderem einen sehr signifikanten Effekt für die Praxis nicht: In den allermeisten Fällen ( fast immer) grenzt eines der Tunnelenden an die Wand des Subwoofer-Gehäuses, dies gilt sowohl für bündig mit der Wand gesägte Rundrohre als auch für Rohre, die mit einer aerodynamischen Spitze ausgestattet sind, und in noch größerem Maße für geschlitzte Öffnungen, die an der Wand haften Mauer. Die Nähe der Wand erzeugt einen Endeffekt, der an das erinnert, was der Autor von PowerPort absichtlich gesucht hat – eine virtuelle Verlängerung des Tunnels. Daher empfehlen moderne angewandte Experten, an der direkt aus den Werken von Helmholtz abgeleiteten Formel eine rein empirische, aber nicht weniger notwendige Änderung vorzunehmen, die rot hervorgehoben ist, damit klar ist, wo sich der Klassiker des 19. Jahrhunderts befindet, und Wo ist die Praxis des 20.

Aber im Allgemeinen, liebe Freunde, ist es an der Zeit, zur Sache zu kommen, es ist kein Jahrhundert, um sich mit Papierfetzen zu beschäftigen. Der Punkt ist nur dieser...

Zum Thema Dicke: Wenn man das gleiche Luftvolumen durch einen engeren Tunnel drückt, muss es auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt werden. Und "Geschwindigkeit ist Tod"

Helmholtz hätte seine Formel genauso geschrieben, nur war in diesem Moment kein Fotograf da

Ersetzen der endgültigen und tatsächlichen Formel Computer Programm. Sie ist korrekt, wiederholt überprüft. Die Bedeutung des rot markierten Schwanzes wird im Text erklärt.

Kann der Tunnel außerhalb der Box sein? Ja, das ganze Unternehmen baute sein Geschäft darauf auf, das Patent für einen praktischen Subwoofer wurde durch das Ächzen von Tausenden von SAS Bazooka-Basspfeifen repliziert. Und Herstellern von Einbau-Subwoofern für Heimkinos ist das völlig egal...

Ist es möglich, den Tunnel innen zu lassen, ihn aber zu biegen, da es bequemer ist? Hier ist Ihre Antwort

Exotische, verzweifelte Lösungen: Spiral- oder Schraubentunnel

Der Schlitztunnel ist in die Schublade integriert, kann also länger gemacht werden als der übliche, „einsteckbare“, die Längeneinstellung ist jedoch viel schwieriger ...

Dies bedeutet, dass nicht die Länge, sondern der Querschnitt angepasst werden muss: So hat es ein Einwohner der Hauptstadt des Perm-Territoriums gemacht

Die Abweichung von der zylindrischen Form des Tunnels wurde sowohl zur Reduzierung seiner Länge als auch in Form einer lokalen "aerodynamischen Behandlung" zur Reduzierung des Strahllärms vorgeschlagen.

Die effektivste Lösung in diesem Bereich: Matthew Polks PowerPort. Die Erfindung blieb nicht auf dem Papier, sie ist fester Bestandteil fast aller Polk Audio-Akustik.

Erstellt auf der Grundlage der Materialien der Zeitschrift "Avtozvuk", Februar 2007.www.avtozvuk.com

Zauberformeln

Einer der häufigsten Wünsche in der E-Mail des Autors ist die Angabe einer „Zauberformel“, mit der ein ACS-Leser den Phasenwender selbst berechnen könnte. Das ist im Prinzip nicht schwierig. Der Phaseninverter ist eine der Implementierungen eines Geräts, das als "Helmholtz-Resonator" bezeichnet wird. Die Formel für seine Berechnung ist nicht viel komplizierter als das gebräuchlichste und zugänglichste Modell eines solchen Resonators. Eine leere Coca-Cola-Flasche (nur eine Flasche, keine Aludose) ist so ein Resonanzkörper, abgestimmt auf eine Frequenz von 185 Hz, das wurde verifiziert. Der Helmholtz-Resonator ist jedoch viel älter als selbst diese Verpackung eines beliebten Getränks, das allmählich veraltet. Das klassische Schema des Helmholtz-Resonators ähnelt jedoch einer Flasche (Abb. 1). Damit ein solcher Resonator funktioniert, ist es wichtig, dass er ein Volumen V und einen Tunnel mit einer Querschnittsfläche S und einer Länge L hat. Mit diesem Wissen ist die Abstimmfrequenz des Helmholtz-Resonators (oder Phaseninverters, das heißt dasselbe) lässt sich nun nach der Formel berechnen:

wobei Fb die Abstimmfrequenz in Hz ist, s die Schallgeschwindigkeit gleich 344 m/s ist, S die Fläche des Tunnels in Quadratmetern ist. m, L ist die Länge des Tunnels in m, V ist das Volumen der Box in Kubikmetern. m. \u003d 3.14, das versteht sich von selbst.

Diese Formel ist wirklich magisch, da die Bassreflexeinstellung nicht von den Parametern des Lautsprechers abhängt, der darin installiert wird. Das Volumen der Box und die Abmessungen des Tunnels bestimmen ein für alle Mal die Stimmfrequenz. Alles schien erledigt. Lass uns anfangen. Angenommen, wir haben eine Kiste mit einem Volumen von 50 Litern. Wir wollen daraus eine auf 50Hz abgestimmte Bassreflexbox machen. Sie entschieden sich für einen Tunneldurchmesser von 8 cm.Nach der gerade angegebenen Formel wird die Abstimmfrequenz von 50 Hz erhalten, wenn die Länge des Tunnels 12,05 cm beträgt. Wir fertigen alle Teile sorgfältig an und montieren sie zu einer Struktur, wie z in Abb. 2, und zur Überprüfung messen wir die tatsächlich resultierende Resonanzfrequenz des Phasenwenders. Und wir sehen zu unserer Überraschung, dass es nicht 50 Hz sind, wie es laut Formel sein sollte, sondern 41 Hz. Was ist falsch und wo sind wir falsch gelaufen? Ja, nirgendwo. Unser frisch gebauter Phaseninverter würde auf eine Frequenz abgestimmt werden, die der durch die Helmholtz-Formel erhaltenen nahe kommt, wenn er hergestellt würde, wie in Abb. 3. Dieser Fall kommt dem idealen Modell am nächsten, das durch die Formel beschrieben wird: Hier "hängen beide Enden des Tunnels in der Luft", relativ weit entfernt von Hindernissen. In unserem Design passt eines der Enden des Tunnels mit der Wand der Box zusammen. Für die im Tunnel schwingende Luft ist dies nicht gleichgültig, wegen des Einflusses des "Flansches" am Ende des Tunnels scheint es seine virtuelle Verlängerung zu sein. Der Phaseninverter wird so konfiguriert, als wäre die Länge des Tunnels 18 cm und nicht 12, wie es wirklich ist.

Beachten Sie, dass das Gleiche passiert, wenn der Tunnel vollständig außerhalb der Box platziert wird, wobei wiederum eines seiner Enden an der Wand ausgerichtet wird (Abb. 4). Es besteht eine empirische Abhängigkeit der „virtuellen Verlängerung“ des Tunnels in Abhängigkeit von seiner Größe. Für einen kreisförmigen Tunnel, von dem ein Schnitt weit genug von den Wänden des Kastens (oder anderen Hindernissen) entfernt ist und der andere in der Ebene der Wand liegt, beträgt diese Dehnung ungefähr 0,85 D.

Wenn wir nun alle Konstanten in die Helmholtz-Formel einsetzen, eine Korrektur für „virtuelle Dehnung“ einführen und alle Maße in vertrauten Einheiten ausdrücken, ergibt sich die endgültige Formel für die Länge des Tunnels mit einem Durchmesser D, der dafür sorgt, dass eine Kiste von die Lautstärke V auf eine Frequenz Fb abgestimmt ist, sieht so aus:

Hier wird die Frequenz in Hertz angegeben, das Volumen in Liter und die Länge und der Durchmesser des Tunnels in Millimetern, wie wir es gewohnt sind.

Das erhaltene Ergebnis ist nicht nur wertvoll, weil es erlaubt, in der Berechnungsphase einen Längenwert nahe dem Endwert zu erhalten, der den erforderlichen Wert der Abstimmfrequenz ergibt, sondern auch, weil es gewisse Reserven für die Kürzung des Tunnels eröffnet. Wir haben schon fast einen Durchmesser gewonnen. Es ist möglich, den Tunnel noch weiter zu verkürzen und dabei die gleiche Abstimmfrequenz beizubehalten, indem an beiden Enden Flansche angebracht werden, wie in Abb. 5.

Jetzt scheint alles berücksichtigt zu sein, und mit dieser Formel bewaffnet scheinen wir allmächtig zu sein. Hier stehen wir vor Schwierigkeiten.

Erste Schwierigkeiten

Die erste (und wichtigste) Schwierigkeit ist folgende: Wenn eine relativ kleine Box auf eine ziemlich niedrige Frequenz abgestimmt werden muss, erhalten wir eine große Länge, indem wir einen großen Durchmesser in die Formel für die Länge des Tunnels einsetzen. Versuchen wir, einen kleineren Durchmesser zu ersetzen - und alles wird gut. Ein großer Durchmesser erfordert eine große Länge und ein kleiner nur eine kleine. Was stimmt damit nicht? Und hier ist was. Durch die Bewegung „schiebt“ die Lautsprechermembran mit ihrer Rückseite nahezu inkompressible Luft durch den Phasenwendertunnel. Da das Volumen der oszillierenden Luft konstant ist, ist die Luftgeschwindigkeit im Tunnel um ein Vielfaches größer als die Oszillationsgeschwindigkeit des Diffusors, da die Querschnittsfläche des Tunnels um ein Vielfaches kleiner ist als die Fläche des Tunnels der Diffusor. Wenn Sie einen Tunnel zehnmal kleiner als einen Diffusor machen, ist die Strömungsgeschwindigkeit darin hoch, und wenn sie 25 bis 27 Meter pro Sekunde erreicht, treten unvermeidlich Turbulenzen und Strahlgeräusche auf. Der große Forscher der akustischen Systeme R. Small zeigte, dass der minimale Querschnitt des Tunnels vom Durchmesser des Lautsprechers, dem größten Hub seines Kegels und der Abstimmfrequenz des Phaseninverters abhängt. Small hat eine völlig empirische, aber funktionierende Formel zur Berechnung der Mindestgröße eines Tunnels entwickelt:

Small leitete seine Formel in ihm vertrauten Einheiten ab, sodass der Lautsprecherdurchmesser Ds, der maximale Kegelhub Xmax und der minimale Tunneldurchmesser Dmin in Zoll ausgedrückt werden. Die Abstimmfrequenz des Phasenwenders ist wie üblich in Hertz angegeben.

Jetzt sieht es nicht mehr so ​​rosig aus wie zuvor. Es stellt sich oft heraus, dass der Tunnel unglaublich lang wird, wenn Sie den richtigen Durchmesser wählen. Und wenn Sie den Durchmesser verringern, besteht die Möglichkeit, dass der Tunnel bereits bei mittlerer Leistung „pfeift“. Tunnel mit kleinem Durchmesser neigen neben dem eigentlichen Strahlgeräusch auch zu sogenannten „Orgelresonanzen“, deren Frequenz deutlich über der Abstimmfrequenz des Phasenwenders liegt und die durch Turbulenzen im Tunnel angeregt werden hohe Durchflussraten.

Angesichts dieses Dilemmas rufen ACS-Leser normalerweise die Redaktion an und fragen nach einer Lösung. Ich habe drei davon: leicht, mittel und extrem.

Eine einfache Lösung für kleine Probleme

Wenn die geschätzte Länge des Tunnels so ist, dass er fast in den Rumpf passt und sich bei gleicher Einstellung und Querschnittsfläche nur geringfügig verkürzt, empfehle ich, einen geschlitzten Tunnel anstelle eines runden zu verwenden und ihn nicht in den Mitte der Vorderwand des Rumpfes (wie in Abb. 6 ), aber nahe einer der Seitenwände (wie in Abb. 7). Am Ende des Tunnels, der sich in der Box befindet, wird der Effekt der "virtuellen Verlängerung" aufgrund der daneben befindlichen Wand beeinträchtigt. Experimente zeigen, dass bei konstanter Querschnittsfläche und Abstimmfrequenz der in Abb. 7 ist etwa 15 % kürzer als bei der Konstruktion nach Abb. 6. Ein geschlitzter Phasenwender ist im Prinzip weniger anfällig für Orgelresonanzen als ein runder, aber um sich noch mehr zu schützen, empfehle ich, im Inneren des Tunnels schallabsorbierende Elemente in Form von schmalen, aufgeklebten Filzstreifen anzubringen Innenfläche des Tunnels im Bereich eines Drittels seiner Länge. Dies ist eine einfache Lösung. Wenn es nicht genug ist, müssen Sie zum Durchschnitt gehen.

Mittlere Lösung für größere Probleme

Eine Lösung mittlerer Komplexität ist die Verwendung eines Kegelstumpftunnels, wie in Abb. 8. Meine Experimente mit solchen Tunneln haben gezeigt, dass es hier möglich ist, die Querschnittsfläche des Einlasses gegenüber dem nach der Small-Formel zulässigen Minimum zu reduzieren, ohne dass die Gefahr von Strahlgeräuschen besteht. Außerdem ist ein konischer Tunnel viel weniger anfällig für Organresonanzen als ein zylindrischer.

1995 habe ich ein Programm zur Berechnung von konischen Tunneln geschrieben. Es ersetzt einen konischen Tunnel durch eine Folge zylindrischer Tunnel und berechnet durch sukzessive Annäherungen die Länge, die erforderlich ist, um einen regulären Tunnel mit konstantem Querschnitt zu ersetzen. Dieses Programm ist für jedermann gemacht und kann von der Website des ACS Magazins http://www.audiocarstereo.it im Bereich ACS Software heruntergeladen werden. Ein kleines Programm, das unter DOS läuft, können Sie herunterladen und selbst berechnen. Und man kann es auch anders machen. Bei der Erstellung der russischen Version dieses Artikels wurden die Ergebnisse der Berechnungen mit dem Programm CONICO in einer Tabelle zusammengefasst, aus der Sie die fertige Version entnehmen können. Die Tabelle ist für einen Tunnel mit einem Durchmesser von 80 mm zusammengestellt. Dieser Durchmesserwert ist für die meisten Subwoofer mit einem Membrandurchmesser von 250 mm geeignet. Nachdem Sie die erforderliche Länge des Tunnels mithilfe der Formel berechnet haben, finden Sie diesen Wert in der ersten Spalte. Beispielsweise hat sich nach Ihren Berechnungen herausgestellt, dass Sie beispielsweise einen 400 mm langen Tunnel benötigen, um eine Box mit einem Volumen von 30 Litern auf eine Frequenz von 33 Hz abzustimmen. Das Projekt ist nicht trivial, und es wird nicht einfach sein, einen solchen Tunnel in einer solchen Box zu platzieren. Sehen Sie sich nun die nächsten drei Spalten an. Es zeigt die vom Programm berechneten Abmessungen des äquivalenten konischen Tunnels, dessen Länge nicht mehr 400, sondern nur noch 250 mm beträgt. Eine ganz andere Sache. Was die Maße in der Tabelle bedeuten, zeigt Abb. 9.

Tabelle 2 ist für den Ausgangstunnel mit einem Durchmesser von 100 mm erstellt. Dies passt zu den meisten Subwoofern mit einem 300-mm-Treiber.

Wenn Sie sich entscheiden, das Programm selbst zu verwenden, denken Sie daran: Ein kegelstumpfförmiger Tunnel wird mit einem Neigungswinkel der Erzeugenden a von 2 bis 4 Grad hergestellt. Dieser Winkel von mehr als 6 - 8 Grad wird nicht empfohlen, in diesem Fall können Turbulenzen und Strahlgeräusche am Einlass (engen) Ende des Tunnels auftreten. Aber selbst bei einer kleinen Verjüngung ist die Verringerung der Länge des Tunnels ziemlich signifikant.

Ein Tunnel in Form eines Kegelstumpfes muss keinen kreisförmigen Querschnitt haben. Wie bei einem normalen, zylindrischen ist es manchmal bequemer, es in Form eines geschlitzten zu machen. In der Regel ist es sogar bequemer, weil es dann aus flachen Teilen zusammengesetzt wird. Die Abmessungen der geschlitzten Version des konischen Tunnels sind in den folgenden Spalten der Tabelle angegeben, und was diese Abmessungen bedeuten, ist in Abb. zehn.

Das Ersetzen eines herkömmlichen Tunnels durch einen konischen kann viele Probleme lösen. Aber nicht alles. Manchmal erweist sich die Länge des Tunnels als so groß, dass selbst eine Verkürzung um 30 - 35 % nicht ausreicht. Für diese schwierigen Fälle...

Extreme Lösung für große Probleme

Eine extreme Lösung ist die Verwendung eines Tunnels mit exponentiellen Konturen, wie in Abb. 11. Bei einem solchen Tunnel nimmt die Querschnittsfläche zunächst allmählich ab und steigt dann ebenso gleichmäßig bis zum Maximum an. Unter dem Gesichtspunkt der Kompaktheit für eine gegebene Abstimmfrequenz, der Beständigkeit gegen Strahlgeräusche und Orgelresonanzen ist der Exponentialtunnel unübertroffen. Aber er sucht seinesgleichen in puncto Fertigungsaufwand, auch wenn seine Konturen nach dem gleichen Prinzip berechnet werden wie bei einem konischen Tunnel. Um den Exponentialtunnel dennoch in der Praxis nutzen zu können, habe ich mir eine Abwandlung davon ausgedacht: einen Tunnel, den ich „Sanduhr“ genannt habe (Abb. 12). Der Sanduhrtunnel besteht aus einem zylindrischen und zwei konischen Abschnitten, daher die äußerliche Ähnlichkeit mit einem antiken Instrument zur Zeitmessung. Diese Geometrie ermöglicht es, den Tunnel gegenüber dem ursprünglichen, konstanten Abschnitt um mindestens das Anderthalbfache oder sogar noch mehr zu verkürzen. Um die Sanduhr zu berechnen, habe ich auch ein Programm geschrieben, es ist dort zu finden, auf der ACS-Website. Und genau wie bei einem konischen Tunnel gibt es hier eine Tabelle mit vorgefertigten Berechnungsmöglichkeiten.

Was die Maße in den Tabellen 3 und 4 bedeuten, wird aus Abb. 1 deutlich. 13. D und d sind der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts bzw. der größte Durchmesser des konischen Abschnitts, L1 und L2 sind die Längen der Abschnitte. Lmax ist die Gesamtlänge des Sanduhrtunnels, nur zum Vergleich, wie viel kürzer er gemacht wurde, aber im Allgemeinen ist dies L1 + 2L2.

Technologisch ist die Herstellung einer Sanduhr mit kreisförmigem Querschnitt nicht immer einfach und bequem. Daher kann es hier auch in Form eines profilierten Schlitzes hergestellt werden, es stellt sich heraus, wie in Abb. 14. Um einen Tunnel mit einem Durchmesser von 80 mm zu ersetzen, empfehle ich, eine Schlitzhöhe von 50 mm zu wählen, und zum Ersetzen eines zylindrischen Tunnels mit 100 mm - gleich 60 mm. Dann sind die Breite des Abschnitts mit konstantem Querschnitt Wmin und die maximale Breite am Eingang und Ausgang des Tunnels Wmax die gleichen wie in der Tabelle (die Längen der Abschnitte L1 und L2 - wie im Fall eines kreisförmigen Abschnitts, hier ändert sich nichts). Bei Bedarf kann die Schlitztunnelhöhe h durch gleichzeitiges Einstellen von Wmin und Wmax so verändert werden, dass die Werte der Querschnittsfläche (h.Wmin, h.Wmax) unverändert bleiben.

Die Sanduhr-Tunnel-Variante des Phasenwenders habe ich zum Beispiel beim Bau eines Heimkino-Subwoofers mit einer Abstimmfrequenz von 17 Hz verwendet. Die geschätzte Länge des Tunnels betrug mehr als einen Meter, und durch Berechnung der "Sanduhr" konnte ich sie um fast die Hälfte reduzieren, während selbst bei einer Leistung von etwa 100 Watt kein Rauschen auftrat. Hoffe das hilft dir auch...