Note de l'éditeur : L'article d'un acoustique italien, reproduit ici avec la bénédiction de l'auteur, s'intitulait à l'origine Teoria e pratica del condotto di accordo. Autrement dit, en traduction littérale - "Théorie et pratique d'un inverseur de phase". Ce titre, à notre avis, ne correspondait au contenu de l'article que formellement. Vraiment, nous parlons sur la relation entre le modèle théorique le plus simple d'un inverseur de phase et les surprises que la pratique prépare. Mais c'est si c'est formel et superficiel. Mais en substance, l'article contient une réponse aux questions qui se posent, à en juger par le courrier éditorial, tout le temps lors du calcul et de la fabrication d'un subwoofer à inverseur de phase. Première question : "Si vous calculez un inverseur de phase à l'aide d'une formule connue depuis longtemps, l'inverseur de phase fini aura-t-il la fréquence calculée ?" Notre collègue italien, qui a mangé une dizaine de chiens dans sa vie sur des inverseurs de phase, répond : « Non, ça ne marchera pas. Et puis il explique pourquoi et, surtout, à quel point ça ne marchera pas. Deuxième question : « J'ai calculé le tunnel, mais il est si long qu'il ne rentre nulle part. Comment être? Et ici le signeur propose des solutions tellement originales que c'est ce côté de son travail que l'on met à la une. Pour que mot-clé dans le nouveau titre, il faut comprendre non pas d'une nouvelle manière russe (sinon nous aurions écrit: "en bref - un inverseur de phase"), mais littéralement. Géométriquement. Et maintenant Signor Matarazzo a la parole pour parler.

Inverseur de phase : en bref !

Jean-Piero MATARAZZO Traduit de l'italien par E. Zhurkova

À propos de l'auteur : Jean-Pierro Matarazzo est né en 1953 à Avellino, en Italie. Depuis le début des années 70, il travaille dans le domaine de l'acoustique professionnelle. Pendant de nombreuses années, il a été responsable des essais systèmes acoustiques pour le magazine Suono (Son). Dans les années 90, il a développé un certain nombre de nouveaux modèles mathématiques du processus d'émission sonore par les diffuseurs de haut-parleurs et plusieurs projets de systèmes acoustiques pour l'industrie, dont le modèle Opera, populaire en Italie. Depuis la fin des années 90, il collabore activement avec les magazines "Audio Review", "Digital Video" et, le plus important pour nous, "ACS" ("Audio Car Stereo"). Dans les trois, il est chargé de mesurer les paramètres et de tester l'acoustique. Quoi d'autre? .. Marié. Deux fils grandissent, 7 ans et 10 ans.

Fig 1. Schéma d'un résonateur de Helmholtz. Celui dont tout vient.

Fig 2. La conception classique de l'inverseur de phase. Dans ce cas, l'influence du mur n'est souvent pas prise en compte.

Fig 3. Inverseur de phase avec un tunnel dont les extrémités sont en espace libre. Il n'y a pas d'effet de mur ici.

Fig 4. Vous pouvez sortir complètement le tunnel. Là encore il y aura un « allongement virtuel ».

Fig 5. Vous pouvez obtenir une "extension virtuelle" aux deux extrémités du tunnel en faisant une autre bride.

Figure 6. Tunnel à fente situé loin des parois de la boîte.

Figure 7. Tunnel à fente situé près du mur. Du fait de l'influence du mur, sa longueur "acoustique" est supérieure à celle géométrique.

Figure 8. Tunnel en forme de tronc de cône.

Figure 9. Les principales dimensions du tunnel conique.

Figure 10. Dimensions de la version fendue du tunnel conique.

Fig 11. Tunnel exponentiel.

Figure 12. Tunnel en forme de sablier.

Figure 13. Les principales dimensions du tunnel sous la forme d'un sablier.

Figure 14. Version fendue du sablier.

Formules magiques

L'une des demandes les plus courantes en e-mail l'auteur - pour donner une "formule magique" par laquelle le lecteur d'ACS pourrait calculer lui-même l'inverseur de phase. Ce n'est, en principe, pas difficile. L'inverseur de phase est l'une des implémentations d'un dispositif appelé "résonateur de Helmholtz". La formule de son calcul n'est pas beaucoup plus compliquée que le modèle le plus courant et le plus accessible d'un tel résonateur. Une bouteille de Coca-Cola vide (seulement une bouteille, pas une canette en aluminium) est un tel résonateur, réglé sur une fréquence de 185 Hz, cela a été vérifié. Cependant, le résonateur Helmholtz est bien plus ancien que même cet emballage d'une boisson populaire, qui devient progressivement obsolète. Cependant, le schéma classique du résonateur de Helmholtz est similaire à une bouteille (Fig. 1). Pour qu'un tel résonateur fonctionne, il est important qu'il ait un volume V et un tunnel de section S et de longueur L. Sachant cela, la fréquence d'accord du résonateur de Helmholtz (ou inverseur de phase, qui est la même chose) peut maintenant être calculé par la formule :

où Fb est la fréquence d'accord en Hz, s est la vitesse du son égale à 344 m/s, S est la surface du tunnel en m². m, L est la longueur du tunnel en m, V est le volume de la boîte en mètres cubes. M. \u003d 3,14, cela va sans dire.

Cette formule est vraiment magique, dans le sens où le réglage bass reflex ne dépend pas des paramètres de l'enceinte qui y sera installée. Le volume de la boîte et les dimensions du tunnel déterminent une fois pour toutes la fréquence d'accord. Tout semblait fait. Commençons. Supposons que nous ayons une boîte d'un volume de 50 litres. Nous voulons en faire un caisson bass-reflex accordé à 50Hz. Ils ont décidé de faire le diamètre du tunnel 8 cm. Selon la formule qui vient d'être donnée, la fréquence d'accord de 50 Hz sera obtenue si la longueur du tunnel est de 12,05 cm. Nous fabriquons soigneusement toutes les pièces, les assemblons dans une structure, comme En figue. 2, et pour vérification nous mesurons le résultat réel fréquence de résonance inverseur de phases. Et on constate, à notre grande surprise, qu'il ne s'agit pas de 50 Hz, comme il se doit selon la formule, mais de 41 Hz. Qu'est-ce qui ne va pas et où nous sommes-nous trompés ? Oui, nulle part. Notre inverseur de phase fraîchement construit serait accordé à une fréquence proche de celle obtenue par la formule de Helmholtz s'il était fabriqué, comme le montre la Fig. 3. Ce cas est le plus proche du modèle idéal décrit par la formule : ici les deux extrémités du tunnel "pendent en l'air", relativement loin de tout obstacle. Dans notre conception, l'une des extrémités du tunnel s'accouple avec la paroi de la boîte. Pour l'air oscillant dans le tunnel, cela n'est pas indifférent, du fait de l'influence de la "bride" en bout de tunnel, cela semble être son allongement virtuel. L'inverseur de phase sera configuré comme si la longueur du tunnel était de 18 cm, et non de 12, comme c'est le cas en réalité.

Notez que la même chose se produira si le tunnel est complètement placé à l'extérieur de la boîte, en alignant à nouveau l'une de ses extrémités avec le mur (Fig. 4). Il existe une dépendance empirique de "l'allongement virtuel" du tunnel en fonction de sa taille. Pour un tunnel circulaire dont une coupe est située suffisamment loin des parois du caisson (ou d'autres obstacles), et l'autre est dans le plan de la paroi, cet allongement est environ égal à 0,85D.

Maintenant, si nous remplaçons toutes les constantes dans la formule de Helmholtz, introduisons une correction pour "l'allongement virtuel", et exprimons toutes les dimensions dans des unités familières, la formule finale pour la longueur du tunnel avec un diamètre D, qui garantit qu'une boîte de le volume V est accordé sur une fréquence Fb, ressemblera à ceci :

Ici, la fréquence est en hertz, le volume est en litres, et la longueur et le diamètre du tunnel sont en millimètres, comme nous en avons l'habitude.

Le résultat obtenu est précieux non seulement parce qu'il permet d'obtenir au stade du calcul une valeur de longueur proche de la valeur finale, donnant la valeur requise de la fréquence d'accord, mais aussi parce qu'il ouvre certaines réserves pour raccourcir le tunnel. Nous avons déjà gagné presque un diamètre. Il est possible de raccourcir davantage le tunnel tout en conservant la même fréquence d'accord en réalisant des brides aux deux extrémités, comme le montre la fig. 5.

Maintenant, tout semble être pris en compte, et, armés de cette formule, nous semblons être tout-puissants. C'est là que nous rencontrons des difficultés.

Premières difficultés

La première (et principale) difficulté est la suivante : si une boîte relativement petite doit être réglée sur une fréquence assez basse, alors en substituant un grand diamètre dans la formule de la longueur du tunnel, nous obtiendrons une grande longueur. Essayons de substituer un diamètre plus petit - et tout se passe bien. Un grand diamètre nécessite une grande longueur, et un petit juste un petit. Qu'est-ce qui ne va pas avec ça? Et voici quoi. En mouvement, le cône du haut-parleur avec sa face arrière "pousse" de l'air presque incompressible à travers le tunnel de l'inverseur de phase. Le volume d'air oscillant étant constant, la vitesse de l'air dans le tunnel sera autant de fois supérieure à la vitesse oscillatoire du diffuseur, autant de fois la section transversale du tunnel est inférieure à la surface de le diffuseur. Si tu fais un tunnel des dizaines de fois plus petit qu'un diffuseur, la vitesse d'écoulement dans celui-ci sera grande, et lorsqu'elle atteint 25 à 27 mètres par seconde, l'apparition de turbulences et de bruit de jet est inévitable. Le grand chercheur des systèmes acoustiques R. Small a montré que la section minimale du tunnel dépend du diamètre du haut-parleur, de la plus grande course de son cône et de la fréquence d'accord de l'inverseur de phase. Small a proposé une formule complètement empirique mais fonctionnelle pour calculer la taille minimale d'un tunnel :

Small a dérivé sa formule dans des unités qui lui sont familières, de sorte que le diamètre du haut-parleur Ds, la course maximale du cône Xmax et le diamètre minimal du tunnel Dmin sont exprimés en pouces. La fréquence d'accord bass-reflex est, comme d'habitude, en hertz.

Maintenant, les choses ne sont plus aussi roses qu'avant. Il s'avère souvent que si vous choisissez le bon diamètre du tunnel, il ressort incroyablement long. Et si vous réduisez le diamètre, il y a une chance que déjà sur puissance moyenne le tunnel sifflera. Outre le bruit de jet proprement dit, les tunnels de petit diamètre ont également tendance à des "résonances d'organes", dont la fréquence est bien supérieure à la fréquence d'accord de l'inverseur de phase et qui sont excitées dans le tunnel par des turbulences à débits élevés.

Face à ce dilemme, les lecteurs d'ACS appellent généralement l'éditeur et demandent une solution. J'en ai trois : facile, moyen et extrême.

Une solution simple pour les petits problèmes

Lorsque la longueur estimée du tunnel est telle qu'il rentre presque dans la coque et ne raccourcit que légèrement sa longueur avec le même réglage et la même section transversale, je recommande d'utiliser un tunnel à fentes au lieu d'un tunnel rond, et de ne pas le placer dans le milieu de la paroi avant de la coque (comme sur la Fig. 6 ), mais près d'une des parois latérales (comme sur la Fig. 7). Puis au bout du tunnel, situé à l'intérieur du caisson, l'effet "d'allongement virtuel" sera affecté du fait de la paroi située à côté. Les expériences montrent qu'avec une section transversale et une fréquence d'accord constantes, le tunnel illustré à la Fig. 7 est environ 15% plus court qu'avec la construction comme dans la fig. 6. Un inverseur de phase à fentes, en principe, est moins sujet aux résonances d'orgue qu'un rond, mais pour vous protéger encore plus, je recommande d'installer des éléments insonorisants à l'intérieur du tunnel, sous la forme d'étroites bandes de feutre collées au surface intérieure du tunnel dans la région d'un tiers de sa longueur. C'est une solution simple. Si cela ne suffit pas, il faudra passer à la moyenne.

Solution moyenne pour des problèmes plus importants

Une solution de complexité intermédiaire consiste à utiliser un tunnel à cône tronqué, comme sur la Fig. 8. Mes expériences avec de tels tunnels ont montré qu'il est ici possible de réduire la section transversale de l'entrée par rapport au minimum autorisé selon la formule Small sans risque de bruit de jet. De plus, un tunnel conique est beaucoup moins sujet aux résonances d'organes qu'un tunnel cylindrique.

En 1995, j'ai écrit un programme de calcul de tunnels coniques. Il remplace un tunnel conique par une suite de tunnels cylindriques et, par approximations successives, calcule la longueur nécessaire pour remplacer un tunnel régulier à section constante. Ce programme est fait pour tout le monde, et il peut être téléchargé sur le site Web du magazine ACS http://www.audiocarstereo.it/ dans la section ACS Software. Un petit programme qui tourne sous DOS, vous pouvez le télécharger et le calculer vous-même. Et vous pouvez le faire différemment. Lors de la préparation de la version russe de cet article, les résultats des calculs à l'aide du programme CONICO ont été résumés dans un tableau, à partir duquel vous pouvez prendre la version finale. Le tableau est compilé pour un tunnel d'un diamètre de 80 mm. Cette valeur de diamètre convient à la plupart des subwoofers avec un diamètre de cône de 250 mm. Après avoir calculé la longueur requise du tunnel à l'aide de la formule, recherchez cette valeur dans la première colonne. Par exemple, selon vos calculs, il s'est avéré que vous avez besoin d'un tunnel de 400 mm de long, par exemple, pour régler une boîte d'un volume de 30 litres à une fréquence de 33 Hz. Le projet n'est pas anodin, et il ne sera pas facile de placer un tel tunnel à l'intérieur d'une telle boîte. Regardez maintenant les trois colonnes suivantes. Il montre les dimensions du tunnel conique équivalent calculé par le programme, dont la longueur ne sera plus de 400, mais seulement de 250 mm. Tout autre chose. La signification des dimensions dans le tableau est illustrée à la fig. 9.

Le tableau 2 est compilé pour le tunnel initial d'un diamètre de 100 mm. Cela conviendra à la plupart des subwoofers avec un pilote de 300 mm.

Si vous décidez d'utiliser le programme vous-même, rappelez-vous : un tunnel en forme de cône tronqué est réalisé avec un angle d'inclinaison de la génératrice a de 2 à 4 degrés. Cet angle de plus de 6 à 8 degrés n'est pas recommandé, dans ce cas, des turbulences et des bruits de jet peuvent se produire à l'entrée (étroite) du tunnel. Cependant, même avec une petite conicité, la réduction de la longueur du tunnel est assez importante.

Un tunnel en forme de cône tronqué n'a pas besoin d'avoir une section circulaire. Comme un cylindre régulier, il est parfois plus pratique de le fabriquer sous la forme d'une fente. Même, en règle générale, c'est plus pratique, car il est alors assemblé à partir de pièces plates. Les dimensions de la version fendue du tunnel conique sont données dans les colonnes suivantes du tableau, et la signification de ces dimensions est indiquée sur la fig. Dix.

Remplacer un tunnel conventionnel par un tunnel conique peut résoudre de nombreux problèmes. Mais pas tout. Parfois, la longueur du tunnel s'avère si grande que même le raccourcir de 30 à 35% ne suffit pas. Pour ces cas difficiles...

Solution extrême pour les gros problèmes

Une solution extrême consiste à utiliser un tunnel avec des contours exponentiels, comme le montre la Fig. 11. Pour un tel tunnel, la section transversale diminue d'abord progressivement, puis augmente tout aussi doucement jusqu'au maximum. Du point de vue de la compacité pour une fréquence d'accord donnée, de la résistance au bruit de jet et aux résonances d'organes, le tunnel exponentiel n'a pas d'égal. Mais il n'a pas d'égal en termes de complexité de fabrication, même si ses contours sont calculés selon le même principe que celui qui a été fait dans le cas d'un tunnel conique. Afin de pouvoir encore profiter du tunnel exponentiel dans la pratique, j'en ai proposé une modification : un tunnel, que j'ai appelé le "sablier" (Fig. 12). Le tunnel du sablier se compose d'une section cylindrique et de deux sections coniques, d'où la ressemblance extérieure avec un ancien instrument de mesure du temps. Cette géométrie permet de raccourcir le tunnel par rapport à la section d'origine, constante, au moins une fois et demie, voire plus. Pour calculer le sablier, j'ai aussi écrit un programme, il se trouve là, sur le site de l'ACS. Et tout comme pour un tunnel conique, voici un tableau avec des options de calcul prêtes à l'emploi.

La signification des dimensions dans les tableaux 3 et 4 ressort clairement de la fig. 13. D et d sont respectivement le diamètre de la section cylindrique et le plus grand diamètre de la section conique, L1 et L2 sont les longueurs des sections. Lmax est la longueur totale du tunnel du sablier, juste à titre de comparaison, combien il a été raccourci, mais en général, c'est L1 + 2L2.

Technologiquement, fabriquer un sablier avec une section circulaire n'est pas toujours facile et pratique. Par conséquent, ici, il peut également être réalisé sous la forme d'une fente profilée, il s'avérera, comme sur la Fig. 14. Pour remplacer un tunnel d'un diamètre de 80 mm, je recommande de choisir une hauteur de fente de 50 mm, et pour remplacer un tunnel cylindrique de 100 mm, 60 mm. Ensuite, la largeur de la section de section constante Wmin et la largeur maximale à l'entrée et à la sortie du tunnel Wmax seront les mêmes que dans le tableau (les longueurs des sections L1 et L2 - comme dans le cas d'une section circulaire, rien ne change ici). Si nécessaire, la hauteur h du tunnel à fentes peut être modifiée en ajustant simultanément Wmin et Wmax afin que les valeurs de la section transversale (h.Wmin, h.Wmax) restent inchangées.

J'ai utilisé la variante tunnel en sablier de l'inverseur de phase, par exemple, lorsque je fabriquais un subwoofer de cinéma maison avec une fréquence d'accord de 17 Hz. La longueur estimée du tunnel s'est avérée être supérieure à un mètre, et en calculant le "sablier", j'ai pu le réduire de près de moitié, alors qu'il n'y avait pas de bruit même à une puissance d'environ 100 watts. J'espère que ça va t'aider aussi...

Caisson de basses - Bass Reflex (FI)

Dans le cadre de la discussion sur le choix d'un subwoofer, considérez une telle enceinte comme un bass-reflex.

L'inverseur de phase, contrairement à celui-ci, possède un port avec lequel il inverse la phase du signal provenant de la face arrière de l'enceinte, augmentant ainsi l'efficacité de 2 fois.

Le principe de fonctionnement de l'inverseur de phase

À quel genre de musique un inverseur de phase convient-il ?

a des basses puissantes et volumineuses, et dans la région de la fréquence d'accord, il a une bosse (une augmentation significative du volume sonore).

Un exemple de la réponse en fréquence d'un inverseur de phase

Selon ce FI adapté à la musique, dans lequel il y a beaucoup de basses pas rapides, où les basses fréquences sont la base des compositions. Optez pour un bass reflex si vous aimez le dubstep, le triphop, les autres slows électroniques, le rap, le R&B, etc.

Remarque: le réglage bass-reflex est la fréquence à laquelle le pic tombe, est régulé en modifiant la longueur et la surface du port, ainsi que le rapport du volume du port au volume du boîtier.

Quel haut-parleur convient à un inverseur de phase

Pour choisir un subwoofer pour un inverseur de phase, vous devez commencer par. Habituellement, ces données se trouvent dans les documents, mais si vous ne les avez pas, les paramètres peuvent être trouvés sur Internet.

Afin de comprendre si le haut-parleur est adapté à FI, effectuez des calculs délicats. Diviser la valeur sur la valeur et si la réponse est de 60 à 100, alors un tel sous-marin sera optimal pour un inverseur de phase.

Par exemple, le locuteur SUNDOWN AUDIO E-12 V3 fs = 32,4 Hz, et Qts = 0.37.

fs/qts = 32.4 / 0.37 = 87,6 - un tel subwoofer convient tout à fait à FI.

Si la valeur de votre haut-parleur est en dehors de la plage de 60 à 100, il peut être utile de rechercher une conception différente en utilisant . Veuillez noter que ce tableau n'interdit pas l'utilisation d'enceintes de haut-parleurs non conformes aux sens fs/qts. Il montre des options qui fonctionneront certainement bien.

Types d'inverseurs de phase

Port bass-reflex- l'élément principal du corps, il peut être rond (tuyau) ou rectangulaire (fente).

port fendu

Orifice rond (tuyau)

Il est impossible de dire sans équivoque lequel de ces ports est le meilleur. Faites ce qui vous convient le mieux ou ce que vous préférez. Le seul moment où Dans les sports(concours de pression acoustique) plus de tuyaux sont utilisés, car avec leur utilisation, il est plus facile de modifier le réglage de l'inverseur de phase en modifiant la longueur du port.

On notera en particulier le type radiateur passif. (plus correctement - un réflecteur passif) il y a le même inverseur de phase et le principe de son travail est le même. Il est utilisé dans les cas où le port souhaité pour le FI ne convient pas aux dimensions. Dans un radiateur passif au lieu d'un port utilisé haut-parleur sans système magnétique.

Le principe de fonctionnement d'un radiateur passif

Avantages et inconvénients de l'IF

Avantages:

• Haute efficacité (environ - 2 fois plus fort que WY);
• Peut donner beaucoup de basses fortes;
• Peut être personnalisé selon vos préférences musicales.

Moins :

• Grandes dimensions (par rapport à WL);
• Relative complexité de calcul.

Particularités

matériaux

Les exigences relatives aux matériaux et à l'assemblage sont standard. Le boîtier de l'inverseur de phases doit être solide, étanche et ne pas vibrer. Matériau - contreplaqué ou MDF de 18 mm. et plus épais.

Veuillez noter que tous les canaux d'entrée de fils, borniers, etc. doit être bien scellé, cloisons internes(murs du port) ne devrait pas avoir de lacunes.

Port d'arrondi

Si le port fendu est long et a des virages, des zones mortes peuvent se produire dans les coins, pour éviter cela les courbes sont lissées- en conséquence, l'efficacité augmente, puisque résistance réduite au mouvement de l'air. Il est assez difficile de déterminer l'amélioration de la qualité à l'oreille, mais pour la lutte pour un résultat élevé en pression acoustique, cette solution fonctionne.

Options de lissage des ports

J'ai commencé à construire des colonnes au début des années 80. Et si au départ ce n'était qu'une « enceinte dans un boîtier », alors, naturellement, l'étude de l'influence des paramètres du boîtier (et de l'inverseur de phase) sur le son de l'enceinte a commencé.

Il existe de nombreux "constructeurs de subwoofers", mais pour la grande majorité, ce n'est qu'un "haut-parleur dans une boîte" et plus il y en a, mieux c'est. Oui, dans une certaine mesure, pour une boîte fermée, c'est correct. Mais pour un inverseur de phase...

L'inverseur de phase nécessite un réglage minutieux. Que voit-on en pratique ? En tant qu'inverseur de phase, les gens mettent tuyaux d'égout de longueur arbitraire, ils font des "inverseurs de phase à fentes" dans l'image: "Vasya a fait cette taille", tout en plaçant un autre haut-parleur. Celui qui représente cela se limite à la fabrication d'une boîte fermée (et il le fait bien !).

Bien sûr, il existe d'excellents programmes de simulation comme JBL SpeakerShop. Mais ils nécessitent tous l'introduction d'un tas de paramètres initiaux. Et même en les connaissant, l'écart avec la pratique s'avère, en règle générale - énorme(le haut-parleur s'est avéré légèrement différent, la taille du boîtier est légèrement différente, nous ne savons pas quoi et combien de remplissage, le tuyau de l'inverseur de phase est légèrement différent, nous ne connaissons pas la résistance acoustique, etc.)

Il existe une technique simple pour configurer un bass-reflex qui ne nécessite pas de connaître les données sources exactes des enceintes, des caissons, et ne nécessite pas de compteurs complexes ni de calculs mathématiques. Tout a déjà été pensé et testé en pratique !

Je veux parler d'une méthode simple pour configurer un inverseur de phase, qui donne une erreur ne dépassant pas 5%. Une technique qui existe depuis plus de 30 ans. Je l'utilise depuis que je suis étudiant.

Quelle est la différence entre un coffret avec inverseur de phase et un coffret fermé ?

Tout haut-parleur, comme un système mécanique, a sa propre fréquence de résonance. Au-dessus de cette fréquence, le haut-parleur sonne "assez doux", et en dessous, le niveau qu'il crée pression sonore, des chutes. Chute à raison de 12 dB par octave (soit 4 fois pour une réduction de fréquence par 2). La "limite inférieure des fréquences reproductibles" est considérée comme la fréquence à laquelle le niveau baisse de 6 dB (c'est-à-dire 2 fois).

Dynamique de la réponse en fréquence en espace ouvert

En installant le haut-parleur dans un caisson, sa fréquence de résonance augmentera quelque peu, du fait que l'élasticité de l'air comprimé dans le caisson s'ajoutera à l'élasticité de la suspension du diffuseur. L'augmentation de la fréquence de résonance va inévitablement "tirer" vers le haut et la limite inférieure des fréquences reproductibles. Plus le volume d'air dans la boîte est petit, plus son élasticité est élevée et, par conséquent, plus la fréquence de résonance est élevée. D'où l'envie de "rendre la box plus-oh-oh-plus".

Ligne jaune - réponse en fréquence du haut-parleur dans une boîte fermée

Dans une certaine mesure, il est possible de rendre la boîte "plus grande" sans augmenter ses dimensions physiques. Pour ce faire, la boîte est remplie de matériau absorbant. Nous n'entrerons pas dans la physique de ce processus, mais à mesure que la quantité de charge augmente, la fréquence de résonance du haut-parleur dans le caisson diminue (le "volume équivalent" du caisson augmente). S'il y a trop de charge, la fréquence de résonance recommence à augmenter.

Oublions l'influence des dimensions de la boîte sur d'autres paramètres, comme le facteur de qualité. Laissons cela aux "constructeurs de colonnes" expérimentés. Dans la plupart des cas pratiques, en raison de l'espace limité, le volume de la boîte s'avère assez proche de l'optimal (nous ne construisons pas d'enceintes de la taille d'une armoire). Et le sens de l'article n'est pas de vous charger de formules et de calculs complexes.

Étaient distraits. Avec une boîte fermée, tout est clair, mais que nous apporte un inverseur de phase ? Un inverseur de phase est un "tuyau" (pas nécessairement rond, il peut être rectangulaire et une fente étroite) d'une certaine longueur, qui, avec le volume d'air dans la boîte, a sa propre résonance. A cette "seconde résonance", la sortie sonore du haut-parleur augmente. La fréquence de résonance est choisie légèrement inférieure à la fréquence de résonance du haut-parleur dans le caisson, c'est-à-dire dans la zone où le haut-parleur commence à perdre de la pression acoustique. Par conséquent, là où le haut-parleur est en récession, une montée apparaît, qui compense en partie cette baisse, élargissant la fréquence de coupure inférieure des fréquences reproduites.

Ligne rouge - réponse en fréquence du haut-parleur dans une boîte fermée avec un inverseur de phase

Il est à noter qu'en dessous de la fréquence de résonance de l'inverseur de phase, la perte de charge acoustique sera plus forte que celle d'un caisson fermé et sera de 24 dB par octave.

Ainsi, l'inverseur de phase permet d'élargir la gamme des fréquences reproductibles vers les basses fréquences. Alors, comment choisir la fréquence de résonance d'un inverseur de phase ?

Si la fréquence de résonance de l'inverseur de phase est supérieure à la valeur optimale, c'est-à-dire il sera proche de la fréquence de résonance du haut-parleur dans le caisson, puis nous obtiendrons une "surcompensation" sous la forme d'une bosse saillante dans la réponse en fréquence. Le son sera en forme de tonneau. Si la fréquence est choisie trop basse, la montée du niveau ne se fera pas sentir, car. aux basses fréquences, la sortie du haut-parleur chute trop (sous-compensée).

Les lignes bleues ne sont pas réglage optimal inverseur de phases

C'est un moment très délicat, soit l'inverseur de phase donnera un effet, soit il n'en donnera pas, soit au contraire il gâchera le son ! La fréquence de l'inverseur de phase doit être choisie très précisément ! Mais où pouvez-vous obtenir cette précision dans un environnement garage-maison ?

En fait, le coefficient de proportionnalité entre la fréquence de résonance du haut-parleur dans la boîte et la fréquence de résonance de l'inverseur de phase, dans la grande majorité des conceptions réelles, est de 0,61 - 0,65, et si nous le prenons égal à 0,63, alors le l'erreur ne sera pas supérieure à 5 %.

1. Vinogradova E.L. "Concevoir des haut-parleurs avec une réponse en fréquence lissée", Moscou, éd. Énergie, 1978

2. "En savoir plus sur le calcul et la fabrication d'un haut-parleur", w. Radio, 1984, n° 10

3. "Mise en place des inverseurs de phase", eh bien. Radio, 1986, n° 8

Passons maintenant de la théorie à la pratique - c'est plus proche de nous.

Comment mesurer la fréquence de résonance d'un haut-parleur dans un caisson ? Comme vous le savez, à la fréquence de résonance, le "module d'impédance électrique" (impédance) de la bobine mobile augmente. En gros, la résistance grandit. Si pour courant continu c'est, par exemple, 4 ohms, puis à la fréquence de résonance, il augmentera jusqu'à 20 - 60 ohms.Comment mesurer cela?

Pour ce faire, en série avec le haut-parleur, vous devez allumer une résistance dont la valeur nominale est supérieure d'un ordre de grandeur à la propre résistance du haut-parleur. Une résistance d'une valeur nominale de 100 à 1000 ohms nous convient. En mesurant la tension aux bornes de cette résistance, nous pouvons estimer le "module d'impédance électrique" de la bobine acoustique du haut-parleur. Aux fréquences où l'impédance du haut-parleur est élevée, la tension aux bornes de la résistance sera minimale, et vice versa. Alors, comment mesurer ?

Mesure de l'impédance des enceintes

Les valeurs absolues ne sont pas importantes pour nous, il suffit de trouver la résistance maximale (tension minimale aux bornes de la résistance), les fréquences sont assez basses, vous pouvez donc utiliser un testeur ordinaire (multimètre) en mode de mesure de tension alternative. Où trouves-tu la source fréquences audio?

Bien sûr, il vaut mieux utiliser un générateur de fréquence audio comme source... Mais laissons cela aux professionnels. Mais "personne ne nous interdit" de créer un CD avec une gamme enregistrée de fréquences sonores, créées dans certains Programme d'ordinateur, comme CoolEdit ou Adobe Audition. Même moi, avec un équipement de mesure à la maison, j'ai créé un CD de 99 pistes, de quelques secondes chacune, avec une gamme de fréquences de 21 à 119 Hz, par pas de 1 Hz. Très confortablement ! Je l'ai inséré dans la radio, vous sautez le long des pistes - vous changez la fréquence. La fréquence est égale au numéro de piste + 20. Très simple !

Le processus de mesure de la fréquence de résonance du haut-parleur dans la boîte est le suivant: nous «bouchons» le trou de l'inverseur de phase (un morceau de contreplaqué et de pâte à modeler), allumons le CD pour la lecture, réglons un volume acceptable et sans le changer , "sautez" par-dessus les pistes et trouvez la piste sur laquelle la tension est sur la résistance est minimale. Tout - la fréquence nous est connue.

D'ailleurs, en parallèle, en mesurant la fréquence de résonance du haut-parleur dans le caisson, on peut choisir la quantité optimale de charge pour le caisson ! En ajoutant progressivement la quantité de charge, nous regardons le changement de la fréquence de résonance. Nous trouvons la quantité optimale à laquelle la fréquence de résonance est minimale.

Connaissant la valeur de la "fréquence de résonance du haut-parleur dans le caisson avec remplissage", il est facile de trouver la fréquence de résonance optimale de l'inverseur de phase. Il suffit de le multiplier par 0,63. Par exemple, nous avons obtenu la fréquence de résonance du haut-parleur dans la boîte à 62 Hz - par conséquent, la fréquence de résonance optimale de l'inverseur de phase sera d'environ 39 Hz.

Maintenant, nous «ouvrons» l'ouverture de l'inverseur de phase et, en modifiant la longueur du tuyau (tunnel) ou sa section transversale, nous accordons l'inverseur de phase à la fréquence requise. Comment faire?

Oui, en utilisant la même résistance, le même testeur et le même CD ! Il suffit de se rappeler qu'à la fréquence de résonance de l'inverseur de phase, au contraire, le «module d'impédance électrique» de la bobine du haut-parleur tombe au minimum. Par conséquent, nous devons rechercher non pas la tension minimale aux bornes de la résistance, mais au contraire le maximum - le premier maximum, qui est inférieur à la fréquence de résonance du haut-parleur dans la boîte.

Naturellement, la fréquence de réglage de l'inverseur de phase sera différente de celle requise. Et croyez-moi - très fortement ... Habituellement, vers les basses fréquences (sous-compensation). Pour augmenter la fréquence d'accord de l'inverseur de phase, il est nécessaire de raccourcir le tunnel ou de réduire sa section transversale. Vous devez le faire progressivement, un demi-centimètre ...

Quelque chose comme ça dans la région des basses fréquences ressemblera au module d'impédance électrique du haut-parleur dans une boîte avec un inverseur de phase réglé de manière optimale :

Voici toute la technique. Très simple, et en même temps, donnant un résultat assez précis.

Tout propriétaire de voiture peut construire un système acoustique à part entière dans la voiture. Beaucoup installent des haut-parleurs avant. C'est là qu'un son de qualité entre en jeu. Ils offrent un son naturel même aux basses fréquences. Lorsque cela ne suffit pas, pensez à utiliser un subwoofer. Il accentue la profondeur des basses, renforce la pression du son. À l'aide d'un subwoofer correctement sélectionné et installé, vous pouvez complètement changer la bande son.

Description de l'inverseur de phase

Les subwoofers sont disponibles dans une variété de types et de qualités. Mais pour obtenir une acoustique de la plus haute qualité, il est recommandé de concevoir leurs boîtiers. La méthode de conception la plus populaire est une boîte fermée et un inverseur de phase. Parfois, les fans de son préfèrent le passe-bande, les radiateurs passifs ou les charges acoustiques. Qu'est-ce qu'un onduleur de phase et comment il est installé - nous examinerons en détail.

Une boîte fermée (boîte) est une enceinte de haut-parleur. Son volume est proportionnel au volume de la colonne.

Un inverseur de phase pour un subwoofer est une conception qui est un trou de corps spécial. En outre, il peut s'agir d'un tuyau intégré à celui-ci, qui relie le volume interne et l'espace externe. D'une autre manière, on parle de port inverseur de phase. Un tel système diffère d'un conduit fermé en ce qu'il n'amortit pas les vibrations émanant de l'arrière du diffuseur. Au contraire, il complète ainsi le rayonnement. Cela donne une augmentation significative du son.

L'inverseur de phase a une autre variété - un radiateur passif. Le port ici est un système spécial ou un simple haut-parleur qui n'est pas connecté à l'amplificateur.

Calcul de la boîte

Le système acoustique ainsi que les subwoofers peuvent être facilement calculés à l'aide de programmes en ligne. Ils sont faciles à télécharger sur Internet. Le calcul automatique est effectué en remplaçant les données sur les éléments sonores. Ici, vous devez trouver des informations sur spécifications techniques nécessaire au calcul.

Toutes les informations peuvent être récupérées à partir du programme de base de données intégré. Si les caractéristiques sont déjà connues, elles sont saisies manuellement. Programme en ligne Il est également pratique dans la mesure où il permet de choisir les enceintes qui offriront le meilleur retour.

Les formes acoustiques les plus simples sont une boîte fermée et un inverseur de phase. Ils n'ont pas besoin de connaître les données exactes. Il suffit de calculer à l'aide de formules.

Comment calculer la boîte fermée

Vous devez trouver trois indicateurs principaux de la dynamique. Le résultat sera la sélection du volume interne de la colonne. Faites attention au rapport entre la fréquence de résonance dans le passeport et le facteur de qualité. Si la valeur est inférieure à 100, il est déconseillé d'installer cette enceinte dans un coffret fermé. Étant donné que l'air est comprimé dans le boîtier fermé, la rigidité de la suspension augmente.

Des formules spéciales sont dérivées qui relient la fréquence de résonance, le facteur de qualité et le volume : Fc, Qtc, Vb, respectivement, avec les mêmes paramètres dans le passeport. Les formules peuvent être soigneusement visualisées sur la photo.

À l'aide des formules, le volume requis de la caisse est sélectionné. Il est important de veiller à ce que la fréquence de résonance des haut-parleurs ne dépasse pas 50 Hz. Et le facteur de qualité approchait 0,7.

Comment est calculé l'inverseur de phase

L'inverseur de phase est calculé en choisissant des haut-parleurs dont le facteur de qualité est compris entre 0,3 et 0,5 et le rapport de fréquence de résonance est de 50 (au moins).

Dans ce cas, les paramètres suivants doivent être calculés :

1. volume du caisson de basses.
2. Zone transversale.
3. La longueur et le diamètre du tuyau.
4. Port inverseur de phase.

Les informations sur la boîte sont sélectionnées selon les mêmes formules que lors du calcul d'une boîte fermée. Seulement ici le facteur de qualité de la colonne diffère : de 0,6 à 0,65. Les données de port sont déterminées à l'aide de la valeur de fréquence à laquelle le bass-reflex est réglé. Elle est choisie en adéquation avec la fréquence de résonance du haut-parleur. Mais peut-être moins. Le calcul est effectué selon les formules, qui sont également sur la photo.

La longueur calculée est parfois obtenue plus que la valeur maximale recommandée. Mais il existe des moyens d'aider à réduire cette longueur. La sortie d'un inverseur de phase rond est placée sur le plan du panneau. Cela vous permet de gagner en longueur d'environ 0,85. Et le tuyau de l'inverseur de phase a des brides à l'extrémité, qui sont capables d'améliorer considérablement l'effet.

Environ 15% de la longueur permet d'économiser le placement d'un inverseur de phase à proximité d'un côté de l'enceinte. Si vous utilisez le port en tronc de cône (rond ou rectangulaire), cela permettra de réduire la longueur de 35 %.

Les méthodes ci-dessus sont assez simples et ne nécessitent pas d'instruments complexes pour la mesure et les calculs mathématiques. Il est important de considérer quelques points supplémentaires :

• la fréquence de résonance doit être légèrement inférieure à la fréquence de résonance des haut-parleurs du caisson ;
• l'inverseur de phase élargit les fréquences reproductibles vers les basses fréquences. vous devez être en mesure de choisir le bon;

• si vous sélectionnez des fréquences trop basses, la sortie des haut-parleurs chutera.

Pour configurer un inverseur de phase en ligne, dans l'un des programmes, vous aurez besoin de données très précises sur tous les paramètres. Mais encore, le programme peut produire une grosse erreur. Par conséquent, la plupart des utilisateurs essaient d'ajuster l'acoustique de leurs propres mains.

Formules magiques

L'un des souhaits les plus courants dans le courrier électronique de l'auteur est de fournir une "formule magique" par laquelle un lecteur ACS pourrait calculer lui-même l'inverseur de phase. Ce n'est, en principe, pas difficile. L'inverseur de phase est l'une des implémentations d'un dispositif appelé "résonateur de Helmholtz". La formule de son calcul n'est pas beaucoup plus compliquée que le modèle le plus courant et le plus accessible d'un tel résonateur. Une bouteille de Coca-Cola vide (seulement une bouteille, pas une canette en aluminium) est un tel résonateur, réglé sur une fréquence de 185 Hz, cela a été vérifié. Cependant, le résonateur Helmholtz est bien plus ancien que même cet emballage d'une boisson populaire, qui devient progressivement obsolète. Cependant, le schéma classique du résonateur de Helmholtz est similaire à une bouteille (Fig. 1). Pour qu'un tel résonateur fonctionne, il est important qu'il ait un volume V et un tunnel de section S et de longueur L. Sachant cela, la fréquence d'accord du résonateur de Helmholtz (ou inverseur de phase, qui est la même chose) peut maintenant être calculé par la formule :

où Fb est la fréquence d'accord en Hz, s est la vitesse du son égale à 344 m/s, S est la surface du tunnel en m². m, L est la longueur du tunnel en m, V est le volume de la boîte en mètres cubes. M. \u003d 3,14, cela va sans dire.

Cette formule est vraiment magique, dans le sens où le réglage bass reflex ne dépend pas des paramètres de l'enceinte qui y sera installée. Le volume de la boîte et les dimensions du tunnel déterminent une fois pour toutes la fréquence d'accord. Tout semblait fait. Commençons. Supposons que nous ayons une boîte d'un volume de 50 litres. Nous voulons en faire un caisson bass-reflex accordé à 50Hz. Ils ont décidé de faire le diamètre du tunnel 8 cm. Selon la formule qui vient d'être donnée, la fréquence d'accord de 50 Hz sera obtenue si la longueur du tunnel est de 12,05 cm. Nous fabriquons soigneusement toutes les pièces, les assemblons dans une structure, comme En figue. 2, et pour vérification, nous mesurons la fréquence de résonance réellement résultante de l'inverseur de phase. Et on constate, à notre grande surprise, qu'il ne s'agit pas de 50 Hz, comme il se doit selon la formule, mais de 41 Hz. Qu'est-ce qui ne va pas et où nous sommes-nous trompés ? Oui, nulle part. Notre inverseur de phase fraîchement construit serait accordé à une fréquence proche de celle obtenue par la formule de Helmholtz s'il était fabriqué, comme le montre la Fig. 3. Ce cas est le plus proche du modèle idéal décrit par la formule : ici les deux extrémités du tunnel "pendent en l'air", relativement loin de tout obstacle. Dans notre conception, l'une des extrémités du tunnel s'accouple avec la paroi de la boîte. Pour l'air oscillant dans le tunnel, cela n'est pas indifférent, du fait de l'influence de la "bride" en bout de tunnel, cela semble être son allongement virtuel. L'inverseur de phase sera configuré comme si la longueur du tunnel était de 18 cm, et non de 12, comme c'est le cas en réalité.

Notez que la même chose se produira si le tunnel est complètement placé à l'extérieur de la boîte, en alignant à nouveau l'une de ses extrémités avec le mur (Fig. 4). Il existe une dépendance empirique de "l'allongement virtuel" du tunnel en fonction de sa taille. Pour un tunnel circulaire dont une coupe est située suffisamment loin des parois du caisson (ou d'autres obstacles), et l'autre est dans le plan de la paroi, cet allongement est environ égal à 0,85D.

Maintenant, si nous remplaçons toutes les constantes dans la formule de Helmholtz, introduisons une correction pour "l'allongement virtuel", et exprimons toutes les dimensions dans des unités familières, la formule finale pour la longueur du tunnel avec un diamètre D, qui garantit qu'une boîte de le volume V est accordé sur une fréquence Fb, ressemblera à ceci :

Ici, la fréquence est en hertz, le volume est en litres, et la longueur et le diamètre du tunnel sont en millimètres, comme nous en avons l'habitude.

Le résultat obtenu est précieux non seulement parce qu'il permet d'obtenir au stade du calcul une valeur de longueur proche de la valeur finale, donnant la valeur requise de la fréquence d'accord, mais aussi parce qu'il ouvre certaines réserves pour raccourcir le tunnel. Nous avons déjà gagné presque un diamètre. Il est possible de raccourcir davantage le tunnel tout en conservant la même fréquence d'accord en réalisant des brides aux deux extrémités, comme le montre la fig. 5.

Maintenant, tout semble être pris en compte, et, armés de cette formule, nous semblons être tout-puissants. C'est là que nous rencontrons des difficultés.

Premières difficultés

La première (et principale) difficulté est la suivante : si une boîte relativement petite doit être réglée sur une fréquence assez basse, alors en substituant un grand diamètre dans la formule de la longueur du tunnel, nous obtiendrons une grande longueur. Essayons de substituer un diamètre plus petit - et tout se passe bien. Un grand diamètre nécessite une grande longueur, et un petit n'en a besoin que d'un petit. Qu'est-ce qui ne va pas avec ça? Et voici quoi. En mouvement, le cône du haut-parleur avec sa face arrière "pousse" de l'air presque incompressible à travers le tunnel de l'inverseur de phase. Le volume d'air oscillant étant constant, la vitesse de l'air dans le tunnel sera autant de fois supérieure à la vitesse oscillatoire du diffuseur, autant de fois la section transversale du tunnel est inférieure à la surface de le diffuseur. Si vous faites un tunnel dix fois plus petit qu'un diffuseur, la vitesse d'écoulement y sera élevée et lorsqu'elle atteindra 25 à 27 mètres par seconde, des turbulences et des bruits de jet apparaîtront inévitablement. Le grand chercheur des systèmes acoustiques R. Small a montré que la section minimale du tunnel dépend du diamètre du haut-parleur, de la plus grande course de son cône et de la fréquence d'accord de l'inverseur de phase. Small a proposé une formule complètement empirique mais fonctionnelle pour calculer la taille minimale d'un tunnel :

Small a dérivé sa formule dans des unités qui lui sont familières, de sorte que le diamètre du haut-parleur Ds, la course maximale du cône Xmax et le diamètre minimal du tunnel Dmin sont exprimés en pouces. La fréquence d'accord de l'inverseur de phase est, comme d'habitude, en hertz.

Maintenant, les choses ne sont plus aussi roses qu'avant. Il s'avère souvent que si vous choisissez le bon diamètre du tunnel, il ressort incroyablement long. Et si vous réduisez le diamètre, il y a une chance que déjà à puissance moyenne le tunnel "siffle". Outre le bruit de jet proprement dit, les tunnels de petit diamètre ont également tendance à des "résonances d'organes", dont la fréquence est bien supérieure à la fréquence d'accord de l'inverseur de phase et qui sont excitées dans le tunnel par des turbulences à débits élevés.

Face à ce dilemme, les lecteurs d'ACS appellent généralement l'éditeur et demandent une solution. J'en ai trois : facile, moyen et extrême.

Une solution simple pour les petits problèmes

Lorsque la longueur estimée du tunnel est telle qu'il rentre presque dans la coque et ne raccourcit que légèrement sa longueur avec le même réglage et la même section transversale, je recommande d'utiliser un tunnel à fentes au lieu d'un tunnel rond, et de ne pas le placer dans le milieu de la paroi avant de la coque (comme sur la Fig. 6 ), mais près d'une des parois latérales (comme sur la Fig. 7). Puis au bout du tunnel, situé à l'intérieur du caisson, l'effet "d'allongement virtuel" sera affecté du fait de la paroi située à côté. Les expériences montrent qu'avec une section transversale et une fréquence d'accord constantes, le tunnel illustré à la Fig. 7 est environ 15% plus court qu'avec la construction comme dans la fig. 6. Un inverseur de phase à fentes, en principe, est moins sujet aux résonances d'orgue qu'un rond, mais pour vous protéger encore plus, je recommande d'installer des éléments insonorisants à l'intérieur du tunnel, sous la forme d'étroites bandes de feutre collées au surface intérieure du tunnel dans la région d'un tiers de sa longueur. C'est une solution simple. Si cela ne suffit pas, il faudra passer à la moyenne.

Solution moyenne pour des problèmes plus importants

Une solution de complexité intermédiaire consiste à utiliser un tunnel à cône tronqué, comme sur la Fig. 8. Mes expériences avec de tels tunnels ont montré qu'il est ici possible de réduire la section transversale de l'entrée par rapport au minimum autorisé selon la formule Small sans risque de bruit de jet. De plus, un tunnel conique est beaucoup moins sujet aux résonances d'organes qu'un tunnel cylindrique.

En 1995, j'ai écrit un programme de calcul de tunnels coniques. Il remplace un tunnel conique par une suite de tunnels cylindriques et, par approximations successives, calcule la longueur nécessaire pour remplacer un tunnel régulier à section constante. Ce programme est fait pour tout le monde, et il peut être téléchargé sur le site Web du magazine ACS http://www.audiocarstereo.it dans la section ACS Software. Un petit programme qui tourne sous DOS, vous pouvez le télécharger et le calculer vous-même. Et vous pouvez le faire différemment. Lors de la préparation de la version russe de cet article, les résultats des calculs à l'aide du programme CONICO ont été résumés dans un tableau, à partir duquel vous pouvez prendre la version finale. Le tableau est compilé pour un tunnel d'un diamètre de 80 mm. Cette valeur de diamètre convient à la plupart des subwoofers avec un diamètre de cône de 250 mm. Après avoir calculé la longueur requise du tunnel à l'aide de la formule, recherchez cette valeur dans la première colonne. Par exemple, selon vos calculs, il s'est avéré que vous avez besoin d'un tunnel de 400 mm de long, par exemple, pour régler une boîte d'un volume de 30 litres à une fréquence de 33 Hz. Le projet n'est pas anodin, et il ne sera pas facile de placer un tel tunnel à l'intérieur d'une telle boîte. Regardez maintenant les trois colonnes suivantes. Il montre les dimensions du tunnel conique équivalent calculé par le programme, dont la longueur ne sera plus de 400, mais seulement de 250 mm. Tout autre chose. La signification des dimensions dans le tableau est illustrée à la fig. 9.

Le tableau 2 est compilé pour le tunnel initial d'un diamètre de 100 mm. Cela conviendra à la plupart des subwoofers avec un pilote de 300 mm.

Si vous décidez d'utiliser le programme vous-même, rappelez-vous : un tunnel en forme de cône tronqué est réalisé avec un angle d'inclinaison de la génératrice a de 2 à 4 degrés. Cet angle de plus de 6 à 8 degrés n'est pas recommandé, dans ce cas, des turbulences et des bruits de jet peuvent se produire à l'extrémité d'entrée (étroite) du tunnel. Cependant, même avec une petite conicité, la réduction de la longueur du tunnel est assez importante.

Un tunnel en forme de cône tronqué n'a pas besoin d'avoir une section circulaire. Comme un cylindre régulier, il est parfois plus pratique de le fabriquer sous la forme d'une fente. Même, en règle générale, c'est plus pratique, car il est alors assemblé à partir de pièces plates. Les dimensions de la version fendue du tunnel conique sont données dans les colonnes suivantes du tableau, et la signification de ces dimensions est indiquée sur la fig. Dix.

Remplacer un tunnel conventionnel par un tunnel conique peut résoudre de nombreux problèmes. Mais pas tout. Parfois, la longueur du tunnel s'avère si grande que même le raccourcir de 30 à 35% ne suffit pas. Pour ces cas difficiles...

Solution extrême pour les gros problèmes

Une solution extrême consiste à utiliser un tunnel avec des contours exponentiels, comme le montre la Fig. 11. Pour un tel tunnel, la section transversale diminue d'abord progressivement, puis augmente tout aussi doucement jusqu'au maximum. Du point de vue de la compacité pour une fréquence d'accord donnée, de la résistance au bruit de jet et aux résonances d'organes, le tunnel exponentiel n'a pas d'égal. Mais il n'a pas d'égal en termes de complexité de fabrication, même si ses contours sont calculés selon le même principe que celui qui a été fait dans le cas d'un tunnel conique. Afin de pouvoir encore profiter du tunnel exponentiel dans la pratique, j'en ai proposé une modification : un tunnel, que j'ai appelé le "sablier" (Fig. 12). Le tunnel du sablier se compose d'une section cylindrique et de deux sections coniques, d'où la ressemblance extérieure avec un ancien instrument de mesure du temps. Cette géométrie permet de raccourcir le tunnel par rapport à la section d'origine, constante, au moins une fois et demie, voire plus. Pour calculer le sablier, j'ai aussi écrit un programme, il se trouve là, sur le site de l'ACS. Et tout comme pour un tunnel conique, voici un tableau avec des options de calcul prêtes à l'emploi.

La signification des dimensions dans les tableaux 3 et 4 ressort clairement de la fig. 13. D et d sont respectivement le diamètre de la section cylindrique et le plus grand diamètre de la section conique, L1 et L2 sont les longueurs des sections. Lmax est la longueur totale du tunnel du sablier, juste à titre de comparaison, combien il a été raccourci, mais en général, c'est L1 + 2L2.

Technologiquement, fabriquer un sablier avec une section circulaire n'est pas toujours facile et pratique. Par conséquent, ici, il peut également être réalisé sous la forme d'une fente profilée, il s'avérera, comme sur la Fig. 14. Pour remplacer un tunnel d'un diamètre de 80 mm, je recommande de choisir une hauteur de fente de 50 mm, et pour remplacer un tunnel cylindrique de 100 mm - égal à 60 mm. Ensuite, la largeur de la section de section constante Wmin et la largeur maximale à l'entrée et à la sortie du tunnel Wmax seront les mêmes que dans le tableau (les longueurs des sections L1 et L2 - comme dans le cas d'une section circulaire, rien ne change ici). Si nécessaire, la hauteur h du tunnel à fentes peut être modifiée en ajustant simultanément Wmin et Wmax afin que les valeurs de la section transversale (h.Wmin, h.Wmax) restent inchangées.

J'ai utilisé la variante tunnel en sablier de l'inverseur de phase, par exemple, lorsque je fabriquais un subwoofer de cinéma maison avec une fréquence d'accord de 17 Hz. La longueur estimée du tunnel s'est avérée être supérieure à un mètre, et en calculant le "sablier", j'ai pu le réduire de près de moitié, alors qu'il n'y avait pas de bruit même à une puissance d'environ 100 watts. J'espère que ça va t'aider aussi...