Note de l'éditeur : l'article d'un spécialiste italien de l'acoustique, 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 sur des inverseurs de phase dans sa vie, 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 justement ce pan de son travail qu'on met à la une. Donc 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. Il a été décidé de faire le diamètre du tunnel de 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 en une structure, comme sur la fig. 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 au stade du calcul d'obtenir 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 sera inférieure à la surface du 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 l'édition 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. Il n'est pas recommandé de rendre cet angle supérieur à 6 - 8 degrés, 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'ai proposé sa 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...

Un subwoofer est un élément d'un système d'enceintes qui reproduit le son des pistes audio aux fréquences les plus basses. Avoir un bon subwoofer est le rêve d'un mélomane, car tout le monde aime le son de haute qualité de la musique dans la voiture. Cependant, un tel appareil n'est pas bon marché. Cependant, la plupart des propriétaires de voitures peuvent calculer le boîtier du subwoofer et le fabriquer de leurs propres mains afin d'éviter des dépenses inutiles sur le modèle d'usine.

Comment choisir les enceintes de votre subwoofer

Les subwoofers sont utilisés dans les voitures pour améliorer le son de la musique à basses fréquences. Pour une écoute normale de mélodies ou d'émissions de radio, un système audio ordinaire dans une voiture suffit amplement, mais les connaisseurs de musique forte et son pur aux basses fréquences, ils préfèrent placer un subwoofer dans la cabine.

Lors de la sélection des haut-parleurs pour un futur produit, le propriétaire de la voiture apprend qu'ils peuvent être de forme et de taille rondes ou ovales. Habituellement (en fonction des dimensions de l'intérieur de la voiture), des haut-parleurs ronds d'un diamètre de 10, 13 ou 16 cm sont sélectionnés, ainsi que des ovales d'une longueur de 15 x 23 cm.En conséquence, plus le diamètre du haut-parleur est grand, meilleure est la le son sera reproduit aux basses fréquences.

Comment savoir quels haut-parleurs de voiture vous conviennent

Avant de fabriquer soi-même un subwoofer dans une voiture, vous devez clarifier quelques thèses de base:

• la forme des haut-parleurs n'affecte pas la qualité sonore de la musique dans la voiture ;
• seule la taille de l'enceinte influe sur la profondeur et la richesse du son ;
• il est nécessaire de bien réfléchir à la forme et à la taille exactes des haut-parleurs nécessaires pour que le subwoofer ait l'air approprié dans la cabine.

Le design n'est pas d'une importance primordiale, par conséquent, lors du choix d'un haut-parleur, ses caractéristiques techniques sont prioritaires

Conception d'un subwoofer maison

Les subwoofers de voiture sont installés dans le coffre à bagages ou sur la plage arrière, ce système s'appelle donc l'arrière.

Le moment le plus sérieux de la fabrication est la détermination de sa taille et de son appareil. Selon les tâches définies, la conception peut avoir une variété de variations.

Types de caissons de basses

Il existe deux principaux types de subwoofers. Si nous parlons de l'attitude vis-à-vis de l'amplificateur de puissance sonore, ils sont conditionnellement divisés en:

• actif. Ils ont déjà un amplificateur et un crossover intégrés, qui fournissent un son de haute qualité et suppriment les hautes fréquences du son. Le subwoofer actif reçoit des signaux de n'importe quelle source avec laquelle il est connecté ;
• passif. L'appareil n'est pas équipé d'éléments amplificateurs supplémentaires, il est donc connecté au système audio principal de l'habitacle. Le seul bémol caisson de basses passif réside dans le fait qu'il charge sérieusement tous les canaux du système, de sorte que la qualité du son diminue également.

Les subwoofers actifs ne chargent pas le système audio intérieur standard, ils ont donc une meilleure qualité sonore

Où installer: dans le coffre ou sous le siège

Si un subwoofer actif peut être placé presque n'importe où, alors la pureté et la puissance de son son aux basses fréquences dépendront directement de l'emplacement de l'appareil passif. En fonction des préférences du propriétaire de la voiture et de la disponibilité d'espaces libres dans différents types de voitures, plusieurs emplacements sont proposés pour l'installation :

• au centre devant - la position optimale pour la communication avec les haut-parleurs avant, qui fournira un son presque parfait des pistes dans la cabine. Cependant, dans la plupart des véhicules, il n'y a pas d'espace à l'avant pour accueillir de gros appareils, de sorte que la position centrale à l'avant est plus adaptée aux minibus ;
• dans le coffre, avec le haut-parleur dirigé vers l'avant - l'un des moyens les plus populaires pour les conducteurs de placer un subwoofer. Convient à tous les types de véhicules ;
• dans le coffre, avec le haut-parleur dirigé vers l'arrière - plus adapté à une voiture à hayon, car l'onde sonore ne rencontre pas d'obstacles sur son chemin. L'emplacement à l'arrière du coffre est inacceptable pour les berlines ou les coupés, car le son sera fortement déformé en raison de la conception spécifique du coffre à bagages;
• sur le sol sous le siège - une autre option, qui n'est cependant pas très populaire auprès des conducteurs. Du fait que le subwoofer est situé au ras du sol, de plus, le meuble est situé sous le siège, le son rencontre de nombreux obstacles sur son chemin;
• sur l'étagère arrière - l'un des les meilleures options placement d'un subwoofer dans tous les types de voitures. La condition principale est que l'étagère soit suffisamment large et solide pour supporter les basses fréquences.

Galerie de photos : les principaux endroits où placer l'appareil dans la voiture

L'algorithme du programme prendra en compte tous les souhaits et effectuera le calcul du volume et des autres paramètres du boîtier rapidement et correctement

De quoi faire une boîte

Un caisson de subwoofer n'est pas simplement un caisson qui contient un haut-parleur. La boîte doit respecter de nombreuses lois dynamiques de l'acoustique pour que le son soit vraiment riche et clair. Pour la fabrication de différents types les boîtes nécessiteront des matériaux différents et les méthodes de fabrication seront à bien des égards différentes les unes des autres.

Comment construire un caisson de basses bass-reflex

La version standard d'un subwoofer fait maison est un inverseur de phase. C'est le type de subwoofer le plus simple, de plus, son caisson est bon car un tube spécial inverseur de phase permet de reproduire des basses fréquences pratiquement non perçues par l'oreille humaine. Et la conception de la box est assez simple, ce qui rend sa fabrication accessible à presque tout le monde.

Outils requis :

• insonorisation;
• vis à bois de 50 mm de long;
• percer;
• Tournevis;
• scie sauteuse électrique;
• ongles liquides;
• mastic;
• colle PVA;
• tapis.

Le boîtier pour placer un subwoofer bass-reflex doit être le plus résistant possible et ne pas transmettre d'ondes sonores. À ces fins, le contreplaqué multicouche ou l'aggloméré est parfait. Haute qualité. La meilleure option- prenez une feuille de contreplaqué de 30 mm d'épaisseur.

Pour la fabrication du boîtier, vous devez suivre ce plan:

1. Préparez les parties du corps : avant, arrière, deux côtés, bas et haut selon vos calculs ou les paramètres affichés par les programmes.
2. Sous la taille du haut-parleur (par exemple, diamètre 160 mm), découpez un trou à l'avant du boîtier vierge.
3. Au-dessus du trou pour le haut-parleur, vous devrez également découper une fente pour le tube bass-reflex et y visser le compartiment bass-reflex.
4. Après avoir fait deux trous sur le panneau avant, il est nécessaire de coller toutes les parties latérales de la boîte ensemble, puis de les visser avec des vis autotaraudeuses.
5. Dans ce cas, il est particulièrement important de serrer à fond chaque vis autotaraudeuse, car les espaces vides entre les panneaux dénatureront sérieusement le son de l'enceinte.
6. Ensuite, au dos du boîtier, vous devrez découper un petit trou pour les fils.
7. Avant de connecter toutes les parties du boîtier, nous insérons le haut-parleur.
8. Ensuite, il est nécessaire de procéder à la finition intérieure du boîtier: pour cela, tous les joints et fissures doivent être enduits de résine ou de mastic pour augmenter l'étanchéité, après quoi tous des panneaux latéraux le tissu insonorisant est collé.
9. Après avoir terminé la décoration intérieure, vous devez vous rendre à l'extérieur: le corps est recouvert d'un tissu Karapet, et le tissu doit également recouvrir la fente pour l'inverseur de phase. Karapet peut être étiré avec un époxy ordinaire ou une agrafeuse pour meubles.

Dès que le haut-parleur est fixé, les fils sont tirés à travers le trou et connectés au système de haut-parleurs de la voiture.

Galerie photo : comment assembler un boitier compact avec un inverseur de phase

Le subwoofer peut être connecté indépendamment, en fonction des paramètres de ce circuit

Avant de commencer le travail, assurez-vous que la batterie du véhicule est débranchée. Il s'agit d'une mesure de sécurité qui non seulement évitera d'endommager le système d'enceintes, mais peut également préserver la santé et les performances de certaines parties du corps humain.

Vidéo : connexion et configuration d'un subwoofer

La conception, la fabrication et la connexion indépendantes de subwoofers dans une voiture sont disponibles pour presque tous les conducteurs. La clé du succès de la mallette sera à la fois un calcul compétent des dimensions et du volume du produit et un assemblage précis de la mallette. Dans le même temps, l'automobiliste peut choisir indépendamment la taille souhaitée des haut-parleurs afin de créer le son de basse dans la cabine qui lui convient le mieux.

Eh bien, avez-vous trouvé l'indice auquel j'ai fait allusion dans le dernier numéro ? Il y avait de la "basse du peuple"...

Au service du peuple

D'accord, si vous ne le trouvez pas, je vais vous aider maintenant. Au printemps 2006, par des efforts conjoints (je n'aurais pas pu le faire seul), nous sommes arrivés à une conclusion très favorable pour nous-mêmes : bon choix dynamique et le calcul correct du volume, une boîte fermée peut fournir une réponse en fréquence absolument et inébranlablement uniforme à l'intérieur de la voiture. Lisse et s'étendant dans la région des basses fréquences dans la mesure où il est impensable d'obtenir de l'audio domestique, pour n'importe quel prix. Tout ce que vous avez à faire est de faire en sorte que la réponse en fréquence du subwoofer dans un espace ouvert commence à chuter à peu près (ou exactement) au même endroit où commence la montée sur la courbe magique de la fonction de transfert de cabine. En déplaçant cette fréquence vers le haut ou vers le bas sur l'axe des fréquences, on peut obtenir une certaine amplification de la réponse en fréquence ou, à l'inverse, subir une certaine atténuation par rapport aux fréquences moyennes, mais une chose est certaine : le niveau pression sonore, créé à l'intérieur de la voiture par un subwoofer dans une boîte fermée en dessous de 50 - 60 Hz, ne commencera pas à tomber aux fréquences infrasonores les plus basses, et même là, cela ne se produira pas à cause de cela, mais à cause du non- rigidité et fuite du corps. C'était au printemps, et cela peut être considéré comme une bonne nouvelle.

En hiver, ou plutôt dans le dernier numéro, nous sommes arrivés à la même conclusion inexorable : un subwoofer bass-reflex ne peut pas fournir une telle grâce dans toute la bande des basses fréquences dans toutes les circonstances réalistes. L'inverseur de phase a été inventé le diable sait quand exprès pour étendre la bande de fréquence reproductible vers le bas, mais dans notre voiture, ce n'est pas pertinent en raison de la même fonction de transfert. Cela semble être une mauvaise nouvelle.

Cependant, juste là sur exemple réel nous étions convaincus que l'inverseur de phase n'élargirait pas la bande de fréquence dans la voiture, mais il est capable d'augmenter considérablement le niveau de pression acoustique à la même puissance fournie au subwoofer. Encore une bonne nouvelle. Total : deux bons pour un mauvais, le score est en notre faveur. Mais qu'en est-il de la réponse en fréquence inégale inhérente à l'inverseur de phase ? C'est à peu près tout et il y avait un indice que vous n'avez pas trouvé.

Afin de ne pas chercher: voici les résultats de la synthèse de dizaines de systèmes audio réellement construits et fonctionnant avec succès. Le graphique du haut est ce que veulent les champions, le graphique du bas est ce que préfère un amateur de musique automobile. Pour éviter les malentendus, nous soulignons que dans tous les cas il s'agit de systèmes sérieux, parfois très coûteux.

Qui est loin du peuple ?

En même temps, au beau printemps 2006, nous avons parcouru les données de la rubrique "Systèmes" afin de savoir : quel genre de réponse en fréquence grave les gens veulent avoir dans leur voiture, après avoir dépensé de l'argent pour l'installation par le mains de professionnels. Et nous l'avons découvert : il existe deux types de basses assez dissemblables. On peut être observé (ou plutôt entendu) dans les voitures qui ont reçu les meilleures notes dans les compétitions de la haut niveau. C'est vrai : le plus et le plus. Dans de telles machines, la réponse en fréquence des graves est très similaire à la réponse en fréquence de l'acoustique domestique coûteuse (ou très coûteuse). Généralisé: lisse, avec des écarts minimes de la "table" horizontale vers le bas. Si nous prenons des statistiques sur l'ordinaire, pour utilisation quotidienne, voitures, là la courbe sera sensiblement différente : avec une montée assez bien tracée des graves, dont le maximum tombe sur 40 Hz.

Pourquoi les champions sont-ils plus éloignés du peuple que prévu ? Non, ce sont des nôtres, ils se contentent d'écouter la voiture sur place lors des compétitions et, sauf cas particuliers, moteur éteint. Il s'agit, en substance, d'une reproduction des conditions domestiques dans la cabine, d'où la similitude déjà notée. Mais dès que vous démarrez le moteur et allez quelque part (et, disent-ils, la voiture est conçue pour cela), les exigences en matière de basses changent radicalement, le niveau de bruit à basse fréquence dans la cabine d'une voiture même chère est étonnamment élevé , mais est perçu par l'oreille d'une manière complètement différente des bruits à moyenne fréquence. Il semble que la voiture soit silencieuse, mais pour une raison quelconque, les sons graves de l'accompagnement musical du voyage semblent s'atténuer - notre audition s'adapte donc au bruit basse fréquence agissant en permanence. Les basses doivent être relevées, et dans ce cas ce n'est pas si effrayant si elles ne le sont pas toutes en même temps, mais seulement jusqu'à une certaine fréquence, dans les vrais phonogrammes, le contenu des informations en dessous de 30 Hz est extrêmement faible.

D'où la forme de la réponse en fréquence des basses si appréciée des gens. D'où - l'extrême utilité pour l'acoustique automobile d'une merveilleuse invention réalisée dans le premier tiers du siècle dernier.

Graphiques simplifiés à simples de ce qui se passe dans l'habitacle de la voiture lorsqu'un subwoofer y est placé. Vous avez déjà vu celui du haut : c'est le résultat d'une configuration idéalement audiophile d'un subwoofer tel que 3YA. Sa réponse en fréquence "au sens large" commence à s'affaisser précisément là et précisément avec une telle pente avec laquelle la fonction de transfert de la cabine l'élève. Le résultat est une ligne droite inébranlable et une coupe de prix.

Regarde ce qui est arrivé

Reprenons l'illustration pour l'un des numéros précédents : le titre de la série non seulement le permet, mais aussi l'exige. Voici le plan derrière la recette des champions. Extrêmement simplifié, mais nous stipulerons toutes les simplifications. Si nous convenons qu'à la fréquence de coupure inférieure de la réponse en fréquence du subwoofer dans une boîte fermée, il commence à baisser brusquement, avec une pause, et à la même fréquence, la fonction de transfert augmente, alors la caractéristique résultante sera horizontale d'une manière championne. Vous avez raison, la nature ne tolère pas les ruptures, en réalité les courbes se plieront en douceur, l'une vers le bas, l'autre vers le haut, mais sous certaines conditions (dont nous avons discuté), le résultat sera le même : une réponse en fréquence plate aux limites inaudibles. Maintenant, avec les mêmes conventions, nous allons dessiner ce qui se passera si nous construisons un inverseur de phase au lieu d'une boîte fermée. Pour plus de clarté, construisons d'abord mal et incorrectement. Cela signifie : ayant retenu des matériaux les « nombres premiers » promettant les caractéristiques célestes du SL (n° 4/2006), que la fréquence de résonance du haut-parleur dans ce type de conception doit être choisie proche de la fréquence d'inflexion du courbe de la fonction de transfert, nous accorderons le FI nouvellement construit à cette fréquence. En pratique, cela signifie fixer des publicités hertz à 60 - 70. Que se passera-t-il ? Mais rien de bon, la réponse en fréquence de l'inverseur de phase, comme déjà mentionné, tombe en dessous de la fréquence d'accord deux fois plus vite que celle d'une boîte fermée, 24 dB / oct. au lieu de 12. La fonction de transfert de la cabine n'en sait rien et fournit tout de même une montée de la réponse en fréquence à son rythme propre : 12 dB/oct. Le résultat sera un "déficit budgétaire", en dessous de la fréquence d'accord la réponse en fréquence résultante descendra avec une pente de 12 dB/oct. Pourquoi avez-vous dû faire un trou dans la boîte pour l'obtenir ? Et c'est vrai, il n'y en a pas besoin, mais on est volontairement parti d'un mauvais inverseur de phase pour qu'un bon ressorte mieux.

Le deuxième graphique est un exemple de transfert inapproprié de la même approche à un inverseur de phase. Sa propre réponse en fréquence tombe en dessous de la fréquence d'accord avec une pente déjà de 24 dB / oct., la fonction de transfert ne compense que de moitié la pente de la baisse, mais elle partira de la même fréquence inacceptablement élevée.

Jetons ce qui a été fait plus tôt (Dieu merci, mentalement) et construisons un autre FI, dans lequel la fréquence d'accord est nettement inférieure à la fréquence d'inflexion de la fonction de transfert. Maintenant, ce qui suit se produit : à partir d'une certaine fréquence, la fonction de transfert de la cabine commence à augmenter la pression acoustique à l'intérieur, car la réponse en fréquence du subwoofer dans l'espace libre est toujours horizontale. Lorsque la fréquence (on va de haut en bas, bien sûr) atteint la fréquence d'accord, la réponse en fréquence du subwoofer lui-même va baisser avec une pente de 24 dB/oct., de 12 dB/oct. la fonction de transfert va le "corriger", le résultat est une chute du recul en dessous de la fréquence d'accord, comme une boîte fermée dans une pièce.

Et maintenant, regardez ce qui se passe entre ces deux fréquences : jusqu'à ce que la réponse en fréquence commence à baisser, l'inverseur de phase a réussi à gagner une bonne quantité de pression acoustique. Ce qui, dans notre schéma simplifié, ressemble à une sorte de maison, est en réalité réalisé sous la forme de courbes lisses, dans le cas général, similaires à la forme de la réponse en fréquence de la «basse folk». Il ne reste qu'un peu - pour le mettre en pratique, où il n'y a pas de lignes droites et de lignes brisées ...

Idéalisation du réglage PHI réel : son heure la plus fine tombe sur la plage entre le point d'inflexion de la courbe de la fonction de transfert et la fréquence de réglage. Plus ces deux fréquences sont largement espacées, plus il y a de place pour la basse "maison".

Le principe de base qui ne découle pas du tout de la science, mais de la pratique la plus banale, vous pouvez déjà le déduire vous-même. Si la majorité de la population fait (ou accepte que l'on fasse pour elle) la réponse en fréquence d'un subwoofer sous la forme d'une bosse avec une fréquence centrale d'environ 40 Hz, alors pourquoi devrions-nous aller contre les gens ? Sur la base du diagramme ci-dessus, la toute première approximation, même nulle, de la recette de l'inverseur de phase automobile optimal (uniquement automobile) le réglera sur une fréquence de 40 plus ou moins 5 Hz. Nous ne pouvons en aucun cas influencer la fonction de transfert, elle déterminera où commence la montée de la réponse en fréquence. Et sa baisse, et par conséquent, le maximum tombera selon notre modèle sur la fréquence du réglage FI. Et c'est tout? Encore des "nombres premiers" ? Malheureusement non. Des nombres absolument simples pour un inverseur de phase n'ont pas été inventés. Mais quelque chose peut encore être simplifié.

Liberté en degré

En effet, il y avait une boîte, maintenant il y a une boîte avec un tunnel, pourquoi ne pouvons-nous pas nous contenter de recettes simples dans ce cas aussi ? Le point est le nombre de variables qui déterminent les caractéristiques de l'inverseur de phase en tant que système oscillatoire. Si dans le cas d'une boîte fermée on a affaire à un système à un degré de liberté, alors FI a deux de ces degrés. Numériquement, la différence est faible, mais pour imaginer à quel point les habitudes du système deviennent plus compliquées, nous utiliserons cette illustration, soit vous devez imaginer des objets vus plus d'une fois dans une certaine combinaison, soit, s'il n'y a pas autre occupation, prenez et construisez réellement une configuration expérimentale simple. Sa première partie est un pendule banal, mais au moins une charge sur une corde. Tout ce qu'il peut faire, c'est se balancer d'avant en arrière, ses mouvements sont prévisibles au point d'être inintéressants. Le pendule a un degré de liberté, son état à tout moment est déterminé de manière exhaustive par l'angle d'écart par rapport à la position d'équilibre. Remplacez maintenant la corde par un élastique. Il existe deux degrés de liberté, c'est-à-dire des coordonnées indépendantes l'une de l'autre qui déterminent l'état d'un tel système, pour ainsi dire : l'angle de pivotement et le degré d'étirement de l'élastique. Déviez maintenant un tel pendule sur le côté, tout en étirant la bande élastique. Si vous ne voyiez vraiment pas ce qui allait commencer après cela, prenez le temps et la mercerie et menez une expérience : au lieu d'un balancement banal, la charge fera des culbutes difficiles à décrire et difficiles à prévoir dans les airs.

A peu près dans la même mesure, le comportement de FI diffère du GL prédit. Le haut-parleur a toujours trois paramètres, dont l'un, le volume équivalent, est désormais moins important, car il détermine le facteur d'échelle, et non le processus d'oscillation, et les deux autres, la fréquence de résonance et le facteur de qualité, sont toujours importants. Mais conception acoustique les paramètres ont doublé : le volume de la box et la fréquence de réglage du tunnel. Dans quel rapport ces quatre quantités doivent-elles être pour que nous ne soyons pas déçus des résultats ? Des recherches sérieuses sur le fonctionnement d'un inverseur de phase ont généré plus d'une thèse et de nombreux classiques articles scientifiques, mais notre tâche est différente, nous allons donc essayer de donner des directives pratiques, sans entrer dans les détails pourquoi elles sont exactement comme ça.

Après tout, regardez : vous devez toujours calculer le PHI à l'aide d'un programme informatique, et avec une probabilité de 99 %, ce sera BassBox ou (ce qui revient au même) JBL Speaker Shop, ces produits autrefois commerciaux se sont maintenant répandus dans le monde entier. en tel nombre que vous ne pouvez pas trouver une autre copie pour vous-même, seuls les très paresseux peuvent le faire. Mais un poêle à partir duquel danser, même avec un logiciel éprouvé, est toujours nécessaire.

Règle générale: plus l'enceinte FI est spacieuse, plus la bosse d'amplification acoustique sera élevée (mais plus nette)

Dans des boîtiers suffisamment spacieux, qui, s'ils étaient fermés, conduiraient à de faibles valeurs du facteur de qualité total de l'enceinte dans la conception, le pic du retour tombe sur la fréquence d'accord

Dans les cas exigus, y compris ceux qui sont optimaux dans le rôle d'un circuit sonore pour un haut-parleur donné, la réponse en fréquence a un maximum supérieur à la fréquence d'accord, avec un volume complètement bas, la caractéristique prend une forme à double bosse, et le bénéfice de l'utilisation du FI s'estompe

Course d'orientation antisportive

Ainsi, le premier repère, déjà relativement compréhensible à partir d'une comparaison de la forme pratique, "cible" de la réponse en fréquence obtenue en généralisant la pratique, et une image simplifiée illustrant ce qui se passe dans la cabine. Si on veut une montée de la réponse en fréquence avec un maximum autour de 40 Hz, à cette fréquence la réponse en fréquence du subwoofer doit commencer à décliner dans l'espace libre (dans une pièce ou dans la rue - peu importe, il est important que ce ne soit pas dans la cabine). Cette fréquence est, en première approximation, la fréquence d'accord du tunnel. La même pratique démontre avec toute évidence: dans tous les systèmes audio réussis qui utilisent un subwoofer bass-reflex, la fréquence d'accord se situe dans la plage de 30 à 40 Hz. Dans un même couloir, on retrouve généralement les fréquences d'accord des inverseurs de phase préconisées par les constructeurs pour leurs subwoofers. A l'exception des cas particuliers d'utilisation sportive, nous n'en parlons pas maintenant. En regardant un diagramme conditionnellement simplifié, vous pouvez comprendre que, toutes choses étant égales par ailleurs, plus la fréquence du réglage FI est basse, plus la réponse en fréquence dans la cabine aura le temps de grimper avant de commencer à tomber avec la même pente. Vous pouvez le voir sur les matériaux réels : jetez un œil à l'un de nos tests de caisson de basses et comparez la fréquence d'accord du tunnel (pour ceux qui l'ont) avec la position de la pression acoustique maximale enregistrée lors des mesures dans la cabine.

Cependant, la position de la bosse en fréquence est une chose, et sa hauteur en est une autre. Comment obtenir la montée en douceur souhaitée des basses dans une bande de fréquences raisonnablement large, de sorte que la réponse en fréquence ne ressemble pas à une couverture de première année ? Il existe également des lignes directrices pour cela. Règle générale : toutes choses étant égales par ailleurs (nous faisons cette réserve tout le temps, et on comprend pourquoi - à cause de l'augmentation du nombre de variables), l'augmentation de la réponse en fréquence près de la fréquence d'accord sera d'autant plus élevée et nette, plus le volume de la boîte PHI. Comment choisir la première approximation du volume ? Il y a une recette (enfin) simple, derrière laquelle on est pourtant loin d'être des conclusions simples des classiques de l'électroacoustique moderne. Prenez un tel volume qui, s'il s'agissait d'une boîte fermée, donnerait une valeur pour le facteur de qualité total de la tête dans la conception, égale à environ 0,55 - 0,6. C'est précisément pour cette raison que la quantité optimale de FI dans l'écrasante majorité des cas est supérieure à l'EP optimal pour le même locuteur, car l'EP est calculé sur la base du facteur de qualité résultant de 0,7, voire plus.

Avec un tel volume (et ici, bien sûr, ce n'est pas tant la valeur absolue du volume qui joue un rôle, mais plutôt son rapport au volume équivalent du haut-parleur Vas), vous pouvez compter sur le bon fonctionnement de la conception acoustique résultante , d'une part, et sur le fait que la sortie maximale sera proche de la fréquence d'accord - Deuxièmement. Vous avez besoin d'une réponse en fréquence plus élevée, bien que plus "maison", - augmentez le volume. Vous avez besoin d'une montée plus faible, mais plus douce et dans une bande de fréquence plus large - réduisez le volume, préparez-vous simplement à deux choses à l'avance : avec le lissage du maximum, il aura tendance à monter en fréquence avec une diminution du volume, et ne correspondent plus strictement à la fréquence d'accord du port, et lorsque le volume atteint la valeur optimale pour cette enceinte à caisson fermé, avec une probabilité très élevée, la réponse en fréquence prendra une forme de selle assez maladroite, tandis que l'amplification acoustique, la très bosse qui que nous essayons de construire, échouera dans la plupart des cas.

Cependant, avant de commencer les expériences avec la sélection (et cela ne fonctionne pas autrement, personne n'a encore été en mesure de calculer le FI en un clic) le volume et les paramètres, vous devez décider du haut-parleur. Ici, il nous faudra, hélas, détruire une illusion.

De retour dans l'arène EBP

Nous avons déjà parlé de cette valeur dont le nom abrégé signifie Energy Bandwidth Product. Cette valeur, numériquement égale au rapport de la fréquence de résonance du haut-parleur à son facteur de qualité complet, nous l'avons déjà utilisée lors du choix d'un haut-parleur pour la bande son. Mais bien avant nous, depuis de nombreuses années maintenant, il a été appelé à l'utiliser pour trier les enceintes dans celles destinées aux boîtiers fermés et demandant un inverseur de phase. Il est généralement admis que si cette valeur est inférieure à 50, le haut-parleur n'est destiné qu'au WA. Si plus de 100 - uniquement pour PHI, entre ces deux valeurs ​​​​une certaine zone crépusculaire s'étend, où elle peut être dans un sens ou dans l'autre.

L'expérience montre la relative faible utilité de cet indicateur pour sélectionner la conception des subwoofers de voiture, même si l'idée est bonne en principe. Petit EBP signifie: la fréquence de résonance est faible, le facteur de qualité est relativement élevé, ce qui indique un système en mouvement lourd, et selon le canon, un tel haut-parleur va vraiment au SL. Une grande valeur EBP indique un léger "mouvement", de telles têtes font vraiment d'excellents inverseurs de phase, mais ... à la maison.

Nous avons, premièrement, un nombre énorme et écrasant de têtes de subwoofer ayant une valeur de paramètre EBP comprise entre 50 et 80, ce qui signifie incertitude pour un pessimiste et liberté de choix pour un optimiste. Deuxièmement, et c'est déjà de la pratique, une bonne FI n'est pas obtenue dans la voiture sur les haut-parleurs avec des lectures canoniquement bonnes pour cela. Un inverseur de phase sur un haut-parleur avec un facteur de qualité faible (et il s'avère que c'est le cas si l'EBP dépasse cent) dans l'espace libre affichera une réponse en fréquence plate avec un comportement particulier, peut-être, près de la fréquence de coupure inférieure, dans une voiture ce la particularité s'ajoutera à la fonction de transfert et générera, presque sans exception, une fonctionnalité plutôt laide.

Nos testeurs ont également contribué au démystification relative du "produit énergétique" en menant une étude sur des échantillons réels de têtes de subwoofer. Le résultat était le suivant: avec une valeur EBP d'environ 50 (selon le canon - en WL, et sans parler), il y a une chance d'obtenir une très bonne amplification acoustique en FI tout en conservant une forme décente de la réponse en fréquence, à 90 (d'après le canon qu'il demande déjà en FI), le gain de recul tombe en dessous de 3 dB, pourquoi, se demande-t-on, prendre un bain de vapeur ? Alors pour notre frère, tout se passe presque à l'inverse : les FI les plus efficaces sortent sur la base des têtes les plus "boîtes". C'est ainsi que nous sommes organisés...

La conclusion logique de la saga des onduleurs de phase sera les aspects pratiques de sa mise en œuvre. L'élément clé ici est précisément le tuyau, qui est aussi un tunnel, qui, du fait de la translittération slave de l'anglais, est un port. C'est elle, le tuyau, qui permettra de mettre en pratique deux paramètres principaux qui déterminent l'aspect acoustique de l'inverseur de phase conçu : le volume du boîtier et la fréquence de son accord. Ces deux valeurs, l'une en litres, la seconde en hertz, sont le résultat soit d'un calcul indépendant, soit de calculs effectués précédemment. Ils peuvent provenir de fabricants d'enceintes, de nos tests ou de conseils d'experts basés sur leur pratique. Dans les trois cas, il arrive que des dimensions de tunnel prêtes à l'emploi soient données pour garantir qu'un volume connu est réglé sur la fréquence souhaitée, mais, premièrement, pas à chaque fois, et deuxièmement, la copie aveugle n'est pas toujours possible et toujours pas louable. Ainsi, l'énoncé suivant du problème sera plus général et beaucoup plus productif : le volume et la fréquence sont connus, et nous résoudrons par nous-mêmes la question de leur mise en œuvre physique, matérielle. Une partie du récit sera organisée selon le principe des questions-réponses : la nomenclature des questions est connue, elles sont répétées dans le courrier éditorial avec régularité, donnant lieu à des calculs statistiques que notre service test affectionne tant. Je ne leur enlèverai pas leur jouet préféré, nous avons le nôtre. Alors, dans un premier temps, on calcule le tunnel ou on achète un tuyau, que deviendra ce tunnel ? En théorie, vous devez d'abord acheter - les tuyaux ne sont pas de n'importe quel diamètre, mais d'une certaine gamme de valeurs, si vous en prenez des prêts à l'emploi, et ne les enveloppez pas vous-même de papier sur de la colle, comme un pionnier du cercle d'un jeune cosmonaute. Mais vous devez toujours commencer par au moins une estimation approximative, et le point ici est que ...

L'épaisseur compte

Si le tunnel est vraiment un tuyau (il y a des options, après tout), quel devrait être son diamètre ? La réponse la plus générale et la plus grossière est : plus il y en a, mieux c'est. Le conseil est vraiment radical et peut provoquer une réaction de protestation : et si je prenais et faisais un tunnel de deux fois le diamètre de l'enceinte ? Vous ne le prendrez pas et vous ne le ferez pas, peu importe vos efforts, il y a plus de cent ans, un certain Herman Helmholtz s'en est occupé, dont le résonateur porte le nom d'inverseur de phase, et plus tard le créateurs de voitures, qui les ont rendues plus petites que les locomotives à vapeur qui existaient à cette époque. Donc, dans l'ordre, pourquoi plus et pourquoi quelque chose arrêtera ce processus.

Pendant le fonctionnement, près de la fréquence d'accord, où, en fait, le tunnel inverseur de phase remplit ses fonctions, s'ajoutant aux ondes sonores générées par les vibrations du diffuseur, l'air se déplace à l'intérieur du tunnel. Se déplace de manière oscillante, d'avant en arrière. Le volume d'air en mouvement est exactement le même que celui pendant chaque oscillation mis en mouvement par le diffuseur, il est égal au produit de la surface du diffuseur et de sa course. Pour un tunnel, ce volume est le produit de la surface de la section et du débit d'air à l'intérieur du tunnel. La surface de la section transversale est vraiment toujours inférieure à la surface du diffuseur (si quelqu'un n'a pas encore abandonné la menace de faire la même chose, voire plus, il n'ira bientôt nulle part et refusera), et afin de déplacer le même volume, l'air a besoin de se déplacer plus vite, la vitesse dans le tunnel diminue le diamètre augmente proportionnellement à la diminution de sa section transversale. Pourquoi est-ce mauvais? Tout le monde à la fois. Tout d'abord, le fait que le modèle de résonateur de Helmholtz, sur lequel tout est basé, suppose qu'il n'y a pas de perte d'énergie due au frottement de l'air contre les parois du tunnel. C'est bien sûr un cas idéal, mais plus on s'en éloignera, moins le fonctionnement de l'inverseur de phase ressemblera à ce qu'on en attend. Et les pertes par frottement dans le tunnel sont d'autant plus élevées que la vitesse de l'air à l'intérieur est élevée. Théoriquement, la formule et le programme simple basé sur celle-ci ne tiennent pas compte de ces pertes et vous donneront docilement la longueur estimée du tunnel avec un diamètre d'au moins un doigt, mais un tel inverseur de phase ne fonctionnera pas, tout mourra dans les tourbillons d'air en essayant de revenir rapidement à travers le tunnel étroit - vers l'avant. Le texte de l'affiche de propagande de la police de la circulation que j'ai vue une fois "La vitesse, c'est la mort" correspond certainement au mouvement de l'air dans le tunnel, si la mort est attribuée à l'efficacité de l'inverseur de phase.

Cependant, bien avant que le phasique ne meure comme moyen de reproduction sonore, il deviendra une source de sons auxquels il n'est pas destiné, les tourbillons qui se produisent à des vitesses d'air excessivement élevées créeront des bruits de jet qui violent l'harmonie des sons graves dans la manière la plus éhontée et la plus inesthétique.

Que faut-il prendre pour valeur minimum section du tunnel? Dans différentes sources, vous trouverez différentes recommandations, qui n'ont pas toutes été testées par les auteurs, du moins par le biais d'une expérience informatique, sans parler des autres. En règle générale, deux valeurs sont incluses dans ces recommandations: le diamètre du diffuseur et la valeur maximale de sa course, c'est-à-dire Xmax. C'est raisonnable et logique, mais ne s'applique pleinement qu'au fonctionnement du subwoofer à la limite, alors qu'il est déjà un peu trop tard pour parler de qualité sonore. Sur la base de nombreuses observations pratiques, une règle beaucoup plus simple peut être adoptée, elle n'est pas parfaite et pas tout à fait universelle, mais elle fonctionne : pour une tête de 8 pouces, le tunnel doit faire au moins 5 cm de diamètre, pour une tête de 10 pouces -

7 cm, pour 12 et plus - 10 cm Est-il possible de faire plus ? C'est même nécessaire, mais en ce moment quelque chose va nous arrêter. A savoir, la longueur du tunnel. Le fait est que...

La longueur compte

Comme dit, il sera commandé par le grand Hermann von Helmholtz. Le voici, au tableau noir de l'Université de Heidelberg, et sur le tableau noir, c'est la même formule. Eh bien, cette fois, je l'ai écrit, mais je l'ai trouvé - il l'aurait écrit de la même manière. Ce simple, puisqu'il a été dérivé pour le cas idéal, la dépendance montre quelle sera la fréquence de résonance d'une certaine cavité (nous connaissons mieux une boîte, bien qu'Hermann von ait fait de telles bulles avec des tuyaux d'échappement) en fonction du volume V, longueur L et aire de la section transversale de la queue. Remarque : il n'y a pas de paramètres de haut-parleur ici, et ce serait étrange s'ils l'étaient. Dans tous les cas, il est utile de rappeler et de ne jamais succomber aux provocations : le réglage de l'inverseur de phase est complètement et exhaustivement déterminé par la taille du coffret et les caractéristiques du tunnel reliant ce coffret avec environnement. De plus, la formule ne comprend que la vitesse du son dans l'atmosphère de la planète Terre, notée "c", et le nombre "pi", qui ne dépend même pas de la planète.

Pour des raisons pratiques, à savoir le calcul de la longueur du tunnel à partir de données connues, la formule est facile à convertir, en se souvenant de votre école natale et en remplaçant les constantes par des nombres. Beaucoup l'ont fait. Beaucoup ont publié les résultats de ce processus passionnant, et l'auteur est un peu surpris de voir à quel point il a été possible de chier de manière spectaculaire dans une opération à trois ou quatre chiffres. En général, un tiers des formules converties publiées sur papier et sur le Web sont d'un non-sens incompréhensible. La bonne est donnée ici si nous remplaçons les valeurs en unités indiquées en noir.

La même formule, plus quelques corrections, est incluse dans tous les programmes connus de calcul des inverseurs de phase, mais pour le moment la formule est plus pratique pour nous, tout est bien en vue. Regardez : que se passera-t-il si à la place d'un tunnel minimaliste on en met un autre, plus spacieux (et donc meilleur) ? La longueur requise augmentera proportionnellement au carré du diamètre (ou proportionnellement à la surface, mais nous allons acheter un tuyau au diamètre, ils ne le vendent pas différemment). On est passé d'un tuyau de 5 cm à un tuyau de 7 cm par exemple, la longueur avec le même réglage en nécessitera le double. Nous sommes passés à 10 cm - quatre fois. Inquiéter? Jusqu'à présent - la moitié du problème. Le fait est que...

Le calibre compte

Il y aura des problèmes maintenant. Encore une fois, nous regardons la formule, cette fois - au dénominateur, concentrez votre vue. Toutes choses égales par ailleurs, la longueur du tunnel sera d'autant plus grande que le volume de la boîte sera petit. Si pour régler un volume de 100 litres à 30 Hz, avec un tuyau de plomberie de 100 mm à votre disposition, vous devez ouvrir et coller un morceau de tuyau de merde de 25 centimètres de long dans la boîte, puis avec un volume de boîte de 50 litres ce sera un demi-mètre (ce qui n'est pas moins que pas si mal), et avec un 25 l assez commun, un tunnel de cette épaisseur devra faire un mètre de long. C'est un désastre, pas d'options.

Dans nos conditions pratiques, le volume du caisson est avant tout déterminé par les paramètres de l'enceinte, et pour des raisons déjà bien connues des lecteurs de cette série, pour des têtes de 8 pouces, le volume optimal dépasse rarement les 20 litres, pour " dizaines" - 30 - 40, seulement lorsqu'il s'agit de calibre 12 pouces, on commence à traiter des volumes de l'ordre de 50 - 60 litres, et puis pas toujours.

Il s'avère donc une sorte de défilé de souverainetés: la fréquence d'accord du FI est déterminée par la basse que nous voulons en tirer, que ce soit sur le «huit» ou sur le «tag» - peu importe . Et la fréquence d'accord de la boîte ne dépend pas non plus du haut-parleur, plus le volume est petit, plus le tunnel est long. Le résultat du défilé: comme nous l'avons remarqué à plusieurs reprises lors de tests de subwoofers de petit calibre, il est physiquement impossible (ou difficile) de mettre en œuvre l'option de conception souhaitable et prometteuse en FI. Même si vous ne vous sentez pas désolé pour l'espace dans le coffre, vous ne pouvez pas augmenter le volume de la boîte FI par rapport à l'optimal, et l'optimal s'avère souvent si petit qu'il est impensable de le régler. une fréquence de 30 à 40 Hz qui est invariante aux autres facteurs. Voici un exemple issu d'un test récent de têtes de subwoofer 10 pouces ("A3" n°11/2006) : si on prend un diamètre de tuyau de 7 cm comme axiome, alors pour faire un inverseur de phase sur une tête Boston , il faudrait un morceau de 50 cm de long, pour Rainbow - 70 cm, Et pour Rockford Fosgate et Lightning Audio - environ un mètre. Comparez avec les recommandations du test de ce numéro pour les têtes 15 pouces : aucun de ces problèmes n'a été relevé. Pourquoi? Pas à cause du haut-parleur en tant que tel, mais à cause du volume d'origine sélectionné par les paramètres du haut-parleur. Ce qu'il faut faire? Affrontez l'adversité de front. Les armes ont été forgées pour nous par des générations de spécialistes (et pas seulement). Savez-vous quel est le problème ici?

La forme compte

Vous ne pouviez pas ne pas le remarquer : j'aime beaucoup me plonger dans les brevets, car je pense que même si le chemin de l'invention à la vraie vie n'est pas si court, un brevet est le reflet d'une pensée sous forme de vecteur, c'est-à-dire en tenant compte de la direction. La plupart des innovations proposées (et constamment proposées) par les esprits infatigables à propos de l'inverseur de phase se concentrent sur la lutte contre deux facteurs perturbateurs : la longueur du tunnel, lorsque sa section est importante, et le bruit de jet, lorsque sa section, tente pour réduire la longueur, a essayé de réduire. Première solution, la plus simple, dont on nous demande la recevabilité dans un courrier éditorial cinq fois par mois : le tunnel peut-il être placé non pas à l'intérieur de la boîte, mais à l'extérieur ? Voici la réponse, définitive, factuelle et réelle, comme un article sur l'appartement du professeur Preobrazhensky : vous le pouvez. Au moins partiellement, du moins dans son intégralité, le tunnel a été fourré à l'intérieur de la boîte uniquement pour des raisons esthétiques, chez von Helmholtz il dépassait de l'extérieur, et rien, il y a survécu. Oui, et notre modernité donne des exemples : par exemple, les vétérans de l'audio automobile ne peuvent s'empêcher de se rappeler (beaucoup, pour être honnête, ne peuvent pas oublier) les tuyaux de basse SAS Bazooka. Après tout, ils ont commencé avec un brevet pour un subwoofer, qui est idéalement placé derrière le siège d'un camion - le moyen de transport préféré des Américains. Pour ce faire, l'inventeur a étiré le tube inverseur de phase le long de l'extérieur du boîtier tout en lui donnant une forme étalée sur la surface du boîtier cylindrique. C'est un exemple, il y en a un autre : certaines entreprises qui produisent des subwoofers intégrés pour les cinémas maison sortent le tube-tunnel d'un subwoofer passe-bande. Le type de subwoofer dans ce cas n'a pas d'importance : c'est le même résonateur du nom que vous connaissez qui. Une autre solution est aussi, à en juger par les lettres, qu'ils recherchent, mais qu'ils ont peur. "Est-il possible de plier le tunnel?" La réponse est dans le style de Philip Philipovich et est évidente. Sinon, plusieurs sociétés (DLS, JL Audio, Autoleads, etc. etc.) ne produiraient pas de tuyaux flexibles spécifiquement à cet effet à la fois. Et dans le domaine de la documentation des brevets, il existe même un indice intéressant sur la manière dont ce problème peut être résolu non sans grâce et sans économies de matériel: à un moment donné, la conception d'un tunnel modèle a été proposée, qui serait assemblée à partir d'éléments standard dans n'importe quel forme désirée, l'illustration dira le reste. J'ajouterai moi-même: la plupart des détails décrits dans le brevet rappellent de manière touchante la nomenclature des éléments des réseaux d'égouts d'importance locale, qui est une recette pratique pour introduire l'excès intellectuel de l'inventeur américain.

Aux prises avec la longueur inadaptée du tunnel, ils empruntent souvent le chemin de la construction des soi-disant "ports à fentes", leur avantage est dans l'intégration constructive avec la coque, ce qui permet, avec une certaine imagination, de rendre le tunnel assez long, sur le schéma ci-joint, il y a plusieurs options à la fois, dont la question est, bien sûr, elle est loin d'être épuisée (les trois premiers croquis ont été écrits par le célèbre artiste haut de gamme Alexander Klyachin, le reste était une question de technique) .

L'inconvénient des fentes est la difficulté d'ajuster la longueur, ce n'est pas de la plomberie en PVC - il a agité la scie, et c'est dans le sac. Mais ici aussi, il existe des solutions: il n'y a pas si longtemps, l'un des héros de la rubrique "Own Game", Alexander Sultanbekov de Perm (ce n'est pas un péché de rappeler une fois de plus au pays les noms de ses héros) a démontré en pratique comment vous pouvez ajuster le port fendu en changeant sa section transversale avec une longueur constante, il est fait en posant des entretoises en contreplaqué à l'intérieur, comme indiqué sur la photo quelque part à proximité, regardez.

En repliant le tunnel bass-reflex, certains esprits brillants sont allés à l'extrême : l'un a proposé, par exemple, d'enrouler le tunnel en forme de spirale autour du corps cylindrique de l'enceinte, l'autre a répondu à la formule astucieuse d'Helmholtz par une tunnel à vis, un tel concept nous est familier ici en Russie...

Mais en général, toutes ces solutions (même avec une vis) sont frontales, ici un tunnel de longueur constante est simplement fixé ou replié pour qu'il ne gêne pas. Mise en œuvre connue (et même vendue en quantités commerciales) d'un autre principe. Voici la chose ici.

La section est importante

Pas la zone en tant que telle, mais la nature de son changement le long du tunnel. Jusqu'à présent, nous, guidés par les enseignements de von Helmholtz dans sa forme scolaire la plus simple, considérions qu'il était indispensable que la section transversale du tunnel soit constante. Et il y avait des gens qui violaient cette condition et gagnaient même de l'argent dessus.

Les lecteurs avertis se souviendront par exemple d'un article de notre collègue italien, le professeur Matarazzi, où il propose des solutions efficaces pour réduire la longueur du tunnel en lui donnant une forme de sablier conique ou doublement conique. Dans "A3" n° 10/2001, les calculs des programmes du professeur sont donnés sous forme de tableaux, et le doyen a récemment trouvé et envoyé lui-même les programmes à notre demande. Lorsque ce numéro sera épuisé, nous les mettrons sur le site dans la section "Annexes". Certes, le professeur distrait a perdu le code source pour toujours, donc les programmes restent en italien, si quelqu'un sait traduire sans avoir le code, nous accepterons l'aide avec gratitude.

En attendant, notons : dans ses recherches, le professeur n'est pas le premier, ni le seul. Même des tragédies entières se sont produites dans cette direction. Les lecteurs de longue date du magazine se souviennent peut-être de la note dans "A3" n° 2/2003 sur le procès concernant le tunnel bass reflex, il n'y a pas si longtemps je vous rappelle : Bose Corporation a vu qu'une autre société, JBL, utilisait dans ses colonnes le bass reflex tunnels à génératrice curviligne, appelée Linear-A, a gravement enfreint la propriété intellectuelle de Bose Corp. Pour preuve, un brevet américain a été cité, qui mentionnait, entre autres, que ce serait bien de faire un tunnel avec une génératrice elliptique, alors ce serait à la fois plus court et plus silencieux en terme de bruit de jet. En vain JBL a tenté d'expliquer au tribunal que Bose a une ellipse, et JBL a un exposant. Le tribunal a expliqué que les ellipses-schmellipses sont la dixième chose, et que beaucoup d'enceintes ont été vendues, a calculé le service comptable de Bose : le bénéfice de JBL était de 5 676 718 $ et 32 ​​cents, qu'il était proposé de verser au caissier de la partie offensée. Ils l'ont apporté comme de beaux, y compris des cuivres, et dans toutes les colonnes, les tunnels ont changé pour d'autres, FreeFlow, comme un modèle amélioré. Voici comment ça se passe...

De très, très nombreuses personnes ont suggéré d'éviter le cylindre comme forme de tunnel. Certains - dans le style de Matarazzi avec des variantes, certains - à une échelle modeste et locale, se limitant à donner des contours curvilignes aux extrémités d'un tunnel cylindrique afin de réduire le bruit de jet de la turbulence. Le moyen le plus radical de traiter à la fois la longueur et le bruit a non seulement été inventé, mais est exclusivement utilisé depuis plus d'un an par Matthew Polk, le fondateur d'une société qui porte son nom. L'essence du dispositif appelé PowerPort est la suivante : une partie des fonctions du tunnel est reprise par un ou deux, à chaque extrémité du tuyau, un interstice annulaire entre la paroi du caisson et un « champignon » placé à un distance strictement calculée de celui-ci, cependant, tout est visible sur la figure. Presque toutes les enceintes domestiques Polk Audio sont fournies avec de tels tunnels. Et si seulement quelqu'un empiétait, ses 32 cents pleuraient, plus quelque chose d'autre. Pour moi, mes proches, personne ne m'interdira d'essayer une telle chose, d'autant plus qu'il était une fois Polk posté une feuille de calcul dans Excel sur son site Web d'entreprise, selon laquelle vous pouvez tout calculer, je l'ai ensuite sortie de ce site (après avoir reçu plus tard, avec le recul, la bénédiction de l'auteur - je ne suis pas dans un but lucratif) et même traduit les instructions d'accompagnement en grand et puissant, tout est sur notre site Web.

A propos, et les travaux du professeur Matarazzi, et l'élaboration révolutionnaire de Matthew Polk nous le rappellent : la formule du gymnase de Helmholtz, entre autres, ne prend pas en compte un effet très important pour la pratique : dans la grande majorité des cas ( presque toujours) l'une des extrémités du tunnel est adjacente à l'enceinte murale du caisson de basses, cela s'applique à la fois aux tuyaux ronds sciés au ras du mur et aux tuyaux équipés d'une pointe aérodynamique, et dans une mesure encore plus grande - les ports fendus collés au mur. La proximité du mur crée un effet final rappelant ce que l'auteur de PowerPort a intentionnellement recherché - un allongement virtuel du tunnel. Par conséquent, à la formule directement dérivée des travaux de von Helmholtz, les spécialistes appliqués modernes recommandent d'introduire un amendement, purement empirique, mais non moins nécessaire, il est surligné en rouge afin qu'il soit clair où se trouve le classique du 19ème siècle, et où est la pratique du 20.

Mais en général, chers amis, il est temps de passer aux choses sérieuses, ce n'est pas un siècle pour fouiller dans des bouts de papier. Le point est juste ceci...

Sur la question de l'épaisseur : en poussant le même volume d'air à travers un tunnel plus étroit, il faudra l'accélérer à une vitesse plus élevée. Et "la vitesse c'est la mort"

Helmholtz aurait écrit sa formule exactement de la même manière, juste à ce moment il n'y avait pas de photographe

Remplacement de la formule finale et réelle Programme d'ordinateur. Elle est correcte, vérifiée à plusieurs reprises. La signification de la queue surlignée en rouge sera expliquée dans le texte.

Le tunnel peut-il être à l'extérieur de la boîte? Oui, toute l'entreprise a construit son entreprise là-dessus, le brevet d'un subwoofer pratique a été reproduit par des milliers de tuyaux de basse SAS Bazooka. Et les fabricants de subwoofers intégrés pour home cinéma s'en fichent complètement...

Est-il possible de laisser le tunnel à l'intérieur, mais de le plier car c'est plus pratique ? Voici votre réponse

Solutions exotiques et désespérées : spirale ou tunnel à vis

Le tunnel à fente est intégré au tiroir, il peut donc être rendu plus long que le "plug-in" habituel, ajuster la longueur, cependant, est beaucoup plus difficile ...

Cela signifie qu'il faut ajuster non pas la longueur, mais la section transversale: c'est ainsi qu'un habitant de la capitale du territoire de Perm l'a fait

L'abandon de la forme cylindrique du tunnel a été proposé à la fois pour réduire sa longueur, et sous la forme d'un "traitement aérodynamique" local pour réduire le bruit de jet.

La solution la plus efficace dans ce domaine : le PowerPort de Matthew Polk. L'invention n'est pas restée sur le papier, elle fait partie intégrante de presque toutes les acoustiques Polk Audio.

Préparé sur la base des documents du magazine "Avtozvuk", février 2007.www.avtozvuk.com

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. Il a été décidé de faire le diamètre du tunnel de 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 en une structure, comme sur la fig. 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 au stade du calcul d'obtenir 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 sera inférieure à la surface du 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 l'édition 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'ai proposé sa 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 d'une 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...