A szerkesztő megjegyzése: Egy olasz akusztikai szakember cikke, amelyet a szerző áldásával reprodukálunk, eredetileg Teoria e pratica del condotto di accordo volt. Vagyis szó szerinti fordításban - "A fázisinverter elmélete és gyakorlata". Ez a cím véleményünk szerint csak formailag felelt meg a cikk tartalmának. Igazán, beszélgetünk a fázisinverter legegyszerűbb elméleti modellje és a gyakorlat által előkészített meglepetések közötti kapcsolatról. De ez akkor van, ha formális és felületes. De lényegében a cikk választ ad azokra a kérdésekre, amelyek a szerkesztői levélből ítélve folyamatosan felmerülnek a fázisinverteres mélynyomó kiszámítása és gyártása során. Első kérdés: "Ha egy fázisváltót egy régóta ismert képlet alapján számít ki, akkor a kész fázisváltónak megvan a számított frekvenciája?" Olasz kollégánk, aki élete során körülbelül egy tucat kutyát evett fázisinverterrel, azt válaszolja: „Nem, ez nem fog működni.” Aztán elmagyarázza, miért, és ami a legfontosabb, mennyire nem fog működni. Második kérdés: „Kiszámoltam az alagutat, de olyan hosszú, hogy nem fér el sehova. Hogyan legyen? És itt olyan eredeti megoldásokat kínál a signor, hogy a művének ezt az oldalát írjuk a címbe. Szóval azt kulcsszó az új címsorban nem új orosz módon kell érteni (különben azt írtuk volna: „röviden - fázisinverter”), hanem szó szerint. Mértanilag. És most Signor Matarazzoé a szó.

Fázisváltó: röviden!

Jean-Piero MATARAZZO Olaszból fordította E. Zhurkova

A szerzőről: Jean-Pierro Matarazzo 1953-ban született az olaszországi Avellinóban. Az 1970-es évek eleje óta a professzionális akusztika területén dolgozik. Sok éven át ő volt a felelős a tesztelésért akusztikai rendszerek a Suono (Hang) magazin számára. A 90-es években számos új matematikai modellt dolgozott ki a hangszóró diffúzorok hangkibocsátásának folyamatáról, valamint számos ipari akusztikus rendszer projektet, köztük az Olaszországban népszerű Opera modellt. A 90-es évek vége óta aktívan együttműködik az „Audio Review”, a „Digital Video” és – ami számunkra a legfontosabb – az „ACS” („Audio Car Stereo”) magazinnal. Mindháromban ő a felelős a paraméterek méréséért és az akusztika teszteléséért. Mi más? .. Házas. Két fia nő, 7 éves és 10 éves.

1. ábra: Helmholtz-rezonátor diagramja. Amiből minden jön.

2. ábra A fázisváltó klasszikus kialakítása. Ebben az esetben gyakran nem veszik figyelembe a fal hatását.

3. ábra Fázisváltó alagúttal, melynek végei szabad térben vannak. Itt nincs faleffektus.

4. ábra. Teljesen kihozhatja az alagutat. Itt ismét "virtuális megnyúlás" lesz.

5. ábra Az alagút mindkét végén egy "virtuális kiterjesztést" kaphat egy másik karima készítésével.

6. ábra. Nyomóalagút a doboz falaitól távol.

7. ábra: A fal közelében található rés alagút. A fal hatásának következtében „akusztikus” hossza nagyobb, mint a geometriai.

8. ábra: Alagút csonka kúp formájában.

9. ábra A kúpos alagút fő méretei.

10. ábra A kúpos alagút hornyolt változatának méretei.

11. ábra: Exponenciális alagút.

12. ábra Homokóra alakú alagút.

13. ábra Az alagút fő méretei homokóra formájában.

14. ábra A homokóra hornyolt változata.

Mágikus képletek

Az egyik leggyakoribb kérés email a szerző - hogy adjon egy "varázsképletet", amellyel az ACS olvasója maga is kiszámíthatja a fázisváltót. Ez elvileg nem nehéz. A fázisinverter a „Helmholtz-rezonátor” nevű eszköz egyik megvalósítása. Kiszámításának képlete nem sokkal bonyolultabb, mint egy ilyen rezonátor leggyakoribb és legelérhetőbb modellje. Egy üres Coca-Cola palack (csak palack, alumíniumdoboz nem) pont ilyen rezonátor, 185 Hz-es frekvenciára hangolva, ez beigazolódott. A Helmholtz-rezonátor azonban sokkal régebbi, mint egy népszerű italnak ez a csomagolása, amely fokozatosan elavulttá válik. A Helmholtz-rezonátor klasszikus sémája azonban hasonló a palackhoz (1. ábra). Ahhoz, hogy egy ilyen rezonátor működjön, fontos, hogy legyen V térfogata és S keresztmetszeti területű alagútja L hosszúságú. Ennek ismeretében a Helmholtz-rezonátor (vagy fázisinverter) hangolási frekvenciája, ami a ugyanaz) most a következő képlettel számítható ki:

ahol Fb a hangolási frekvencia Hz-ben, s a hangsebesség 344 m/s, S az alagút területe négyzetméterben. m, L az alagút hossza m-ben, V a doboz térfogata köbméterben. m. \u003d 3,14, ez magától értetődik.

Ez a képlet valóban varázslatos, abból a szempontból, hogy a basszusreflex beállítás nem függ a belehelyezett hangszóró paramétereitől. A doboz térfogata és az alagút méretei egyszer s mindenkorra meghatározzák a hangolás gyakoriságát. Úgy tűnt, minden kész. Kezdjük el. Tegyük fel, hogy van egy 50 literes dobozunk. 50 Hz-re hangolt basszus reflex dobozt szeretnénk alakítani. Úgy döntöttünk, hogy az alagút átmérője 8 cm. Az imént megadott képlet szerint az 50 Hz-es hangolási frekvenciát akkor kapjuk meg, ha az alagút hossza 12,05 cm. Minden alkatrészt gondosan legyártatunk, szerkezetté szereljük, mint pl. ábrán. 2, és az ellenőrzéshez mérjük a tényleges eredményt rezonanciafrekvencia fázisváltó. És meglepetésünkre látjuk, hogy nem 50 Hz, ahogy a képlet szerint kellene, hanem 41 Hz. Mi a baj és hol hibáztunk? Igen, sehol. A frissen épített fázisinverterünket a Helmholtz-formulával kapott frekvenciához közeli frekvenciára hangolnák, ha elkészítetnénk, amint az az ábrán látható. 3. Ez az eset áll a legközelebb a képlettel leírt ideális modellhez: itt az alagút mindkét vége "a levegőben lóg", viszonylag távol minden akadálytól. Tervezésünkben az alagút egyik vége illeszkedik a doboz falához. Az alagútban oszcilláló levegő számára ez nem közömbös, az alagút végén lévő "karima" hatása miatt ez virtuális megnyúlásnak tűnik. A fázisváltó úgy lesz konfigurálva, mintha az alagút hossza 18 cm lenne, és nem 12, ahogy valójában.

Vegye figyelembe, hogy ugyanez történik, ha az alagutat teljesen a dobozon kívülre helyezik, és az egyik végét ismét a falhoz igazítják (4. ábra). Az alagút "virtuális megnyúlásának" a méretétől függően empirikus függése van. Egy kör alakú alagútnál, amelynek egyik vágása elég távol van a doboz falától (vagy más akadályoktól), a másik pedig a fal síkjában van, ez a nyúlás hozzávetőlegesen 0,85D.

Ha az összes állandót behelyettesítjük a Helmholtz-képletbe, bevezetünk egy korrekciót a „virtuális megnyúlásra”, és az összes méretet ismert mértékegységekben fejezzük ki, akkor az alagút D átmérőjű hosszának végső képlete, amely biztosítja, hogy egy A V hangerő Fb frekvenciára van hangolva, így fog kinézni:

Itt a frekvencia hertzben, a térfogat literben, az alagút hossza és átmérője pedig milliméterben, ahogy megszoktuk.

A kapott eredmény nemcsak azért értékes, mert a számítási szakaszban lehetővé teszi a végső értékhez közeli hosszérték elérését, amely megadja a hangolási frekvencia szükséges értékét, hanem azért is, mert bizonyos tartalékokat nyit az alagút lerövidítésére. Már majdnem egy átmérőt nyertünk. Lehetőség van az alagút további lerövidítésére, miközben megtartja ugyanazt a hangolási frekvenciát, ha mindkét végén karimákat készít, amint az az 1. ábrán látható. 5.

Most úgy tűnik, mindent figyelembe vettek, és ezzel a képlettel felvértezve úgy tűnik, hogy mindenhatóak vagyunk. Itt szembesülünk nehézségekkel.

Első nehézségek

Az első (és fő) nehézség a következő: ha egy viszonylag kis dobozt elég alacsony frekvenciára kell hangolni, akkor az alagút hosszának képletébe nagy átmérőt behelyettesítve nagy hosszúságot kapunk. Próbáljunk meg kisebb átmérővel helyettesíteni - és minden rendben lesz. A nagy átmérőhöz nagy hosszúság szükséges, a kicsihez pedig csak kicsi. Mi a baj vele? És itt van mit. Mozgás közben a hangszórókúp a hátoldalával szinte összenyomhatatlan levegőt "nyom át" a fázisinverter alagútján. Mivel az oszcilláló levegő térfogata állandó, a légsebesség az alagútban annyiszor lesz nagyobb, mint a diffúzor oszcillációs sebessége, ahányszor az alagút keresztmetszete kisebb, mint a a diffúzort. Ha több tucatszor csinál egy alagutat kisebb mint egy diffúzor, az áramlási sebesség nagy lesz benne, és amikor eléri a 25-27 métert másodpercenként, elkerülhetetlen a turbulencia és a sugárzaj megjelenése. Az akusztikai rendszerek nagy kutatója, R. Small kimutatta, hogy az alagút minimális szakasza a hangszóró átmérőjétől, kúpjának legnagyobb löketétől és a fázisinverter hangolási frekvenciájától függ. Small egy teljesen empirikus, de működő képletet dolgozott ki az alagút minimális méretének kiszámításához:

Small a képletét az általa ismert mértékegységekből származtatta, így a Ds hangszóró átmérő, a maximális kúpút Xmax és a minimális alagútátmérő Dmin hüvelykben van megadva. A basszusreflex hangolási frekvenciája szokás szerint hertzben van.

Most már nem néznek ki olyan rózsásan a dolgok, mint korábban. Nagyon gyakran kiderül, hogy ha az alagút megfelelő átmérőjét választja ki, hihetetlenül hosszú lesz. És ha csökkenti az átmérőt, akkor van esély arra, hogy már bekapcsolva közepes teljesítmény az alagút fütyülni fog. A kis átmérőjű alagutak a tényleges sugárzaj mellett hajlamosak az úgynevezett "szervi rezonanciákra", amelyek frekvenciája jóval nagyobb, mint a fázisinverter hangolási frekvenciája, és amelyeket az alagútban a 2000-as turbulencia gerjeszt. nagy áramlási sebességek.

Ezzel a dilemmával szembesülve az ACS olvasói általában felhívják a szerkesztőt, és megoldást kérnek. Három van belőle: könnyű, közepes és extrém.

Egyszerű megoldás apróbb problémákra

Ha az alagút becsült hossza olyan, hogy szinte belefér a hajótestbe, és csak kismértékben rövidíti le a hosszát azonos beállítási és keresztmetszeti terület mellett, akkor azt javaslom, hogy kerek alagút helyett hasított alagútot használjunk, és ne helyezzük el a hajótestben. a hajótest elülső falának közepén (mint a 6. ábrán), de közel az egyik oldalfalhoz (mint a 7. ábrán). Ezután az alagút végén, a dobozon belül, a "virtuális megnyúlás" hatása a mellette lévő fal miatt hatással lesz. A kísérletek azt mutatják, hogy állandó keresztmetszeti területtel és hangolási frekvenciával az alagút az ábrán látható. A 7. ábra körülbelül 15%-kal rövidebb, mint az 1. ábrán látható szerkezetnél. 6. A réses fázisinverter elvileg kevésbé hajlamos a szervrezonanciákra, mint egy kerek, de a még nagyobb védelem érdekében javaslom hangelnyelő elemek beépítését az alagút belsejébe, keskeny filccsíkok formájában, amelyek az alagútra ragasztottak. az alagút belső felülete hosszának egyharmadában. Ez egy egyszerű megoldás. Ha nem elég, akkor az átlagra kell menni.

Közepes megoldás nagyobb problémákra

Egy közepes bonyolultságú megoldás egy csonkakúpos alagút használata, amint az az ábrán látható. 8. Az ilyen alagutakkal végzett kísérleteim azt mutatták, hogy itt lehetséges csökkenteni a beömlő keresztmetszeti területét a Small-formula szerint megengedett minimális értékhez képest anélkül, hogy sugárzaj veszélye állna fenn. Ezenkívül a kúpos alagút sokkal kevésbé hajlamos a szervi rezonanciákra, mint a hengeres.

1995-ben írtam egy programot a kúpos alagutak kiszámítására. Egy kúpos alagutat hengeres sorozatra cserél, és egymást követő közelítésekkel kiszámítja a szabályos állandó keresztmetszetű alagút cseréjéhez szükséges hosszt. Ez a program mindenki számára készült, és letölthető az ACS magazin weboldaláról: http://www.audiocarstereo.it/, az ACS Software részében. Egy kis program, amely DOS alatt fut, letöltheti és kiszámolhatja. És megteheti másként is. A cikk orosz verziójának elkészítésekor a CONICO programmal végzett számítások eredményeit egy táblázatban foglaltuk össze, amelyből a kész verziót is átveheti. A táblázat egy 80 mm átmérőjű alagútra készült. Ez az átmérő érték a legtöbb 250 mm-es kúpátmérőjű mélynyomóhoz megfelelő. Miután a képlet segítségével kiszámította az alagút szükséges hosszát, keresse meg ezt az értéket az első oszlopban. Például számításai szerint kiderült, hogy egy 400 mm hosszú alagútra van szüksége, például egy 30 literes doboz 33 Hz-es frekvenciára hangolásához. A projekt nem triviális, és nem lesz könnyű ilyen alagutat elhelyezni egy ilyen dobozban. Most nézze meg a következő három oszlopot. A program által kiszámított egyenértékű kúpos alagút méreteit mutatja, melynek hossza már nem 400, hanem csak 250 mm lesz. Egészen más kérdés. ábrán látható, hogy mit jelentenek a táblázatban szereplő méretek. 9.

A 2. táblázat a 100 mm átmérőjű kezdeti alagútra vonatkozik. Ez a legtöbb 300 mm-es meghajtóval rendelkező mélynyomóhoz illeszkedik.

Ha úgy dönt, hogy saját maga használja a programot, ne feledje: egy csonka kúp alakú alagút készül, amelynek dőlésszöge a generatrix a 2 és 4 fok között van. Ez a 6-8 foknál nagyobb szög nem javasolt, ilyenkor turbulencia és sugárzaj léphet fel az alagút bejárati (szűk) végén. Az alagút hosszának csökkenése azonban még kis kúp mellett is meglehetősen jelentős.

A csonka kúp alakú alagútnak nem kell kör keresztmetszetűnek lennie. A szokásos, hengereshez hasonlóan néha kényelmesebb hornyolt formában elkészíteni. Még általában kényelmesebb is, mert akkor lapos részekből szerelik össze. A kúpos alagút hornyolt változatának méreteit a táblázat következő oszlopaiban adjuk meg, és hogy ezek a méretek mit jelentenek, azt a 1. ábra mutatja. tíz.

A hagyományos alagút kúposra cseréje sok problémát megoldhat. De nem az összes. Néha az alagút hossza olyan nagynak bizonyul, hogy még 30-35% -os lerövidítése sem elegendő. Ezekre a nehéz esetekre...

Extrém megoldás nagy problémákra

Egy extrém megoldás egy exponenciális körvonalú alagút alkalmazása, amint az az ábrán látható. 11. Egy ilyen alagútnál a keresztmetszeti terület először fokozatosan csökken, majd ugyanolyan egyenletesen növekszik a maximumig. Egy adott hangolási frekvencia melletti tömörség, a sugárzaj-ellenállás és a szervrezonanciák szempontjából az exponenciális alagútnak nincs párja. De a gyártási összetettség szempontjából nincs párja, még akkor sem, ha a körvonalait ugyanazzal az elvvel számoljuk, mint egy kúpos alagút esetében. Annak érdekében, hogy az exponenciális alagutat továbbra is ki tudjam használni a gyakorlatban, kitaláltam annak egy módosítását: egy alagutat, amelyet "homokórának" neveztem (12. ábra). A homokóra-alagút egy hengeres szakaszból és két kúpos részből áll, ebből fakad a külső hasonlóság egy ősi időmérő műszerhez. Ez a geometria lehetővé teszi, hogy az alagút az eredeti, állandó szakaszhoz képest legalább másfélszeresére, vagy még többre lerövidüljön. A homokóra kiszámításához írtam egy programot is, ott, az ACS honlapján megtalálható. És csakúgy, mint egy kúpos alagút esetében, itt is van egy táblázat, amely kész számítási lehetőségeket tartalmaz.

A 3. és 4. táblázatban szereplő méretek mit jelentenek, az a 2. ábrából derül ki. 13. D és d a hengeres szakasz átmérője és a kúpos szakasz legnagyobb átmérője, L1 és L2 a szakaszok hossza. Lmax a homokóra alagút teljes hossza, csak összehasonlításképpen, mennyivel készült rövidebbre, de általában L1 + 2L2.

Technológiailag a kör keresztmetszetű homokóra készítése nem mindig egyszerű és kényelmes. Ezért itt profilozott rés formájában is elkészíthető, kiderül, mint az 1. ábrán. 14. 80 mm átmérőjű alagút cseréjéhez 50 mm-es résmagasságot, 100 mm-es hengeres alagút cseréjéhez 60 mm-es résmagasságot javaslok. Ekkor egy állandó Wmin szakasz szakaszának szélessége és a Wmax alagút bejáratánál és kijáratánál a maximális szélesség ugyanaz lesz, mint a táblázatban (az L1 és L2 szakaszok hossza - mint egy körszelvény esetében , itt semmi sem változik). Szükség esetén a résalagút h magassága módosítható a Wmin és a Wmax egyidejű beállításával úgy, hogy a keresztmetszeti terület értékei (h.Wmin, h.Wmax) változatlanok maradjanak.

A fázisinverter homokóra alagútváltozatát használtam például, amikor 17 Hz-es hangolási frekvenciájú házimozi mélynyomót készítettem. Az alagút becsült hossza több mint egy méternek bizonyult, és a "homokóra" kiszámításával majdnem a felére tudtam csökkenteni, miközben körülbelül 100 watt teljesítménynél sem volt zaj. Remélem ez neked is segít...

Mélynyomó ház – Bass Reflex (FI)

A mélynyomó kiválasztásának megbeszélésének részeként tekintsünk egy ilyen burkolatot basszusreflexnek.

A fázisinverternek, ellentétben, van egy portja, amivel megfordítja a hangsugárzó hátsó oldaláról érkező jel fázisát, így 2-szeresére növeli a hatásfokot.

A fázisváltó működési elve

Milyen zenére alkalmas a fázisváltó?

erőteljes és terjedelmes basszussal rendelkezik, és a hangolási frekvencia tartományában van egy púp (jelentős hangerőnövekedés).

Példa a fázisváltó frekvenciamenetére

E szerint az FI zenére alkalmas, amelyben sok a nem gyors basszus, ahol az alacsony frekvenciák képezik a kompozíciók alapját. Válassz basszusreflexet, ha szereted a dubstepet, triphopot, egyéb lassú elektronikát, rapet, R&B-t stb.

Megjegyzés: a fázisinverter beállítása az a frekvencia, amelyre a csúcs esik, amelyet a port hosszának és területének, valamint a port térfogatának és a ház térfogatának arányának változtatásával lehet szabályozni.

Melyik hangszóró alkalmas fázisváltónak

A fázisinverter mélynyomójának kiválasztásához el kell kezdenie. Általában ezek az adatok a dokumentumokban vannak, de ha nem rendelkezik velük, akkor a paraméterek megtalálhatók az interneten.

Annak megértéséhez, hogy a hangszóró alkalmas-e az FI-re, végezzen trükkös számításokat. Ossza el az értéket az értékről és ha a válasz 60 és 100 között van, akkor egy ilyen alegység optimális lesz a fázisváltóhoz.

Például a hangszóró SUNDOWN AUDIO E-12 V3 fs = 32,4 Hz, és Qts = 0.37.

fs/qts = 32.4 / 0.37 = 87,6 - egy ilyen mélynyomó nagyon alkalmas FI-hez.

Ha a hangsugárzó értéke a 60-100 tartományon kívül esik, érdemes lehet más kialakítást keresni a segítségével. Kérjük, vegye figyelembe, hogy ez a táblázat nem tiltja olyan hangsugárzóházak használatát, amelyek nem felelnek meg a követelményeknek jelentése fs/qts. Olyan lehetőségeket mutat be, amelyek biztosan jól működnek.

A fázisinverterek típusai

Basszus reflex port- a test fő eleme, lehet kerek (cső) vagy téglalap alakú (rés).

réses port

Kerek port (cső)

Lehetetlen egyértelműen megmondani, hogy ezek közül a portok közül melyik a jobb. Csináld azt, ami kényelmesebb, vagy amit a legjobban szeretsz. Az egyetlen pillanat, amikor A sportban(hangnyomás verseny) a csöveket gyakrabban használják, hiszen használatukkal a port hosszának változtatásával könnyebben módosítható a fázisinverter beállítása.

Külön kiemelendő a típus passzív radiátor. (helyesebben - passzív reflektor) ugyanaz a fázisváltó vanés működésének elve is ugyanaz. Olyan esetekben használják, amikor a frekvenciaváltó kívánt portja nem felel meg a méreteknek. Passzív radiátorban kikötő helyett használt hangszóró mágnesrendszer nélkül.

A passzív radiátor működési elve

Az FI előnyei és hátrányai

Előnyök:

• Nagy hatékonyság (nagyjából - 2-szer hangosabb, mint a WY);
• Hangos basszust tud adni;
• Testreszabható az Ön zenei preferenciáinak megfelelően.

Mínuszok:

• Nagy méretek (a WL-hez képest);
• A számítás relatív bonyolultsága.

Sajátosságok

anyagokat

Az anyagokra és az összeszerelésre vonatkozó követelmények szabványosak. A fázisinverter dobozának erősnek, tömítettnek és nem vibrálónak kell lennie. Anyaga - rétegelt lemez vagy MDF 18 mm-től. és vastagabb.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy minden vezetékbemeneti csatorna, sorkapocs stb. biztonságosan le kell zárni, belső partíciók(kikötő falai) nem lehetnek hézagok.

Lekerekítési port

Ha a hornyolt port hosszú és kanyargós, akkor ennek elkerülése érdekében holt zónák keletkezhetnek a sarkokban görbék kisimulnak- ennek hatására növekszik a hatékonyság, hiszen csökkentett ellenállás a levegő mozgásával szemben. A minőség javulását meglehetősen nehéz füllel megállapítani, de a magas hangnyomási eredményért való küzdelemhez ez a megoldás működik.

A portok simításának lehetőségei

Oszlopépítéssel a 80-as évek elején kezdtem el. És ha először csak egy „hangszóró a dobozban”, akkor természetesen elkezdődött a doboz (és a fázisváltó) paramétereinek a hangszóró hangjára gyakorolt ​​​​hatásának vizsgálata.

Sok "mélynyomó-építő" létezik, de a túlnyomó többség számára ez csak egy "hangszóró a dobozban", és minél több, annál jobb. Igen, bizonyos mértékig ez egy zárt doboz esetében helyes. De egy fázisváltóhoz...

A fázisváltó gondos hangolást igényel. Mit látunk a gyakorlatban? Fázisinverterként az emberek teszik csatornacsövek tetszőleges hosszúságú, a képen "réselt fázisváltókat" készítenek: "Vasya csinálta ezt a méretet", miközben egy másik hangszórót helyez el. Aki ezt képviseli, az egy zárt doboz gyártására korlátozódik (és jól csinálja!).

Természetesen vannak nagyszerű szimulációs programok, például a JBL SpeakerShop. De mindegyikhez szükség van egy csomó kezdeti paraméter bevezetésére. És még ezek ismeretében is kiderül, hogy a gyakorlattól való eltérés általában - hatalmas(kicsit más lett a hangszóró, kicsit más a doboz mérete, nem tudjuk mi és mennyi töltőanyag, kicsit más a fázisinverter cső, akusztikai ellenállást nem ismerünk stb. )

Létezik egy egyszerű technika a fázisinverter beállítására, amelyhez nem szükséges a hangszórók, dobozok pontos forrásadatainak ismerete, és nem igényel bonyolult mérőórákat vagy matematikai számításokat. Mindent már átgondoltak és a gyakorlatban kipróbáltak!

Szeretnék beszélni egy egyszerű módszerről a fázisinverter beállítására, amely legfeljebb 5% hibát ad. Több mint 30 éve létező technika. Diákkorom óta használom.

Mi a különbség a fázisváltós doboz és a zárt doboz között?

Minden hangszórónak, akárcsak a mechanikus rendszernek, megvan a maga rezonanciafrekvenciája. E frekvencia felett a hangszóró „elég lágyan” szól, ez alatt pedig az általa létrehozott szint hangnyomás, esik. Oktávonként 12 dB esési sebességgel esik (azaz 4-szeres frekvenciacsökkenés esetén). „A reprodukálható frekvenciák alsó határának” azt a frekvenciát tekintjük, amelynél a szint 6 dB-lel (azaz 2-szeresére) csökken.

Frekvenciaválasz dinamikája nyílt térben

Ha a hangszórót dobozba szereljük, annak rezonanciafrekvenciája valamelyest megnövekszik, annak köszönhetően, hogy a dobozban sűrített levegő rugalmassága hozzáadódik a diffúzor felfüggesztésének rugalmasságához. A rezonanciafrekvencia emelése elkerülhetetlenül „felhúzza” a reprodukálható frekvenciák alsó határát. Minél kisebb a levegő térfogata a dobozban, annál nagyobb a rugalmassága, és ennek következtében annál nagyobb a rezonanciafrekvencia. Innen ered az a vágy, hogy „a doboz több-ó-ó-több legyen”.

Sárga vonal - a hangszóró frekvenciaátvitele zárt dobozban

Bizonyos mértékig lehetséges a doboz "nagyobbítása" anélkül, hogy növelné a fizikai méreteit. Ehhez a dobozt nedvszívó anyaggal kell megtölteni. Ennek a folyamatnak a fizikájába nem térünk ki, de a töltőanyag mennyiségének növekedésével a dobozban lévő hangszóró rezonanciafrekvenciája csökken (a doboz „ekvivalens hangereje” nő). Ha túl sok a töltőanyag, akkor a rezonanciafrekvencia ismét emelkedni kezd.

Hagyjuk el a dobozméretek befolyását más paraméterekre, például a minőségi tényezőre. Bízzuk a tapasztalt „oszlopépítőkre”. A legtöbb gyakorlati esetben a helyszűke miatt a doboz hangereje az optimálishoz közelinek bizonyul (nem szekrény méretű hangszórókat építünk). A cikk értelme pedig nem az, hogy bonyolult képletekkel és számításokkal terhelje meg.

Elzavartak. Zárt doboznál minden világos, de mit ad nekünk egy fázisinverter? A fázisinverter egy bizonyos hosszúságú „cső” (nem feltétlenül kerek, lehet téglalap alakú és keskeny rés), amely a dobozban lévő levegő mennyiségével együtt saját rezonanciával rendelkezik. Ennél a „második rezonanciánál” a hangszóró hangkimenete megemelkedik. A rezonancia frekvenciát valamivel alacsonyabbra választják, mint a dobozban lévő hangszóró rezonanciafrekvenciája, azaz. azon a területen, ahol a hangszóró hangnyomása csökkenni kezd. Következésképpen ahol a hangszóró recesszióban van, ott emelkedés jelenik meg, ami bizonyos mértékig kompenzálja ezt a csökkenést, kiterjesztve a reprodukált frekvenciák alsó határfrekvenciáját.

Piros vonal - a hangszóró frekvenciamenete egy zárt dobozban, fázisváltóval

Érdemes megjegyezni, hogy a fázisinverter rezonanciafrekvenciája alatt a hangnyomásesés meredekebb lesz, mint egy zárt dobozé, és oktávonként 24 dB lesz.

Így a fázisinverter lehetővé teszi a reprodukálható frekvenciák tartományának az alacsonyabb frekvenciák felé történő bővítését. Tehát hogyan kell kiválasztani a fázisinverter rezonanciafrekvenciáját?

Ha a fázisváltó rezonanciafrekvenciája nagyobb az optimálisnál, pl. közel lesz a dobozban lévő hangszóró rezonanciafrekvenciájához, akkor a frekvenciamenetben egy kiálló púp formájában "túlkompenzációt" kapunk. A hang hordó alakú lesz. Ha túl alacsony frekvenciát választunk, akkor a szintemelkedés nem lesz érezhető, mert. alacsony frekvenciákon a hangsugárzó kimenet túlságosan leesik (alulkompenzált).

A kék vonalak nem optimális beállítás fázisváltó

Ez egy nagyon kényes pillanat - vagy a fázisinverter ad hatást, vagy nem ad semmit, vagy fordítva, tönkreteszi a hangot! A fázisváltó frekvenciáját nagyon pontosan kell megválasztani! De hol érhető el ez a pontosság egy garázs-házi környezetben?

Valójában a dobozban lévő hangszóró rezonanciafrekvenciája és a fázisinverter rezonanciafrekvenciája közötti arányossági együttható a valós tervek túlnyomó többségében 0,61 - 0,65, és ha 0,63-nak vesszük, akkor a hiba nem lehet több 5%-nál.

1. Vinogradova E.L. "Kisimított frekvenciaátvitelű hangszórók tervezése", Moszkva, szerk. Energia, 1978

2. "További információ a hangszóró számításáról és gyártásáról", w. Rádió, 1984, 10. sz

3. „Fázisváltók beállítása”, nos. Rádió, 1986, 8. sz

Most vigyük át az elméletet a gyakorlatba – ez közelebb van hozzánk.

Hogyan mérjük meg egy dobozban lévő hangszóró rezonanciafrekvenciáját? Mint tudják, a rezonanciafrekvencián a hangtekercs "elektromos impedancia modulusa" (impedancia) növekszik. Nagyjából az ellenállás nő. Ha azért egyenáram ez pl 4 ohm, akkor a rezonancia frekvencián 20 - 60 ohmra nő.Ezt hogy kell mérni?

Ehhez a hangszóróval sorba kapcsolva be kell kapcsolni egy olyan ellenállást, amelynek névleges értéke egy nagyságrenddel nagyobb, mint a hangszóró saját ellenállása. Számunkra 100 - 1000 ohm névleges értékű ellenállás megfelelő. Az ellenállás feszültségének mérésével megbecsülhetjük a hangszóró hangtekercsének "elektromos impedancia modulusát". Azokon a frekvenciákon, ahol a hangszóró impedanciája magas, az ellenálláson lévő feszültség minimális lesz, és fordítva. Szóval, hogyan mérsz?

Hangszóró impedancia mérése

Az abszolút értékek nem fontosak számunkra, csak meg kell találnunk a maximális ellenállást (minimális feszültség az ellenálláson), a frekvenciák meglehetősen alacsonyak, így normál tesztelőt (multimétert) használhat AC feszültség mérési módban. Hol veszed a forrást hangfrekvenciák?

Természetesen jobb, ha hangfrekvencia generátort használunk forrásként... De ezt bízzuk a szakemberekre. De "senki sem tiltja" nekünk, hogy olyan CD-t készítsünk, amely rögzített hangfrekvenciás tartományt tartalmaz, bármilyen számítógépes program, mint például a CoolEdit vagy az Adobe Audition. Még én is, otthoni mérőberendezéssel, készítettem egy CD-t 99 számmal, egyenként néhány másodperces, 21-119 Hz-es frekvenciatartományban, 1 Hz-es lépésekben. Nagyon kényelmesen! Beraktam a rádióba, te ugrálsz a sávokon – váltod a frekvenciát. A frekvencia megegyezik a szám + 20 számmal. Nagyon egyszerű!

A dobozban lévő hangszóró rezonanciafrekvenciájának mérési folyamata a következő: „bedugjuk” a fázisinverter lyukat (egy darab rétegelt lemez és gyurma), bekapcsoljuk a CD-t lejátszáshoz, beállítjuk az elfogadható hangerőt, és anélkül, hogy megváltoztatnánk. , „ugorjon” át a sávokon, és keresse meg azt a sávot, amelyen az ellenálláson a feszültség minimális. Minden - a frekvencia ismert számunkra.

Egyébként ezzel párhuzamosan a dobozban lévő hangszóró rezonanciafrekvenciájának mérésével kiválaszthatjuk a dobozhoz optimális töltőanyag mennyiséget! A töltőanyag mennyiségét fokozatosan hozzáadva megnézzük a rezonanciafrekvencia változását. Megtaláljuk azt az optimális mértéket, amelynél a rezonanciafrekvencia minimális.

A "hangszóró rezonanciafrekvenciájának a töltőanyaggal dobozban" értékének ismeretében könnyű megtalálni a fázisváltó optimális rezonanciafrekvenciáját. Csak szorozza meg 0,63-mal. Például a dobozban lévő hangszóró rezonanciafrekvenciáját 62 Hz-en kaptuk - ezért a fázisinverter optimális rezonanciafrekvenciája körülbelül 39 Hz lesz.

Most „nyitjuk” a fázisinverter nyílását, és a cső (alagút) hosszának vagy keresztmetszetének változtatásával a fázisváltót a kívánt frekvenciára hangoljuk. Hogyan kell csinálni?

Igen, ugyanazt az ellenállást, tesztert és CD-t használva! Csak emlékeznie kell arra, hogy a fázisinverter rezonanciafrekvenciáján éppen ellenkezőleg, a hangszórótekercs "elektromos impedancia modulusa" a minimumra csökken. Ezért nem a minimális feszültséget kell keresnünk az ellenálláson, hanem éppen ellenkezőleg, a maximumot - az első maximumot, amely a dobozban lévő hangszóró rezonanciafrekvenciája alatt van.

Természetesen a fázisinverter hangolási frekvenciája eltér a szükségestől. És hidd el - nagyon erősen... Általában alacsony frekvenciák felé (alulkompenzáció). A fázisinverter hangolási frekvenciájának növeléséhez az alagutat le kell rövidíteni, vagy csökkenteni kell a keresztmetszeti területét. Ezt fokozatosan kell megtennie, fél centiméterrel ...

Valami ilyesmi az alacsony frekvenciájú tartományban úgy fog kinézni, mint a hangszóró elektromos impedancia modulja egy dobozban egy optimálisan hangolt fázisinverterrel:

Itt van a teljes technika. Nagyon egyszerű, ugyanakkor meglehetősen pontos eredményt ad.

Bármely autótulajdonos építhet egy teljes értékű akusztikai rendszert az autóban. Sokan első hangszórókat szerelnek be. Itt jön be a minőségi hangzás. Természetes hangzást biztosítanak még alacsony frekvenciákon is. Ha ez nem elég, gondoljon a mélynyomó használatára. Hangsúlyozza a mélyhang mélységét, fokozza a hangnyomást. Egy megfelelően kiválasztott és telepített mélynyomó segítségével teljesen megváltoztathatja a hangsávot.

A fázisváltó leírása

A mélynyomók ​​többféle típusban és minőségben kaphatók. De a legmagasabb minőségű akusztika elérése érdekében javasolt a tok kialakítása. A legnépszerűbb tervezési módszer a zárt doboz és a fázisváltó. Néha a hangrajongók előnyben részesítik a sávot, a passzív radiátorokat vagy az akusztikus terheléseket. Mi a fázisinverter és hogyan kell felszerelni - részletesen megvizsgáljuk.

A zárt doboz (doboz) egy hangszóróház. Térfogata az oszlop térfogatával arányos.

A mélynyomó fázisváltója egy speciális testnyílás. Valamint lehet bele épített cső, amely összeköti a belső térfogatot és a külső teret. Más módon fázisinverter portnak nevezik. Egy ilyen rendszer abban különbözik a zárt csatornától, hogy nem csillapítja a diffúzor hátuljából kiinduló rezgéseket. Éppen ellenkezőleg, ily módon kiegészíti a sugárzást. Ez jelentős hangnövekedést eredményez.

A fázisinverternek van egy másik változata - egy passzív radiátor. A port itt egy speciális rendszer vagy egy egyszerű hangszóró, amely nincs csatlakoztatva az erősítőhöz.

Doboz számítás

Az akusztikus rendszer, valamint a mélynyomók ​​könnyen kiszámíthatók online programok segítségével. Könnyen letölthetők az internetről. Az automatikus számítás a hangelemek adatainak helyettesítésével történik. Itt kell információkat találni a Műszaki adatok szükséges a számításhoz.

Minden információ visszakereshető a beépített adatbázis-programból. Ha a jellemzők már ismertek, akkor azokat manuálisan kell megadni. Online program Ez abból a szempontból is kényelmes, hogy lehetővé teszi a legjobb megtérülést biztosító hangszórók kiválasztását.

Az akusztika legegyszerűbb formái a zárt doboz és a fázisváltó. Nem kell tudniuk a pontos adatokat. Elég képletekkel számolni.

Hogyan kell kiszámítani a zárt dobozt

Meg kell találnia a dinamika három fő mutatóját. Az eredmény az oszlop belső térfogatának kiválasztása lesz. Ügyeljen az útlevélben szereplő rezonanciafrekvencia és a minőségi tényező arányára. Ha az érték kisebb, mint 100, akkor ezt a hangszórót nem ajánlott zárt dobozba helyezni. Mivel a levegő a zárt tokban összenyomódik, és a felfüggesztés merevsége nő.

Speciális képletek származnak, amelyek a rezonanciafrekvenciát, a minőségi tényezőt és a térfogatot kapcsolják össze: Fc, Qtc, Vb, azonos paraméterekkel az útlevélben. A képletek gondosan megtekinthetők a képen.

A képletek segítségével kiválasztjuk a tok szükséges térfogatát. Fontos törekedni arra, hogy a hangszórók rezonanciafrekvenciája ne legyen magasabb 50 Hz-nél. A minőségi tényező pedig közeledett a 0,7-hez.

Hogyan történik a fázisváltó kiszámítása?

A fázisváltó kiszámítása olyan hangszórók kiválasztásával történik, amelyek minőségi tényezője 0,3-0,5, a rezonanciafrekvencia aránya pedig legalább 50.

Ebben az esetben a következő paramétereket kell kiszámítani:

1. mélysugárzó hangereje.
2. Keresztmetszeti terület.
3. A cső hossza és átmérője.
4. Fázis inverter port.

A dobozra vonatkozó információk ugyanazok a képletek szerint kerülnek kiválasztásra, mint a zárt doboz kiszámításakor. Csak itt tér el az oszlop minőségi tényezője: 0,6-0,65. A portadatokat az a frekvenciaérték határozza meg, amelyre a basszusreflex be van hangolva. A hangszóró rezonanciafrekvenciájával megegyezően van kiválasztva. De talán kevésbé. A számítás a képen is látható képletek szerint történik.

A számított hossz néha meghaladja az ajánlott maximális értéket. De vannak módok ennek a hossznak a csökkentésére. Egy kerek fázisváltó kimenete a panel síkjára kerül. Ez lehetővé teszi, hogy körülbelül 0,85-tel nyerjen hosszban. A fázisinverteres csőnek pedig karimák vannak a végén, amelyek nagyban képesek fokozni a hatást.

A hossz körülbelül 15%-a megtakarítja a fázisváltót a hangszóró egyik oldalához közel. Ha a portot csonka kúpszakaszként (kerek vagy téglalap alakú) használja, ez lehetővé teszi a hossz 35%-os csökkentését.

A fenti módszerek meglehetősen egyszerűek, és nem igényelnek bonyolult eszközöket a méréshez és a matematikai számításokhoz. Fontos még néhány szempontot figyelembe venni:

• a rezonancia frekvenciának valamivel alacsonyabbnak kell lennie, mint a dobozban lévő hangszórók rezonanciafrekvenciája;
• a fázisinverter a reprodukálható frekvenciákat az alacsony frekvenciák felé bővíti. ki kell tudnia választani a megfelelőt;

• ha túl alacsony frekvenciákat választ ki, a hangsugárzók kimenete csökken.

A fázisinverter online beállításához az egyik programban nagyon pontos adatokra lesz szüksége minden paraméterről. Ennek ellenére a program nagy hibát produkálhat. Ezért a legtöbb felhasználó saját kezével próbálja beállítani az akusztikát.

Mágikus képletek

A szerző e-mailjében az egyik leggyakoribb kívánság az, hogy adjon meg egy "varázsképletet", amellyel az ACS olvasó maga is kiszámíthatja a fázisváltót. Ez elvileg nem nehéz. A fázisinverter a „Helmholtz-rezonátor” nevű eszköz egyik megvalósítása. Kiszámításának képlete nem sokkal bonyolultabb, mint egy ilyen rezonátor leggyakoribb és legelérhetőbb modellje. Egy üres Coca-Cola palack (csak palack, alumíniumdoboz nem) pont ilyen rezonátor, 185 Hz-es frekvenciára hangolva, ez beigazolódott. A Helmholtz-rezonátor azonban sokkal régebbi, mint egy népszerű italnak ez a csomagolása, amely fokozatosan elavulttá válik. A Helmholtz-rezonátor klasszikus sémája azonban hasonló a palackhoz (1. ábra). Ahhoz, hogy egy ilyen rezonátor működjön, fontos, hogy legyen V térfogata és S keresztmetszeti területű alagútja L hosszúságú. Ennek ismeretében a Helmholtz-rezonátor (vagy fázisinverter) hangolási frekvenciája, ami a ugyanaz) most a következő képlettel számítható ki:

ahol Fb a hangolási frekvencia Hz-ben, s a hangsebesség 344 m/s, S az alagút területe négyzetméterben. m, L az alagút hossza m-ben, V a doboz térfogata köbméterben. m. \u003d 3,14, ez magától értetődik.

Ez a képlet valóban varázslatos, abból a szempontból, hogy a basszusreflex beállítás nem függ a belehelyezett hangszóró paramétereitől. A doboz térfogata és az alagút méretei egyszer s mindenkorra meghatározzák a hangolás gyakoriságát. Úgy tűnt, minden kész. Kezdjük el. Tegyük fel, hogy van egy 50 literes dobozunk. 50 Hz-re hangolt basszus reflex dobozt szeretnénk alakítani. Úgy döntöttünk, hogy az alagút átmérője 8 cm. Az imént megadott képlet szerint az 50 Hz-es hangolási frekvenciát akkor kapjuk meg, ha az alagút hossza 12,05 cm. Minden alkatrészt gondosan legyártatunk, szerkezetté szereljük, mint pl. ábrán. 2, és ellenőrzés céljából megmérjük a fázisinverter ténylegesen eredő rezonanciafrekvenciáját. És meglepetésünkre látjuk, hogy nem 50 Hz, ahogy a képlet szerint kellene, hanem 41 Hz. Mi a baj és hol hibáztunk? Igen, sehol. A frissen épített fázisinverterünket a Helmholtz-formulával kapott frekvenciához közeli frekvenciára hangolnák, ha elkészítetnénk, amint az az ábrán látható. 3. Ez az eset áll a legközelebb a képlettel leírt ideális modellhez: itt az alagút mindkét vége "a levegőben lóg", viszonylag távol minden akadálytól. Tervezésünkben az alagút egyik vége illeszkedik a doboz falához. Az alagútban oszcilláló levegő számára ez nem közömbös, az alagút végén lévő "karima" hatása miatt ez virtuális megnyúlásnak tűnik. A fázisváltó úgy lesz konfigurálva, mintha az alagút hossza 18 cm lenne, és nem 12, ahogy valójában.

Vegye figyelembe, hogy ugyanez történik, ha az alagutat teljesen a dobozon kívülre helyezik, és az egyik végét ismét a falhoz igazítják (4. ábra). Az alagút "virtuális megnyúlásának" a méretétől függően empirikus függése van. Egy kör alakú alagútnál, amelynek egyik vágása elég távol van a doboz falától (vagy más akadályoktól), a másik pedig a fal síkjában van, ez a nyúlás hozzávetőlegesen 0,85D.

Ha az összes állandót behelyettesítjük a Helmholtz-képletbe, bevezetünk egy korrekciót a „virtuális megnyúlásra”, és az összes méretet ismert mértékegységekben fejezzük ki, akkor az alagút D átmérőjű hosszának végső képlete, amely biztosítja, hogy egy A V hangerő Fb frekvenciára van hangolva, így fog kinézni:

Itt a frekvencia hertzben, a térfogat literben, az alagút hossza és átmérője pedig milliméterben, ahogy megszoktuk.

A kapott eredmény nemcsak azért értékes, mert a számítási szakaszban lehetővé teszi a végső értékhez közeli hosszérték elérését, amely megadja a hangolási frekvencia szükséges értékét, hanem azért is, mert bizonyos tartalékokat nyit az alagút lerövidítésére. Már majdnem egy átmérőt nyertünk. Lehetőség van az alagút további lerövidítésére, miközben megtartja ugyanazt a hangolási frekvenciát, ha mindkét végén karimákat készít, amint az az 1. ábrán látható. 5.

Most úgy tűnik, mindent figyelembe vettek, és ezzel a képlettel felvértezve úgy tűnik, hogy mindenhatóak vagyunk. Itt szembesülünk nehézségekkel.

Első nehézségek

Az első (és fő) nehézség a következő: ha egy viszonylag kis dobozt elég alacsony frekvenciára kell hangolni, akkor az alagút hosszának képletébe nagy átmérőt behelyettesítve nagy hosszúságot kapunk. Próbáljunk meg kisebb átmérővel helyettesíteni - és minden rendben lesz. A nagy átmérőhöz nagy hosszúság szükséges, a kicsihez pedig csak egy kicsi. Mi a baj vele? És itt van mit. Mozgás közben a hangszórókúp a hátoldalával szinte összenyomhatatlan levegőt "nyom át" a fázisinverter alagútján. Mivel az oszcilláló levegő térfogata állandó, a légsebesség az alagútban annyiszor lesz nagyobb, mint a diffúzor oszcillációs sebessége, ahányszor az alagút keresztmetszete kisebb, mint a a diffúzort. Ha tízszer kisebb alagutat készít, mint egy diffúzor, akkor az áramlási sebesség nagy lesz benne, és amikor eléri a 25-27 métert másodpercenként, akkor elkerülhetetlenül megjelenik a turbulencia és a sugárzaj. Az akusztikai rendszerek nagy kutatója, R. Small kimutatta, hogy az alagút minimális szakasza a hangszóró átmérőjétől, kúpjának legnagyobb löketétől és a fázisinverter hangolási frekvenciájától függ. Small egy teljesen empirikus, de működő képletet dolgozott ki az alagút minimális méretének kiszámításához:

Small a képletét az általa ismert mértékegységekből származtatta, így a Ds hangszóró átmérő, a maximális kúpút Xmax és a minimális alagútátmérő Dmin hüvelykben van megadva. A fázisinverter hangolási frekvenciája szokás szerint hertzben van.

Most már nem néznek ki olyan rózsásan a dolgok, mint korábban. Nagyon gyakran kiderül, hogy ha az alagút megfelelő átmérőjét választja ki, hihetetlenül hosszú lesz. És ha csökkenti az átmérőt, akkor fennáll annak az esélye, hogy már közepes teljesítmény mellett az alagút „fütyülni fog”. A kis átmérőjű alagutak a tényleges sugárzaj mellett hajlamosak az úgynevezett "szervi rezonanciákra", amelyek frekvenciája jóval nagyobb, mint a fázisinverter hangolási frekvenciája, és amelyeket az alagútban a 2000-as turbulencia gerjeszt. nagy áramlási sebességek.

Ezzel a dilemmával szembesülve az ACS olvasói általában felhívják a szerkesztőt, és megoldást kérnek. Három van belőle: könnyű, közepes és extrém.

Egyszerű megoldás apróbb problémákra

Ha az alagút becsült hossza olyan, hogy szinte belefér a hajótestbe, és csak kismértékben rövidíti le a hosszát azonos beállítási és keresztmetszeti terület mellett, akkor azt javaslom, hogy kerek alagút helyett hasított alagútot használjunk, és ne helyezzük el a hajótestben. a hajótest elülső falának közepén (mint a 6. ábrán), de közel az egyik oldalfalhoz (mint a 7. ábrán). Ezután az alagút végén, a dobozon belül, a "virtuális megnyúlás" hatása a mellette lévő fal miatt hatással lesz. A kísérletek azt mutatják, hogy állandó keresztmetszeti területtel és hangolási frekvenciával az alagút az ábrán látható. A 7. ábra körülbelül 15%-kal rövidebb, mint az 1. ábrán látható szerkezetnél. 6. A réses fázisinverter elvileg kevésbé hajlamos a szervrezonanciákra, mint egy kerek, de a még nagyobb védelem érdekében javaslom hangelnyelő elemek beépítését az alagút belsejébe, keskeny filccsíkok formájában, amelyek az alagútra ragasztottak. az alagút belső felülete hosszának egyharmadában. Ez egy egyszerű megoldás. Ha nem elég, akkor az átlagra kell menni.

Közepes megoldás nagyobb problémákra

Egy közepes bonyolultságú megoldás egy csonkakúpos alagút használata, amint az az ábrán látható. 8. Az ilyen alagutakkal végzett kísérleteim azt mutatták, hogy itt lehetséges csökkenteni a beömlő keresztmetszeti területét a Small-formula szerint megengedett minimális értékhez képest anélkül, hogy sugárzaj veszélye állna fenn. Ezenkívül a kúpos alagút sokkal kevésbé hajlamos a szervi rezonanciákra, mint a hengeres.

1995-ben írtam egy programot a kúpos alagutak kiszámítására. Egy kúpos alagutat hengeres sorozatra cserél, és egymást követő közelítésekkel kiszámítja a szabályos állandó keresztmetszetű alagút cseréjéhez szükséges hosszt. Ez a program mindenki számára készült, és letölthető az ACS magazin weboldaláról: http://www.audiocarstereo.it, az ACS szoftverek részében. Egy kis program, amely DOS alatt fut, letöltheti és kiszámolhatja. És megteheti másként is. A cikk orosz verziójának elkészítésekor a CONICO programmal végzett számítások eredményeit egy táblázatban foglaltuk össze, amelyből a kész verziót is átveheti. A táblázat egy 80 mm átmérőjű alagútra készült. Ez az átmérő érték a legtöbb 250 mm-es kúpátmérőjű mélynyomóhoz megfelelő. Miután a képlet segítségével kiszámította az alagút szükséges hosszát, keresse meg ezt az értéket az első oszlopban. Például számításai szerint kiderült, hogy egy 400 mm hosszú alagútra van szüksége, például egy 30 literes doboz 33 Hz-es frekvenciára hangolásához. A projekt nem triviális, és nem lesz könnyű ilyen alagutat elhelyezni egy ilyen dobozban. Most nézze meg a következő három oszlopot. A program által kiszámított egyenértékű kúpos alagút méreteit mutatja, melynek hossza már nem 400, hanem csak 250 mm lesz. Egészen más kérdés. ábrán látható, hogy mit jelentenek a táblázatban szereplő méretek. 9.

A 2. táblázat a 100 mm átmérőjű kezdeti alagútra vonatkozik. Ez a legtöbb 300 mm-es meghajtóval rendelkező mélynyomóhoz illeszkedik.

Ha úgy dönt, hogy saját maga használja a programot, ne feledje: egy csonka kúp alakú alagút készül, amelynek dőlésszöge a generatrix a 2 és 4 fok között van. Ez a 6-8 foknál nagyobb szög nem ajánlott, ilyenkor turbulencia és sugárzaj léphet fel az alagút bemeneti (keskeny) végén. Az alagút hosszának csökkenése azonban még kis kúp mellett is meglehetősen jelentős.

A csonka kúp alakú alagútnak nem kell kör keresztmetszetűnek lennie. A szokásos, hengereshez hasonlóan néha kényelmesebb hornyolt formában elkészíteni. Még általában kényelmesebb is, mert akkor lapos részekből szerelik össze. A kúpos alagút hornyolt változatának méreteit a táblázat következő oszlopaiban adjuk meg, és hogy ezek a méretek mit jelentenek, azt a 1. ábra mutatja. tíz.

A hagyományos alagút kúposra cseréje sok problémát megoldhat. De nem az összes. Néha az alagút hossza olyan nagynak bizonyul, hogy még 30-35% -os lerövidítése sem elegendő. Ezekre a nehéz esetekre...

Extrém megoldás nagy problémákra

Egy extrém megoldás egy exponenciális körvonalú alagút alkalmazása, amint az az ábrán látható. 11. Egy ilyen alagútnál a keresztmetszeti terület először fokozatosan csökken, majd ugyanolyan egyenletesen növekszik a maximumig. Egy adott hangolási frekvencia melletti tömörség, a sugárzaj-ellenállás és a szervrezonanciák szempontjából az exponenciális alagútnak nincs párja. De a gyártási összetettség szempontjából nincs párja, még akkor sem, ha a körvonalait ugyanazzal az elvvel számoljuk, mint egy kúpos alagút esetében. Annak érdekében, hogy az exponenciális alagutat továbbra is ki tudjam használni a gyakorlatban, kitaláltam annak egy módosítását: egy alagutat, amelyet "homokórának" neveztem (12. ábra). A homokóra-alagút egy hengeres szakaszból és két kúpos részből áll, ebből fakad a külső hasonlóság egy ősi időmérő műszerhez. Ez a geometria lehetővé teszi, hogy az alagút az eredeti, állandó szakaszhoz képest legalább másfélszeresére, vagy még többre lerövidüljön. A homokóra kiszámításához írtam egy programot is, ott, az ACS honlapján megtalálható. És csakúgy, mint egy kúpos alagút esetében, itt is van egy táblázat, amely kész számítási lehetőségeket tartalmaz.

A 3. és 4. táblázatban szereplő méretek mit jelentenek, az a 2. ábrából derül ki. 13. D és d a hengeres szakasz átmérője és a kúpos szakasz legnagyobb átmérője, L1 és L2 a szakaszok hossza. Lmax a homokóra alagút teljes hossza, csak összehasonlításképpen, mennyivel készült rövidebbre, de általánosságban ez L1 + 2L2.

Technológiailag a kör keresztmetszetű homokóra készítése nem mindig egyszerű és kényelmes. Ezért itt profilozott rés formájában is elkészíthető, kiderül, mint az 1. ábrán. 14. 80 mm átmérőjű alagút cseréjéhez 50 mm-es résmagasságot, a 100 mm-es hengeres alagút cseréjéhez pedig 60 mm-es résmagasságot ajánlok. Ekkor egy állandó Wmin szakasz szakaszának szélessége és a Wmax alagút bejáratánál és kijáratánál a maximális szélesség ugyanaz lesz, mint a táblázatban (az L1 és L2 szakaszok hossza - mint egy körszelvény esetében , itt semmi sem változik). Szükség esetén a résalagút h magassága módosítható a Wmin és a Wmax egyidejű beállításával úgy, hogy a keresztmetszeti terület értékei (h.Wmin, h.Wmax) változatlanok maradjanak.

A fázisinverter homokóra alagútváltozatát használtam például, amikor 17 Hz-es hangolási frekvenciájú házimozi mélynyomót készítettem. Az alagút becsült hossza több mint egy méternek bizonyult, és a "homokóra" kiszámításával majdnem a felére tudtam csökkenteni, miközben körülbelül 100 watt teljesítménynél sem volt zaj. Remélem ez neked is segít...