Имея параметры Тиля-Смолла можно приступать к расчету корпуса для сабвуфера. Приведу параметры для динамика Kasun DL-800 измеренные в программе Limp. Слева параметры измеренные на малом сигнале, справа - на мощности близкой к номинальной.
Я буду использовать параметры измеренные на номинальной мощности. Нас интересует эквивалентный объем \(V_{as}\) и соотношение \(F_{s}/Q_{ts}\), которое для данного динамика около 100, то есть ему обязательно нужен корпус с фазоинвертором.
Рассчитал корпус на сайте subbox.pro На выходе получается 3D-обзор, сборочный чертеж, количество элементов конструкции и их размеры. В правом верхнем углу сайта можно выбрать русский язык для интерфейса, нажав на значок глобуса. Сначала выбираем размерность в миллиметрах и литрах. Затем на вкладке "Короб" выбираем тип акустического оформления. Пока доступны закрытый ящик и фазоинвертор, а бандпасы 4 и 6-го порядков и четвертьволновый резонатор находятся в разработке. Выбираем фазоинверторный тип оформления. Дальше нужно выбрать ширину и высоту, это будут размеры лицевой панели. Глубина будет рассчитана автоматически. Указываем чистый внутренний объем, выбираем толщину материала корпуса.
Переходим на вкладку "Сабвуфер". Указываем количество и размер динамиков, установочный диаметр и глубину, вытесняемый динамиком объём. Если хотите расположить динамик не в центре указываете смещение относительно центра.
На вкладке "Порт" выбираем тип фазоинвертора труба или щель либо на передней либо на боковой панели. Для щелевого фазоинвертора указываем площадь сечения порта, для трубы указываем ее внутренний диаметр и толщину стенок. Выбираем частоту настройки фазоинвертора и площадь порта.
Резонансная частота динамика, помещенного в закрытый ящик равный эквивалентному объему этого динамика возрастает в 1,41 раз. Для моего динамика резонансная в ящике эквивалентного объема будет 38 * 1.41 = 53.58 Гц. Частоту настройки фазоинвертора обычно получают умножением резонансной частоты в коробе на коэффициент 0.63. Соответственно частота настройки фазоинвертора будет 53.58*0.63 = 33.75 Гц. Я выбрал частоту настройки фазоинвертора 33 Гц.
Если выбрать частоту фазоинвертора ниже оптимальной получим недокомпенсацию: на ачх будет провал между резонансами фазоинвертора и динамика. Если частота будет выше оптимальной получим горб между резонансами, будет бубнение.
Площадь порта обычно берут в диапазоне 25-50% от площади диффузора. Я выбрал 95 см\(^2\). Если площадь порта будет слишком маленькой, увеличиться скорость воздуха в порте, могут появиться шумы как от пылесоса. С увеличением площади порта возрастает и его длина, при той же настройке, и такой порт сложнее уместить в коробе.
После того как вписали все данные нажимаем кнопку "Рассчитать" и получаем результат. Размеры всех элементов:
3D-модель, чтобы понятно было как собирать ящик.
А также сборочный чертеж.
Остается найти материал, порезать и собрать короб. Материалом мне послужил стол из ДСП толщиной 16 мм. Резать материал лучше всего на настольной циркулярной пиле. Не забывайте учитывать толщину реза самой пилы. Дырку под динамик я вырезал лобзиком. Сначала нужно просверлить отверстие, чтобы туда прошла пилка лобзика. Если нет лобзика можно насверлить отверстий по кругу сверлом 6-8 мм, а края сгладить рашпилем. Когда все было вырезано я обнаружил, что корпус не сходится, пришлось подрезать кое-где, и в итоге объем вышел не 42 литра, а 39, а также площадь порта получилась 87 см\(^2\) вместо 95 см\(^2\). Подумал может сайт неправильные размеры выдает, но оказалось один из листов ДСП был толщиной 20 мм.
Стыки я промазывал опилками, оставшимися от распила, смешанными с клеем пва.
На последнюю стенку прибил степлером утеплитель, чтобы не было щелей в порте фазоинвертора, так как после установки крышки доступа к порту уже не будет.
Динамик установил через полиуретановую самоклеющуюся ленту. Затянул болтами под шестигранник, которые шли в комплекте с динамиком.
Внутри короба следует оставить достаточно провода на случай если потребуется снять динамик.
Клей с опилками сохнет 2-3 дня. За это время нужно успеть сделать замер настройки фазоинвертора, чтобы в случае чего была возможность скорректировать его длину. Когда клей высохнет оторвать ДСП будет уже невозможно без его повреждения. Я сделал замер импеданса динамика в корпусе с фазоинвертором в программе Limp и получил вот такой график импеданса:
Резонанс динамика это правый горб на 57 Гц, примерно совпадает с расчетными 54 Гц. Левый горб я по ошибке принял за резонанс фазоинвертора и долго думал почему настройка так ушла вниз. Оказывается в области резонанса фазоинвертора импеданс динамика минимален, и частота настройки это минимум между двумя горбами. По графику резонанс фазоинвертора выходит как раз 33 Гц. Значит все правильно, а то я уже хотел порт укорачивать.
Раньше этот динамик стоял в закрытом ящике на 50 литров, отдачи не было, казалось, что у динамика слишком большой ход. С фазоинвертором же отдача значительно возросла, а ход наоборот уменьшился. Зато обнаружил комнатные резонансы. Избавиться от них можно правильным расположением сабвуфера в комнате.
Наконец приведу пару формул. Нахождение резонансной частоты динамика в коробе:
\(F_c = F_s \sqrt{1+\frac{V_{as}}{V_c}}\)
Где:
- \(F_{s}\) - резонанс динамика в свободном пространстве;
- \(V_{as}\) - эквивалентный объем в литрах;
- \(V_{c}\) - объем короба, в который динамик устанавливается, в литрах;
Из этой формулы становится ясно, что как ни увеличивай объем ящика, ниже своего резонанса динамик играть не будет.
А по этой формуле рассчитывается резонанс фазоинвертора:
\(F_b = \frac{c}{2\pi} \sqrt{\frac{S}{LV}}\)
Где:
- с - скорость звука, 343 м/с;
- S - площадь порта в \(м^2\), для трубы \(\pi R^2\);
- L - длина порта в м;
- V - объем короба в \(м^3\);
Расчет по этой формуле дал несколько повышенную частоту, 37 Гц. Это потому что в формуле не учитывается виртуальное удлинение порта, когда он прилегает к одной из стенок короба, как в моем случае. Расчет на сайте subbox это обстоятельство видимо учитывает.
346
