Реєстрація успішно завершена!
Дана сторінка буде
оновлена через 5 сек.
Дана сторінка буде
оновлена через 5 сек.
Пароль успішно змінено!
Дана сторінка буде
оновлена через 5 сек.
Виникла невідома помилка.
Оновлення сторінку і спробуйте заново!
Вхід через соц.сервіси
увійдіть через один з сервісів
На службі народу. Фазоинвертор. Для чого і з чого?
Взимку, а точніше - в минулому номері, ми з тієї ж невблаганністю прийшли до висновку: сабвуфер-фазоинвертор ні за яких реально можливих обставин такої благодаті у всій смузі низьких частот забезпечити не може. Фазоинвертор придумали чорт знає коли навмисне для розширення смуги відтворюваних частот вниз, а у нас, в машині, це не актуально в силу тієї ж самої передавальної функції. Це начебто новина погана.
Однак тут же на реальному прикладі ми переконалися: смугу частот в машині фазоинвертор не розширені, зате здатний істотно збільшити рівень звукового тиску при одній і тій же підведеної до сабвуфера потужності. Знову хороша новина. Разом: дві хороші на одну погану, рахунок в нашу користь. Але як же все-таки бути з вродженою нерівномірністю АЧХ фазоінвертора? Ось про це і була підказка, яку ви не знайшли.
Хто далекий від народу?
Звідси і така улюблена в народі форма бас АЧХ. Звідси ж - крайня корисність для автомобільної акустики чудового винаходу, зробленого в першій третині минулого століття.
Дивіться, що прийшло
Викинемо зроблену раніше (слава богу, подумки) і побудуємо інший ФМ, у якого частота настройки істотно нижче частоти перегину передавальної функції. Тепер відбувається наступне: починаючи з деякої частоти передавальна функція салону починає піднімати звуковий тиск всередині, адже АЧХ сабвуфера в вільному просторі поки горизонтальна. Коли ж частота (ми йдемо зверху вниз, зрозуміло) досягне частоти настройки, АЧХ самого сабвуфера піде вниз з нахилом 24 дБ / окт. на 12 дБ / окт. її "виправить" передавальна функція, підсумок - падіння віддачі нижче частоти настройки, як у закритого ящика в кімнаті.
А тепер подивіться, що відбувається між цими двома частотами: поки не почалося падіння АЧХ, фазоинвертор встиг набрати неабиякий запас звукового тиску. Те, що в нашій спрощеною схемою виглядає таким собі будиночком, на самому ділі реалізується у вигляді плавних кривих, в загальному випадку схожих саме на форму АЧХ "народного баса". Залишається зовсім небагато - реалізувати це на практиці, де прямих і ламаних немає.
Основний принцип, який випливає зовсім не з науки, а з самої приземленою практики, ви вже можете вивести самі. Якщо більшість населення робить (або приймає зроблену для них) АЧХ сабвуфера в вигляді горба з центральною частотою близько 40 Гц, то навіщо нам йти проти народу? Виходячи з наведеної схеми, найпершим, навіть нульовим наближенням рецепта оптимального автомобільного (тільки автомобільного) фазоінвертора буде настройка його на частоту 40 плюс-мінус 5 Гц. На передавальну функцію ми ніяк вплинути не можемо, вона визначить, де починається підйом АЧХ. А її спад, а отже, і максимум припадуть до нашої моделі на частоту настройки ФМ. І все? Знову "прості числа"? На жаль немає. Зовсім простих чисел для фазоінвертора не придумано. Але дещо спростити все ж можна.
Свобода в ступеня
Дійсно, був ящик, став ящик з тунелем, чому не можна і в цьому випадку обійтися простими рецептами? Справа в числі змінних, що визначають характеристики фазоинвертора як коливальні системи. Якщо в разі закритого ящика ми мали справу з системою з одним ступенем свободи, то у ФМ цих ступенів дві. Чисельно різниця невелика, але для того, щоб уявити, наскільки складніше при цьому стають повадки системи, скористаємося такою ілюстрацією, вам доведеться або уявити собі не раз бачені предмети в певному поєднанні, або, якщо немає іншого заняття, взяти і справді побудувати нескладну експериментальну установку. Перша її частина - банальний маятник, та хоч вантаж на мотузці. Все, що він вміє - гойдатися туди-сюди, руху його передбачувані до нецікаво. У маятника ступінь свободи - одна, його стан в будь-який момент часу вичерпно визначається кутом відхилення від положення рівноваги. Тепер замініть мотузку гумкою. Ступенів свободи, тобто не залежать один від одного координат, що визначають стан такий, з дозволу сказати, системи, стало дві: кут гойдання і ступінь розтягування гумки. Відхилити тепер такий маятник в сторону, одночасно розтягнувши гумку. Якщо ви правда не бачили, що після цього почнеться, не пошкодуйте часу і галантереї і проведіть досвід: замість банального розгойдування вантаж буде виробляти в повітрі трудноопісуемие і нелегко прогнозовані кульбіти.
Приблизно в тій же мірі поведінку ФМ відрізняється від передбачуваного ЗЯ. У динаміка як і раніше три параметра, один з яких, еквівалентний обсяг, зараз менш важливий, тому що визначає масштабний фактор, а не процес коливань, а два інших, резонансна частота і добротність, як і раніше важливі. Але у акустичного оформлення параметрів стало вдвічі більше: обсяг ящика і частота настройки тунелю. В якому співвідношенні ці чотири величини повинні знаходитися, щоб ми не виявилися розчаровані результатами? Серйозні дослідження роботи фазоінвертора породили не одну дисертацію і безліч класичних наукових статей, але у нас завдання інша, тому спробуємо дати практичні орієнтири, не вдаючись у подробиці, чому вони саме такі.
Адже дивіться: вважати ФМ все одно доведеться за допомогою комп'ютерної програми, причому з імовірністю 99% це буде BassBox або (що те ж саме) JBL Speaker Shop, ці колись комерційні продукти зараз розповзлися по світу в такій кількості, що годі й шукати чергову копію собі зможе тільки дуже ледачий. Але грубка, від якої танцювати, навіть при наявності випробуваного софта, все ж потрібна.
неспортивну орієнтування
Проте нинішнє становище горба по частоті - одне, а висота його - інше. Як домогтися бажаного плавного підйому басів в розумно широкій смузі частот, щоб АЧХ не стояла будиночком, як ковдру у перволітка? Свої орієнтири є і для цього. Загальне правило: при інших рівних (ми весь час робимо це застереження, і зрозуміло чому - через збільшення числа змінних) підйом АЧХ поблизу частоти настройки буде тим вище і гостріше, чим більше обсяг ящика ФИ. Як вибрати перше наближення обсягу? Є простий (нарешті) рецепт, за яким, щоправда, коштують далеко не прості умовиводи класиків сучасної електроакустики. Візьміть такий обсяг, який, якби він був закритим ящиком, дав би значення повної добротності головки в оформленні, рівне приблизно 0,55 - 0,6. Саме в силу цього оптимальний обсяг ФМ в переважній більшості випадків більше, ніж оптимальний ЗЯ для цього ж динаміка, адже ЗЯ розраховується виходячи з результуючої добротності 0,7, а то і вище.
При такому обсязі (а тут грає роль, зрозуміло, не стільки абсолютне значення обсягу, скільки його ставлення до величини еквівалентного обсягу динаміка Vas) можна розраховувати на коректну роботу отриманого акустичного оформлення по-перше і на те, що максимум віддачі буде знаходитися поблизу частоти настройки - по-друге. Потрібен вищий, нехай і більш "будиночком", підйом АЧХ - збільшуйте обсяг. Потрібен підйом нижче, але більш плавний і в більш широкій смузі частот - зменшуйте обсяг, тільки заздалегідь будьте готові до двох речей: разом зі згладжуванням максимуму він зі зменшенням обсягу буде прагнути переїхати вище по частоті, і вже не буде строго відповідати частоті настройки порту, а коли обсяг досягне значення оптимального для цього динаміка закритого ящика, з дуже великою ймовірністю АЧХ придбає досить незграбну сідловидну форму, при цьому акустичне посилення, той самий горб, який ми намагаємося побудувати, в біль інстве випадків зійде нанівець.
Втім, перш ніж почати досліди з підбором (а по-іншому не виходить, з одного кліка ФМ розрахувати не вдавалося ще нікому) обсягу і настройки, треба визначитися з динаміком. Тут нам буде необхідно, на жаль, зруйнувати одна помилка.
Знову на арені EBP
Ми вже говорили про цю величині, скорочене ім'я якої розшифровується як Energy Bandwidth Product. Цією величиною, чисельно рівний відношенню частоти резонансу динаміка до його повної добротності, ми вже користувалися при виборі динаміка для ЗЯ. Але задовго до нас, вже який рік нею закликають користуватися для сортування динаміків на призначені для закритих ящиків і просячи в фазоинвертор. Прийнято вважати, що, якщо ця величина менше 50, динамік призначений тільки для ЗЯ. Якщо більше 100 - тільки для ФМ, між цими двома значеннями простягається якась сутінкова зона, де може виявитися і так і сяк.
Досвід показує відносну малу корисність цього показника для підбору оформлення автомобільних сабвуферів, хоча ідея в принципі здорова. Мала EBP означає: резонансна частота низька, добротність відносно висока, що свідчить про важку рухомий системі, а за каноном такий динамік, дійсно, йде в ЗЯ. Велике значення EBP говорить про легку "зрушення", на таких голівках, дійсно, виходять відмінні фазоінвертори, але. будинки.
У нас, по-перше, величезна, переважна кількість сабвуферних головок мають значення параметра EBP в діапазоні 50 - 80, що для песиміста означає невизначеність, а для оптиміста - свободу вибору. По-друге, і це вже з практики, що не виходять в машині хороші ФМ на динаміках з канонічно хорошими для цього показаннями. Фазоинвертор на динаміці з малою добротністю (а так і виявляється, якщо EBP перевалює за сотню) у вільному просторі покаже рівну АЧХ зі своєрідним, можливо, поведінкою поблизу нижньої граничної частоти, в машині це своєрідність складеться з функцією передачі і породить, майже без винятків, досить потворну характеристику.
Внесок в відносне розвінчання "енергетичного продукту" внесли і наші випробувачі, провівши дослідження на реальних зразках сабвуферних головок. Результат був такий: при значенні EBP близько 50 (за каноном - в ЗЯ, і без розмов) є шанс отримати дуже непогане акустичне посилення в ФМ зі збереженням пристойної форми АЧХ, при 90 (за каноном вже проситься в ФМ) виграш у віддачі падає нижче 3 дБ, навіщо, питається, паритися? Так що для нашого брата виходить все майже навпаки: найбільш ефективні ФМ виходять на базі найбільш "ящикових" головок. Так вже у нас все влаштовано.