Die Berechnungsmethode für den akustischen Phaseninverter von Yu akustischer Bassreflex und auf der nomographischen Bestimmung der Dimensionen der letzteren.
Zunächst muss nach Abb. 1 und der Tabelle ein "Standardvolumen" erstellt werden - eine versiegelte Sperrholzkiste, deren Fugen sorgfältig eingepasst, verklebt und mit Plastilin bestrichen werden, um Luftlecks zu vermeiden. Dazu wird es abseits von großen Gegenständen (Möbel, Wände, Decke) in der Luft aufgehängt.

Das Messschema ist in Abb. 2 dargestellt. Hier ist ZG ein abgestufter Schallgeber, V ein Wechselstrom-Röhrenvoltmeter und R ein 100 ... 1000 Ohm Widerstand (bei hohen Widerstandswerten fällt die Messung genauer aus). Durch Drehen des Frequenzeinstellknopfes des Tongenerators im Bereich von 15 ... 20 bis 200 ... 250 Hz wird die maximale Abweichung der Voltmeternadel erreicht. Die Frequenz, bei der die Auslenkung maximal ist, ist die Resonanzfrequenz des Lautsprechers im Freiraum FB.
Im nächsten Schritt wird die Resonanzfrequenz des FЯ-Lautsprechers ermittelt, wenn dieser mit „Normallautstärke“ betrieben wird. Dazu wird der Lautsprecher mit dem Diffusor auf die "Standardvolumen"-Öffnung aufgesetzt und leicht angedrückt, um Luftleckagen an den Verbindungsstellen der Flächen zu vermeiden. Die Methode zur Bestimmung der Resonanzfrequenz ist dieselbe, aber in diesem Fall wird sie 2-4 mal höher sein.
In Kenntnis dieser beiden Frequenzen werden die Abmessungen des Phasenwenders mit Hilfe von Nomogrammen ermittelt. Wählen Sie je nach Durchmesser des Lautsprecherdiffusors das in Abb. 3 (für einen Durchmesser von 200 mm), in Abb. 4 (für einen Durchmesser von 250 und 300 mm) gezeigte Nomogramm

Abb. 2

In Abb. 5 (für einen Durchmesser von 375 mm). Nach dem ausgewählten Nomogramm wird das Volumen des Phasenwenders bestimmt, für den die den gefundenen Frequenzen entsprechenden Punkte mit einer Geraden auf den Achsen "Resonanzfrequenz FВ" (siehe Abb. 4 Punkt A) und "Resonanzfrequenz . verbunden sind FЯ" (Punkt B). Der Schnittpunkt C mit der Hilfsachse wird markiert und von hier aus wird eine zweite Gerade durch den Punkt D zur Achse "optimales Volumen" gezogen. Der dem neuen Schnittpunkt E entsprechende Wert ist das gewünschte Volumen Wenn es keine besonderen Überlegungen für die Konstruktion einer Box mit besonderer Konfiguration gibt, dann ist die Berechnung Innenmaße sie kann für ein gegebenes Volumen nach dem in Abb. 6 gezeigten Nomogramm erstellt werden. Die Breite des Bassreflexes beträgt das 1,4-fache der Höhe und die Höhe das 1,4-fache der Tiefe. Die Verwendung des Nomogramms ist nicht schwierig: Zwischen den extremen Achsen wird eine Gerade gezogen, auf der die Volumenwerte aufgetragen sind. Die Schnittpunkte der Geraden mit den Achsen A, B, C bestimmen die Breite, Höhe und Tiefe der Box. Der Ausschnittdurchmesser für den Lautsprecher entspricht dem in der Tabelle angegebenen C-Maß.
Nachdem Sie den Durchmesser des Tunnels abgefragt haben, müssen Sie seine Länge bestimmen und prüfen, ob er in den Phasenwechselkasten passt. Die Länge des Tunnels ergibt sich aus den Diagrammen, Kürzungen in Abb. 7, für drei Innendurchmesser: Diagramme A - für einen Durchmesser von 50 mm, B - für einen Durchmesser von 75 mm und B - für einen Durchmesser von 120 mm . Durch Auswahl der entsprechenden Grafiken nach Häufigkeit

Abb. 3

Abb. 4

Abb. 5

FB und das zuvor bestimmte Volumen des Phaseninverters ermitteln die Länge des Tunnels (Beispiel in Fig. 7B). Es sollte 35-40 mm weniger als die Innentiefe der Box sein. Wenn dies nicht funktioniert, können Sie die Konfiguration der Box leicht ändern, ihr Volumen beibehalten oder einen anderen Durchmesser des Tunnels nehmen.
Der Phasenwender besteht aus etwa 20 mm dickem Sperrholz. Wenn kein so dickes Sperrholz vorhanden ist, müssen Sie zur Erhöhung der Steifigkeit Stangen von 25 x 75 mm diagonal oder quer in die Box kleben. Die Box wird mit Schrauben und Kleber zusammengebaut und alle Nähte sind versiegelt. Rückwand Es wird empfohlen, mit Schrauben (fünf Stück pro Seite) mit einem Filzpad zu befestigen. Der Tunnel besteht aus einem dickwandigen Papprohr.
Nachdem sie einen Bassreflex erstellt und einen Lautsprecher darin installiert haben, beginnen sie, ihn zu dämpfen. Dazu empfiehlt es sich, den Lautsprecher von hinten komplett mit einer 25-50 mm dicken Glaswolleschicht zu bedecken und mit einem mit Schrauben oder Schrauben eingeschraubten Ring an der Platine um den Diffusorhalter zu befestigen. Die ausreichende Dämpfung wird mit der in Abb. 8 gezeigten Schaltung überprüft. Der Widerstandswert des Widerstands R wird mit etwa 0,5 Ohm angenommen. Wenn Sie den Dämpfungskoeffizienten K des Verstärkers kennen, mit dem das Gerät arbeitet, und die Impedanz der Schwingspule des Lautsprechers Wechselstrom r, dann kann es aus der Formel R = r / K, Ohm bestimmt werden.
Bewegen Sie den Schalter von einer Position in eine andere und hören Sie auf ein Klicken

Bassreflexgehäuse benötigen eine oder mehrere bemessene Öffnungen. Die Löcher sollten den Körper auf die Fb-Frequenz abstimmen. Dieses Programm beinhaltet die Berechnung von Lochmaßen, was diese Aufgabe erleichtert.

Zwei Arten von Öffnungen werden häufig verwendet: Anschlüsse und Luftkanäle. Ein Port ist ein in die Wand des Gehäuses (normalerweise in die Vorderwand) geschnittenes Loch. Das Loch kann rund, quadratisch oder rechteckig sein. Der Kanal ist in der Regel ein Rohr, das an der Gehäusewand (meist an der Vorderwand) befestigt ist. Der Kanal wird in der Regel bündig mit der Außenseite des Gehäuses installiert.

Sowohl die Öffnungen als auch die Luftkanäle müssen groß genug sein, um unerwünschte Geräusche zu vermeiden, wie z. Die Größe, die den größten Einfluss auf das Auftreten solcher Interferenzen hat, ist der Bereich Kreuzung... Die Nichtlinearität der Bohrung, die die Leistungsabgabe bei hohen Leistungen reduziert, wird auch durch einen zu kleinen Querschnitt bestimmt. Eine Möglichkeit, die Querschnittsfläche zu vergrößern, besteht darin, mehrere Anschlüsse und Kanäle zu verwenden. Die Praktikabilität dieser Methode hängt vom verwendeten Design ab. Je größer die Querschnittsfläche, desto länger müssen die Anschlüsse oder Kanäle sein. Diese Länge begrenzt oft die Anschluss- oder Kanalabmessungen, die in einem bestimmten Gehäuse verwendet werden können. Dies kann eine der vielen Herausforderungen bei der Auswahl eines Bassreflexgehäusedesigns sein, wenn das Gehäusevolumen Vb und die Abstimmfrequenz Fb ausgewählt werden, um die geeignete Lochgröße für das Gehäuse zu bestimmen.

Eine zu lange Kanallänge kann bei sehr hohen Ausgangsleistungen eine Orgelpfeifenresonanz erzeugen. Keine Luftkanäle verwenden lange Länge... Eine Möglichkeit, die erforderliche Kanallänge zu reduzieren, besteht darin, das Volumen des Gehäuses (oder das Volumen der entsprechenden Kammer) zu vergrößern. Denken Sie daran, dass die Resonanzfrequenz des Gehäuses (oder der Kammer) von seinem Volumen und der Kanalgröße abgeleitet wird. Wird die Resonanzfrequenz des Gehäuses konstant gehalten, so muss der Kanal umso länger sein, je kleiner das Gehäusevolumen ist und umgekehrt.

Die Luftkanalberechnung ist für Luftkanäle optimiert. Der Algorithmus für das Ende der Berechnung geht davon aus, dass der Kanal an einem Ende bündig ist und das andere Ende weit genug von den Innenwänden entfernt ist, um die Luftzirkulation nicht zu behindern. Die Grundregel ist, das Ende des Kanals mindestens einen Durchmesser von jeglichen Seitenwänden oder anderen inneren Strukturen entfernt zu halten. Die folgende Tabelle enthält einige Richtwerte für Einkanalgehäuse.

Der in der Tabelle angegebene Mindestkanaldurchmesser / -fläche gilt für Lautsprecher, die sich nahe Xmax bewegen. Die Kanalgröße wird als die empfohlene Mindestgröße für einen verzugsfreien Betrieb bei maximalem Hub berechnet. Hinweis: Der empfohlene Mindestkanaldurchmesser für einen Hochfrequenzanschluss in einem Gehäuse, das ein bestimmtes Frequenzband reproduzieren soll, kann größer sein als in der Tabelle angegeben, da Luft mit höheren Geschwindigkeiten und höheren Frequenzen durch den Anschluss strömt.
Um die Abmessungen des Kanals zu berechnen, wählen Sie Vent aus dem Box-Menü oder drücken Sie Strg + V. Das Fenster Vent Dimensions wird geöffnet.

Beachten Sie, dass es Abschnitte für alle drei Bassreflexgehäuse-Designs hat. Wenn kein Konstrukt verwendet wird, wird dieser Abschnitt nicht angezeigt. Beachten Sie auch die Texthinweise. Es kann mit der Bildlaufleiste gelesen werden.

Das Fenster Vent Dimensionen dient zur Berechnung einer von zwei Lochgrößen, Dv oder Lv. Geben Sie zuerst die Anzahl der Ports ein, wählen Sie aus, ob Dv der Durchmesser oder die Fläche der Bohrung ist, geben Sie dann Dv oder Lv ein und der unbekannte Parameter wird automatisch berechnet. Jede der Optionen wird unten beschrieben.

Entlüftungsparameter

Nummer: Die Anzahl der Ports, die Sie verwenden möchten. Alle Ports müssen die gleiche Größe haben.

Durchmesser / Fläche: Die Größe der ersten Bohrung, Dv, kann entweder als Durchmesser (für einen runden Anschluss oder Kanal) oder als Querschnitt der Bohrung eingegeben werden. Durch Eingabe dieses Wertes als Fläche können Sie quadratische und rechteckige Ports berechnen.

Mindestmaß: Wenn Sie diese Taste drücken, empfiehlt Ihnen das Programm den Mindestdurchmesser oder die Mindestfläche des Kanals, wodurch Sie bei maximaler Auslenkung des Lautsprechers Geräusche im Loch vermeiden können. Die Software berechnet auch die ungefähre Länge des Kanals. Diese Empfehlungen mögen überwältigend erscheinen, da sie auf der maximalen Lautsprecherauslenkung basieren. Wenn Sie ein solches Signal nicht an den Lautsprecher senden hohes Level, können Sie die gemäßigteren Richtlinien verwenden, die in der Tabelle auf der vorherigen Seite angegeben sind.

Dv: Dv kann entweder der Durchmesser des Lochs (wenn es rund ist) oder der Querschnitt sein, je nachdem, welche Schaltfläche Durchmesser oder Fläche gedrückt wird. Sobald der Dv-Wert eingegeben ist und Sie den Cursor bewegen, wird der Lv-Wert automatisch berechnet. Der Dv-Wert kann in Zoll (Quadratzoll, wenn die Schaltfläche Fläche gedrückt wird) oder Zentimeter (oder Quadratzentimeter, wenn die Schaltfläche Fläche gedrückt wird) eingegeben werden. Um die Maßeinheiten für Dv zu ändern, doppelklicken Sie auf die Einheitenbezeichnung.

Wichtig: Der Lochberechnungsalgorithmus ist optimiert für die Berechnung von Luftkanälen mit kreisförmiger Querschnitt... Es funktioniert auch gut bei der Berechnung von Kanälen, die quadratischer Querschnitt... Bei einer anderen Querschnittsform, beispielsweise einem Rechteck, ist die Berechnung nicht ganz genau, wenn die Höhe und Breite des Lochs nicht gleich sind. Es wird nicht empfohlen, schmale Schlitze zu zählen.

Wird der Dv-Wert als Querschnittsfläche eingegeben, erscheint der Wert in der entsprechenden Spalte des Schaltschrankdatenblattes mit einem „a“ als Differenz zwischen Fläche und Durchmesser. Wenn das Chassis über mehrere Kanäle oder Anschlüsse verfügt, werden die Anzahl der Anschlüsse und ein x vor dem Dv-Wert angezeigt. Zum Beispiel werden zwei 4-Zoll-Kanäle mit 2 x 4,00 bezeichnet. Zwei 16"-Ports sind mit 2 x 16.00a bezeichnet.

Stufe: Kanallänge. Nach Eingabe des Lv-Wertes und Bewegen des Cursors an eine andere Position wird der Dv-Wert automatisch berechnet. Der Lv-Wert kann in Zoll oder Zentimeter eingegeben werden. Um die Lv-Einheiten zu ändern, doppelklicken Sie auf den Einheiten-Reiter.

Ich habe weder dafür noch dagegen gestimmt. Ich kann aus Gründen des Unglaubens an das Gerät nicht. Gegen von hinten
Gefühle der Kameradschaft. Du kannst mich für die Sekunde mit Scham brandmarken.
Ich kann sofort erkennen, dass ich den Resonanzfrequenzgenerator (DFG) nicht verwendet und nicht einmal zusammengebaut habe. Ich weiß nicht, wie das in der Praxis funktioniert. Der Grund ist, dass ich zu diesem Zeitpunkt bereits einen Generator und ein Millivoltmeter hatte und nach dem Lesen des Artikels von Golunchikov nicht verstanden habe, wie es möglich ist, den FI mit Hilfe des RFG richtig einzustellen. Und jetzt verstehe ich es nicht. Bekannt, hat aber in der Praxis nicht funktioniert.
Lassen Sie uns darüber nachdenken und sorgfältig lesen, was in den Artikeln geschrieben steht:
V. Burundukova schreibt, dass es mit Hilfe dieses Gerätes möglich ist, schnell die Resonanzfrequenz einer akustischen Einheit zu messen. Nun wie? Wir haben den Generator gestartet, er hat ihn erzeugt, na und? Wie kann diese Frequenz bestimmt werden? Hörbar? Wie viele Hertz sind es konkret?
Kann jemand antworten?
Er schreibt weiter, dass die Resonanzfrequenzen mit entsprechenden Messgeräten bestimmt werden. Sind angekommen. Die Resonanzfrequenzen sind bereits bekannt. Höchstwahrscheinlich ein Lautsprecher ohne Box. Und es geht höchstwahrscheinlich darum, dies und das zu vergleichen. Das heißt, die Bedeutung der Verwendung des Geräts wird nicht vollständig verstanden.
Und in Sachen FI-Einstellung ist alles klar, in allen Artikeln steht eindeutig geschrieben: Die Erzeugung erfolgt bei der Resonanzfrequenz des Lautsprechers in entsprechender Lautstärke. Dh es ist nicht
die Resonanzfrequenz des Lautsprechers im offenen Raum ist die Resonanz des Systems. Wir setzen den Lärm in eine große Lautstärke-Resonanz, wir nehmen eine kleinere Lautstärke, Resonanz mit einer anderen.
Ist es richtig oder nicht?
Die Zeiten waren alt, von Thiel und Small wussten nur wenige, zumindest die mathematische Berechnung der FI war nicht verfügbar. Es gab verschiedene Methoden, egal.
Lautsprecher Golunchikova es ist möglich und kann einigermaßen angepasst werden, es gibt trotzdem kein geringes volumen der box, und sogar mit einem schalldämpfer gefüllt. Das heißt, die Resonanz des Lärms in der Box sollte leicht ansteigen. Das gleiche gilt offenbar auch für andere große Lautsprecher.
Gehen wir weiter. Uns wird angeboten, den FI auf die Resonanzfrequenz des Lautsprechers in der Box abzustimmen.
Lassen. Lassen Sie Fs (Resonanz im freien Raum), gleich etwa 30 Hz, in der Box gleich werden, ... nun, 40 Hz. Die Resonanz in der Box wird mit Fc bezeichnet. Im Prinzip ist es normal, dass durch die Abstimmung des FU auf diese Frequenz nichts Ekelhaftes passiert. Es wird funktionieren, keine Frage. Nicht ganz korrekt, aber wenn wir auch den Raum und die Position des Lautsprechers berücksichtigen, ist alles in Ordnung. Ein nicht glatter theoretischer Frequenzgang erschreckt nicht, im Raum gleicht er im Tiefton aber Bergen.

Nehmen wir nun ein weiteres Beispiel und versuchen, Saltykovs Lautsprecher auf die gleiche Weise einzurichten.
Das Volumen beträgt etwa 9 Liter. Din 6GD-6 oder 10GD-34. Die Resonanz (Fs) dieser Dynen beträgt etwa 80 Hz. Seltene Fälle sind niedriger. Aber selten. In einer Box von 9 Litern wird die Resonanz also über 80 Hz steigen.
Ich hoffe, das wird niemand bestreiten? Der FI wird also bei Verwendung dieses Geräts auf diese Frequenz einstellen. Und es ist notwendig, wie Sie sich erinnern, es ist (meiner Meinung nach) etwa 50-55 Hz erforderlich.
Wie gefällt es Ihnen?
Weisen Sie darauf hin, was ich falsch mache?

Nun zum modernen. Laut maßgeblichen Quellen (Vinogradova und Aldoshina sind ziemlich maßgeblich, wenn nicht sogar legendär) gibt es einen Parameter des Gesamtqualitätsfaktors gleich 0.383 , bei dem der FI in einem offenen Raum (nicht in einer Box) auf die Resonanzfrequenz von Dyne abgestimmt ist. In diesem Fall wird das Volumen der Box 1,41 mal weniger als das äquivalente Volumen von dyn genommen.
Das heißt, die Flexibilität der Luft in der Box ist geringer als der entsprechende Parameter dyn.
Wahrscheinlich können Sie die Fälle berechnen, in denen der FU auf die Resonanz des Lärms in der Box abgestimmt werden muss, ich denke, diese Fälle sind Kombinationen von Geräteparametern.
Wenn der Q-Faktor größer als 0,383 ist, wird der PI immer niedriger als Fs abgestimmt. Verpflichtend.
Im Großen und Ganzen funktioniert der FI immer, die einzige Ausnahme ist, wenn er so tief gestimmt ist, dass der FI zu einer geschlossenen Box mit Loch wird. Aber das ist ein unwahrscheinliches Ereignis.
Wenn die ganze Kette (Verstärker, Kabel zum Lautsprecher und der Lautsprecher) normal aufgebaut ist, vielleicht sogar ein Buckel
auf dem Frequenzgang wird nicht schaden. Vielleicht ist auch der erhöhte Q-Faktor des Lärms kein Hindernis. Wenn die restlichen Komponenten (PA und Kabel) das verkraften, ist an der Frequenzgangkurve nichts auszusetzen.
Wenn Ihnen das Gerücht natürlich gefällt. Trotzdem ist überall die endgültige Einstellung des FI hörbar.

Sowas in der Art. Meiner Meinung nach stellt sich heraus, dass das Gerät unbrauchbar ist. Weder schnell zu messen noch einzurichten.

Ich habe in den frühen 80ern mit dem Säulenbau angefangen. Und wenn es zunächst nur ein „Lautsprecher in einer Box“ war, begann natürlich die Untersuchung des Einflusses der Parameter der Box (und des Phasenwenders) auf den Klang des Lautsprechers.

Es gibt viele "Subwoofer-Hersteller", aber für die allermeisten ist es nur ein "Lautsprecher in einer Box", und je mehr, desto besser. Ja, in gewisser Weise ist dies für eine geschlossene Box richtig. Aber für einen Bassreflex ...

Der Phasenwender erfordert eine sorgfältige Abstimmung. Was sehen wir in der Praxis? Als Phasenwender setzen die Leute Abwasserrohre von beliebiger Länge machen sie "geschlitzte Phasenwender" im Bild: "Vasya hat es nach solchen Abmessungen gemacht", während sie einen anderen Lautsprecher aufstellen. Derjenige, der dies vertritt, beschränkt sich darauf, eine geschlossene Schachtel herzustellen (und das zu Recht!).

Natürlich gibt es tolle Simulationsprogramme wie den JBL SpeakerShop. Aber sie alle erfordern die Einführung einer Reihe von Anfangsparametern. Und selbst wenn man sie kennt, stellt sich in der Regel eine Abweichung von der Praxis heraus - riesig(der Lautsprecher stellte sich als etwas anders heraus, die Box ist etwas anders groß, wir wissen nicht, was und wie viel Füller, das Phasenwenderrohr ist etwas anders, wir kennen die akustische Impedanz nicht usw.)

Es gibt eine einfache Technik zum Stimmen des Bassreflexes, bei der Sie die genauen Quelldaten von Lautsprechern, Boxen nicht kennen müssen und auch keine aufwendigen Messgeräte oder mathematische Berechnungen. Alles ist längst durchdacht und in der Praxis erprobt!

Ich möchte Ihnen eine einfache Technik zum Abstimmen des Phasenwechselrichters vorstellen, die einen Fehler von nicht mehr als 5% ergibt. Eine Technik, die seit über 30 Jahren existiert. Ich habe es als Schuljunge benutzt.

Wie unterscheidet sich eine Box mit Bassreflex von einer geschlossenen Box?

Jeder Lautsprecher hat wie ein mechanisches System seine eigene Resonanzfrequenz. Oberhalb dieser Frequenz klingt der Lautsprecher „ziemlich glatt“, und unterhalb dieser Frequenz sinkt der von ihm erzeugte Schalldruckpegel. Fällt mit einer Rate von 12 dB pro Oktave (d. h. 4-mal für die halbe Frequenz). Als „untere Grenze der reproduzierbaren Frequenzen“ gilt die Frequenz, bei der der Pegel um 6 dB (also das 2-fache) abfällt.

Frequenzgang der Dynamik im freien Raum

Nach der Installation des Lautsprechers in der Box wird seine Resonanzfrequenz leicht erhöht, da die Elastizität der in der Box komprimierten Luft zur Elastizität der Aufhängung des Diffusors hinzugefügt wird. Eine Erhöhung der Resonanzfrequenz wird unweigerlich nach oben und die untere Grenze der reproduzierbaren Frequenzen "ziehen". Wie weniger Volumen Luft in der Box, desto höher ist ihre Elastizität und damit auch die Resonanzfrequenz. Daher der Wunsch, "eine Schachtel mehr-oh-oh-more zu machen".

Gelbe Linie - Frequenzgang des Lautsprechers in einer geschlossenen Box

Bis zu einem gewissen Grad ist es möglich, die Box "größer" zu machen, ohne ihre physischen Abmessungen zu erhöhen. Dazu wird die Box mit saugfähigem Material gefüllt. Wir werden nicht auf die Physik dieses Prozesses eingehen, aber mit zunehmender Füllmenge nimmt die Resonanzfrequenz des Lautsprechers in der Box ab (das „äquivalente Volumen“ der Box nimmt zu). Wenn zu viel Füllstoff vorhanden ist, beginnt die Resonanzfrequenz wieder anzusteigen.

Lassen wir den Einfluss der Boxgröße auf andere Parameter, wie zum Beispiel den Gütefaktor, weg. Überlassen wir das den erfahrenen „Säulenbauern“. In den meisten praktischen Fällen ist das Volumen der Box aus Platzgründen ziemlich nahe am Optimum (wir bauen keine Säulen in der Größe eines Schranks). Und der Artikel soll Sie nicht mit komplexen Formeln und Berechnungen belasten.

Abgelenkt. Bei einer geschlossenen Box ist alles klar, aber was bringt uns ein Phasenwender? Der Phasenwender ist ein "Rohr" (nicht unbedingt rund, er kann rechteckig sein und schmaler Schlitz) einer bestimmten Länge, die zusammen mit dem Luftvolumen in der Box eine eigene Resonanz hat. Bei dieser "zweiten Resonanz" steigt die Schallleistung des Lautsprechers an. Die Resonanzfrequenz wird etwas niedriger gewählt als die Resonanzfrequenz des Lautsprechers in der Box, d.h. in dem Bereich, wo der Schalldruck am Lautsprecher abzunehmen beginnt. Folglich tritt bei einer Abnahme des Lautsprechers ein Anstieg auf, der diese Abnahme in gewissem Maße ausgleicht, indem die untere Grenzfrequenz der wiedergegebenen Frequenzen erweitert wird.

Rote Linie - Frequenzgang des Lautsprechers in einer geschlossenen Box mit Bassreflex

Es ist zu beachten, dass der Schalldruckabfall unterhalb der Resonanzfrequenz des Phaseninverters steiler ist als bei einer geschlossenen Box und beträgt 24 dB pro Oktave.

Der Bassreflex ermöglicht es Ihnen also, den Bereich der reproduzierbaren Frequenzen zu den tieferen Frequenzen hin zu erweitern. Wie wählt man also die Resonanzfrequenz des Bassreflexes?

Ist die Resonanzfrequenz des Bassreflexes höher als das Optimum, d.h. es liegt nahe an der Resonanzfrequenz des Lautsprechers in der Box, dann erhalten wir eine "Überkompensation" in Form eines prallen Buckels im Frequenzgang. Der Klang wird tonnenförmig sein. Wird die Frequenz zu niedrig gewählt, ist der Pegelanstieg nicht zu spüren, da bei tiefen Frequenzen fällt die Ansprache des Lautsprechers zu stark ab (unterkompensiert).

Blaue Linien - nicht optimale Einstellung Bassreflex

Dies ist ein sehr subtiler Punkt - entweder gibt der Bassreflex einen Effekt oder er gibt keinen oder umgekehrt den Klang! Die Frequenz des Bassreflexes muss sehr genau gewählt werden! Aber woher bekommt man diese Genauigkeit in einem Garagenhaus?

Tatsächlich beträgt der Proportionalitätskoeffizient zwischen der Resonanzfrequenz des Lautsprechers in der Box und der Resonanzfrequenz des Phaseninverters in der überwiegenden Mehrheit der realen Designs 0,61 - 0,65, und wenn wir ihn gleich 0,63 nehmen, dann ist der Fehler wird nicht mehr als 5 % betragen.

1. Vinogradova E.L. "Design von Lautsprechern mit geglätteten Frequenzcharakteristiken", Moskau, hrsg. Energie, 1978

2. „Mehr zur Berechnung und Herstellung eines Lautsprechers“, g. Radio, 1984, Nr. 10

3. „Tuning-Phasen-Wechselrichter“, g. Radio, 1986, Nr. 8

Übertragen wir nun die Theorie in die Praxis – das ist uns näher.

Wie misst man die Resonanzfrequenz eines Lautsprechers in einer Box? Bekanntlich ist bei der Resonanzfrequenz „der Modul der Gesamt elektrischer Wiederstand"(Impedanz) der Schwingspule steigt. Grob gesagt wächst der Widerstand. Wenn es für Gleichstrom beispielsweise 4 Ohm beträgt, wird es bei der Resonanzfrequenz auf 20 - 60 Ohm anwachsen.Wie misst man dies?

Dazu müssen Sie in Reihe mit dem Lautsprecher einen Widerstand mit einem Nennwert einschließen, der um eine Größenordnung höher ist als der Eigenwiderstand des Lautsprechers. Ein Widerstand von 100 - 1000 Ohm ist für uns geeignet. Durch Messen der Spannung an diesem Widerstand können wir den "Impedanzmodul" der Schwingspule des Lautsprechers schätzen. Bei Frequenzen mit hoher Lautsprecherimpedanz ist die Spannung am Widerstand minimal und umgekehrt. Also, wie misst man es?

Messung der Lautsprecherimpedanz

Absolute Werte sind uns nicht wichtig, wir müssen nur den maximalen Widerstand (minimale Spannung am Widerstand) finden, die Frequenzen sind ziemlich niedrig, sodass Sie im Wechselspannungsmessmodus einen normalen Tester (Multimeter) verwenden können. Und woher bekommt man die Quelle der Schallfrequenzen?

Natürlich ist es besser, als Quelle einen Tonfrequenzgenerator zu verwenden ... Aber das überlassen wir den Profis. Aber „niemand verbietet uns“, eine CD mit einer aufgezeichneten Anzahl von Tonfrequenzen zu erstellen, die in einem beliebigen Computerprogramm erstellt wurden, zum Beispiel CoolEdit oder Adobe Audition. Sogar ich, mit meinen Messgeräten zu Hause, habe eine CD mit 99 Tracks, jeweils einige Sekunden, mit einem Frequenzbereich von 21 bis 119 Hz in 1-Hz-Schritten erstellt. Sehr bequem! Ich stecke es ins Radio, springe entlang der Gleise - du änderst die Frequenz. Die Frequenz entspricht der Titelnummer + 20. Ganz einfach!

Der Prozess zum Messen der Resonanzfrequenz des Lautsprechers in der Box ist wie folgt: Wir „stecken“ das Phasenwenderloch (ein Stück Sperrholz und Plastilin) ​​ein, schalten die CD zur Wiedergabe ein, stellen eine akzeptable Lautstärke ein und ohne Änderung es, "springen" Sie entlang der Gleise und finden Sie eine Spur, auf der die Spannung am Widerstand minimal ist. Das war's - wir kennen die Frequenz.

Durch die Messung der Resonanzfrequenz des Lautsprechers in der Box können wir übrigens parallel die optimale Füllmenge für die Box auswählen! Wenn wir nach und nach die Füllstoffmenge hinzufügen, betrachten wir die Änderung der Resonanzfrequenz. Wir finden den optimalen Betrag, bei dem die Resonanzfrequenz minimal ist.

Kennt man den Wert der "Resonanzfrequenz des Lautsprechers in einer Box mit einem Füller", ist es einfach, die optimale Resonanzfrequenz des Bassreflexes zu finden. Einfach mit 0,63 multiplizieren. Zum Beispiel haben wir die Resonanzfrequenz des Lautsprechers in der Box von 62 Hz - daher liegt die optimale Resonanzfrequenz des Bassreflexes bei etwa 39 Hz.

Jetzt "öffnen" wir das Phasenwenderloch und stellen durch Ändern der Rohrlänge (Tunnel) oder seines Querschnitts den Phasenwender auf die gewünschte Frequenz ein. Wie kann man das machen?

Ja mit dem gleichen Widerstand, Tester und CD! Sie müssen nur bedenken, dass bei der Resonanzfrequenz des Bassreflexes das "Modul des gesamten elektrischen Widerstands" der Lautsprecherspule auf ein Minimum sinkt. Daher müssen wir nicht nach der minimalen Spannung am Widerstand suchen, sondern nach dem Maximum - dem ersten Maximum, das sich unterhalb der Resonanzfrequenz des Lautsprechers in der Box befindet.

Natürlich weicht die Abstimmfrequenz des Bassreflexes von der erforderlichen ab. Und glauben Sie mir - sehr ... Normalerweise in Richtung tiefer Frequenzen (Unterkompensation). Um die Frequenz der Abstimmung des Phasenwechselrichters zu erhöhen, ist es erforderlich, den Tunnel zu verkürzen oder seine Querschnittsfläche zu verringern. Dies sollte schrittweise um einen halben Zentimeter erfolgen ...

So sieht das Impedanzmodul des Lautsprechers in einer Box mit optimal abgestimmtem Phasenwender im Tieftonbereich so aus:

Das ist die ganze Technik. Es ist sehr einfach und liefert gleichzeitig ein ziemlich genaues Ergebnis.

Sound am Ende des Tunnels

"Volodya, du wirst im Lagerhaus sein - nimm die Häfen für die Phasiker ...".
(in einem der Moskauer Installationsstudios mitgehört)

Im Allgemeinen erwartet der Leser in der ersten Ausgabe einer Zeitschrift normalerweise keine Fortsetzung einer Artikelserie. Aber sehen Sie - es passiert. Als "Avtozvuk" noch klein war und unter den Flügeln von "Salon AV" saß, erschienen die ersten beiden Teile der Trilogie über Subwoofer - darüber, was man von verschiedenen Typen erwartet Akustikdesign und wie man einen Lautsprecher für eine geschlossene Box auswählt. ("Salon AV" Nr. 4 und 5 - 6, 1998).
Ein bedeutender Teil derjenigen, die sich beim Nachdenken über ihr Leben entschieden haben, die Bassbewaffnung ihres Autos mit Verständnis zu behandeln, konnten dies im Prinzip bereits tun. Aber nicht alles. Denn es gibt noch mindestens eine weitere, äußerst beliebte Akustikbauform, die einer geschlossenen Box in nichts nachsteht. Ein Phasenwender in der heimischen Literatur, Bassreflex, Ported Box, Vented Box - auf Englisch - all dies ist in der Tat eine tontechnische Umsetzung der Idee eines Helmholtz-Resonators. Die Idee ist einfach: Ein geschlossenes Volumen ist durch ein Loch mit einer bestimmten Luftmasse mit dem umgebenden Raum verbunden. Es ist genau die Existenz dieser Masse – genau dieser Luftsäule, die laut Ostap Bender jeden Arbeiter unter Druck setzt und Wunder bewirkt, wenn ein Helmholtz-Resonator als Teil eines Subwoofers gemietet wird. Hier bekommt der knifflige Name des deutschen Physikers den prosaischen Namen des Tunnels (in bürgerlich - Hafen oder Schlot). Wie funktioniert ein Bassreflex? Warum wirkt sich das Vorhandensein eines sauber gemachten Lochs einer bestimmten Größe im Lautsprechergehäuse dramatisch auf die Arbeit des gesamten Ensembles aus? Wie bereits in den vorherigen Teilen dieser epischen Leinwand am Rande erwähnt, dient der Bassreflextunnel dazu, die im Inneren der Lautsprecherbox auftretende Schallwelle für eine genau definierte Zeit zu verzögern und in der gleichen Phase wie die durch das „ Vorderseite“ des Lautsprechers. Hier in freier Wildbahn kombinieren sie ihre Dezibel und geben sie (mit der richtigen Berechnung) an die Ohren, damit es nicht zu wenig erscheint. Deshalb wird der Phasenwender in der Tat geliebt - für den erhöhten Wirkungsgrad im Vergleich zu einer geschlossenen Box. Aber nicht nur. Brute Force ist kein Argument, wenn es nicht durch die Treue des Signals unterstützt wird. Damit meinen wir ein weiteres, weitaus weniger triviales Merkmal des Phasenwenders - seine Fähigkeit, den erforderlichen Schalldruck bei deutlich geringerer Schwingungsamplitude des Diffusors zu erzeugen. Das klingt etwas paradox. Jeder weiß, dass es gerade das geschlossene Volumen hinter dem Diffusor ist, das die Schwingungen des Diffusors einschränkt, warum also sollten sie in einem "undichten" Gehäuse plötzlich kleiner ausfallen? Und wegen der Masse, wie es hieß. Das Loch im Körper des Phasoniverters ist daher wie ein ziemlich langer Tunnel ausgeführt, also ein Rohr, um eine gewisse Luftmasse im Inneren zu halten. Bei relativ hohen Frequenzen, oberhalb von 200 Hz, macht die Trägheit der Luftmasse im Tunnel ihn akustisch völlig undurchsichtig. Wie komplett verkorkt.

Niedrigere Frequenz Luftschleuse im Tunnel erwacht zum Leben und regt sich, als sie von hinten durch den pulsierenden Druck im Inneren der Kiste gestoßen wird. Die Trägheit der Luftmasse führt dazu, dass sie sich nicht im Takt der auf sie einwirkenden Welle bewegt, sondern mit einer gewissen Verschiebung. Er erreicht 180 Grad in Phase, dh er beginnt mit der von der Rückseite des Diffusors ausgehenden Schallwelle mit einer bestimmten Frequenz, die als Abstimmfrequenz des Phaseninverters bezeichnet wird, phasenverschoben zu sein.

Hier geht es fast ausschließlich darum, die hartnäckige Luftmasse im Inneren des Tunnels in Schwingung zu versetzen, so dass für Eigenschwingungen fast nichts mehr übrig bleibt und die Amplitude der Diffusorschwingung minimal ist. (Und das Geräusch kommt, und was für ein Geräusch! Es ist nur so, dass bei dieser Frequenz fast alles aus dem Tunnel kommt). Und da es die großen Schwingungsamplituden des Diffusors sind, die zu spürbaren Verzerrungen führen, ist die Situation klanglich am günstigsten. Bei noch geringerer Häufigkeit beginnen sich die Fälle jedoch zum Schlechteren zu ändern. Bei sehr langsamen niederfrequenten Schwingungen hat die Luftmasse im Tunnel keine Trägheit mehr und wird von der Rückseite des Diffusors wie eine Pumpe hin und her gepumpt.

In diesem Fall entsteht eine Situation, als ob der Lautsprecher gar nicht im Gehäuse eingebaut wäre, d. h. die Wellen von der Rückseite des Diffusors und von der Vorderseite treffen sich gegenphasig und fressen sich weitgehend auf, wie in a normaler akustischer Kurzschluss. Daher ist die Bassreflexleistung niedriger als die Abstimmfrequenz und fällt doppelt so schnell ab wie bei einer geschlossenen Box. Schlimmer ist jedoch eine andere Sache - der Diffusor verlangsamt nichts mehr und die Amplitude seiner Schwingungen bei sehr niedrigen Frequenzen beginnt einfach katastrophal zu wachsen. Die Subsonic-Filter einiger, meist reinrassiger, Frequenzweichen und Verstärker sind fast ausschließlich darauf ausgelegt, dieser schlechten Angewohnheit der Bassreflexe entgegenzuwirken. Was genau haben wir also, wenn wir einen Phasenwender für unser Projekt als akustisches Design wählen? Ich möchte Sie gleich warnen: die Berechnung des Phasenwenders ohne die beabsichtigte Computerprogramme ist möglich, und dafür gibt es Konstruktionsformeln und Nomogramme. An der Schwelle zum dritten Jahrtausend kann ich solche Methoden jedoch nicht anders als den Masochismus qualifizieren. Ja, und ich habe versprochen, keine Formeln auf den Seiten dieses Magazins stehen zu lassen, und bis jetzt halte ich durch. Für Interessierte stelle ich am Ende des Artikels die Adresse ins WWW, wo es eine kommentierte Auswahl getesteter Programme gibt unterschiedliche Grade Komplexität und Perfektion. Hier ist ein Bild, das (fast) alles erklärt. Es wurde ein 10-Zoll-Lautsprecher genommen, der seinen Parametern nach für den Einbau in einen Phasenwender geeignet ist, und die Eigenschaften, die sich ergeben würden, wenn er in einen optimalen Phasenwender (20 l, abgestimmt auf 42 Hz) und eine geschlossene Box eingebaut würde gleichen Volumens modelliert.

Die obere der beiden schwarzen Kurven gehört natürlich uns. Im Vergleich zu einer geschlossenen Box ist der Rückstoß im gesamten Frequenzbereich unterhalb von ca. 150 Hz deutlich höher. Was bedeutet „wesentlich“? Schauen Sie mal: Bei einer Frequenz von beispielsweise 60 Hz beträgt der Unterschied etwa 4 dB. Und dies ist gleichbedeutend mit einer 2,5-fachen Erhöhung der Leistung des Verstärkers. Das heißt, mit einem bescheidenen 100-Watt-Verstärker spielt ein solcher Sub so, als ob ihm 250 Watt zugeführt würden. Für das gleiche Geld. Aber von den roten Kurven, die die Abhängigkeit der Schwingungsamplitude des Diffusors von der Frequenz darstellen, ist unsere die niedrigere. Gerade dort, wo sich die meiste Bassenergie konzentriert - unterhalb von 100 Hz beginnt die Amplitude zu sinken und bleibt viel niedriger als bei einer geschlossenen Box, obwohl der erzeugte Schalldruck doppelt so hoch ist! Gleichzeitig wächst in einer geschlossenen Box die Amplitude der Schwingungen stetig an und überschreitet bei Anlegen der als Maximum angegebenen Leistung den Betriebsbereich (rot gepunktete Linie) bereits auf 70 Hz, darunter in der Regel eine Katastrophe . Dort wird ein so vertrautes Keuchen erzeugt, das Bassnoten begleitet. Am Phasenwender setzt sich die Grazie mit Amplituden bis etwa 30 Hz fort, und dort beginnt die Amplitude unbändig zu wachsen. Allerdings ist dort schon fast kein Ton zu hören, so dass es direkt Sinn macht, diesen Teil des Spektrums mit einem Subtone-Filter (falls vorhanden) zu "ersticken" und die Wirkungseffizienz mit minimaler Verzerrung im wirklich klanglichen Bereich zu genießen. "Groß!" - wird der ungeduldige und auf Dezibel eifrige Leser schreien, wird das Magazin zuklappen und sofort losziehen, um die Lücken im eigenen Subwoofer zu meistern. Kamerad, halt! Sehen Sie, was als nächstes passieren kann. Lassen Sie alles unverändert, nehmen Sie den alten Lautsprecher aus unserer 20-Liter-Box und installieren Sie einen anderen - entworfen, um in einem geschlossenen Gehäuse zu arbeiten.

Seine Charakteristik in einer geschlossenen, für ihn heimischen Box (unten in der Grafik) war sehr schön. Und nach der Umwandlung in einen Phasenwender wird es wie das oberste, dh es gibt einen ausgeprägten "Klapper" zwischen 50 und 100 Hz. Durch die Schaffung solcher Kombinationen erhielten Phasenwender einst den beleidigenden Spitznamen Boom-Box ("booze"), der später diesmal zu Recht für eine Art tragbares Radio-Tonbandgerät verwendet wurde. Was war der Unterschied zwischen den beiden Lautsprechern? In zwei Parametern, die für ein gegebenes Akustikdesign in einer gewissen Harmonie sein sollten, sonst - die Hoffnung aufgeben, alle hier sozusagen klingen. Diese Parameter sind die Resonanzfrequenz Fs und der Gesamtgütefaktor Qts. Für einen "geschlossenen" Lautsprecher waren sie Fs = 25 Hz, Qts = 0,4. Und der "Bassreflex" - 30 Hz und 0,3. Es scheint, dass der Unterschied nicht so groß ist, aber die Ergebnisse unterscheiden sich erheblich. Der einmal erfundene Parameter der Energiebandbreite Fs / Qts zeigt sofort, wer wer ist: Der Wert für den ersten Sprecher beträgt 62,5 und für den zweiten - 100. Die Regel ist einfach: Wenn Fs / Qts merklich kleiner ist als 100, vergiss das Wort "Phasenwender" ... Wenn es nahe oder mehr ist, erinnern Sie sich noch einmal und vergessen Sie die geschlossene Box. Im Bereich von 90 - 100 gibt es eine "Zwielichtzone", in der mit bestimmten Zugeständnissen das eine und das andere verwendet werden können. Aber was passiert, wenn Sie auf eigene Faust bestehen und den Lautsprecher in ein ungewöhnliches Design drängen? Versuchen wir es, denn das Drama spielt sich auf Papier und auf einem Computerbildschirm ab, also "mit wenig Blut auf fremdem Territorium". Zunächst stellen wir den "Bassreflex-Lautsprecher" in eine geschlossene Box und versuchen, den einzigen Parameter, den wir haben, zu variieren - die Lautstärke dieser Box.

Es gibt drei Kurven in der Grafik. Am flachsten ergibt sich der Einbau in eine Box mit einem Volumen von 50 Litern, die steilste unter 100 Hz - bei einem Boxvolumen von 10 Litern. Und mittendrin unsere Originalspezifikation in 20 Liter Volumen. Wir sehen: Die Lautstärke ändert sich von obszön klein zu unpraktisch groß, aber es gibt keine nützliche Eigenschaft - sie beginnt entweder zu früh oder zu schnell abzufallen. Ein Lautsprecher, der für eine geschlossene Box geboren ist, hat, wie aus der folgenden Grafik ersichtlich, die Möglichkeit, entweder ins Optimum zu gelangen (mittlere Kurve) oder die Lautstärke „abzudrehen“ und dabei eine eher merklich „brummende“ Charakteristik zu erhalten ( die obere Kurve in Volumen 10 l aufgetragen).

Und umgekehrt? Kann man beim Einbau eines "geschlossenen" Lautsprechers in den Bassreflex diesen so einstellen, dass ein flacher Frequenzgang entsteht? Theoretisch ja, da der Phaseninverter mit konstanter Lautstärke verwendet werden kann, kann die Frequenz durch Änderung von Durchmesser und Länge des Tunnels (in der Praxis natürlich immer die Länge) abgestimmt werden. Wir beginnen das Experiment mit der oberen, absolut schrecklichen Kurve (Volumen 20 Liter, Abstimmfrequenz 50 Hz) und stellen beim schrittweisen Umbau des Phasenwenders plötzlich bei einer Abstimmfrequenz von 20 Hz fest, dass wir bei einer sehr schönen Kurve angekommen sind (die untere in der Grafik).

Scheiße, lass uns jetzt herausfinden, was für ein Tunnel dafür benötigt wird - und los geht's! Nach einer halben Sekunde Rechenzeit erhalten wir die Daten, dass wir, um ein 20-Liter-Volumen auf eine Frequenz von 20 Hz abzustimmen, einen Tunnel mit einem Durchmesser von 75 mm und einer Länge von 1 m 65 cm benötigen , so groß wie eine Miniaturdame und schon gar nicht als Teil eines kompakten Subwoofers. Auf der anderen Seite können Sie mit dem "Bassreflex"-Lautsprecher die Frequenz mit minimalem Aufwand (eindrücken - das Rohr herausdrücken) neu aufbauen, nicht schlechter als ein Equalizer. Die Grafik zeigt die Ergebnisse solcher Aktivitäten im Frequenzbereich des Tunneltunings von 35 bis 52 Hz, was eine Tunnellänge von 190 bis 400 mm erforderte - nicht Gott weiß was, selbst mit dem höchsten Wert.

Im nächsten Teil der Saga über Subwoofer (natürlich nicht der letzte - das Thema ist grenzenlos, und Gott ist gnädig und wird möglicherweise die Jahre des Autors verlängern) werden wir uns direkt mit der Frage der praktischen Umsetzung von unsere Pläne - für diejenigen, die es selbst tun wollen, oder für diejenigen, die die Arbeit eines kompetenten Installateurs von den Bemühungen eines unwissenden Hacks unterscheiden möchten. Stimmen Sie zu, auch wenn Sie in einem Taxi sitzen, ist es nützlich zu wissen, dass der Weg von Sokolniki nach Izmailovo irgendwie abseits von Chertanovo verläuft .... Für diejenigen, die wie versprochen Zugang zum Internet haben, - die Koordinaten der Kolonie von die Subwoofer-Berechnungsprogramme. Schauen Sie unter der Rubrik "Informationsquellen" nach und ich gebe Ihnen mein Wort, Sie werden fündig.

Wir sehen uns im Bassbereich...