Структура и основные принципы работы автомобильного сабвуфера
15 Сентябрь 2010, 14:56
Автомобильный сабвуфер (subwoofer) – это отдельная акустическая система, служит для воспроизведения предельно низких частот, звуковой диапазон которых колеблется от 20 – 120Гц. Также ее называют акустическим оформлением, или коробом, который изготавливается для сабвуферной головки.
Акустическая головка – по сути это низкочастотный динамик, распространяющий звуковые волны в обе стороны от диффузора, при этом звуковые волны становятся противоположными по фазе, т.е друг друга гасят. Поэтому теоретически ничего слышно не будет, но, как показывает практика, звук будет очень глухим или вообще непонятным шумом. Корпус сабвуфера придаёт звуку оптимальные характеристики по частоте и мощности.
Чтобы извлечь низкие частоты на системах без сабвуфера, нужны большие колонки, с широким диапазоном низких частот и порядочной мощностью. Ко всему прочему обойдутся они вам недёшево. Использование сабвуфера поможет разгрузить акустическую систему по низким частотам. При этом улучшится качество звука, ввиду того, что колонки не будут нагружены басами. Да и вся система будет намного меньших размеров, т.к пищалку можно разместить без практических затрат на площадь, а среднечастотному динамику места потребуется немного. Предпочтительнее устанавливать буфер в багажник, либо в нише под задней полкой из-за того, что вместительность багажника практически не влияет на качество звука. При это можно выиграть в объёме.
Сабвуфер в основном используют с дополнительными динамиками низких и средних частот, для красивого звучания в вашем авто. Для достижения качественного звука при изготовлении ящика и головки аккустической системы нужно теоретически подготовиться.
Ниже приведены четыре наиболее распространённых типов корпусов для саба.
Закрытый корпус
Фазоинвертор
Полосовой громкоговоритель (Band-pass)
Бесконечный акустический экран (free air)
Остановимся на них подробнее.
Закрытый корпус (ЗК) – sealed box
Это одна из простых конструкций корпуса для буфера. Сам динамик монтируется в закрытый короб лицевой стороной наружу. Колебательные волны в таком корпусе гасятся, т.к находятся в закрытом пространстве.
Внутри корпус покрывают звукопоглощающим материалом, для того чтобы избежать повышения жёсткости системы. Связано это с тем, что звуковая волна при затухании превращается в тепло, а тепло негативно влияет на качество звучания, да и на характеристики всей системы в целом.
Плюсы этой системы:
1. Расчет характеристик прост, зависит он от объёма.
2. Воздушный объём сдерживает диффузор реакцией упругости во всем диапазоне частот, что намного снижает повреждения динамика, такие как, разрывы и перегрузки динамика. При прослушивании на сильных низах головки в закрытых коробах чаще сгорают, чем рвутся.
3. При правильном подходе к расчётам, параметров динамика и объема для нее закрытый короб является наилучшим вариантом по параметрам импульсных характеристик, от которых зависит качество низких частот.
Как в любой конструкции присутствуют и свои минусы:
1. Низкий коэффициент полезного действия , «полезную» работу выполняет только передняя часть динамика. Для этого потребуется наиболее мощный усилитель, что скажется на финансовых затратах.
2. Как упоминалось выше, повышается риск того, что динамик может просто сгореть! Также при обшивке внутренней части корпуса звукоизолирующим материалом, он поглощает тепло, при этом ухудшается качество звука.
Фазоинвертор (ФК) – vented box
Или корпус с фазоинвертором, по конструкции отличительной чертой от (ЗК) является присутствие в конструкции отверстия с трубками (тоннелями) определённой длинны. Тоннель фазоинвертора задерживает звуковые волны, образованные внутри буфера на строго определённое время. Вследствие этого звуковые волны от фронтальной стороны динамика и тыльной встречаются за пределами саба в одной фазе. Давление волн резко увеличивается! Минусом можно считать сложную конструкцию системы и высокую чувствительность к параметрам динамика и геометрическим параметрам корпуса и самого фазоинвертора.
Достоинством фазоинвертора, кроме высокого КПД, является уменьшение амплитуды колебаний диффузора вблизи частоты настройки. В такой конструкции основная часть звуковых волн проходит по туннелю и выходит наружу, тем самым создаются низкие частоты при высоком качестве звука.
Основные минусы в том, что нужно применять фильтры инфранизких частот, которые отрезают часть низких частот (ниже 25-30Гц). Они служат для уменьшения амплитуды колебаний, которые быстро растут, а соответственно, возрастает риск разрыва диафрагмы или сгорания звуковой катушки.
Дополнительно от таких неприятностей спасает оптимальный выбор уровня громкости громкоговорителя.
В настройках фазоинвертор более прихотлив т. к. под каждый динамик нужно подбирать свои параметры: длинна и поперечное сечение тоннеля, объём корпуса.
Полосовой громкоговоритель (ПГ) – band-pass
В такой конструкции звуковое давление увеличивается в разы по сравнению с остальными. Низкочастотная головка находится полностью в корпусе, поэтому на неё приходится наименьший риск повреждений. Самая сложная в сборке и в расчётах конструкция. Т.к динамик располагается внутри корпуса, то следует конструктивно обдумывать варианты, чтобы съёмная панель не нарушала жесткость и герметичность конструкции, а следовательно не ухудшалось качество звука. Он состоит из двух отсеков. В верхней установлена головка, а в нижней камере тоннель как в фазоинверторе. Динамик расположен в перегородке между отсеками, для того, чтобы обе стороны диафрагмы работали на полностью или частично замкнутые объемы.
Из всех основных конструкций полосовой громкоговоритель, является лидером в качестве звука, которое зависит от ширины полосы пропускания. Частотная характеристика полосового громкоговорителя имеет вид колокола. При широкой полосе импульсные характеристики оставляют желать лучшего.
Компенсируются эти минусы высоким уровнем КПД.
И второй его плюс в том, что динамик полностью закрыт в корпусе ,а звук распространяется через тоннель, его можно разместить в вашем авто в удобном для вас месте. При этом качество звука басов практически не ухудшится.
Бесконечный акустический экран (free air)
Самый простой и наиболее распространённый вид акустического оформления: коробом в котором является ограниченное пространство. В авто, как правило – это багажник. Бесконечный акустический экран можно поставить на машины класса седан, где багажник отделен от салона.
Рубрика: Автозвук