Расчет сабвуфера

В далёком 1995 году была придумана программа – JBL Speakershop с помощью её можно быстро произвести расчет сабвуфера. До сих пор эта программа является лидером в своей области и большинство людей будь это обычный человек который решил изготовить короб под сабвуфер или же это профессиональная команда инсталляторов музыки в авто все пользуются ей.
Начало работы с программой.

Для того чтобы начать работать с программой в первом режиме, это когда нужно рассчитывать ящик под существующий динамик, вам нужно знать хотя бы основные параметры динамика это Fs, Vas и Qts. Если вы не новичок и Расчет сабвуфера с максимальными параметрами для вас не сложен, то выбрать этот режим можно в меню loudspeaker, и там будут 2 пункта ввода настроек: это минимум (когда нужно ввести только Fs, Vas, Qts либо фулл (в данномм случае подходящий вам).

Тут стоит сказать что программа jbl speakershop обладает обширной базой данных сабвуферных динамиков различных фирм. Поэтому, если вы не знаете параметры вашего динамика, есть шанс, что они есть в базе программы. Так же тут реализована функция внесения в базу данных своих параметров для динамиков, это даёт возможность со временем пополнять и расширять базу данных, что, в дальнейшем, облегчит работу.

Первое что мы делаем это запускаем программу у себя на компьютере. И видим следующий интерфейс:

Далее нам нужно задать программе параметры расчёта. Тут нужно сразу определится какие параметры мы имеем на наш сабвуферный динамик. Зачастую производитель не даёт полной информации. В данном примере мы рассмотрим вариант если все данные на динамик у нас имеются. Для того чтобы задать параметры, в верхнем меню выбираем меню в меню Loudspeaker и пункт Parameters- full

После выбора пункта Parameters- full откроется окно с следующим интерфейсом:

Тут нам нужно ввести все известные нам данные на динамик и только после этого нажать кнопку – calculate unknowns полученных данных нам хватит чтобы провести расчет сабвуфера далее нажимаем кнопку применить (Accept).

После того как мы нажали на кнопку применить (Accept) в интерфейсе программы мы видим введенные данные в полях Vented Box (Optimum) и в поле Closed Box (Optimum).

Программа произвела расчёты и показала по её мнению самый лучший вариант корпуса сабвуфера. Но как мы видим объёмы ящиков ну уж очень большие и нам скорее всего не подойдут это 145 и 100 литров. Чтобы было понятней литры для Vented Box (фазоинверторный тип) указаны под параметром Vb а для Closed Box (закрытый ящик) под параметром Vc.

Что бы увидеть график работы сабвуфера в салоне авто нужно поставить галочку рядом с иконой автомобиля и нажать на кнопку Pilot нужного нам ящика. Можно нажать на эту кнопку у разных видов сабвуферов это даст возможность нам сравнивать. Чтобы очистить поле от графиков нужно просто нажать на кнопку Clear.

Давайте теперь попробуем разобраться что означают эти графики : красный и жёлтый.

Красный график показывает нам АЧХ сабвуфера с типом фазоинверторного ящика объемом в 145 литров

Из графика мы видим , что в диапазоне частот от 15 до 90 Гц АЧХ плавно «возрастает» на 12 дБ . Это говорит о том, что сабвуфер будет иметь большую отдачу именно на самых низких частотах. А с 5 Гц до 15 Гц у него идет очень резкий спад На этих частотах сабвуфер не будет играть но нам оно в принципе и не надо т.к это те волны которые обычно отрезает сабсоник усилителя т.к они практически не слышны.

После анализа графика можно сделать вывод о том, что такое оформление сабвуферного корпуса хорош для следующих жанров: электронная музыка (d.n.b, транс, хаус), рэп. Вобщем для тех жанров, где необходим очень глубокий и мощный бас.

Желтый график показывает нам то что АЧХ такого типа оформления практически идеальна. Она практически во всем диапазоне линейна. Только с 40 Гц начинается небольшой подъем (на 5дБ), который линейно продолжается до самого нижнего диапазона частот. Это говорит нам о том, что данное оформление практически универсально. Такой тип сабвуфера «сыграет» любой жанр. Большинство людей будет довольно услышанным результатом «игры» такого сабвуфера.

Но как мы помним программа нам выдала очень большие объёмы ящиков, предположим что мы не располагаем таким количеством места под сабвуфер, в этом случае мы будем сами подбирать объём и смотреть результаты графиков и выбирать подходящий нам.

Давайте рассмотрим это на примере ящика с оформлением типа Closed Box (Закрытый ящик) . Нажимаем на кнопку Custom в разделе Closed Box и видим такой интерфейс:

Вводим параметр Vc (объём закрытого ящика) например 25, параметр Qtc рассчитается автоматически. Нажимаем кнопку применить (Accept) и получаем результат:

Программа заполнила необходимые данные в разделе Custom. Теперь нажимаем на кнопку Plot чтобы построить график и сравнить его с теми результатами которые программа нам выдала изначально. График будет выглядеть вот так:

Анализируя график мы видим что АЧХ нашего сабвуфера «спустился» вниз на 7 дБ, но при это остался практически линейным. Это говорит нам о том, что если мы уменьшим объем сабвуферного ящика сохранится линейность игры сабвуфера, но потеряем уровень звукового давления на частотах от 50 Гц и ниже. Т.к уровень давления упал практически на половину то придётся чтобы достичь результатов которые были при объёме в 145 литров увеличить мощность сабвуфера в 2 раза, если ваш усилитель имеет запас мощности то этот вариант нам подойдёт. Если же нет то нужно будет экспериментировать с объемом короба до достижения наилучших результатов.

Предположим вы остановились на каком то из подходящих вам объёмах. Теперь нам нужны размеры корпуса этого ящика. Программа предоставляет вам такую возможность чтобы получить размеры ящика вам нужно зайти в раздел Box – Dimensions

И видим вот такой интерфейс:

Т.к мы рассчитываем ящик в нашем примере под закрытый ящик выбираем Custom Closed Design выбираем из меню Shape нужный нам корпус ящика и нажимаем кнопку Calculate Unknown программа рассчитает нам необходимые размеры и покажет их нам. Тут следует не забыть одну вещь, при изготовлении нужно учитывать толщину стенок нашего сабвуфера и делать на это поправку. Удачных вам экспериментов.

Поделки своими руками для автолюбителей

Как самостоятельно рассчитать короб для сабвуфера.

Чтобы изготовить короб сабвуфера для автомобиля, зачастую появляется вопрос. Как рассчитать размер корпуса для сабвуфера? Но что бы провести расчёт корпуса, нужно знать объем нашего короба.
Существует такое предположение, что при известном объеме корпуса форма этого корпуса на качество звука не влияет.
В интернете есть куча программ для расчёта корпуса под сабвуфер. например: JBL SpeakerShop; Winisd beta
Но и самому без каких либо программ можно произвести расчёт корпуса сабвуфера самостоятельно.Зная, объем равен V=h x L x A (где h это высота, L -Длина, А-ширина).
Например для 12-ти дюймового сабвуфера (305мм) рекомендуется объем равный 45 Л.

А допустимая высота для корпуса в автомобиле равна 340мм (H=340mm)

Длина 680 mm (L=680mm) ,

Нужно расчитать ширину по формуле:

Допустимая высота (h) для высоты в авто h=340mm=34см см=0.34м,

а допустимая длинна L=680mm=68cm=0.68M
1 литр = 1•10?3 м? 1 л = 0.001 м? тогда V= 45 л = 0,045 м

Не стоит забывать что существует внутренний и внешний объем. Рекомендуется учитывать толщину материала, из которого строится корпус для сабвуфера.
Если толщина нашего материала равна 2-ум мм (0.02м), тогда обрезаем измеренные величины высоты и длины на толщину материала с обеих сторон и расчитываем внутренний объем короба.

h = 0,34м -0,02 х 2= 0,3м; L = 0,68м – 0,04м = 0,64м.

Кроме всего этого необходимо учесть при расчете и обьем внутренних деталей, таких как распорки. Примером в качестве распорок возьмем брус толщиной 3х3 см, 4 бруска с длиной 0.64м (L=0.64м) и 4 бруска с длиной 0.24м ( длина получившееся из высоты h уменьшенной на 3 см с обеих сторон 0,3 – 0,03 х 2 = 0,24)Пока учитывать внутренние распорки по бокам не будем. Объем, который будет у распорок в этом случае — V=(0,03 x 0,03 x 0,64) x 4 +(0,03 x 0,03 x0,24) x4=0,003168 м?.

Тогда увеличиваем объем короба на объем распорок. V= 0,048168 м? А = V/L x h = 0, 048168м? /0,3м x 0,64 = 0,2509м Если объём увеличить и на объем распорок боковых тогда, А=0,255 м.
Хотим сделать сабвуферный корпус с чуть наклоненной передней стенкой, в этом случае длины боковых стенок изменятся: если, А=0,255 м,

тогда А= а + b / 2= 0,33 + 0,18 /2=0,255 , то есть уменьшите величину длины «b» на величину на которую увеличите величину «а».

Если необходимо рассчитать объем короба для сабвуфера сложной формы, к примеру, корпус сабвуфера устанавливается в нишу крыла, и будет иметь сложную геометрическую форму, повторяя геометрию ниши, при этом задняя часть корпуса сабвуфера имеет разные формы.
В этом случае придётся рассчитывать корпус сабвуфера по частям, считая отдельно объемы «1» и «2» частей.

Расчет сабвуфера

В этой статье я хочу рассказать и показать о том как можно рассчитать сабвуфер и на что надо обратить внимание, при проектировании в следующих программах: WinISD 0.44, WinISD 0.50а7 .
Расчёт ящика будет производится для десяти-дюймового динамика Audiobahn 1051T .
Начнём! Запускаем программу WinISD 0.50a7

1. Создаём новый проект (New Project).
2. Нажав эту кнопку выбираем динамик из базы программы.
3. Просмотр Т/С параметров.

4. Т/С параметры. Нажимаем дальше(Next)

5. Выбор количества динамиков.
6. Тип установки.

Нормальный – все динамики стоят на одной панели.

Изобарический динамики стоят лицом к лицу.

7. Эффективность динамика. Показывает к какому типу корпуса больше подходит.
8. Выбор типа ящика.

Закрытый ящик – название говорит само за себя

Фазоинверторный – ящик оснащенный трубой(фазоинвертором).

Банд пасс 4-го порядка – динамик находится между двух камер одна из них имеет фазоинвертор.

Банд пасс 6-го порядка – находится между двух камер обе оснащены фазоинверторами.

Пассивный излучатель – в одном закрытом ящике динамик и пассивный излучатель(динамик без магнита)

Выбираем какой тип нам подходит и нажимаем дальше (Next)

Далее программа предлагает способ оформления АЧХ различными способами. Я не заостряю внимания на этом пункте и нажимаю далее.
Если же выбрать Пассивный излучатель то программа предложить ввести следующие Т/С параметры пассивного излучателя:

Vas – это возбуждаемый закрытый объем воздуха динамиком.
Fs – резонансная частота.
Xmax – максимальный ход диффузора.
QMS – Механическая добротность.
SD – площадь диффузора.

Далее будем рассматривать программу на примере Банд пасс 4ого порядка.

9-10. Опять можно указать количество и тип установка динамиков.
11. Дополнительные возможности.
Вкладка Box.

12-13. Камеры ящика
14. Объем камеры.
15. Частота настройки камеры.

16. Количество Фазоинвертора(ов)
17. Диаметр Фазоинвертора(ов)
18. Длинна Фазоинвертора(ов)
19. Тип круглый или прямоугольный. можно менять нав на кружок.
20. Вид фазоинвертора.

Переходим к основному расчёт ящика:

21. Нажимаем на схематично показанном ящике правой кнопкой мыши удерживая передвигаем курсор по оси (X) тесть по горизонтали меняем объём по оси(Y) по вертикали чтобы изменить частоту. Аналогично Левой кнопкой мыши чтобы изменить параметры нижней камеры. Макушка кривой должна находиться выше красной линии между 35Гц и 120Гц если это сабвуфер как можно шире и ровнее.

Transfer function magnitude. АЧХ

Примерно так, но нижний предел 40Гц, а верхний 113Гц, это тоже подходит.
Там где я пометил красными чёрточками на практике там будет срезаться частота кроссовером.

Выбираем график: Maximum Power.

Maximum Power

На этом графике программа показывает максимальную мощность относительно частоты. Видно, что имеется спад мощности пик спада 60 ватт на 39 герцах на практике диффузору динамика не хватает хода(Xmax) и появляются неприятные звуки – искажения. На готовом изделии это надо тоже учесть и ограничить мощность

Выбираем график Maximum SPL

Maximum SPL. Этот график показывает максимальное звуковое давление

Также видно спад. По той же причине. Последние два графика от другого динамика, я показал их чтобы наглядней было.
Вот графики для нашего подопытного. Первый немного неправдоподобный на частоте от 0 Гц и до 25 Гц у всех динамиков есть спад.

Теперь надо определиться с размерами ящика в который будет установлен динамик.
Для этого запускаем программу WinISD 0.44 нажимаем новый проект.

Нам надо ввести параметры нашего динамика в эту программу т.к. в её базе его нет для этого нажимаем «New»
Перейдём к WinISD 0.50a7

22. Нажав эту кнопку можно увидеть Т/С параметры которые надо ввести в WinISD 0.44.

Вводим параметры нажимаем ОК и закрываем это окно чтобы не мешалось.
Создаём новый проект.

23. Переставляем галочку чтобы выбрать динамик.
Нажимаем дальше, и делаем точно также как и в WinISD 0.50a7

Переносим параметры ящика из WinISD 0.50a7 в WinISD 0.44.

24. Нажимаем чтобы начать рассчитывать размера ящика.
25. Нажимаем и программа выдаёт оптимальный на её взгляд размеры.
В распоряжении мы имеем 10 дюймовый динамик полный его внешний диаметр 300 мм чтобы уместить его в ящик размеры W и D недолжны быть меньше 300 мм
26. Ширина вписываем 300мм равняется 0,300 МЕТРА
30. Можно поменять единицы измерения просто нажав на размерность в данном случае буква «m»
28. Длина вписываем 0,300 метра
27. Нажимаем на «H» программа показывает высоту.
31. Обратить внимание на L1 и L2 это высота камер смотреть надо чтобы глубина врезки динамика не превышала значение L2.
Но надо учесть толщину материала он будет внахлест ещё в нутрии есть полка в которой стоит динамик и её толщину тоже учесть сам динамик он ведь тоже занимает бьём его я уже учёл если ящик большой там внутри должны стоять распорки их надо тоже учитывать . Получается 7 деталей чтобы рассчитать правильно детали надо учитывать что какие-то из них будут нахлестываться т.к программа показывает внутренние диаметры. Буквой «P» я буду укалывать толщину материала которую надо прибавлять к другим значениям.
1)D x W
2)D x W
3)D x W
4)H+(P*3) x D
5) H+(P*3) x D
6) H+(P*3) x W+(P*2)
7) H+(P*3) x W+(P*2)
Получаем размеры деталей если толщина материала 20мм:
1) 300х300
2) 300х300
3) 300х300
4) 420х300
5) 420х300
6) 420х 340
7) 420х 340

Теперь можно переходить к расчёту фазоинвертора.

32. Тип фазоинвертора мы будем использовать прямоугольный
33. Длинна. Когда конец фазоинвертора смещён со стенкой ящика
то он виртуально удлиняется, и фактически получается что он настроен не на ту частоту и большей длинны WinISD 0,44 этого не учитывает виртуальное удлинение можно рассчитать самому по формуле но проще заглянуть в программу WinISD 0.55a7
повторяю: это действительно только когда конец фазоинвертора смещён со стенкой ящика а когда он выступает это не действует. Итак программа WinISD 0,44 показывает 28,86см а WinISD 0,55а7 25,64см.Ф фазоинвертор будет установлен в деталь № 4 420х300 от 420 отнимаем 20 это высота фазоинвертора получаем ровно 400 т.к фазоинвертор прямоугольный добавляется ещё одна деталь 8)300х255
Вот конечные размера деталей
И их количество .
1) 300х300
2) 300х300
3) 300х300
4) 400х300
5) 420х300
6) 420х340
7) 420х340
8) 300х255

34. Сопротивление воздуха. Сопротивление воздуха в фазоинверторе надо делать как можно меньше увеличивая площадь отверстия фазоинвертора.

Корпус автомобильного сабвуфера

Предварительный расчет корпуса сабвуфера и его изготовление в виде закрытого ящика не потребуется много усилий и времени. Прежде всего, нужно соблюсти такое соотношение внутреннего объема ящика и амплитуды размещенного в нем динамика, чтобы его частотные характеристики идеально подходили под параметры салона автомобиля.
В качестве инструмента для вычислений была выбрана утилита JBL SpeakerShop – одна из наиболее простых в освоении среди подобных программ. Первыми аргументами, на которых будет основываться расчет корпуса сабвуфера являются параметры Тиля-Смолла, которые можно узнать в технической документации динамика. Во-первых, это частота резонансная Fs, далее следует эквивалентный объем ящика Vas и добротность полного порядка Qts. Данных показателей вполне достаточно, чтобы решить задачу, однако, если в даташите к устройству внесены дополнительные параметры, они также могут быть внесены в программу для получения более точного результата.

Процедура исчисления

Наш расчет сабвуфера состоит из следующих этапов:
1. Запуск утилиты JBL SpeakerShop.
2. Включение режима метрического исчисления.

3. Открытие вкладки с настройкой минимальных значений.

4. Внесение найденных показателей Fs, Qts и Vas.

5. Калькуляция искомых параметров закрытого ящика во вкладке Closed-box.

Далее программа предлагает свое видение того, каким должен быть оптимальный закрытый ящик для сабвуфера в автомобиле.

Полученные цифры могут быть не совсем удовлетворительными. Такое бывает часто и для этого предусмотрена вкладка Custom.

Здесь, после нажатия на Plot, нам будет показана АЧХ-кривая, которую нужно изменить, корректируя параметр объема, до такого вида, чтобы у нее отсутствовали явные провалы и она пробрела плавную траекторию. Получив оптимальную кривую, мы узнаем, как рассчитать объем сабвуфера для автомобиля, к которому приплюсовывается несколько литров, отведенных под сам динамик и корзину.

Специалисты советуют изготавливать сабвуфер ЗЯ со скошенной задней стенкой, так как это уменьшит влияние отраженных волн от тыльной стенки. Ширина ящика не изменяется, тогда как длина нижней стенки немного увеличивается. Применение демпфирующих материалов должно учитываться на этапе внесения в программу первоначальных данных.

Расчет сабвуфера

В этой статье я хочу рассказать и показать о том как можно рассчитать сабвуфер и на что надо обратить внимание, при проектировании в следующих программах: WinISD 0.44, WinISD 0.50а7.
Расчёт ящика будет производится для десяти-дюймового динамика Audiobahn 1051T.
Начнём! Запускаем программу WinISD 0.50a7

4. Т/С параметры. Нажимаем дальше(Next)

5. Выбор количества динамиков.
6. Тип установки.

Нормальный – все динамики стоят на одной панели.

Изобарический динамики стоят лицом к лицу.

7. Эффективность динамика. Показывает к какому типу корпуса больше подходит.
8. Выбор типа ящика.

Закрытый ящик – название говорит само за себя

Фазоинверторный – ящик оснащенный трубой(фазоинвертором).

Банд пасс 4-го порядка – динамик находится между двух камер одна из них имеет фазоинвертор.

Банд пасс 6-го порядка – находится между двух камер обе оснащены фазоинверторами.

Пассивный излучатель – в одном закрытом ящике динамик и пассивный излучатель(динамик без магнита)

Выбираем какой тип нам подходит и нажимаем дальше (Next)

Vas – это возбуждаемый закрытый объем воздуха динамиком.
Fs – резонансная частота.
Xmax – максимальный ход диффузора.
QMS – Механическая добротность.
SD – площадь диффузора.

Далее будем рассматривать программу на примере Банд пасс 4ого порядка.

9-10. Опять можно указать количество и тип установка динамиков.
11. Дополнительные возможности.
Вкладка Box.

12-13. Камеры ящика
14. Объем камеры.
15. Частота настройки камеры.

Переходим к основному расчёт ящика:

Transfer function magnitude. АЧХ

Выбираем график: Maximum Power.

Maximum Power

Выбираем график Maximum SPL

Maximum SPL. Этот график показывает максимальное звуковое давление

Также видно спад. По той же причине. Последние два графика от другого динамика, я показал их чтобы наглядней было.
Вот графики для нашего подопытного. Первый немного неправдоподобный на частоте от 0 Гц и до 25 Гц у всех динамиков есть спад.

22. Нажав эту кнопку можно увидеть Т/С параметры которые надо ввести в WinISD 0.44.

Вводим параметры нажимаем ОК и закрываем это окно чтобы не мешалось.
Создаём новый проект.

23. Переставляем галочку чтобы выбрать динамик.
Нажимаем дальше, и делаем точно также как и в WinISD 0.50a7

Переносим параметры ящика из WinISD 0.50a7 в WinISD 0.44.

Теперь можно переходить к расчёту фазоинвертора.

32. Тип фазоинвертора мы будем использовать прямоугольный
33. Длинна. Когда конец фазоинвертора смещён со стенкой ящика
то он виртуально удлиняется, и фактически получается что он настроен не на ту частоту и большей длинны WinISD 0,44 этого не учитывает виртуальное удлинение можно рассчитать самому по формуле но проще заглянуть в программу WinISD 0.55a7
повторяю: это действительно только когда конец фазоинвертора смещён со стенкой ящика а когда он выступает это не действует. Итак программа WinISD 0,44 показывает 28,86см а WinISD 0,55а7 25,64см.Ф фазоинвертор будет установлен в деталь № 4 420х300 от 420 отнимаем 20 это высота фазоинвертора получаем ровно 400 т.к фазоинвертор прямоугольный добавляется ещё одна деталь 8)300х255
Вот конечные размера деталей
И их количество .
1) 300х300
2) 300х300
3) 300х300
4) 400х300
5) 420х300
6) 420х340
7) 420х340
8) 300х255