Измерение собственной резонансной частоты динамика сабвуфера.
Получил наконец новый динамик для сабвуфера под который не так давно рассчитывал корпус:
Wavecor SW310WA02-01
Диаметр динамика — 12¼»(310мм);
Номинальное сопротивление — 4 ом;
Резонансная частота «Fs» — 27.5 Гц;
Полная добротность «Qts» — 0.52;
Эквивалентный объём «Vas» — 64.5 л
Мощность – 250 Вт.
Параметры приведены из даташита, и они весьма достойные. Этот динамик своим 12 дюймовым (с плюсом) «поршнем» способен ну очень хорошо раскачать воздух! А любителям громкого баса и ливер.
Теперь, прежде чем отдавать чертежи корпуса в изготовление, хорошо бы убедиться что в даташите не наврали, что бывает нередко. Иначе «поплывут» все размеры, — и корпуса и порта фазоинвертора.
Известно, что по методике Тиля-Смолла есть тройка основных параметров динамика, от которых считается корпус. Это
— собственная резонансная частота головки (Fs) — базис, фундамент, значение которого определяющее.
— полная добротность динамика (Qts);
— эквивалентный объем (Vas).
Решил проверить первый и главный.
Это можно сделать без специального оборудования. Нужны:
— установленная в компьютере программа SineGen (это генератор синусоидального сигнала заданного уровня и частоты), она бесплатна и её можно скачать в сети;
— усилитель мощности;
— вольтметр в режиме замера переменного напряжения;
— резистор 100 Ом, 2 Вт;
— соединительный кабель.
Динамик рекомендуют закрепить в планируемом положении его работы подальше от резонирующих поверхностей (стен, шкафов и т.д.). Но я положил на стол магнитом, диффузором вверх, так как он изображен на фото. Погрешность в десятые доли герц не так важна.
Схема его подключения (подключение по одному каналу! Не стерео!).
В программе изначально выставляется понижение уровня сигнала около 10 — 20Дб (на всякий случай, чтобы динамик эффектно не выплюнул диффузор наружу при высоком уровне сигнала) и частота 150Гц.
Нажимаем в программе кнопку «Power». Сигнал пошел. Гудит! (Для контроля звука я не отключал колонки от усилителя, а подключил испытуемого параллельно правой из них).
Далее движком уровня устанавливаем напряжение на резисторе 5 — 10 вольт. Стоп.
Теперь движком частоты начинаем изменять её в сторону уменьшения.
Напряжение на резисторе при этом падает. Следим за показаниями вольтметра.
На частоте собственного резонанса головки напряжение будет минимальным. При дальнейшем уменьшении частоты напряжение начинает снова расти.
Итак, что получилось? В точке минимума напряжения реальная частота собственного резонанса моего реального динамика составила — 27,35 Гц.
В даташите — 27,5 Гц. Это просто чудесно!
Всё сходится. Различие мизерное — списываю на погрешность измерения. Теперь спокойно можно отдавать чертежи корпуса саба в работу.
Кстати, я просчитал ещё раз корпус, теперь в программе JBL SpeakerShop. Она более серьезная и авторитетная, чем те калькуляторы, о которых я говорил ранее. Откорректировал по результатам окончательные размеры. Теперь уверен, параметры сабвуфера будут оптимальны и динамик этот отдаст всё, на что он способен.
Вот, как-то так.
Пособие по настройке сабвуфера для начинающих
Источник: журнал «Тюнинг автомобилей» (при участии Car&Music), апрель 2012
Что такое бас вообще?
Но перед тем, как сразу же кидаться крутить ручки и щелкать переключателями, давайте немного проясним, а что же вообще представляет собой бас как таковой. Динамик своим колеблющимся диффузором создает чередование сжатий и разрежений воздуха. Принято считать, что среднестатистический человек воспринимает такие воздушные колебания именно как звук, если они происходят с частотами от 16-20 раз в секунду до 14-18 тысяч раз в секунду. То есть, от 16-20 герц до 14-18 килогерц. Так вот, басом считается самый нижний диапазон этих звуковых колебаний — примерно от 20 до 150 Гц. Именно с такими частотами колеблются диффузоры сабвуферов и мидбасовых динамиков. Обычно говорят, что колебания до 50 Гц — низкий бас, 50-100 — средний бас, а 100-150 — верхний бас (хотя деление это весьма условное и приблизительное).
ПОМНИТЕ, ЧТО ЗАДАЧА САБВУФЕРА — НЕ ПЕТЬ ГОЛОСОМ, А ВОСПРОИЗВЕСТИ ЛИШЬ САМЫЕ НИЗКИЕ ЧАСТОТЫ. МУЗЫКУ ДОЛЖНЫ ИГРАТЬ ОСНОВНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (ФРОНТАЛЬНЫЕ ИЛИ ВМЕСТЕ С ТЫЛОВЫМИ), А САБ — ЛИШЬ ПРИДАВАТЬ ЗВУКУ НЕОБХОДИМУЮ МАССИВНОСТЬ И ОСНОВАТЕЛЬНОСТЬ, КСТАТИ.
Настраивая бас, полезно знать, какая область частот в звуке за что отвечает. Для примера возьмем ударную установку: область частот в районе 40 Гц определяет глубину и мягкость удара, в районе 63 Гц — увесистость, тяжесть удара, область около 80 Гц — твердость удара. В звуке бас-гитары или контрабаса частоты в области 40 —50 Гц определяют массивность инструмента, а в области 100 Гц — плотность, упругость баса.
ЕСЛИ САБВУФЕР БУДЕТ ПЛОХО СОГЛАСОВАН С МИДБАСОМ, ПРОИЗОЙДЕТ „РАСЛОЕНИЕ» БАСА, ЗВУЧАНИЕ ПОТЕРЯЕТ И ДРАЙВ, СОЧНОСТЬ, ЭМОЦИОНАЛЬНОСТЬ. ЕСЛИ ЭТО „ЖИВОЙ» ИНСТРУМЕНТ, ТО ПОСТРАДАЕТ НАТУРАЛЬНОСТЬ ЕГО ЗВУЧАНИЯ. В ЭЛЕКТРОННОЙ МУЗЫКЕ МЫ ПОЛУЧИМ НЕ ПЛОТНЫЙ БАСОВЫЙ РИТМ, А ЛИБО ВЯЛОЕ УХАНЬЕ, ЛИБО НАПРОТИВ — ГУЛКУЮ КОЛОТУШКУ, ОТ КОТОРОЙ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ НАЧНЕТ БОЛЕТЬ ГОЛОВА. В ХУДШЕМ СЛУЧАЕ САБ БУДЕТ ВОСПРИНИМАТЬСЯ ВООБЩЕ ИГРАЮЩИМ ОТДЕЛЬНО, КАК БЫ САМ ПО СЕБЕ.
Первый этап: включаем фильтр нижних частот
Итак, нам нужно в сигнале сабвуфера ослабить средние и высокие частоты, и оставить лишь низкие. Это умеет делать частотный фильтр, в данном случае — фильтр нижних частот (ФНЧ, он же Low Pass Filter, обозначается как LPF или просто LP). Он пропускает все, что ниже частоты настройки и ослабляет все, что выше. Таким фильтром может быть оснащено, к примеру, головное устройство, усилитель, или же он может быть и там, и там одновременно.
Второй этап: выставляем предварительную частоту настройки и громкость сабвуфера
Теперь найдите регулятор, отвечающий за частоту настройки фильтра. В усилителе — это обычная „крутилка», обозначается как Frequency или что-то в этом роде. Выставьте ее пока на частоту 80 Гц. При такой настройке на сабвуфер беспрепятственно будут проходить только низкие частоты, а все что выше 80 Гц, будет заметно ослабляться. Отыщите другую „крутилку» — чувствительности (может обозначаться как Level или Gain), отрегулируйте ей громкость сабвуфера относительно основных динамиков. Не переборщите с уровнем, саб не должен перекрикивать все остальное!
ЕСЛИ УРОВЕНЬ САБА БУДЕТ СЛИШКОМ ВЕЛИК, ТО БАС ПОТЕРЯЕТ В СВОЕЙ НАТУРАЛЬНОСТИ (ВАЖНО ДЛЯ „ЖИВЫХ» МУЗЫКАЛЬНЫХ ЖАНРОВ), ЧЕТКОСТИ И УПРУГОСТИ (ВАЖНО ДЛЯ ЛЮБОЙ МУЗЫКИ). ДАЖЕ ЕСЛИ ВЫ БОЛЬШОЙ ЛЮБИТЕЛЬ „КИШКОТРЯСНОЙ» И „ВОЛОСОШЕВЕЛИТЕЛЬНОЙ» ЭЛЕКТРОНИКИ, ВСЕ РАВНО » УМЕРЬТЕ СВОЙ ПЫЛ, МНОГО ПЛОХОГО БАСА — ЭТО ХУЖЕ, ЧEM В МЕРУ ХОРОШЕГО.
Третий этап: подбираем полярность включения сабвуфера
Существует распространенное, но ошибочное мнение, что динамики можно подключать только строго соблюдая полярность, обозначенную на усилителе, мол, плюс к плюсу и минус к минусу. Иначе они будут работать якобы „не в ту сторону» и быстро выйдут из строя. На самом же деле диффузор динамика всегда ходит одинаково и в „плюс», и в „минус» относительно своего положения покоя, а полярностью подключения всего лишь определяется, в какую сторону он пойдет „сначала», а в какую „потом». Это, понятное дело, никак не сказывается на самочувствии динамика, но зато сказывается на его звучании. Так что на этом этапе мы будем определять правильную полярность включения сабвуфера.
Поставьте музыку, в которой есть хорошо различимые низкочастотные инструменты и постарайтесь выбрать такой вариант подключения саба, при котором он будет максимально сливаться своим звучанием с основной акустикой, будет максимально четким и собранным. Поскольку звуковая картина с передних и задних сидений будет отличаться, вам придется побегать: поменяли на сабвуфере полярность — сели за руль послушали, потом опять к багажнику: поменяли, послушали, выбрали лучший вариант. Помните, что слушать нужно при закрытых дверях.
В идеале не должно быть слышно, что бас идет сзади. Когда вы сидите впереди, должно создаваться впечатление, что басят передние, основные динамики. Если добиться такого цельного и слитного звучания не получается, то, возможно, вы немного перестарались с громкостью сабвуфера (в этом случае просто убавьте чувствительность на усилителе), допустили какие-то промахи при изготовлении корпуса (он издает паразитные призвуки) или у вас просто что-то дребезжит в багажнике (эти звуки, кстати, не обязательно должно быть отчетливо слышны, они могут успешно маскироваться сабвуфером).
Четвертый этап: регулируем сабсоник
Многие басовые усилители оснащены так называемым „подтональным фильтром», сабсоником. Это на самом деле обычный фильтр верхних частот, который ослабляет в сигнале все, что ниже частоты его настройки, то есть убирает самые-самые низкие частоты. Вот тут, наверняка, может возникнуть вопрос — зачем он нужен, разве ж саб не предназначен для того, чтобы воспроизводить нижние частоты?
Просто все дело в том, что чем ниже частота, тем выше ход у динамика, и на сверхнизких частотах он может оказаться настолько большим, что там недалеко и до порванного подвеса, изломанного диффузора или заклинившей звуковой катушки. Мне нередко приходилось наблюдать ситуацию, когда диффузор сабвуфера ходит ходуном, а бас при этом вялый и гулкий. И напротив, действительно громкий, сочный и упругий бас зачастую может издавать сабвуфер, диффузор которого вроде бы едва шевелится. А ведь мы уже говорили, что в реальной-то музыке частот ниже 30 Гц практически нет, причем даже в самом забойном гангста-рэпе. А посему мы можем ослабить малоинформативные сверхнизкие частоты абсолютно без ущерба для музыки. Будучи же освобожденными от них, сабвуфер заиграет гораздо лучше — он будет басить четче и упруже, повысится предел максимальной громкости. Настройте сабсоник на частоту около 20 Гц. Если вы любите очень громкий бас, то можете поднять его настройку до 30, а в экстремальных случаях и вовсе до 40 Гц. Не переживайте, вы при этом нисколько не потеряете в сочности и мясистости баса, зато сохраните динамик целым. Кстати, если у вас сабвуфер в корпусе с фазоинвертором, то сабсоник вообще из разряда must have. Дело в том, что в закрытом корпусе объем воздуха, заключенный внутри, придерживает динамик и не дает ему слишком разбалтываться. А вот в фазоинверторном это происходит только выше частоты настройки порта, а на более низких частотах диффузор болтается практически ничем не сдерживаемый, и очень быстро доходит до своих физических пределов хода со всеми, как говорится, вытекающими.
Пятый этап: „сращиваем» звучание сабвуфера с звучанием мидбасовых динамиков более тщательно
На этом этапе настройки вам предстоит найти оптимальную частоту настройки фильтра нижних частот (ФНЧ, LPF, LP) и громкость сабвуфера. Эти две регулировки всегда нужно выставлять в комплексе. Принцип примерно такой:
— Если мы уменьшаем частоту среза LP и одновременно увеличиваем громкость, то бас при этом становится более мягким и глубоким. Но если перестараться, то может получиться эффект, когда фронт басового удара отделится от самого низкочастотного наполнения — саб будет звучать как бы сам по себе.
— Если увеличиваем частоту среза LP, то бас становится жестче, приобретает большую ударность. При этом громкость нужно убавлять, иначе можно получить чрезмерную „колотушечность», и это будет уже не бас, а долбежный гулкий звук как палкой по пустой бочке, этого нам тоже никак не нужно. В хорошо настроенной системе сабвуфер не должен восприниматься играющим отдельно. Он должен сливаться с звучанием основной акустики так, будто это басит она. Старайтесь добиться, чтобы инструменты звучали наиболее естественно. И тогда вы сможете с уверенностью сказать: „Да, у меня в машине очень хороший качественный бас».
ЧТО ДАЕТ ВКЛЮЧЕНИЕ ФИЛЬТРА ВЕРХНИХ ЧАСТОТ В ОСНОВНЫХ КАНАЛАХ?
Если вы просто добавляете сабвуфер в штатную систему, то все, чем вы располагаете для настройки — это лишь регулировки на нем самом (точнее, на сабвуферном усилителе). Если же у вас более развитая система, в которой от усилителя работают и основные каналы, то наверняка кое-какие регулировки есть и в нем.
В данном случае нам нужен фильтр верхних частот (ФВЧ, High Pass Filter, HPF, HP). Работает он, как вы наверное уже поняли, прямо противоположно фильтру нижних частот — пропускает все, что выше частоты настройки и ослабляет все, что ниже.
Если вы его включите, то ослабите в сигнале для основных динамиков самый низкий бас. И неважно, что небольшие 6,5-дюймовые мидбасы (или какие у вас там) и без того низкий бас толком не воспроизводят, будучи освобожденными от низкочастотных сигналов, динамики заиграют намного легче, в звуке появятся упругость и четкость, уйдет гудение и призвуки двери, срастить звучание мидбасов с сабом станет намного легче.
Если вам доступна настройка ФВЧ в основных каналах, то настройте сначала этот фильтр, не включая сабвуфер. Слишком высокая частота настройки лишает звук основательности, весомости, а при слишком низкой ходу диффузора может быть слишком большим. Найдите компромисс, при котором диффузоры динамиков будут иметь небольшой ход, но при этом еще не пропадет басовитость. После этого приступайте к настройке сабвуфера.
ЕСЛИ ДИФФУЗОР ХОДИТ ХОДУНОМ, ЧУТЬ ЛИ НЕ ВЫПРЫГИВАЯ ИЗ ДИНАМИКА, ТО ЭТО, ВООБЩЕ-ТО, ЕЩЕ НЕ ПРИЗНАК КРУТОСТИ. ЧАСТО КАК РАЗ С ТОЧНОСТЬЮ ДО НАОБОРОТ.
Многие усилители оснащены фазовращателем. Он нужен для более точного согласования звучания сабвуфера и мидбасовых динамиков. На этапе номер 3 мы подобрали наилучшую полярность включения простым перекидыванием проводов на клеммах сабвуферного динамика. Это, по сути, соответствует крайним положениям фазовращателя, которые обозначаются как «0» и «180 градусов». Сам же фазовращатель позволяет выставлять еще и промежуточные значения. Вы можете воспользоваться им при финишной настройке системы.
Как узнать настройку короба. Небольшой ребилд коробка.
Запилил как то в 2012г. я свой первый короб, тогда ещё для Ориса АМВ-12. Пилил из листа какого-то старого дсп 17мм и шкафов(шкафы наше всё)). Соответсвенно короб экспериментальный и временный, но как мы знаем, нет ни чего более постоянного, чем временное. Так получилось, что потом в этом коробе катались уже два Ориса как в ЗЯ так и в ФИ исполнении, а потом и вовсе вторая дырка закрылась заплаткой и поселился ГЗ.
Год в общем так с ГЗ прокатался, и все руки не доходили посмотреть с какой настройкой он там катается. И вот таки перед тем как отдать машину в ремонт, замерил настройку.
Может кто не знает, но замерить настройку ФИ очень просто. Для этого качаем на флешку, либо телефон, либо ещё какой носитель пачку синусов. Мне достаточно было закинуть синусы от 27 до 40гц, ну так как я знал что настройка по-любому в этих пределах. Так же ещё можно скачать на телефон приложение тонгенератор, тоже удобно пользоваться если есть в мафоне блютуз(я пускал синусы поочередно с тедефона через БТ). Дальше выкидываем короб из багажника или роняем его в багажнике, короче задача что бы дифузор занял горизонтальное положение. Сыпем на дифф какую-нибудь мелку хрень, будь то кусочки провода, бисер, пшено))) Дальше собственно гоним синусы и смотрим на какой частоте эти частички перестанут прыгать — там и настройка. Хотя впринципе можно и пальцем определить, если есть возможность погромче наболтать.
Намерил в итоге 30гц. Это очень низко для ГЗ экстрима, так как это ниже резонансной частоты (Fs=33-34гц) динамика, а ниже нее не рекомендуется короб настраивать. Решил я что пока с фальшполом не растет и басу хочется, короб надо переделать(благо переднюю крышку собирал на силиконе спецом, остальное на жидких гвоздях), точнее сам порт, ну и плюсом короб сифонил по старым дыркам от саморезов и по швам кое где.
Сначала конечно надо было рассчитать, тут как всегда пользовался программкой BassPort, высчитал что порт надо укоротить на 23см, что бы получить настройку 35гц, при этом чистый объем для дина составит
61л, что впринципе нормально, а вот сечение порта для этого динамика архималенькое, напомню оно 190кв.см. Но решил с сечением в этом коробе не колдовать, после фальшпола буду пилить новый ящик из 20й фанеры и там уже сдалаю квадратов 220-250, либо из 160й трубы с раскрывами.
Дождался нормальной погоды и поехал в гараж далать дела. В гараже как на зло опять не было электричества, поэтому пилить предстояло полотном от ножовки. Ладно хоть шуруповерт есть, саморезы выкручивать, вскрыл короб. Намерил, разметил и решил засверлиться сначала, дабы ускорить процесс запила порта. Пилил, матерился, опять пилил и опять матерился) В итоге победил его конешн.
Следующая «дующая» точка — это дырка через которую провод выходил из короба. Сколько я ни пытался загерметить провод в ней — всё тщетно, дуло, так как провод имел ход. Поэтому решил вообще отказаться от такого решения, в пользу сквозных металлических шпилек и загерметил эту дырку наглухо. Купил болт 6х140 за 7-50 и сделал с него две шпильки) шайбы и гайки самоконтрящиеся были.
На следующий день приехал, дин из пакета достал, а сам пакет сволачуга на половине окружности хорошо прилип к герметику, не отдирается от герметика и все) Поэтому если кто будет так же маяться, то рекомендую перед погружением брызгануть пакет силиконовой смазкой. Ну оторвал пакет по максимуму, но на герметике осатались кусочки, благо пакет тоненький, ну сами знаете какие мусорные мешки) В итоге имеем мягенькое упругое тоненькое уплотнение, поидее даже вечное наверно, а вот если уплотнять битопластом, то на один раз хватает.
Собрал, уже переднюю крышку на жидких гвоздях в этот раз — назад пути нет. Внутри промазал тоже все силиконом. Должно перестать сифонить.
Короб просох, прикрутил дин, замерил настройку и тут небольшая засада ждала меня, настройка получилась 33-34гц, хотя в проге я считал на 37гц, что бы с учетом виртуального удлинения(так как порт вдоль задней стенки) настройка получилась 35-36, а по итогу вышло ниже, че поделаешь, назад пути нет)) В следующем коробе будем повыше отстраивать.
Ну и немного проревизировал нулёвку, минусовой конец еще немного подстриг, что бы лучше в терминал залазил, плюсовой в термоусадку засунул.
Теперь вопрос к шарящим. Короче на треке Gucci Mane, название песни позже, на громкости мафона 47-50 делений если минут 10 погонять, колпак динамика стает теплым, но не горячим. При том что дин зацеплен в 4 ома на кикс 1.600, гейн 50%, сабсоник от 29гц, басбусты в ноль, просадок ниже 13.4в на усе не бывает. Потепление колпака — это повод для беспокойств или пока не горячий и нет вони катухи не заморачиваться?! Может ли это быть связано с малой площадью порта?
Как узнать герцовку сабвуфера
Как же он в этом может Вам помочь? Практически на всех автомобильных усилителях «крутилка» фильтров HPF и LPF имеет слишком широкий разброс по частоте, например, от 10 Гц до 10 000 Гц, и порой крайне затруднительно поймать точно необходимый срез.
Как пользоваться тон генератором.
1. Для начала на вход усилителя нужно подать аудиосигнал с устройства (ПК, смартфон и т.д.), подключенного к интернету и воспроизводящего звук.
2. Все остальные устройства от входа усилителя нужно отключить.
3. Убедившись, что звук с подключенного к усилителю устройства воспроизводится можно начинать настройку фильтров усилителя.
Рассмотрим настройку фильтров усилителя на примере двухполосной системы, построенной на поканальном подключении к 4-х канальному усилителю.
Допустим, высокочастотники (твитера) подключены на выходы усилителя 1 и 2. Подключаем на соответствующие входы усилителя тонренератор.
Теперь нужно настроить мидбас.
Переключаем устройство с тонгенератором с входов 1 и 2 на входы 3 и 4.
Сначала настраиваем HPF на частоте, к примеру 65 Гц (настраивается так же как и для твитера). После того как настройка HPF закончена, переходим к настройке LPF (фильтра низких частот).
Устанавливается частота, например те же 4000 Гц, на тонгенераторе. Ручкой регулятора LPF на усилителе устанавливаем значение, ниже заданной частоты тонгенератора.
Включаем тонсигнал и медленно поворачиваем регулятор вперед.
Все остальные компоненты системы настраиваются точно так же.
