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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 차량용 서브우퍼. 2부. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
충전 중… "그런 다음 바이올린 상자의 볼륨을 세기 시작했는데 이 작업은 길고 흥미로웠습니다. ... 볼륨을 줄일 수 없습니다. 날카롭게 베이스는 둔하고 약해질 것입니다...", A.A. G.A. Weiner, "Visit to the Minotaur". 문맥 대화의 이전 부분에서 다양한 유형의 음향 디자인의 장점과 단점이 무엇인지 분명해졌습니다. 이제 "목표는 분명합니다. 일을 시작하십시오. 동지들 .."그런 운은 없습니다. 첫째, 스피커 자체가 설치되지 않은 어쿠스틱 디자인은 다양한 주의를 기울여 조립된 상자일 뿐입니다. 그리고 어떤 스피커를 설치할지 결정될 때까지 조립이 불가능한 경우가 많습니다. 둘째, 이것은 자동차 서브우퍼의 설계 및 제조에서 가장 큰 재미입니다. 서브우퍼의 특성은 그것이 작동할 자동차의 가장 기본적인 특성조차도 맥락에서 거의 벗어나지 않습니다. 세 번째도 있습니다. 모든 종류의 음악에 동일하게 적용되는 모바일 스피커 시스템은 거의 달성되지 않는 이상입니다. 훌륭한 설치자는 일반적으로 오디오 설치를 주문하는 클라이언트로부터 "읽기"를 할 때 클라이언트가 주문한 시스템이 완료된 후 들을 내용의 샘플을 가져오도록 요청한다는 사실로 알 수 있습니다. 보시다시피 결정에 영향을 미치는 많은 요소가 있으며 모든 것을 간단하고 모호하지 않은 레시피로 줄일 방법이 없으므로 모바일 오디오 설치 작업을 예술과 밀접한 관련이 있는 직업으로 바꿉니다. 그러나 몇 가지 일반적인 지침은 여전히 설명할 수 있습니다. 치피르 나는 소심하고 게으르고 인도 주의적으로 교육받은 사람들에게 서둘러 경고합니다. 실제로 공식은 없을 것입니다. 가능한 한 오랫동안 잊혀진 암산 방법 인 계산기 없이도 노력할 것입니다. 서브우퍼는 대수와 조화를 측정하는 것이 가망 없는 사업이 아닌 자동차 음향학의 유일한 연결 고리입니다. 더 직설적으로 표현하자면 계산 없이 서브우퍼를 설계한다는 것은 생각할 수 없는 일입니다. 스피커의 매개변수는 이 계산의 초기 데이터 역할을 합니다. 어느? 예, 매장에서 당신을 최면에 거는 것은 아닙니다. 꼭! 저주파 라우드스피커의 가장 근사한 특성을 계산하려면 무수히 많은 전기 기계 매개변수를 알아야 합니다. 이것은 공진 주파수, 움직이는 시스템의 질량, 자기 시스템의 갭의 유도, 그리고 이해할 수 있고 명확하지 않은 적어도 XNUMX개의 지표입니다. 속상한? 놀랍지 않습니다. 약 XNUMX년 전, 두 명의 호주인 Richard Small과 Nevil Thiel이 화를 냈습니다. 그들은 그들의 이름을 영속시키는 tsifiri의 산 대신 보편적이고 다소 간결한 특성 세트를 사용할 것을 제안했습니다. 이제 Thiel/Small 매개변수(또는 간단히 T/S)라고 하는 화자의 설명에 있는 표를 보면 무슨 말인지 알 것입니다. 그리고 그러한 테이블을 찾지 못하면 다음 옵션으로 이동하십시오. 이것은 절망적입니다. 알아야 할 최소 특성 세트는 다음과 같습니다.
고유진동수 음향 설계가 없는 스피커의 공명 주파수입니다. 이런 식으로 측정됩니다. 스피커는 주변 물체로부터 가능한 가장 먼 거리에 공중에 매달려 있으므로 이제 공진은 이동 시스템의 질량과 서스펜션의 강성과 같은 자체 특성에만 의존합니다. 공진 주파수가 낮을수록 서브 우퍼가 더 잘 나온다는 의견이 있습니다. 이는 부분적으로만 사실이며, 일부 설계에서는 불필요하게 낮은 공진 주파수가 장애가 됩니다. 참고로 낮음은 20~25Hz입니다. 20Hz 미만은 드뭅니다. 40Hz 이상은 서브우퍼에 대해 높은 것으로 간주됩니다. 전체 품질 요소 이 경우 품질 요소는 제품의 품질이 아니라 공진 주파수 근처에서 스피커의 이동 시스템에 존재하는 탄성력과 점성력의 비율입니다. 움직이는 스피커 시스템은 스프링과 충격 흡수 장치가 있는 자동차의 서스펜션과 매우 유사합니다. 스프링은 탄성력, 즉 진동 과정에서 에너지를 축적하고 방출하며 충격 흡수 장치는 점성 저항의 원천이며 아무것도 축적하지 않고 열의 형태로 흡수 및 발산합니다. 디퓨저와 디퓨저에 부착된 모든 것이 진동할 때도 마찬가지입니다. 성능 지수가 높다는 것은 탄성력이 우세하다는 것을 의미합니다. 충격 흡수 장치가 없는 자동차와 같습니다. 조약돌에 부딪히는 것으로 충분하며 바퀴는 아무것도 제한되지 않고 점프하기 시작합니다. 이 진동 시스템에 내재된 매우 공진 주파수로 점프합니다. 라우드스피커에 적용할 때 이것은 공진 주파수에서 주파수 응답의 오버슈트를 의미하며 시스템의 총 품질 계수가 높을수록 커집니다. 수천 단위로 측정되는 최고 품질 요소는 벨에 속하며 결과적으로 공명 주파수 이외의 주파수에서는 소리가 들리기를 원하지 않습니다. 다행히도 아무도 벨을 요구하지 않습니다. 흔들림으로 자동차의 서스펜션을 진단하는 인기 있는 방법은 장인의 방식으로 서스펜션의 품질 요소를 측정하는 것입니다. 이제 서스펜션을 순서대로 배치하면, 즉 스프링과 평행하게 쇼크 업소버를 부착하면 스프링 압축 중에 축적된 에너지가 모두 되돌아오지 않고 쇼크 업소버에 의해 부분적으로 망가집니다. 이것은 시스템의 품질 요소의 감소입니다. 이제 역학으로 돌아갑니다. 우리가 앞뒤로 이동 아무것도? 그들은 이것이 유용하다고 말합니다 ... 스피커의 스프링으로 모든 것이 명확 해 보입니다. 이것은 디퓨저 서스펜션입니다. 그리고 쇼크 업소버? 쇼크 업소버 - 병렬로 작동하는 최대 XNUMX개. 스피커의 전체 품질 요소는 기계 및 전기의 두 가지 요소로 구성됩니다. 기계적 품질 계수는 주로 서스펜션 재료의 선택과 주로 외부 주름이 아닌 센터링 와셔에 의해 결정됩니다. 여기에는 일반적으로 큰 손실이 없으며 전체에 대한 기계적 품질 계수의 기여도는 10 - 15%를 초과하지 않습니다. 주요 기여는 전기 성능 지수에 속합니다. 스피커의 진동 시스템에서 작동하는 가장 단단한 충격 흡수 장치는 보이스 코일과 자석의 앙상블입니다. 본질적으로 전기 모터이기 때문에 모터의 경우와 마찬가지로 발전기로 작동할 수 있으며, 이는 보이스 코일 이동의 속도와 진폭이 최대일 때 공진 주파수 근처에서 정확히 작동하는 것입니다. 자기장에서 이동하면 코일이 전류를 생성하고 이러한 발전기의 부하는 증폭기의 출력 임피던스, 즉 거의 XNUMX입니다. 모든 전기 열차에 장착 된 것과 동일한 전기 브레이크가 밝혀졌습니다. 거기에서도 제동시 견인 모터는 발전기 모드에서 작동하도록 강제되며 부하는 지붕의 제동 저항 배터리입니다. 생성된 전류의 크기는 자연히 커질수록 보이스 코일이 움직이는 자기장이 강해집니다. 그것은 무엇을 밝혀 더 강력한 스피커 자석, 템 이하, 다른 것들은 동일하고 품질 요소입니다. 그러나 물론 이 값의 형성에는 권선의 길이와 자기계의 간극의 폭이 모두 관련되어 있기 때문에, 권선의 크기만으로 최종 결론을 내리는 것은 시기상조이다. 자석. 그리고 예비 - 왜 안돼? ... 기본 개념 - 스피커의 총 품질 계수는 0,3 - 0,35 미만인 경우 낮은 것으로 간주됩니다. 높음 - 0,5 - 0,6 이상. 등가 부피 대부분의 최신 라우드스피커 헤드는 "어쿠스틱 서스펜션" 원리를 기반으로 합니다. 우리는 때때로 그것들을 "압축"이라고 부르는데, 이는 잘못된 것입니다. 컴프레션 헤드는 음향 디자인으로 혼을 사용하는 것과 관련하여 완전히 다른 이야기입니다. 어쿠스틱 서스펜션의 개념은 탄성이 스피커 서스펜션의 탄성과 비슷한 공기의 부피에 스피커를 설치하는 것입니다. 이 경우 이미 서스펜션에 있는 스프링과 병렬로 다른 스프링이 설치된 것으로 나타났습니다. 이 경우 등가 체적은 새로 등장한 스프링이 기존 스프링과 탄성이 같도록 합니다. 등가 부피의 값은 서스펜션의 강성과 스피커의 직경에 따라 결정됩니다. 서스펜션이 부드러울수록 에어 쿠션의 크기가 커지고 그 존재가 스피커를 방해하기 시작합니다. 디퓨저 직경을 변경해도 마찬가지입니다. 동일한 변위의 대형 디퓨저는 상자 내부의 공기를 더 강하게 압축하여 공기량의 더 큰 탄성력을 경험합니다. 음향 디자인을 수용하기 위해 사용 가능한 볼륨을 기반으로 스피커 크기 선택을 결정하는 것은 종종 이러한 상황입니다. 대형 콘은 고출력 서브우퍼를 위한 전제 조건을 생성하지만 대용량도 필요합니다. 학교 복도 끝에있는 방의 레퍼토리에서 "나는 더 많이 가지고 있습니다"라는 주장은 여기에 신중하게 적용되어야합니다. 등가 볼륨은 깨닫지 못하고 놓치기 쉬운 공진 주파수와 흥미로운 관계가 있습니다. 공진 주파수는 서스펜션의 강성과 움직이는 시스템의 질량에 의해 결정되며 등가 부피는 디퓨저 직경과 동일한 강성에 의해 결정됩니다. 결과적으로 그러한 상황이 가능합니다. 동일한 크기와 동일한 공진 주파수를 가진 두 개의 스피커가 있다고 가정합니다. 그러나 그들 중 하나만 무거운 디퓨저와 단단한 서스펜션으로 인해이 주파수 값을 얻었고 다른 하나는 부드러운 서스펜션의 라이트 디퓨저로 인해 얻었습니다. 모든 외부 유사성을 가진 이러한 쌍의 등가 부피는 매우 크게 다를 수 있으며 동일한 상자에 설치하면 결과가 크게 달라집니다. 따라서 중요한 매개 변수가 무엇을 의미하는지 확인한 후 마침내 약혼자를 선택하기 시작합니다. 모델은 다음과 같을 것입니다. 예를 들어이 시리즈의 이전 기사 자료를 기반으로 음향 설계 유형을 결정했으며 이제 수백 가지 중에서 스피커를 선택해야합니다. 대안. 이 프로세스를 마스터하면 반대, 즉 선택한 스피커에 적합한 디자인을 쉽게 선택할 수 있습니다. 내 말은, 거의 힘들이지 않고. 닫힌 상자 위의 기사에서 언급했듯이 닫힌 상자는 가장 단순한 음향 디자인이지만 원시와는 거리가 멀고 특히 자동차에서는 다른 것보다 여러 가지 중요한 이점이 있습니다. 모바일 애플리케이션에서의 인기는 전혀 사라지지 않으므로 시작하겠습니다. 닫힌 상자에 스피커를 설치하면 스피커의 특성은 어떻게 됩니까? 단일 수량, 즉 상자의 부피에 따라 다릅니다. 볼륨이 너무 커서 스피커가 거의 인식하지 못하는 경우 무한 화면 옵션이 제공됩니다. 실제로 이 상황은 상자의 부피(또는 디퓨저 뒤에 있는 다른 닫힌 부피, 또는 더 간단하게 숨길 것이 있는 것-자동차 트렁크)가 스피커의 동등한 부피를 세 번 초과할 때 달성됩니다. 더. 이 관계가 충족되면 시스템의 공진 주파수와 총 품질 요소는 스피커와 거의 동일하게 유지됩니다. 이것은 그들이 그에 따라 선택되어야 함을 의미합니다. 스피커 시스템은 총 품질 계수가 0,7일 때 가장 부드러운 주파수 응답을 갖는 것으로 알려져 있습니다. 값이 작을수록 임펄스 응답이 향상되지만 롤오프는 상당히 높은 주파수에서 시작됩니다. 대체로 주파수 응답은 공진 근처에서 상승하고 과도 특성이 다소 저하됩니다. 클래식 음악, 재즈 또는 어쿠스틱 장르에 중점을 둔다면 품질 계수가 0,5 - 0,7인 약간 오버댐핑된 시스템이 최선의 선택이 될 것입니다. 보다 활기찬 장르의 경우 0,8-0,9의 품질 계수로 달성되는 바닥에 대한 강조는 아프지 않습니다. 마지막으로 시스템의 품질 요소가 1,2 이상인 경우 랩 애호가는 전체 프로그램에 끌릴 것입니다. 아마도 XNUMX라는 값은 음악적이라고 주장하는 모든 장르의 한계로 인식되어야 합니다. 또한 실내에 서브우퍼를 설치하면 실내의 크기로 인해 특정 주파수에서 시작하여 저주파가 상승한다는 점을 염두에 두어야 합니다. 주파수 응답을 시작하기 위한 일반적인 값은 지프나 미니밴과 같은 대형 자동차의 경우 40Hz입니다. 숫자 50 또는 "허리"와 같이 중간의 경우 60 - 70; Tavria와 함께 작은 것의 경우 75-XNUMX. 이제 명확합니다. 무한 화면 모드(또는 Freeair, 성이 Stillwater Designs에서 특허를 받은 것이 귀찮지 않은 경우)에 설치하려면 총 품질 계수가 0,5 이상인 스피커가 필요합니다. , 그리고 최소 40헤르츠 광고의 공명 주파수 - 내기에 따라 60. 이러한 매개 변수는 일반적으로 다소 단단한 서스펜션을 의미하며 닫힌 볼륨에서 "음향 지원"이 없을 때 스피커의 과부하를 방지합니다. 다음은 예입니다. Infinity는 Reference 및 Kappa 시리즈의 색인이 있는 동일한 헤드 버전을 생성합니다. br (저음 반사) 및 ib (무한 배플). 예를 들어 XNUMX인치 기준에 대한 Thiel-Small 매개변수는 다음과 같이 다릅니다.
옵션이라는 것을 알 수 있습니다 ib 공진 주파수 및 품질 계수 측면에서 "있는 그대로" 작동할 준비가 되어 있고 공진 주파수와 등가 볼륨으로 판단하면 이 수정은 다른 수정보다 훨씬 더 강하고 위상 인버터에서 작동에 최적화되어 있으므로 어려운 Freeair 조건에서 살아남을 가능성이 더 큽니다. 그리고 소문자에주의를 기울이지 않고 두 방울의 물처럼 보이는 인덱스가있는 스피커를 이러한 조건으로 몰아 넣으면 어떻게됩니까? br? 그리고 여기에 있습니다 : 낮은 품질 요소로 인해 주파수 응답은 약 70-80Hz의 주파수에서 이미 붕괴되기 시작하고 제한되지 않은 "부드러운"헤드는 범위의 하단에서 매우 불편하고 과부하됩니다. 쉽습니다. 그래서 우리는 다음과 같이 동의했습니다. "끝없는 화면" 모드에서 사용하려면 전체 품질 계수(0,5 이상)와 공진 주파수(45Hz 이상)가 높은 스피커를 선택해야 하며, 우세 유형에 따라 이러한 요구 사항을 지정해야 합니다. 음악 재료와 오두막의 크기. 이제 "천국"볼륨에 대해. 동등한 볼륨과 비슷한 볼륨에 스피커를 넣으면 시스템은 스피커가 이 시스템에 들어왔을 때와 크게 다른 특성을 갖게 됩니다. 우선 밀폐된 공간에 설치하면 공진 주파수가 높아진다. 강성은 증가했지만 질량은 동일하게 유지되었습니다. 미덕도 커집니다. 스스로 판단하십시오-서스펜션의 강성을 돕기 위해 작은 강성, 즉 불굴의 공기량을 추가함으로써 우리는 그대로 두 번째 스프링을 넣고 오래된 충격 흡수 장치를 떠났습니다. 볼륨이 감소하면 시스템의 품질 계수와 공진 주파수가 같은 방식으로 증가합니다. 예를 들어 품질 계수가 0,25인 스피커를 보고 품질 계수가 0,75인 시스템을 원하면 공진 주파수도 35배가 됩니다. 그리고 스피커는 어떤가요? 105Hz? 따라서 올바른 음량에서 주파수 응답의 모양의 관점에서 볼 때 25Hz로 판명되며 이것은 더 이상 서브 우퍼가 아닙니다. 그래서 맞습니다. 보세요, 계산기도 필요하지 않습니다. 다른 것을 봅시다. 공진 주파수 0,4Hz, 품질 계수 0,75. 품질 계수가 47이고 공진 주파수가 약 160Hz인 시스템이 나타납니다. 꽤 가치가 있습니다. 카운터를 떠나지 않고 바로 거기에서 상자에 필요한 양을 추정해 봅시다. Vas = 6리터(또는 XNUMXcu.ft, 가능성이 더 높음)라고 쓰여 있습니다. (여기서 나는 공식을 쓸 것입니다-간단하지만 불가능합니다-약속했습니다). 따라서 카운터 계산을 위해 치트 시트를 제공하겠습니다. 쇼핑 계획에 저음 스피커 구매가 포함되어 있으면 복사하여 지갑에 넣으십시오.
우리와 함께-약 두 번이므로 50-60 리터의 상자가 나옵니다 조금 많을 것입니다 ... 다음으로 가자. 등등. 상상할 수 있는 음향 디자인이 나오려면 스피커 매개변수가 특정 범위의 값에 있어야 할 뿐만 아니라 서로 연결되어 있어야 한다는 것이 밝혀졌습니다. 숙련된 사람들은 Fs / Qts 지표에 대한 이 연결을 줄였습니다. Fs/Qts 값이 50 이하이면 화자는 닫힌 상자로 태어난다. 이 경우 상자의 필요한 부피는 더 작거나 Fs가 낮거나 Vas가 작습니다. 외부 데이터에 따르면 "천연 은둔자"의 외부 데이터에 따르면 무거운 디퓨저와 부드러운 서스펜션(공진 주파수가 낮음), 매우 큰 자석(품질 계수가 너무 낮지 않도록), 긴 음성 코일( 닫힌 상자에서 작동하는 스피커의 콘 이동 , 상당히 큰 값에 도달할 수 있음). 스페이스 인버터 인기있는 음향 디자인의 또 다른 유형은 위상 인버터이며, 카운터에 대한 모든 열망으로 대략적으로 계산하는 것은 불가능합니다. 그러나 그에 대한 역학의 적합성을 평가하려면 할 수 있습니다. 그리고 일반적으로 계산에 대해 별도로 이야기하겠습니다. 이러한 유형의 시스템의 공진 주파수는 스피커의 공진 주파수뿐만 아니라 위상 인버터의 설정에 의해서도 결정됩니다. 시스템의 Q-인자에도 동일하게 적용되며, 이는 일정한 체적에서도 터널 길이의 변화에 따라 크게 변할 수 있습니다. 위상 인버터는 닫힌 상자와 달리 스피커의 주파수에 가깝거나 더 낮은 주파수로 튜닝될 수 있기 때문에 헤드 자체 공진 주파수는 이전 경우보다 더 높게 "허용"됩니다. 이것은 좋은 선택을 통해 더 가벼운 콘과 결과적으로 개선된 임펄스 응답을 의미합니다. 이는 위상 인버터에 필요한 것입니다. 왜냐하면 "본질적인" 과도 응답이 적어도 닫힌 상자보다 더 나쁘고 최고가 아니기 때문입니다. 그러나 품질계수는 0,35 이하로 가능한 한 낮은 것이 바람직하다. 이것을 동일한 Fs/Qts로 줄이면 저음 반사를 위한 스피커를 선택하는 공식은 간단합니다. Fs/Qts 값이 90 이상인 스피커는 위상 인버터에서 작동하기에 적합합니다. 위상 반전 암석의 외부 징후: 광 확산기와 강력한 자석. 대역통과(아주 짧게) 스트립 라우드스피커는 라우드스피커의 모든 라우드스피커(다른 유형에 비해 효율성이 가장 높다는 의미)에 대해 계산 및 제조가 가장 어렵고 경험이 부족한 자동차의 내부 음향과 특성을 일치시킬 수 있습니다. 피치 지옥으로, 그래서 이 유형으로 어쿠스틱 디자인에 관해서는 바위를 넘어 스피커 제조업체의 권장 사항을 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 손이 여전히 풀린 상태이고 시도하기가 가렵다면 단일 대역 통과의 경우 위상 인버터와 거의 동일한 스피커가 적합하고 이중 또는 준 스트립 스피커의 경우 동일하거나 더 바람직한 헤드입니다. Fs/Qts 값이 100 이상입니다. 이미 카운터에서 멀어지는이 모든 것을 계산하는 방법 - 다음 번에. 저자: Andrey Elyutin, AvtoZvuk; 간행물: avtozvuk.com
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