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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 차량용 서브우퍼. 3부. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
터널 끝의 소리 "Volodya, 당신은 창고에있을 것입니다 - faziks의 포트를 잡으십시오 ..."(모스크바 설치 스튜디오 중 하나에서 우연히 들림) (AvtoZvuk가 아직 작았고 Salon AV의 날개 아래 앉았을 때 서브우퍼에 관한 XNUMX부작의 처음 두 부분이 출판되었습니다. 뭘 기대 할까 다양한 유형의 음향 설계 및 선택하는 방법 밀폐형 스피커. 삶에 대해 생각하면서 자동차의 저음 군비를 이해하고 다루기로 결정한 사람들의 상당 부분은 원칙적으로 이미 할 수 있습니다. 그러나 전부는 아닙니다. 밀폐 된 상자보다 보급률이 열등하지 않은 매우 인기있는 음향 설계 유형이 하나 이상 더 있기 때문입니다. (국내 문헌의 위상 인버터, 베이스 리플렉스, 포팅된 상자, 벤트된 상자 - 영어로 - 사실 이 모든 것은 Helmholtz 공진기 아이디어의 건전한 엔지니어링 구현입니다. 아이디어는 간단합니다. 닫힌 볼륨은 특정 질량의 공기를 포함하는 구멍을 사용하여 주변 공간에 연결됨 Ostap Bender에 따르면 모든 작업자에게 압력을 가하고 Helmholtz 공진기가 작동할 때 경이롭게 작동하는 바로 그 공기 기둥인 이 질량의 존재입니다. 서브우퍼의 일부로 일하도록 고용되었습니다. 여기에서 독일 물리학자의 이름을 딴 교묘한 것이 터널(부르주아 항구 또는 환기구에서)이라는 산문적인 이름을 얻습니다. 위상 인버터는 어떻게 작동합니까? 확성기 케이스에 일정 크기의 깔끔하게 만들어진 구멍이 전체 앙상블의 작업에 극적으로 영향을 미치는 이유는 무엇입니까? 이미 언급했듯이 이 서사시 캔버스의 이전 부분에서 위상 인버터 터널은 확성기 상자 내부에서 발생하는 음파를 엄격하게 정의된 시간 동안 지연시키고 스피커에서 생성된 것과 동일한 위상으로 외부로 방출하는 역할을 합니다. "앞" 쪽. 여기 야생에서 그들은 데시벨을 결합하고 귀를 쳐서 (올바른 계산으로) 충분하지 않게 보일 것입니다. 그렇기 때문에 실제로 그들은 닫힌 상자에 비해 효율성이 향상되어 위상 인버터를 좋아합니다. 하지만 그 뿐만이 아닙니다. 무차별 대입은 신호 충실도로 뒷받침되지 않는 경우 논거가 아닙니다. 여기서 우리는 디퓨저 진동의 상당히 낮은 진폭에서 필요한 음압을 생성하는 기능인 위상 인버터의 훨씬 덜 사소한 또 다른 기능을 의미합니다. 이것은 다소 역설적으로 들립니다. 디퓨저의 진동을 억제하는 것이 폐쇄된 볼륨의 디퓨저 뒤에 존재한다는 것을 모두가 알고 있는데 왜 "누수" 케이스에서 디퓨저가 갑자기 작아지는 것일까요? 그리고 말했듯이 질량 때문에. 그렇기 때문에 위상 인버터 하우징의 구멍은 다소 긴 터널, 즉 내부에 일정량의 공기를 유지하기 위한 파이프로 만들어집니다. 200Hz 이상의 상대적으로 높은 주파수에서 터널 내 기단의 관성으로 인해 터널은 음향적으로 완전히 불투명해집니다. 완전 막힌듯.
주파수가 낮아지면 상자 내부에서 맥동하는 압력이 뒤에서 밀어내면서 터널의 공기 주머니가 생기고 움직이기 시작합니다. 기단의 관성은 파도가 작용하는 시간에 맞춰 움직이지 않고 약간의 변화가 있다는 사실로 이어집니다. 이 변화는 위상이 180도에 도달합니다. 즉, 저음 반사 튜닝 주파수라고하는 특정 주파수에서 디퓨저 후면에서 나오는 음파와 위상이 어긋나기 시작합니다.
여기에서 스피커의 거의 모든 노력은 터널 내부의 다루기 힘든 기단을 흔드는 데 사용되므로 자연 진동에 대해 거의 아무것도 남지 않고 디퓨저 진동의 진폭이 최소화됩니다. (그리고 소리가 오고 있는데, 이 얼마나 큰 소리입니까! 이 주파수에서는 거의 모든 것이 터널에서 나옵니다). 그리고 귀에 눈에 띄는 왜곡을 일으키는 것은 원뿔 진동의 큰 진폭이기 때문에 소리 측면에서 상황이 가장 유리합니다. 그러나 주파수가 더 낮아지면 상황이 악화되기 시작합니다.매우 느린 저주파 진동의 경우 터널의 공기 질량은 더 이상 관성이 아니며 디퓨저의 뒷면은 공기를 앞뒤로 펌핑합니다. 펌프.
이 경우 마치 케이스에 스피커가 전혀 장착되지 않은 것 같은 상황, 즉 디퓨저 후면과 전면에서 오는 파동이 역위상으로 만나서 일반적인 어쿠스틱 쇼트와 같이 서로를 크게 잡아먹는 상황이 발생한다. 회로. 따라서 튜닝 주파수 아래에서 위상 인버터의 출력은 닫힌 상자보다 두 배 빠르게 떨어집니다. 그러나 더 나쁜 것은 디퓨저가 더 이상 속도를 늦추지 않고 매우 낮은 주파수에서 진동의 진폭이 단순히 격변적으로 증가하기 시작한다는 것입니다. 일부 서러브레드, 크로스오버 및 앰프에서 발견되는 아음속 필터는 거의 독점적으로 이 저음 반사의 나쁜 습관에 대응하기 위해 만들어졌습니다. 그렇다면 프로젝트의 음향 설계로 위상 인버터를 선택하면 정확히 무엇을 얻을 수 있을까요? ((즉시 경고하고 싶습니다. 이를위한 컴퓨터 프로그램없이 위상 인버터 계산이 가능하고 계산 공식과 노모 그램이 있습니다. 그러나 XNUMX 천년의 문턱에서 나는 그러한 방법을 다른 자격으로 인정할 수 없습니다 마조히즘보다 다음은 (거의) 모든 것을 설명하는 그림입니다. 매개 변수에서 위상 인버터에 설치하기에 적합한 10인치 스피커와 최적의 위상 인버터(20l, 42Hz로 조정)에 설치했을 때 얻을 수 있는 특성 및 동일한 볼륨의 닫힌 상자가 시뮬레이션됩니다.
두 개의 검은 곡선 중 위쪽은 물론 우리 것입니다. 약 150Hz 미만의 전체 주파수 대역에서 닫힌 상자에 비해 출력이 상당히 높습니다. "essentially"은(는) 무슨 뜻인가요? 예를 들어 60Hz의 주파수에서 차이는 약 4dB입니다. 그리고 이것은 증폭기의 전력을 2,5배 증가시키는 것과 같습니다. 즉, 겸손한 100W 앰프를 사용하면 이러한 서브는 마치 250W가 연결된 것처럼 재생됩니다. 같은 돈을 위해. 그러나 주파수에 대한 디퓨저 진동의 진폭 의존성을 나타내는 빨간색 곡선에서 우리 것이 더 낮습니다. 대부분의 저음 에너지가 집중되는 곳(100Hz 미만)에서 진폭이 떨어지기 시작하고 닫힌 상자보다 훨씬 낮은 상태를 유지하지만 생성된 음압은 두 배입니다! 닫힌 상자에서 진동 진폭은 꾸준히 증가하며 최대로 지정된 전력이 적용될 때 이미 70Hz까지 작동 범위(빨간색 점선)를 넘어서고 그 미만에서는 일반적으로 재앙입니다. 저음에 수반되는 친숙한 랄이 생성되는 곳입니다. 위상 인버터에서 진폭의 유예는 약 30Hz까지 계속되고 진폭은 지칠 줄 모르고 증가하기 시작합니다. 그러나 이미 소리가 거의 없기 때문에 서브톤 필터(있는 경우)를 사용하여 스펙트럼의 이 부분을 "교살"하고 진정한 오디오 범위에서 왜곡을 최소화하면서 임팩트 효율성을 즐기는 것이 좋습니다. "엄청난!" - 참을성이없고 데시벨에 굶주린 독자는 소리를 지르고이 페이지를 닫고 즉시 자신의 서브 우퍼 구멍을 수리하러갑니다. 동지, 그만! 다음에 무슨 일이 일어날 수 있는지 확인하십시오. 모든 것을 변경하지 않고 그대로두고 20 리터 상자에서 오래된 스피커를 끄고 닫힌 케이스에서 작동하도록 설계된 다른 스피커를 설치하십시오.
그를 위한 닫힌 기본 상자(그래프의 맨 아래 상자)에 있는 그의 특성은 매우 좋았습니다. 그리고 위상 인버터로 변환된 후에는 상위와 같이 됩니다. 즉, 50~100Hz 사이에서 뚜렷한 "슬랩"을 제공합니다. 그러한 조합의 생성 결과 위상 인버터가 한 번에 모욕적 인 별명 붐 박스 ( "술")를 받았고 나중에 일종의 휴대용 라디오에 사용되었습니다. 두 스피커의 차이점은 무엇입니까? 주어진 음향 디자인에 대해 특정 하모니에 있어야하는 두 가지 매개 변수에서 그렇지 않으면 여기에서 들리는 모든 사람에게 희망을 남겨주세요. 이러한 매개변수는 공진 주파수 Fs와 총 품질 계수 Qts입니다. "닫힌 스피커"의 경우 Fs = 25Hz, Qts = 0,4이고 "위상 인버터"의 경우 - 30Hz 및 0,3입니다. 그 차이는 그다지 크지 않은 것 같지만 결과는 크게 다릅니다. 에너지 대역폭 한 번에 발명된 매개 변수 Fs / Qts는 누가 누구인지 즉시 보여줍니다. 첫 번째 화자의 값은 62,5이고 두 번째 화자의 값은 100입니다. 규칙은 간단합니다. Fs / Qts가 100보다 눈에 띄게 작으면 "위상 인버터". 닫히거나 그 이상인 경우-다시 기억하고 닫힌 상자는 잊어 버리십시오.약 90-100- "황혼 지대", 특정 양보로 둘 중 하나를 사용할 수 있습니다. 하지만 독단적으로 스피커를 특이한 디자인으로 밀어 넣으면 어떻게 될까요? 드라마가 종이와 컴퓨터 화면에서 펼쳐지는 한, 즉 "피가 적고 외국 영토에서"노력합시다. 우선 "위상 인버터 스피커"를 닫힌 상자에 넣고 우리가 가지고 있는 유일한 매개변수인 이 상자의 볼륨으로 변화를 시도합니다.
그래프에는 세 개의 곡선이 있습니다. 가장 평평한 것 - 부피가 50 리터 인 상자에 설치 한 결과, 상자 부피가 100 리터 인 10 Hz 미만으로 가장 가파른 것. 그리고 중간에 - 20 리터 볼륨의 원래 특성. 우리는 볼 수 있습니다: 볼륨이 음란한 작은 것에서 비실용적으로 큰 것으로 변경되지만 좋은 특성은 없습니다. 너무 일찍 가라앉기 시작하거나 너무 빨리 가라앉습니다.
닫힌 상자를 위해 태어난 스피커는 다음 그래프에서 볼 수 있듯이 볼륨을 최적으로 맞추거나(중간 곡선) 음량을 "삭감"할 수 있는 반면, 상당히 눈에 띄게 "허밍" 특성(상단 곡선)을 수신합니다. 10 리터의 부피로 얻음 ). 그 반대? 위상 인버터에 "폐쇄형" 스피커를 설치할 때 평탄한 주파수 응답을 얻도록 설정할 수 있습니까? 이론적으로 - 예, 위상 인버터의 이점은 일정한 볼륨으로 터널의 직경과 길이를 변경하여 주파수를 조정할 수 있다는 것입니다 (실제로는 항상 길이). 우리는 위의 절대적으로 끔찍한 곡선 (볼륨 20 l, 튜닝 주파수 50 Hz)으로 실험을 시작하고 점차 위상 인버터를 재구성하여 갑자기 20 Hz의 튜닝 주파수에서 우리는 매우 좋은 결과를 얻었습니다. 곡선(그래프에서 아래쪽).
Opanki, 이제 어떤 터널이 필요한지 계산하고 가십시오! 컴퓨터 시간의 20초 후에 우리는 20리터 부피를 75Hz의 주파수로 조정하기 위해 직경 1mm, 길이 65m XNUMXcm의 터널이 필요하다는 것을 알게 되었습니다. 미니어쳐 레이디만큼 키가 크고 소형 서브우퍼만큼 작지 않습니다. 그러나 다른 한편으로 "위상 인버터"스피커는 최소한의 번거 로움 (파이프 밀기-파이프 밀기)으로 이퀄라이저보다 나쁘지 않은 주파수를 재구성 할 수 있습니다. 그래프는 35~52mm의 터널 길이가 필요한 190~400Hz의 터널 튜닝 주파수 범위에서 이러한 활동의 결과를 보여줍니다.
서브 우퍼 사가의 다음 부분 (물론 마지막 부분은 아닙니다. 주제는 무한하고 신은 자비 롭고 저자의 수명을 연장 할 수 있습니다)에서 우리 계획의 실제 구현 문제를 직접 다룰 것입니다. - 직접 해보고 싶은 사람 또는 유능한 설치자의 작업과 무지한 해킹 시도를 구별할 수 있기를 원하는 사람을 위해. 동의하십시오-택시를 타더라도 Sokolniki에서 Izmailovo까지의 경로가 Chertanovo에서 어떻게 든 멀어진다는 것을 아는 것이 유용합니다 ... 저자: Andrey Elyutin, AvtoZvuk; 간행물: avtozvuk.com
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