Tqwp расчет скачать программу excel

Данная программа представляет собой EXCEL-евский файл, в котором собран инструментарий для расчёта корпусов Tapered Quarter Wave Pipes (TQWP) или свернутый рупор или труба Войта, который описал данное акустическое решение в 30-х годах XX века.

За основу был взят файл John Rutter по расчетам David B. Weems, сделана попытка минимизировать разброс параметров вычислений допущеных в этом файле, произведена адаптация под метрическую систему мер.

Также автор добавил в TQWP программу блок расчёта деталей корпуса с возможностью вывода на печать эскизов с размерами.

Программа адаптирована под два режима просмотра 800х600 и 1024х768, для выбора режима на основных листах программы имеются кнопки.

Блок расчета содержит все необходимые данные для вычисления размеров корпуса. Нужно заметить, что все размеры внутренние, добавляйте тощину материалов.

Данные можно вводить только в ячейки подсвеченные белым цветом и только в миллиметрах, остальные ячейки информационные и защищены от редактирования.

В принципе все просто, но данные, по которым могут возникнуть вопросы постараюсь объяснить.

Толщина материала внутренней перегородки: желательно брать плотный материал не подверженный резонансу (ДСП, фанера, лучше бакелитовая), толщиной не менее 20 мм, так, как перегородка является элементом крепления боковых панелей.

Внешний диаметр корзины динамика: внешние габариты динамика.

Диаметр эффективной части диффузора: желательно брать данные, предоставленные производителем, но можно и измерить самим, нужно измерить расстояние между центрами подвеса диффузора, что тоже близко к истине.

Диаметр посадочного отверстия: пригодится при расчете деталей корпуса.

Собственная резонансная частота динамика: необходима для автоматического расчета частоты настройки корпуса TQWP.

Глубина закрытой части рупора: глубина площадки закрытого конца рупора (конуса). Категорически не рекомендуется делать больше 25–50 мм. Изменяя этот параметр можно в небольших пределах менять положение динамика по вертикали на передней панели.

Эффективная площадь диффузора: вычисляется автоматически.

Площадь открытой части рупора: равна 2,5-ой эффективным площадям диффузора. Вычисляется автоматически.

Площадь закрытой части рупора: вычисляется автоматически.

Позиция динамика: расстояние от закрытого конца рупора до центра посадочного отверстия динамика. Вычисляется автоматически.

Ширина корпуса: по умолчанию за ширину корпуса принимается внешний диаметр корзины головки. При желании изменить ширину корпуса, нужно подставить значение, на которое увеличится ширина с каждой стороны.

Глубина корпуса: внутренняя глубина корпуса. Вычисляется автоматически.

Высота корпуса: внутренняя высота корпуса. Вычисляется автоматически.

Глубина открытой части рупора: вычисляется автоматически.

Длина перегородки: вычисляется автоматически.

Высота порта: вычисляется автоматически.

Площадь порта: равна эффективной площади диффузора.

Внутренний объем корпуса: вычисляется автоматически.

Длина свернутого рупора: равна 1/4 длины волны, частоты настройки корпуса. Вычисляется автоматически.

Внешний диаметр ВЧ головки: если не предполагается использование ВЧ головки этот параметр можно упустить.

Диаметр посадочного отверстия ВЧ головки: Если не предполагается использование ВЧ головки этот параметр можно упустить.

СТАЦИОНАРНЫЙ РУПОРНЫЙ САБВУФЕР

Что такое параметры T/S (Тиэля Смола) и как они помогут мне выбрать самый подходящий для моих условий динамик???? И так что же кроется за параметрами Тиэля Смола. Для начала я дам вам описание самых распространенных (полезных) параметров T/S (Тиэля Смола), а ниже объясню как вы сможете их использовать для выбора самого подходящего динамика для вашей аккустической системы. Объяснение будет постым, я не буду вникать в математические и механические нюансы данных параметиров, что бы все было понятно даже новичку.

fs: Driver free air resonance. fs: основной резонанс динамической головки (так же еще называют резонанс в открытом воздухе -без оформления

Можно сказать что это условия при которых все дижущиеся части динамической системы синхронизированы итли входят в резонанс. Резонанс довольно сложно объяснить, проще понять это явление если попросту сказать что очень тяжело получить с помощью динамика частоту ниже частоты его осоновного резонанса.

К примеру грубо говоря динамик с частотой основного резонанса (fs: Driver free air resonance) = 60 Hz (Гц), не будет воспроизводить частоту в 35 Hz (Гц) очень хорошо.

Динамик же с частотой основного резонанса (fs: Driver free air resonance) = 32 Hz (Гц), будет воспроизводить частоту в 35 Hz (Гц) довольно уверенно, если ваше акустическое оформление будет настроено на воспроизведение столь нихких частот. Эти два обяснения очень хорошо подходят для выбора динамика для оформления ФИ (фазинвертер), ЗЯ (Закрытый Ящик) и band-pass (банд пасс). В случае рупорного сабвуфера этот параметр не столь критичен, так как там динамик скорее используется как поршень, а частоту создает само оформление сабвуфера в виде рупора.

Qts: Driver total Q. Qts: Общая добротность динамика

Иногда в этом параметре опускается буква Q, так как Это сокращение слова (качество — добротность). Итак Qts это общая добротность динамика, которая включает в себя електрическую и механическую добротность. Qts — дает нам понять, насколько сильна моторная (магнитная) система динамика. Динамики с малой общей добротностью системы (около 0,20( будут иметь большой магнит и смогут двигать диффузор динамика с большой силой. Это делается для тугих (жестких) динамиков. Динамик с Qts = 0,45 будут иметь меньший магнит и соответственно меньшую силу для движения диффузора. Таким образом низкое значение Qts дает сильный (жесткий, плотный) и острый звук, но с малым весом или низким басом и большим Qts получается протяжный и сильный звук который дает вам очень много низкочастотного давления. Остерегайтесь динамиков с большим Qts, более 0,6. Для нормальной работы таких динамиков вам потребуются огромные аккустические оформления (короба), так как с нормальными (реально разумными) размерами акустического оформления вы не получите от этих динамиков много басовой составляющей. Такие динамики лучше использовать в задней олке вашего авто, где они получат много свободного пространства за своей спиной.

Qms: Driver mechanical Q Qms: Механическая добротность динамика

Qms — механическая добротность динамика, дает представление о всех механических параметрах динамика вместе. Это выражение контроля создаваемого жесткостью подвеса.

Qts (общая добротность динамика) состоит из електрической добротно Q (Qes) и механической добротности Q (Qms)

Рассчитать Qts можно как 1/Qts = 1/Qes + 1/Qms

Qms рассчитывается как

Fs sqrt(Rc) Qms = ——————- f2 — f1 Динамик с большой мехнической добротностью Qms может играть более открыто, чище и иметь больший динамический диапазон. Потому что такие динамики будут иметь меньшие потери. Резиновый круговой подвес более гибкий, бумажный подвес, который является частью дииффузора более конструктивен, они имеют больший воздушный поток и обычно соответственно большую чувствительность. Таким образом механическая добротность очень хороший индикатор енергетического запаса динамика.

Qts это всего лишь произведение Qes и Qms и понимания что означают эти величины, очень важно при конструировании акустических систем. Qts Vas и fs все что нужно для вычисления размеры вашего будущего акустического оформления (короба), со временем когда вы перейдете на более профессиональный уровень конструирования, такие величины как Qes и Qms станут для вас необходим условиям для последующей работы.

BL: Driver motor strength. BL: Магнитная сила динамика

BL: Чем больше это значение тем сильнее мотор (магнитная система). Динамики с большим BL уровнем (30 и более) могут контролировать собственный диффузор очень четко. Обычно эти динамики имеют очень большие магниты и весят очень много. Примите на заметку что динамики с большим BL уровнемобычно имеют низкое значение Qts — общей добротности. Динамики с низким значением BL (20 и менее) контролируют свой диффузор менее жестко. Эти динамики не будут столь жесткими (тугими) как их собратья. Они будут в большинстве случаев иметь большое значение Qts (более 0,28). Я называю эти динамики — грязевые динамики, из за их протяжного и объемного баса с довольно плохой моментальной реакцией.

Vas: Volume of air equal to the driver compliance. Vas: Эквивалентный объем динамика

Он дает понятие о том насколько тугой подвес у динамика. Значение дается в литрах или в кубических дюймах. Есть много параметров влияющих на Эквивалентный объем, так что мы не можем сказать что большое значение параметра Vas лучше. На еквивалентный обхем влияет подвес динамика, размер диффузора и даже температура воздуха. Это самый трудно определяемы параметр. Его значимость труднее всего оценить.

Mmd: Mass or weight of the speaker cone assembly. Mmd: Масса или вес движущейся системы динамика

Выражает насколько тяжелый диффузор, катушка и другие движущиеся части. 18 дюймовый динамика с Mmd около 100 грамм будет иметь довольно легкий диффузор и будет более еффективен нежели динамики с более тяжелыми диффузорами. Лешкий диффузор двигается быстрее. Легкий диффузор так же имеет большой Qts, но не всегда. Это дает им приимущество в моментальной реакции чем легче диффузор, тем быстрее реакция, но слабый мотор динамика может повлиять на увеличени общей добротности динамика Qts, что компенсирует все приимущества лугкого диффузора. Динамики с Mmd более 200 грамм будут иметь тяжелые диффузоры. Они обычно менее продуктивны (имеют маленькую еффективность), имеют двойные корзины и низкий Qts. Динамики с тяжелыми диффузорами имеют более медленны звук, но не всегда имеют низкий Qts и большой BL. Сила мотора динамической системы может противодействовать весу тяжелого диффузора и давать быструю реакцию и большую еффективность. Не путайте Mmd и Mms. Mms это общий вес динамика в сборе. Некоторые программы хотят что бы вы ввели Mmd и по нему считают Mms, другие наоброт.

Sd: Effective driver radiating area. Sd: Эффективная площадь диффузора динамика.

Дается в кавадратных сантиметрах. Обычно означает насколько велика область динамика которой он двигает воздух. Большие динамики соответственно имеют большую площадь, маленькие — маленькую. Стандартная площадь диффузора для динамика 18 дюймов — 1150 квадратных сантиметров, а 15 дюймовый динамик имеет площадь около 890 квадратных сантиметров. Правда глубина диффузора зачастую тоже берется в рассчет. Более глубокий диффузор даст большую площадь диффузора с тем же диаметром. Именно поэтому вы видите разные эффективные площади динамиков одинаковых по диаметру. Те которые имеют большую эффективную площадь обычно либо более глубокие либо имеют меньший подвес, что увеличивает их эффективную площадь.

xmax: The amount of voice coil overhang. xmax: Сдвиг диффузора (звуквовй катушки) в миллиметрах

Отражает расстояние в миллиметрах которое проходит катушка, от самой дальней точки до самой нижней относительно магнита. Динамики с xmax 10 мм может двигать диффузор в два раза дальше чем динамик с xmax =5. Не путайте xmax с maximum excursion (максимальное выдвижение диффузора). maximum excursion — максимальное выдвижение диффузора можно охарактеризовать двумя способами 1. выдвижение диффузора назад до момента пока катушка не упрется в магнит 2. выдвижение диффузора вперед до момента пока он не будет остановлен максимольно возможным выгибом подвеса. xmax это расстояние которое может проходить катушка находясь в магнитном поле динамика. Нет никакого смысла выдвигать катушку за пределы магнитного поля динамика, потомучто за пределами поля катушка будет не под контролем мотора динамической системы. Большее значение xmax означает что катушка может двигаться вперед и назад довольно далеко находясь все время под контролем мотора динамической системы (магнитного поля). Возьмите на заметку, что величина xmax в 5 мм означает что диффузор (катушка) может ходить на 5 мм вперед и на 5 мм назад находясь под контролем мотора динамической системы.

Vd: Displacement volume. Vd: Сдвигающая громкость (дословно)

Эту величину часто используют те у кого большой аппетит к динамикам более 24 дюймов.Vd это Sd умноженое на xmax. Это величину можно представть как колличество воздуха которое сможет сдвинуть динамик за один проход. Я описал этот параметр ниже Sd и xmax именно потому что оба они включены в данную величину. В принципе для того что бы создать звуковое давление которое вам нужно, вы должны сдвитгать воздух, и чем ниже частота которую вы хотите воспроизвести тем больше воздуха вам прийдется сдвинуть. Вы можете это сделать большим диффузором, у которых больше эффективная площадь диффузора или вы можете это сделать меньшим динамиком которые могут двигаться туда и обратно на большее расстояние (имеют больший xmax). Итак 18 дюймовый динамик с эффективной площадью диффузора 1150 квадратных сантиметров и xmax 5 мм сможет сдвинуть 5750 кубических сантиметров воздуха за раз. Можно представить себе это как веер который имеет перед собой много воздуха, и когда вы быстро его сдвинете он направит этот воздух на вас, очень быстро и с постоянной ритмичностью — это и есть динамик. Теперь возьмем как пример динамик Precision Devices PD 1850, он имеет 11,25 мм xmax и эффективную площадь Sd равную 1150 квадратным сантиметрам. Его Vd будет равен 12 975 кубических сантиметров. Он толкает 12 975 кубических сантиметров воздуха на кого то, это намного больнее (сильнее) чем 5750 кубических сантиметров. Некоторые заметили что 12 975 кубиков практически вдвое больше нежели 5750, именно поэтому я предпочитаю работать с динамиками типа PD 1850. Сравнивать величины Vd очень полезно что бы понять сколько баса может воспроизвести динамик, а многие люди этого просто не знают.

no: Free air reference efficiency. no: Продуктивность динамика в открытом воздухе (грубо говоря)

Дается величина в процентах. Я нашел ее более полезной чем чувствительность которую указывают разработчики. Многие величины чувствительности специально раздуты разработчиками, некоторые разработчики даже не указывают no, они лишь дают величину чувствительности. no — это чувствительность динамика до того как разработчики втулили его в короб и замеряли величины верные для этого динамика по их мнению. Для басовых динамиков no в 3,8% до 5% очень очень хороший показатель, динамик обычно при таких параметрах будет иметь чувствительность в 97,9 до 99 (dB)Дб. Наиболее часто динамики встречаются с no около 1,8 — 3,8% и эти динамики будут менее еффективны.А динамики с no = 1,8% будут давать чувствительность в 94,7 (dB)Дб а 3,8% — 97,9 (dB)Дб. Величины даются в 1W/1m (1 Ватт/1 метр). Как правило динамики с большим xmax имеют маленькую величину no. Потому что они имеют длинные катушки которые тяжелы для мотора динамика, что бы двигать их с такой чувствительностью. Поэтому вам прийдется дополнительно вложится в усилитель который раскачает такой динамик, либо взять динамик с большей чувствительностью и при этом сэкономить на усилителе. Вы никогда не получите Огромную мощь от динамика с малым xmax по сравнению с той что сможете выжать из динамика с большим xmax, но вы всегда получите максимум который возможен на данной мощности от динамика с большей чувствительностью с малым xmax. Если вы никогда не раскачиваете свои динамики серъезно тогда используйте чувствительные динамики, динамические головки с малой величиной xmax обычно економят вам деньги на приобритении самого динамика в первую очередь, а так же им нужны менее мощные усилители что бы получить все что возможно от такого рода динамиков. Вы такж получите приимущества от малого веса. Если вы раскачиваете свои динамики серъезно и хотите максимальной отдачи от них в аккустических оформлениях (рассчитаных вами размеров), тогда вам нужно использовать динамики с длинными катушками и которые имеют большой ход диффузора. Тапк же вам потребуется серъезный бюджет на усилители, обычно требуется более килловата что бы дотянуть их до максимального вылета, сказывается недостаток чувствительности. Если я имею 500 — 750 Ватт в запасе что бы дать на каждый динамика, тогда я буду использовать более чувствительные динамики, с маленьким xmax. Если вы в данном случае используете мало чувствительные динамики с большим xmax, вы не молучите столько мощности и я смогу создать куда более сильное звуковое давление с такими же динамиками с большей чувствительностью на тех же усилителях.

Если я буду иметь возможность пригрузить динамики 1000 Ватт каждый, я буду использовать менее чувствительные с большим ходом динамики. Таким образом вы получите больше мощности, однако и давить вам их придется сильнее. Можно объяснить это все доходчиво таким образом. Если у меня рядом есть клуб и в нем стоят усилители по 100 Ватт на канал и качаюь динамики по 15 дюймов в рупорном оформлении, которые просто таки поражают меня своим звуковым давлением. Если я куплю динамики 18 дюймов с длинным ходом диффузора (xmax = 10 мм) и подсоединю их к тем же усилителям по 100 Ватт я даже не услышу заработали 18 дюймовики или нет (хотя при покупке я наверно рассчитывал переорать 15-ки) . Разница в том, что они имеют очень чувствительные динамики которые дают полную звуковую мощь на 100 Ваттах и они будут раскачаны до максимума, они никогда не смогут дать больше мощности, даже если я принесу в этот клуб усилители в 1500 Ватт. Но если я куплю 1500 Ватт усилители и подсоединю их к моим 18-кам я скорее всего подыму весь район вместе с клубом. Правда мне надо будет только 500 Ватт что бы получить еквивалентную звуковую мощь от моих динамиков,с той которую я слышу в клубе (при их 100 Ватовых усилителях).

Power compression Потери мощности (перевод по смыслу)

Не параметр из линейки T/S (Тиэля Смола), но очень полезно оценить если параметр дается производителем. Дается он в dB (Дб), часто скрывается производителями. Величина отображает чувствительность которую динамик теряет в следствии нагрева катушки. Плохие динамики теряют 5 — 6 dB (Дб). Динамики получше около 3 — 5 dB (Дб) при максимальных нагрузках. Существует несколько динамиков имеющих Power compressio менее 3dB (Дб). JBL Заявляет 2,8 dB (Дб) для одного из своих динамиков 18 дюймов, и считает это рекордом. Смешно однако Precision Devices имеет 18 дюймовый динамик с величиной потерь равной 1.6 dB при максимальной нагрузке. Так что если у вас в наличии имеется драйвер PD 1850 — 600 watts и вы пустите столько же мощщи на динамик с потерями в 4,6 dB (Дб) динамик PD 1850 будет на 3 dB (Дб) громче. Именно поэтому я обращаю внимание на мелочи. PD 1850 3 dB (Дб) громче и сможет сдвинуть намного больше воздуха нежели многие другие динамики размером 18 дюймов.

Примите к сведению что вам придется оценить многие параметры и уже потом составить собственный окончательный список. Существеут еще много параметров о которых я вам могу поведать, однако мне бы пришлось углубиться в мир математики и физики и все это свелось бы к тому что многие из них объясняли бы все то же что я описал выше. Вам действительно надо знать точные параметры fs, Qts и Vas что бы создать аккустическое оформление, другие же параметры просто дададут вам точное представление о том как этот динамик будет работать в данном оформлении. Эти три параметра fs, Qts и Vas будут наиболее полезны они подскажут вам как наиболее рационально использовать динамик. Если вам нужен динамик для рупора, правильный рупор с длинной более 1,8 метра, проверьте что динамик имеет Qts настолько маленькое насколько это возможно и самый сильный магнит который вы сможете найти. Параметр силы магнита дается в BL, поэтому чем он больше тем лучше. Так что не пихайте динамик с Qts = 0,48 и BL = 17 в рупор. Он не сможет двигать воздух в рупоре и просто разрушится если вы будете подавать на него большую мощность в течении длительного периода времени. Эти динамики с большим Qts просто таки просятся в вентилируемые боксы (как то ФИ — фазоинвертер). Если ваш динамик с Qts = 0.48 и Vas = 290 и Fs=35 тогда оптимальное решенире для него в виде ФИ будет объемом в 400 литров, это очень большой короб, но мы говорили выше что чем больше Qts тем больше короб нам нужен. Если мы оставим Vas и fs такими же, и уменьшим Qts до 0,35 тогда оптимальный размер будет 139 литров, что намного меньше. Так что для оформлений типа ФИ подоходят динамики с Qts’s 0.28 — 0.45. Динамики с Qts’s менее 0,28 будут чудесно работать в рупорах. Для параметров более 0,45 вы будете иметь огромные короба, в этом случае лучше всего устанавливать эти динамики в заднюю полку авто, либо в короба меньших размеров, однако при этом вы проиграете в отдаче баса. Если мы посмотрим на другой динамик 18 дюймов, который имеет Qts = 0,19 и Fs = 40 и Vas = 230 liters (литров) и вычислим оптимальные размеры бокса для ФИ он будет размером в 22,5 литра. Вы скажите прекрасно, маленький сабвуфер, но на самом деле все не так хорошо, в таком оформлении динамик будет иметь f3 point = 112 Гц (Hz). Так что даже 60 Гц Hz буду воспроизводится очень громко. Єто динамик просто идеален для рупора, засуньте его в реально длинный рупор и отойдите подальше. f3 point это точка в которой бас преодалевает уровень в -3Дб (db). Если вы поняли все то что мы описывали выше, попробуйте угадать какой из преведенных выше двух динамиков будет иметь уровень BL ниже.Вы будете правы если скажете что это первый динамик с Qts = 0.48.

Vb: Internal volume of a ported enclosure. Vb: Внутренний объем Фи (фазинвертор)

Vc: Internal volume of a closed box. Vc: Внутренний объем ЗЯ (закрытый ящик)

Fb: Tuning frequency of a ported enclosure. Fb: Частота на которую настроен ФИ

Fс: Tuning frequency of a closed box Fс: Частота на которую настроен ЗЯ

Рассчет рупорного сабвуфера — программа HORNRESP (Horn Loudspeaker Response Analysis Program)

Конструкция данного рупорного сабвуфера, имеет наверно наименьшею популярность из-за своей сложности. Однако при всем при этом данный сабвуфер имеет самое большое звуковое давление среди всех аккустических оформлений низкочастотных звуковых головок (ЗЯ-закрытый ящик, ФИ — фазоинвертер, Банд-пасс разных порядков).

Данное оформление является аналогией сабвуферов с полосовыми свойствами частотной характеристики, такими как банд-пасс, однако как говорилось выше сабвуферы типа рупор имеют значительно более высокое звуковое давление, и при всем при этом порой более маленькие размеры. Значительный плюс такого оформления что параметры динамика зачастую не значительно влияют на итоговую частотную характеристику.

Как мы видим на фото, всем известная система рупор имеет простую конструкцию…. Вследствии того что в идеале строить такую систему не целесообразно по ряду причин, в часности и не рациональное использование площадей и объемов.

Вследствии этого рупор делится на сегменты и сворачивается посегментно так как мы видели вначале стетьи.

Задаются длинны (L12 L23) и площади окна (S1 S2)

В рассчете такого сабвуфера нам поможет программа HORNRESP (Horn Loudspeaker Response Analysis Program) VERSION 8.40 Программа имеет вид (на первый взгляд ужасающе — все эти параметры нам нужно ввести)

Итак первый основной сегмент у нас помечен красным цветом. Тут задаются всем известные параметры Тиеля Смола (TS параметры)

VRC — это задний объем камеры…ЗЯ который ЗА ДИНАМИКОМ LRC — длинна камеры… при не правильной длинне звучать бедт не так…поэтому ее и указываем что б не ругался ??? (однако на АЧХ не влияет) FR и TAL — заполнение синтепоном но ПОЧЕМУТО на АЧХ не влияет … (слшком мало влияние для полосового офрмления +-1 дб VTC — объём предрупорной камеры которая перед диффузором ATC — тоже не влияет (можно ноль)

Для того что было понятно что такое VTC (предрупорная камера перед диффузором) возьмем другую картинку….на ней…объем это расстояние от диффузора до прорези фактически окна — которое пропускает воздух непосредственно в рупор.

Осталось послдеднее поле — желтое Тут остается наше творчество…мы можем меняя параметры достичь той АЧХ, которая нас устраивает.

ANG VEL и DEN CIR — не трогаем єто угол замера ачх, скорость и плотность воздуха S-ки и L-ки надо самому придумывать, как говорилось выше это длинны и площади окна сегмента Тут требуются некоторые объяснения. Первое окно (S1) гдето 20-40% от площади диффузора (обычно вроде около 20-25) Так же надо заметит, при вводе L-ок (нажимая на L34 к примеру можно изменить вид измерения на CON и EXP)

Ну я думаю разницу вы поняли, если что направление дал… можете эксперементировать смотреть на графики и схемы и делать выводы F-ки это частоты среза каждого сегмента сабвуфера, программа расчитывает их сама…

НА ЭТОМ ВСЕ Дальше эксперементируйте сами…нажимайте кнопку калькулейт и вперед

Еще вариант рупорного сабвуфера под 18дюймовый динамик

Так выглядит рупорный сабвуфер в уже готовом виде. Чертежи этого сабвуфера приведены ниже.

Для изготовления нижней фигурной части используется фанера толщиной 3 мм, которая слой за слоем наклеивается друг на друга до получения толщины 18 мм.

Еще один вариант рупорного сабвуфера про принципу равномерного расширения

Описание взято с какого иностранного форума, переводить стало лень, однако кое какие пояснения необходимы. Первоначально чертеж сабвуфера у ребят имел следующий вид:

Однако они решили пересчитать размеры в соответствии со своими требованиями и у них получились следующие размеры:

Как видно из рисунков произошло уменьшения высоты сабвуфера, что повлекло изменение рабочей частоты. Напомню, что длина раструба зависит от желаемой частоты резонанса. При изготовлении рупоров с равномерным расширением КПД сабвуфера получается несколько меньше, чем у расширяющегося по экспоненте, однако расчеты для такого рупора довольно просты. Длина рупора вычисляется по формуле L = 344 / F, где L — длина рупора, 344 — скорость звука м/с, F — частота резонанса. Однако рупор акустической системы может быть выполнен двумя способами: 1. Закрытого типа, когда в раструб «уходит» лишь одна сторона дифузора, а вторая работает на закрытый ящик. В этом случае длина рупора может составлять как полуволновую длину, так и четверть волновую. Для примера возьмем частоту 40 Гц. Полуволновой рупор будет иметь длину L = 344 / 40 = 8,6 м / 2 = 4,3 м. Четверть волновой расчитывается также, но полная длина рупора делится уже не на 2, а на 4 и в результате мы получаем L = 344 / 40 = 8,6 м / 4 = 2,15 м.

2. Рупор открытого типа излучает одной стороной дифузора в пространство, а второй в раструб рупора. В этому случае необходим сдвиг фазы на 180 градусов, чтобы обе стороны дифузора излучали в пространство сигнал одной фазы. Поэтому длина рупора должна иметь половину длины волны звукового сигнала, следовательно длина рупора может быть только полуволновой, т.е. для частоты 40 Гц длина будет составлять L = 344 / 40 = 8,6 м / 2 = 4,3 м. На нижнем рисунке длина рупора получается примерно чуть юольше 3 м, следовательно оптимальная частота для рупора будет составлять 50…55 Гц.

Именно это и показывает программа расчета длины рупора:

От 20 до 80 Гц АЧХ сабвуфера имеет ровную плоскость, а выше уже начинаются «качели» вызванные фазовыми искажениями. Эти «качели» следует «обрезать» фильтрами для сабвуферов, которые не дают попадать на вход усилителя мощности частотам выше 100 Гц. Далее несколько фоток по сборке сабвуфера

С разнуми динамическими головками параметры сабвуфера имеют вид:

Правда не понятно с каким динамиков какие графики получились у этой акустической системы, тем не менее вывод сделать можно один — у данного сабвуфера дольно большая отдача по низким частотам.

Адрес администрации сайта

НЕ НАШЕЛ, ЧТО ИСКАЛ? ПОГУГЛИ:

СТРОКА ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ПОИСКА

Формулы применяемые при расчете TQWP

По моему убеждению, порт не является частью резонатора. Хотя это мое, личное мнение. Я могу и ошибаться. Согласно расчетам David B. Weems фактическая длина рупора может быть на 20% больше расчетной, так что, даже если я ошибаюсь, погрешность все равно в пределах допустимой нормы.

Лада 2110 16V › Бортжурнал › Звук — Часть четвертая. [ЧВ] или Обратно нагруженный рупор.

Доброго местным!

Данная программа представляет собой EXCEL-евский файл, в котором собран инструментарий для расчёта корпусов Tapered Quarter Wave Pipes (TQWP) или свернутый рупор или труба Войта, который описал данное акустическое решение в 30-х годах XX века.

За основу был взят файл John Rutter по расчетам David B. Weems, сделана попытка минимизировать разброс параметров вычислений допущеных в этом файле, произведена адаптация под метрическую систему мер.

Также автор добавил в TQWP программу блок расчёта деталей корпуса с возможностью вывода на печать эскизов с размерами.

Программа адаптирована под два режима просмотра 800х600 и 1024х768, для выбора режима на основных листах программы имеются кнопки.

Блок расчета содержит все необходимые данные для вычисления размеров корпуса. Нужно заметить, что все размеры внутренние, добавляйте тощину материалов.

Данные можно вводить только в ячейки подсвеченные белым цветом и только в миллиметрах, остальные ячейки информационные и защищены от редактирования.

В принципе все просто, но данные, по которым могут возникнуть вопросы постараюсь объяснить.

Толщина материала внутренней перегородки: желательно брать плотный материал не подверженный резонансу (ДСП, фанера, лучше бакелитовая), толщиной не менее 20 мм, так, как перегородка является элементом крепления боковых панелей.

Внешний диаметр корзины динамика: внешние габариты динамика.

Диаметр эффективной части диффузора: желательно брать данные, предоставленные производителем, но можно и измерить самим, нужно измерить расстояние между центрами подвеса диффузора, что тоже близко к истине.

Диаметр посадочного отверстия: пригодится при расчете деталей корпуса.

Собственная резонансная частота динамика: необходима для автоматического расчета частоты настройки корпуса TQWP.

Глубина закрытой части рупора: глубина площадки закрытого конца рупора (конуса). Категорически не рекомендуется делать больше 25–50 мм. Изменяя этот параметр можно в небольших пределах менять положение динамика по вертикали на передней панели.

Эффективная площадь диффузора: вычисляется автоматически.

Площадь открытой части рупора: равна 2,5-ой эффективным площадям диффузора. Вычисляется автоматически.

Площадь закрытой части рупора: вычисляется автоматически.

Позиция динамика: расстояние от закрытого конца рупора до центра посадочного отверстия динамика. Вычисляется автоматически.

Ширина корпуса: по умолчанию за ширину корпуса принимается внешний диаметр корзины головки. При желании изменить ширину корпуса, нужно подставить значение, на которое увеличится ширина с каждой стороны.

Глубина корпуса: внутренняя глубина корпуса. Вычисляется автоматически.

Высота корпуса: внутренняя высота корпуса. Вычисляется автоматически.

Глубина открытой части рупора: вычисляется автоматически.

Длина перегородки: вычисляется автоматически.

Высота порта: вычисляется автоматически.

Площадь порта: равна эффективной площади диффузора.

Внутренний объем корпуса: вычисляется автоматически.

Длина свернутого рупора: равна 1/4 длины волны, частоты настройки корпуса. Вычисляется автоматически.

Внешний диаметр ВЧ головки: если не предполагается использование ВЧ головки этот параметр можно упустить.

Диаметр посадочного отверстия ВЧ головки: Если не предполагается использование ВЧ головки этот параметр можно упустить.

Акустика TQWP — труба Войта на 4А-28

Музыка сопровождала меня всегда. Вначале это была «Весна-202», позже «Олимп-004», «Амфитон-002», «S-90». Потом — долгая пауза и «Panasonic RX-DT 30». И вот — новая волна «тоски по ностальгии».

По производственным делам занялся автомобильной акустикой. Пришлось много полазить по Интернету, чтобы восплонить пробелы в информации. Везде были ссылки на сайты, описывающие в самых розовых тонах достоинства громкоговорителей типа «Трансмиссионная линия». Причём, не сговариваясь, в одну дудку дудели и англичане с французами, и датчане, и австралийцы с японцами.

В результате вирус меломанства проник в мою душу и крепко вцепился коготками сомнения: — «А чем мы хуже?». Поискав в русскоязычном инете и ничего не найдя, пришлось всё испытывать самому.

Выбор пал на колонку типа «Обратный рупор», по другому «Труба Войта» или у иностранцев «TQWP». Дело в том, что «S-90» уже слушал, и этот звук мне совсем не понравился. Низы очень навязчивые. Этот недостаток я связал с большой задержкой фазоинвертора, однако сейчас думаю иначе. Вот и выбрал колонку без фазика.

Как нельзя кстати друг подарил пару 4А-28 из длительного хранения. Найдя описание улучшения характеристик этих динамиков, произвёл экзекуцию над обоими по рецептуре Горыныча. В результате получилось следующие параметры Тиля-Смолла:

Re	12,48 Ом
Qms	1,501
Qes	0,802
Qts	0,52
Vas	79 л
Le	0,202 мГн
L1	1,057 мГн
R1	9,41 Ом
Fs	53,9 Гц
dF	50-17000 Гц
Cms	0,422 мм/Н
Mms	14,1 г
Rms	4,65 кг/сек
Bl	10,4 Н/А

После трёх дней (две субботы и одно воскресенье) экспериментов методом «научного тыка» подобрал что-либо похожее на характеристики первоисточника. Полученные данные колонки меня СИЛЬНО озадачили. Ничего похожего на изящную колонку первоисточника! Мой монстр выглядел удручающе!

Представьте себе:

• высота рупора 161см,
• площадь сечения закрытого конца рупора 782см2,
• площадь сечения открытого конца рупора 1364 см2,
• динамик установлен за 32 см от закрытого конца рупора (1/5 длины рупора),
• заполнение рупора (ВАЖНО!) 10г/литр обьёма волокном «Дакрон» (это по нашему синтепон наверное).

Никакого подобия клина с динамиком посередине! Однако, характеристики АЧХ выглядят очень обнадёживающе:

Здесь и на рисунке ниже красным цветом нарисованы характеристики трубы Войта, а синим — бесконечного экрана.

Для справки привожу также Z-характеристику колонки:

Когда успокоился, взял в руки AutoCAD, и по этим параметрам нарисовал вертикальную колонку с рупором, развёрнутым вперёд. Прошу не судить строго, не дока в конструировании колонок.

Детали из ламинированного ДСП заказал на фирме. Всё пришлось впору, даже косые торцы.

Конструкцию придумал по принципу: ни одного шурупа снаружи. Крепёж изнутри через косые треугольные рейки 40*40мм шурупами и клеем «Момент-монтаж». Вот общий вид в процессе работы:

Место под динамик усилил дополнительным листом 10мм фанеры:

Кривой выход рупора изготовил из листа 4мм ДВП:

Щели между тонким листом ДВП (на рисунке отмечены красными стрелками) и корпусом думал залить монтажной пеной, но для жёсткости и устойчивости колонки залил бетоном. Ушло полтора ведра. Здесь наступил на первые грабли: ДСП разбухает от влаги (:-(). Победил.

Товарищ посоветовал для жёсткости поставить несколько распорок. Поставил две из 10мм фанеры между передней и задней стенками рупора (на фотографиях их ещё нет). После сборки колонки внутреннюю поверхность обработал автомобильной противошумовой мастикой. На каждую колонку ушла банка мастики.

Тут вторые грабли: на каждую кололнку нужно 1,7 кг синтепона.

Я думал, это немного. Оказалось около 20 погонных метров!

Посчитайте цену! После некоторой внутренней борьбы обошёлся минеральной ватой. Ушло 3 кв.м. на обе колонки. Сохло это добро около недели. Больше не выдержал: поставил динамики и включил попробовать.

Посмотрите на довольного электронщика!

Первое впечатление это конечно что-то! Вообще, я получил массу приятных эмоций ещё во время изготовления колонок, но впервые услышать сделанное твоими руками!… Прииграл немного динамики в TQWP. Кстати, первая колонка играла на три дня раньше, и после включения второй колонки разница в звуке и в звуковом давлении огромная! Потом правда, всё нормализовалось.

Когда привёз колонки домой, измерил АЧХ в ближнем поле динамика и выхода рупора. Векторно пока не научился складывать для получения полной АЧХ, т.к. ФЧХ буду мерять примерно через месяц, после изготовления микрофонного усилителя:

А измеренная Z-характеристика показала, что очень недостаточно демпфировочного материала. Надо добавить минеральной ваты, или всё же применить синтепон (:-().

Я не очень хороший «слухач», но качество звука пока не такое, как мне хочется. Несколько размыта панорама.

Один знакомый выразился о частотном диапазоне — «Хорошая середина. От средних низов до средних верхов».

Я с ним не согласен, верхов хватает. Самых низов недостаточно.

Итак, следующий шаг: сделать аудиотракт под эти колонки. У меня есть ОРБИТА (рашн Квод). Хочу построить усилитель класса А на 25 ВТ/16 Ом. Схему придумал сам. Выходной источник тока в нижнем плече будет с положительной обратной связью, так что транзисторы в Х.Х. будут греться на 12 Вт. Радиатор считал — хватит. Послушаем!?

Формулы применяемые при расчете TQWP

По моему убеждению, порт не является частью резонатора. Хотя это мое, личное мнение. Я могу и ошибаться. Согласно расчетам David B. Weems фактическая длина рупора может быть на 20% больше расчетной, так что, даже если я ошибаюсь, погрешность все равно в пределах допустимой нормы.

Широкополосная АС на 10 ГДШ-1

Головка громкоговорителя 10ГДШ-1 (10ГД-36К) разработана более 20 лет назад во ВНИИРПА им. А.С. Попова и многие годы выпускается заводом “Акустика” в г. Знаменке (Украина).

Она предназначена для применения в однополосных АС, которые дешевле и проще двух- и трехполосных и имеют меньшие фазовые искажения из-за отсутствия разделительных фильтров. Головка 10ГДШ-1 одна способна воспроизвести практически весь звуковой диапазон частот.

Эффективная работа в области НЧ обеспечивается применением специального гибкого подвеса из пенополиуретана и жесткого диффузора с криволинейной образующей, а в области ВЧ – вторым диффузором.

Применение этих головок в малогабаритных АС типа 15АС-223 и им подобным с внутренним объемом около 14 л не позволяет в полной мере реализовать возможности 10ГДШ-1 в области самых низких частот. На рис.1 (кривая 1) изображена типовая АЧХ 15АС-223 в области частот до 250 Гц.

На частотах выше 80 Гц АЧХ практически линейна (“поршневой” диапазон данного типа головок простирается до 400-500 Гц и выше), ниже частоты 75 Гц (-3 дБ) – крутой спад, достигающий -12 дБ на частоте 50 Гц.

В таблице приведены параметры нескольких головок 10ГДШ-1 (колонки “V=∞”), а также головок в корпусе объемом 60 л, вычисленном из условия получения полной добротности системы меньше единицы (колонки “V=60 л”). Разброс параметров оказался не большим, значения Qп (“V=∞”) в среднем находятся в пределах 0,7-0,8, т.е. вычисленный объем АС в 3-4 раза больше Vэ.

Лист «Корпус TQWP»

Здесь автор предлагает наиболее простой вариант чертежа TQWP. В конструкции предусмотрена возможность установки ВЧ головки. Так как размеры корпуса достаточно внушительные, желательно применять материал не менее 20–25 мм толщиной.

Передняя панель состоит из двух элементов: основной панели, на которую крепится широкополосный динамик и декоративной панели, которая приклеивается и притягивается саморезами к основной панели. Широкополосный динамик устанавливается в корпус снаружи, впотаи, ВЧ внахлест.

Дабы придать большую жесткость, нижняя панель тоже выполнена в виде бутерброда. Для придания респектабельного вида, предлагается два гриля, верхний прикрывающий динамики и нижний, закрывающий отверстие порта.

Краткое описание вводимых данных.

Передняя панель: толщина материала основной передней панели.

Передняя декоративная панель: толщина материала декоративной передней панели.

Задняя панель: толщина материала задней панели.

Боковая панель: толщина материала боковых панелей.

Перегородка 1: толщина материала внутренней перегородки 1. Во избежание резонанса, желательно использовать материал, как можно толще. Перегородка также является элементом крепления боковых панелей и ребром жесткости.

Перегородка 2: толщина материала днища закрытого конца рупора.

Верхняя панель: толщина материала верхней панели.

Нижняя панель 1: толщина материала нижней фальшь панели. Желательно использовать материал, как можно толще, так, как панель является элементом крепления боковых и задней панелей.

Нижняя панель 2: толщина материала нижней панели.

Гриль верхний: толщина материала декоративной накладки на динамик.

Гриль нижний: Толщина материала декоративной панели прикрывающей отверстие порта. Ровна толщине декоративной передней панели.

Высота терминала: Если предполагается использование прямоугольного терминала. Если терминал другой формы или отсутствует, оставляйте ячейку пустой.

Ширина терминала: Если предполагается использование прямоугольного терминала. Если терминал другой формы или отсутствует, оставляйте ячейку пустой.

Диаметр терминала: Если предполагается использование круглого терминала. Если терминал другой формы или отсутствует, оставляйте ячейку пустой.

Расстояние между корпусами динамиков: Расстояние между корпусами динамиков. При использовании ВЧ динамика.

Нижний обвод верхнего гриля: Расстояние между отверстием под динамик и нижней кромкой гриля.

Площадка крепления нижнего гриля: Площадка на основной передней панели не прикрытая декоративной передней панелью, предназначенная для элементов крепления нижнего гриля.

Скос на передней декоративной панели: Параметр не обязательный.

Толщина ткани для гриля: Необходимо для корректного расчета нижнего гриля.

АЧХ/ФЧХ динамика RFT L3401:

АЧХ/ФЧХ ВЧ-динамика Prology Reference:

Динамик RFT L3401 с разделительным фильтром:

Динамик Prology Reference с разделительным фильтром:

Prology Reference с разделительным фильтром

Итоговая АЧХ акустической системы со сглаживанием 1/6 октавы (не забудьте, что это реальная АЧХ в длинной узкой комнате!):

Итоговая-АЧХ

Топология фильтров приведена ниже:

Фильтр низких частот:

Фильтр низких частот

Фильтр высоких частот:

Фильтр высоких частот

Фильтры смонтированы на фанерном основании 200х300 мм и закреплены на задней стенке внутри АС пятью саморезами через прокладку из вспененного полиэтилена.

Элементы фильтра закреплены на основании тремя способами:

• Конденсаторы и катушки с креплениями — шурупами
• Катушки без креплений и конденсаторы без «ушек» — капроновыми стяжками + клей в основании
• Резисторы — длинными шурупами на клею.

• Разводка элементов выполнена с максимальным использованием собственных выводов элементов и с применением посеребрянного медного провода в изоляции.
• Каждая секция фильтров подключена к клеммам своими проводами.
• Пайка выполнена оловом (безсвинцовым припоем) с добавлением серебра.
• Внутренний объем корпуса АС на 2/3 заполнен синтепоном из расчета 25 г/литр.

Провода, катушки и конденсаторы отбирались по направлению «начало»-«конец».

Не верьте тем, кто «не слышит» направления включения и … сам делает акустику.

У каждого свои секреты, но я скажу, что зачастую на тех головках, которые используются в проекте — действительно ничего не определить, а «оно» — есть.

Верность этих утверждений слушатель начинает воспринимать через месяцы, когда все «притрется» и «прогреется».

Что в итоге

Здесь необходимо отметить, что мои соображения будут довольно критическими т.к. система строилась двухполосной.

Плюсы:

• Полное отсутствие бубнения как такового. Мягкий, бархатный, грудной, киношный «голос». Изумительное воспроизведение фортепиано, саксофона, скрипки, оргАна (!!!). Такого оргАна с тестового диска одного из журнала-мурзилок я не слышал нигде.
• Узкая направленность на частоте раздела (от 2500 до 5000 Гц) минимизировала влияние ранних отражений от боковых стен, что позволило снизить «кашеобразную» окраску на женском вокале и в «верхней середине».
• Частотная и фазовая характеристика импеданса АС в диапазоне частот 10…1500Гц представляет собой пологую (без резонансов) линию со значениями 6,8 Ом и 0…+15 градусов т.е. носит индуктивный характер, что очень хорошо для усилителя мощности. Труба Войта работает верно.
• Рабочая мощность оказалась 3…4 Вт. При 10 Вт — уже начинаешь глохнуть.

ЦАП +усилитель для наушников

Минусы (на мой взгляд):

• Совершенно сумасшедшие размеры и вес.
• На самом деле присутствует фазовая несогласованность НЧ и ВЧ головки ровно на период на частоте раздела, что, в прочем, не мешает маститым иностранным фирмам делать то же самое. Для исправления ситуации ВЧ головку нужно утапливать в корпус или делать трехполосную систему и ВЧ размещать наверху в корпусе-пуле.
• Я бы сделал три-ампинг с выходными каскадами УМ и дипольным излучателем на СЧ, что также снизило бы ранние отражения, но вместо некой «прохладности» тембров была бы «теплота» в звучании.
• При использовании в составе домашнего кинотеатра оказался настоятельно необходим сабвуфер. Для музыки в стерео — не нужен.

Выводы. Колонки получились.

Могу пожелать всем такой же акустики.

Дмитрий Остроухов

Можете скачать расчет фильтров и АЧХ динамиков в Акустике ЗДЕСЬ Бесплатно

Если вам нужен хороший усилитель для наушников или ЦАП, плеер, наушники, АС или другая звуковая техника, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести звуковую технику известных брендов…

Если нужна консультация по звуку пишите мне в ВК, помогу чем смогу.

Клон Naim NAP 200 серебро

По всем вопросам Пишите мне на эл. почту или ВК https://vk.com/id104002989 или https://ok.ru/aleksandr.levchuk2

Эскизы чертежей TQWP

После того, как введены все обязательные параметры материалов, необходимых для построения корпуса, можно распечатать эскизы чертежей, нажатием кнопки «Распечатать эскизы». На печать будут выведены 8 листов формата А4 с указанием размеров. К сожалению эскизы не маштабированы.

Необходимо отметить, что эскиз гриля будет распечатан в 2-х вариантах, для одного динамика и для двух ( включая ВЧ ). Выбирайте какой больше нравится.