АС с четвертьволновым лабиринтом. Описание.

Четвертьволновой резонатор,
практика.
В наших рекомендациях мы часто
ссылаемся на некий четвертьволновой
резонатор(далее просто ЧВ), даем его
параметры, обсуждаем, рекомендуем к
использованию... но не многие из Вас
понимают что это такое и зачем
нужно. В данной статье мы не будем
углубляться в теорию, а рассмотрим
вещи с бытовой точки зрения
обычного пользователя.
У данного типа оформления,
используемого для сабвуфера, есть
как преимущества, так и недостатки,
последних впрочем совсем не много.
Основные преимуществами ЧВ
являются:
- низкий уровень групповых задержек,
точность проработки баса и
детальность порой даже выше
закрытого ящика;
- плавный и на удивление широкий
диапазон воспроизводимых частот,
при правильном подходе ЧВ легко
отрабатывает как верхний бас, так и
самый нижний;
- высокий КПД, с одинаковой
мощности Вы получаете отдачу, в
среднем на 20-40% превышающую
фазоинверторы или бандпассы, и на
150-300% закрытый ящик...
Согласитесь, это просто отличный
бонус даже к самому хорошему
сабвуферу, однако, есть и недостатки:
- занимает приличную часть
багажника, если не его весь;
- довольно требователен к выбору
динамика, слабые магнитные системы,
низкая величина линейного хода и
тяжелая подвижная часть - все это не
для ЧВ, впрочем, среди сабвуферов DD
такого Вы и не встретите;
- противопоказан к использованию с
мощностями, в 2 и более раза
превышающими номинальную
мощность сабвуфера.
В двух словах, если Вам не жалко
места - ЧВ будет лучшим выбором
оформления для сабвуфера.
Итак, классический четвертьволновой
резонатор представляет из себя
тоннель определенной длины и
определенной площади сечения, и все.
Он удивительно прост в расчетах и при
наличии свободного пространства,
прост и в изготовлении. На рисунке 1
представлена принципиальная схема
работы ЧВ, где красной линией
указана расчетная длина туннеля. На
рисунке изображен туннель с круглым
сечением, но на практике в
подавляющем большинстве случаев
используется квадратное сечение той
же площади.
Рассчитывается ЧВ следующим
образом. Площадь сечения туннеля
зависит от калибра сабвуфера, а
точнее, от эффективной площади
диффузора(Sd), и рассчитывается по
следующей формуле: Sтуннеля = 1,5*
(3,14*((Rсабвуфера)^2)). Где
Rсабвуфера - это расстояние от
центра диффузора до середины
подвеса(не сложно измерить обычной
линейкой). Проще говоря, площадь
сечения туннеля равняется полторы
площади диффузора.
Длинна туннеля определяет настройку
ЧВ. Используется вот такая простая
формула: Lтуннеля = (343/Fb)/4, где
Fb - желаемая частота настройки,
результат в метрах. Мы рекомендуем
использовать настройки от 34 до 47Гц,
оптимальной и наиболее
универсальной настройкой считаем
39-41Гц.
Пример расчета ЧВ , настроенного на
40Гц, для типичного сабвуфера
калибром 12"(30см). Sтуннеля = 1,5*
(3,14*((13)^2)) = 796кв.см. Lтуннеля =
(343/40)/4 = 2,14метра. Для удобства,
длинна туннеля (L) на всех наших
рисунках изображена красной линией.
Как мы видим, длина прямого ЧВ
выходит около 2-х метров, для
автомобиля это конечно не приемлемо
и на практике не используется. Для
того, чтобы уместить туннель такой
длины в багажник, его необходимо
свернуть. На рисунке ниже показаны
классические схемы сворачивания
туннеля. Рассчитали, выбрали
наиболее удобную форму
сворачивания, путем не сложных
геометрических построений и расчетов
выполнили чертеж, и готово, можно
пилить и наслаждаться великолепным
басом!
Для тех наших пользователей,
которым качество звучания особенно
важно, мы рекомендуем использовать
сужающийся свернутый ЧВ. Он
гораздо сложнее в изготовлении и
больше в объеме, но результат
безусловно впечатляющий - бас
уникально быстрый, точный и
глубокий. Этот вид корпуса отлично
себя проявит в соревнованиях на
качество звука. Разница с
классическим ЧВ заключена в том, что
туннель плавно сужается от 3
площадей НЧ динамика в начале до
1.5 на выходе в конце. Традиционные
схемы сужающегося свернутого ЧВ
показаны на рисунке ниже.
Наверняка после предварительных
расчетов всех Вас беспокоит вот такой
вопрос: "габариты корпуса выходят
слишком большими для желаемой
настройки, что будет если уменьшить
площадь сечения...?" Ответ на этот
вопрос прост. При уменьшении
площади сечения вплоть до 0.75
площади НЧ динамика постепенно
исчезают и все преимущества ЧВ. На
еще меньших площадях сечения
туннеля появляются неприятные
струйные шумы. При площади туннеля
меньше 0.5, струйные шумы вероятно
на слух будут громче баса.
Что же будет, если увеличить площадь
сечения? Ответ так же не сложен. При
увеличении площади сечения до 3 Sd -
возрастет акустическая отдача, но
увеличится и нагрузка на динамик.
При увеличении от 3 Sd и выше -
динамик будет просто "болтаться" в
попытках отыграть хоть что то, но в
итоге почти наверняка порвется.
Желательно, чтобы все углы и стыки
граней были сглаженными и\или
закругленными. Это поможет
существенно увеличить
эффективность ЧВ. Но заниматься
этими вещами следует только после
прослушки чернового варианта -
собираем, слушаем, если нравится, то
дорабатываем и склеиваем.
Думаю, что теперь многим стало
понятно, что такое ЧВ и почему он
столь обсуждаем. Стройте свои
уникальные басовые установки и
делитесь впечатлениями!