МДФ или фанера для сабвуфера

МДФ или фанера для сабвуфера

Вопрос выбора материала для изготовления корпуса акустической системы возникает одним из первых как у новичков, так и у опытных людей. И это не удивительно, ведь как минимум 50% качества звучания готового проекта зависят только от правильного изготовления корпуса.

Автор: MetalHeart

Перекопав кучу литературы, статей и пробороздив по просторам мультиязычного Интернета, толкового ответа я так и не нашел. В книгах и статьях, как правило, дается приближенная оценка результатов без конкретных аргументаций и твердых выводов. Любое же обсуждение этого вопроса на форумах приводит к многостраничным перепалкам среди участников, опять же без аргументов и результатов, позволяющих таки определиться с выбором. И как-то совершенно неожиданно на просторах нидерландской сети я обнаружил отличную и уникальную в своем роде статью по теме. Тут было все – измерения, графики, подробные комментарии и заключения от автора. Чтож.. нидерландским владеют не многие, но было бы очень неплохо, чтобы и русскоговорящие умельцы смогли, наконец, получить исчерпывающий ответ на такой важный и непростой вопрос. Я взялся за перевод.

Для создания хороших акустических систем (АС) прежде всего необходим хороший корпус. Корпус АС обеспечивает необходимое сосредоточивание (направленность) акустической энергии. В идеальном случае корпус АС должен быть абсолютно жестким и не подвергаться воздействию акустической энергии. Чаще всего материалом корпусов является древесина. Также применяются и другие материалы, такие как пластик, алюминий, камень и бетон. Большое количество АС имеют проблемы в звучании связанные с тем, что их корпуса придают свою собственную окраску звуку, так как сами излучают почти столько же звуковых волн, сколько и сама динамическая головка. Этот эффект проявляется на определенных частотах и четко себя выдает. Что же происходит на самом деле?

Что же происходит на самом деле?

Динамическая головка (ДГ), установленная в корпусе АС вибрирует в такт входному сигналу, поступающему с усилителя мощности. Эти колебания передаются через ее корзину ДГ на корпус АС и приводят к вибрации всей конструкции в целом. Другой путь передачи вибрации обусловлен быстрым сжатием и расширением воздуха внутри корпуса АС в такт хода диффузора ДГ (эффект поршня). Эти колебания очень малы по амплитуде, и их трудно обнаружить визуально или потрогав корпус рукой. В идеальном случае ДГ не имеет контакта с корпусом АС и не оказывает акустического давления на стенки ящика – акустическая система звучит, как отдельно взятая ДГ. На практике это, конечно же, недостижимо и важнейшую роль в звучании АС играет материал и конструкция их корпусов. Этот вопрос волнует меня, как и любого другого производителя качественных АС прежде всего. И чтобы иметь возможность выбирать лучший материал для постройки АС я произвел их экспериментальное исследование.

Методика измерений

Как же протестировать широкий набор материалов?

Для измерения создана специальная методика. Был сконструирован корпус (типа закрытый ящик с утопленным заподлицо динамиком) из 18мм МДФ, укрепленного 32мм слоем бетона. Вес готового корпуса тестового ящика составил 105кг.

Толщина всех исследуемых панелей тоньше, чем стены экспериментального ящика, таким образом, в конструкции формируется самое слабое звено для измерений.

Фронтальная часть тестового ящика имеет рамку под установку в нее исследуемых панелей.

Для возможности проведения измерений панелей с ребрами жесткости, в центре проема под тестовую панель установлено съемное ребро.

Сначала необходимо найти место для проведения контрольных измерений.

Контрольное измерение проводится без установки тестовой панели в экспериментальный корпус.

Второе измерение проводится так же, но с установленной тестовой панелью и мы видим разницу в спектрах, как показано на рисунке 1.

Если во втором измерении мы не производим никаких изменений, то соответственно никакой разницы между спектрограммами мы не должны увидеть.

Измеренное различие заключается в уменьшении звукового давления тестовой панелью.

То есть в идеальном случае (идеальный материал для корпуса АС) во втором измерении (с установленной панелью) мы не должны увидеть каких-либо всплесков частот на спектрограмме (подобно тому, что на рисунке 2).

Читайте также:  Как восстановить столешницу из МДФ?

Чтобы исключить влияние уровня окружающего шума, проводилось измерение последнего на более высокой чувствительности системы (рисунки 2, 3).

Во всех случаях использовались одинаковые настройки.

Для того чтобы исключить возможное влияние пространства, измерения проводились на малом расстоянии (17,5см) напротив центра тестовой панели.

Источник: www.diyaudio.ru

Выбор короба для сабвуфера. Виды ящиков

Здесь мы рассмотрим три основных типа коробов ( ящиков ), используемых в сабвуферах (как впрочем и в других АС). Но для начала немного о предназначении и функции какого бы то ни было ящика. Аккустическая головка излучает звук не только “вперед” но и назад, при этом фронтальная и тыловая звуковые волны противоположны по фазе. В связи с этим, существует термин “аккустическое замыкание” при котором волны с обеих сторон диффузора складываются и(если они противоположны по фазе) гасят друг друга. В этом случае в идеале вы вообще ничего не услышите, на практике же звук будет, но очень далеким от оригинала. Ящик аккустической системы, позволяет это замыкание ликвидировать и придать звуку требуемые характеристики по мощности и частоте.

Закрытый ящик (ЗЯ) – sealed box

Это наиболее простой в изготовлении тип аккустического оформления АС. Колебания в таком ящике находятся в закрытом обьеме и в конечном итоге гасятся. Но поскольку звуковая волна это энергия, то затухая она превращаются в тепло. И хотя количество этого тепла невелико оно все же оказвает влияние на характеристики аккустической системы. (теплея воздух расширяется и повышает жесткость системы). Для предотвращения этого эффекта ЗЯ заполняют изнутри звукопоглощающим материалом, который, поглощая звук поглощает и тепло. Повышение температуры воздуха становится намного меньше и динамику “кажется” что позади него существенно больший объем чем на самом деле. На практике таким способом удается добиться увеличения “аккустического” объема ящика по сравнению с геометрическим на 15-20%.

При всей простоте этой конструкции она обладает многими достоинствами.

  • Во-первых, простота расчета характеристик. Здесь есть всего один параметр -обьем.
  • Во-вторых, во всем диапазоне частот колебания диффузора сдерживаются упругой реакцией воздушного обьема. Это существенно снижает вероятность перегрузки динамика и его механических повреждений. Не знаю, насколько утешительно это звучит, но у заядлых любителей баса динамики в закрытых ящиках, бывает, горят, но практически никогда не “выплевываются”.
  • В-третьих, при грамотном выборе параметров головки и объема для нее закрытый ящик не имеет себе равных в области импульсных характеристик, в значительной мере определяющих субъективное восприятие басовых нот.

Если все так хорошо, зачем же нужны все остальные типы коробов? Подвох один-единственный. К.П.П. У закрытого ящика он -наименьший по сравнению с любым другим типом акустического оформления. При этом чем меньше нам удастся сделать объем ящика, при сохранении отго же рабочего частотного диапазона, тем меньше будет его эффективность. Нет более ненасытной твари в смысле подводимой мощности, чем закрытый ящик малого объема, поэтому-то динамики в них, как и было сказано, хоть и не выплевываются, но горят нередко.

Фазоинвертор (ФИ) – vented box

Фазоинвертор – следующий по распространенности тип акустического оформления. В фазоинверторе часть энергии, которая в закрытом ящике “ставится к стенке” используется в мирных целях. Для этого внутренний объем ящика сообщается с окружающим пространством тоннелем, заключающим в себе некоторую массу воздуха. Величина этой массы выбирается таким образом, чтобы, в сочетании в упругостью воздуха внутри ящика создать вторую колебательную систему, получающую энергию от тыльной стороны диффузора и излучающую ее куда нужно и в фазе в излучением диффузора. Такой эффект достигается в не очень широком диапазоне частот, от одной до двух октав, но в его пределах к.п.д. существенно возрастает.

Помимо более высокого к.п.д. фазоинвертор обладает еще одним важнейшим достоинством – вблизи частоты настройки значительно уменьшается амплитуда колебаний диффузора. Это может на первый взгляд показаться парадоксом – как наличие здоровенной прорехи в корпусе громкоговорителя может сдержать движение диффузора, но тем не менее. В своем рабочем диапазоне фазоинвертор создает для динамика совершенно тепличные условия, причем точно на частоте настройки амплитуда колебаний минимальна, а большая часть звука излучается тоннелем. Допустимая подводимая мощность здесь максимальна, а искажения, вносимые динамиком – минимальны.

Читайте также:  Чем приклеить зеркало к МДФ?

Выше частоты настройки тоннель становится все менее и менее “прозрачным” для звуковых колебаний, за счет инерции заключенной внутри него воздушной массы, и громкоговоритель работает как закрытый. Ниже частоты настройки происходит обратное: инерция отннеля постепенно сходит на нет и на самых низких частотах динамик работаеи практически без нагрузки, то есть как будто его вынули из корпуса. Амплитуда колебаний быстро возрастает, а вместе с ней и риск выплевывания диффузора или повреждения звуковой катушки от удара о магнитную систему. В общем, если не предохраняться, поход за новым динамиком становится реальной перспективой.

Средством предохранения от таких неприятностей, помимо осмотрительности в выборе уровня громкости, служит использование фильтров инфранизких частот. Отрезая часть спекАвтозвук Кировтра, где все равно никакого полезного сигнала не содержится (ниже 25 – 30 Гц), такие фильтры не дают диффузору идти в разнос с риском для собственной жизни и Вашего бумажника.

Фазоинвертор существенно более капризен к выбору параметров и настройке, поскольку выбору, под конкретный динамик, подлежат уже три параметра: объем ящика, поперечное сечение и длина тоннеля. Тоннель очень часто делают так, чтобы у уже готового сабвуфера можно было регулировать длину тоннеля, меняя частоту настройки.

Полосовой громкоговоритель – Bandpass

Третий тип сабвуфера, довольно часто используемый в автоустановках (хотя и реже, чем два предыдущих) – полосовой громкоговоритель. Если закрытый ящик и фазоинвертор – акустические фильтры верхних частот, то полосовой, как и вытекает из названия – объединяет в себе фильтры верхних и нижних частот. Простейший полосовой громкоговоритель – одинарный 4-го порядка (single vented). Он состоит из закрытого объема, т.н. задней камеры и второго, снабженного тоннелем, как у обычного фазоинвертора (передняя камера). Динамик установлен в перегородке между камерами так, что обе стороны диффузора работают на полностью или частично замкнутые объемы – отсюда и термин “симетричная нагрузка”.

Из традиционных конструкций полосовой громкоговоритель, в любом варианте – чемпион по эффективности. При этом эффективность прямо связана с шириной полосы пропускания. Частотная характеристика полосового громкоговорителя имеет вид колокола. Путем выбора соответствующих объемов и частоты настройки передней камеры, можно построить сабвуфер с широкой полосой пропускания, но органиченной отдачей, то есть колокол будет низким и широким, а можно – с узкой полосой и очень высоким к.п.д. в этой полосе. Колокол при этом вытянется в высоту.

Бандпасс – капризная штука в расчете и самая трудоемкая в изготовлении. Поскольку динамик закопан внутри корпуса, приходится идти на ухищрения по сборке ящика так, чтобы наличие съемной панели не нарушало жесткости и герметичности конструкции. Импульсные характеристики тоже не из лучших, в особенности при широкой полосе.

Чем же это компенсируется? Прежде всего, как говорилось – высочайшим к.п.д. Во-вторых – тем, что весь звук излучается через тоннель, а динамик полностью закрыт. При компоновке такого сабвуфера открываются немалые возможности для установки его в автомобиль. Достаточно найти небольшое местечко на стыке багажника и салона, где может разместиться жерло тоннеля – и путь мощнейшим басам открыт. Специально для таких установок фирма JLAudio, например, выпускает гибкие пластмассовые рукава-тоннели, которыми она предлагает соединять выход сабвуфера с салоном. Вроде шланга пылесоса, только толще и жестче.

Какой ящик для своего динамика выберете вы — решать конечно вам. А наша автостудия изготовит вам этот короб.

Источник: shuma43.net

Корпус для сабвуфера. Формы и материалы

Из каких материалов делают

Многослойная фанера. Существует большое количество сортов фанеры, многие из которых не приемлемы для конструирования корпуса сабвуфера. Обычная фанера недостаточно плотная и дает искажения звука. Многослойная фанера является отличным материалом для постройки небольших сабвуферов. Данная фанера плотная и легче ДСП и MDF. С ней легко работать, вкручивать шурупы, не опасаясь расслаивания.

Читайте также:  Панели МДФ боятся ли влаги и мороза?

Недостаток фанеры в том, что большие корпуса из нее начинают звенеть. Для этого, при изготовлении коробки для мощных сабвуферов используют фанеру толщиной не менее 18 мм, иногда стенки ящика состоят из двойного слоя фанеры. А чтобы окончательно избавиться от резонансов, внутри устанавливают растяжки и усилители. Подробнее в статье: как сделать корпус для сабвуфера.

Древесностружечная плита. В продаже имеются плиты нескольких сортов, но для корпусов рекомендуется ДСП самой большой плотности. Хотя высокоплотные разновидности весят больше, с ними легче работать и они лучше звучат. Высокоплотная ДСП толщиной 16 мм является, возможно, самым лучшим выбором для мощного сабвуфера, поскольку у нее самая высокая плотность и слабые резонансные качества.

Типы корпусов

Герметичные (закрытый ящик) . Наиболее распространенной формой сабвуфера является герметичный корпус. Ему отдают предпочтение по причине относительной простоты разработки и конструирования.

Герметичный – это корпус, который полностью изолирует внутреннее воздушное пространство сабвуфера от внешнего. Воздух внутри короба поддерживает мембрану динамика и работает как дополнительная подвеска для нее. Это позволяет динамику выдерживать большую мощность.

  • Построение аудио системы в машине для начинающих

Диапазон излучаемых частот сабвуфера зависит от объема ящика. Если объем меньше оптимального, то внутри ящика давление увеличится, что приведет к срезанию некоторых частот и усилению других. Вместо чистого глубокого баса сабвуфер выдаст гулкий, “проваленный”. Увеличивая объем короба бас улучшается, но до определенного уровня. Главная задача проектирования заключается в определении оптимального объема для динамика.

Фазоинверсные корпусы сабвуферов широко применяются в домашних акустических системах и получили широкое распространение в автомобильном авто звуке. Эта форма корпуса уникальна тем, что фазоинвертор (вентиляционный канал) помогает в воспроизведении наиболее низких частот в слышимом диапазоне. Фазоинвертор фактически становится источником звука, содействующим общему звучанию сабвуфера.

Фазоинверсные системы выдают больше баса при меньшей мощности, чем герметичные. Правильно сконструированный вентиляционный канал даст повышенный выходной сигнал на настроенной частоте. Звук у фазоинверсных сабвуферов чище, но объем больше, чем у герметичных для одного и того же динамика.

  • Выбираем хороший усилитель для колонок и саба

Недостатком является возможность появления искажений при воспроизведении частот из диапазона ниже расчетного. Расчеты параметров вентилируемого корпуса более сложные, и даже небольшие погрешности могут не оправдать затраченных усилий и времени. Ошибки при конструировании и настройке фазоинвертора являются причиной того, что акустическая система “бубнит” или же бас “размазан”.

Изобарическая конструкция представляет собой короб, в котором установлены два идентичных динамика. Эта конструкция основана на идее наличия постоянного давления воздуха между мембранами двух динамиков. В результате два акустически связанных динамика функционируют как один динамик.

Преимущество состоит в экономии объема. Недостатком является то, что при наличии двух звуковых катушек фактически рабочей остается только одна мембрана. Общая отдача изобарического сабвуфера примерно на 3 дБ меньше, чем у остальных сабвуферов при одинаковой входной мощности. Конструктивно пара динамиков располагается внутри корпуса на одной оси, мембрана к мембране, магнит к магниту или магнит к мембране.

Bandpass корпусы представляют из себя две камеры между которыми монтируется динамик. Одна из камер является герметичной, а вторая камера фазоинверсной.

Данная конструкция обеспечивает качественный низкий бас по сравнению с другим сабвуферами, что делает их популярными. Но акустическая отдача их сравнительно низка. При конструировании bandpass следует учитывать зависимость между частотной характеристикой и звуковым давлением, которое развивает корпус. Чем ниже и лучше бас, тем ниже акустическая отдача и мощность сабвуфера. И наоборот, чем мощнее сабвуфер, тем выше и хуже бас он выдает.

Источник: amastercar.ru