Акустическое оформление с помощью программы JBL Speakershop. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

Акустическое оформление, или короб, который вы выбрали для сабвуфера, будет определяющим фактором в достижении качественного звучания в низкочастотной области баса". Из описания JBL "Автомобильные сабвуферы".

Тратить время на рассуждения о том, что такое и зачем нужно сабвуферу акустическое оформление, а соответственно и программное обеспечение для его расчета (см. "Мастер 12 Вольт" N 1/97, стр. 52, N 5/97, стр. 18, N 1/98, стр. 62), вероятно, необходимости нет. Приступим сразу и непосредственно к предмету рассмотрения - компьютерному программному обеспечению SPEAKERSHOP, подготовленному специалистами фирмы JBL для разработки и расчета параметров акустического оформления сабвуферов. Сразу оговоримся, что программа хорошо сработает применительно и к домашней акустике, но это не наш случай, и что она позволяет производить вычисления не только для динамиков JBL, а собственно для самых разных изделий - были бы известны значения необходимых характеристик.

JBL SPEAKERSHOP - софт, в некоторой степени известный российским мастерам-инсталляторам. Он различными путями попадал к ним, в том числе и через Интернет. В этом году у компании JBL по разделу car audio в России появился эксклюзивный дистрибьютор - фирма MMS. Теперь SPEAKERSHOP доступен всем желающим, причем клиенты MMS получают его оригинальную версию вместе с подробнейшим описанием на русском языке.

SPEAKERSHOP состоит из двух независимых и взаимодополняющих частей: Enclosure Module - для расчета акустического оформления и Crossover Module - для расчета параметров разделительных фильтров. Так и начнем по порядку.

Enclosure Module

Это программное обеспечение помогает определить объем и размеры корпуса и оценить качество звучания. Конструкция анализируется в два этапа. Прежде всего определяется, как она будет работать при нормальных уровнях прослушивания. Эта процедура называется анализом на малых сигналах и включает в себя расчет амплитудной (частотной) характеристики, характеристики сопротивления звуковой катушки, фазовой характеристики и групповой задержки. Во вторую очередь для конструкции моделируется режим максимальной громкости. Этот этап называется анализом на больших сигналах и включает в себя нормы термальной акустической мощности в диапазоне средних частот и характеристику максимальной мощности при различных отклонениях.

Два способа использования программы

Существуют два способа конструирования корпусов с помощью программы SPEAKERSHOP Enclosure Module. Один из них предусматривает конструирование корпуса для определенных выбранных динамиков. При этом варьируются характеристики корпуса. Другой способ заключается в поиске подходящих динамиков для существующего корпуса: вы подбираете модели динамиков. Метод конструирования может быть выбран с помощью команды Variable в меню Options.

Когда программа SPEAKERSHOP Enclosure Module запускается в первый раз, по умолчанию задается режим, в котором изменяемыми величинами являются характеристики акустического оформления.

Электронная таблица содержит колонки для конструирования шести корпусов. Первые три предназначены для расчета корпусов с фазоинвертором - для оптимальной, пользовательской (т.е. проектируемой самим мастером) конструкций и для корпусов, рассчитанных на определенную полосу частот. Следующая колонка предназначена для пользовательской конструкции корпуса с пассивным излучателем. Последние две колонки предназначены для оптимальной и пользовательской конструкции для корпусов закрытого типа. Так как в электронной таблице одновременно демонстрируются конструкции различного типа, вы можете легко их сравнивать. Параметры динамика показаны в нижней левой области электронной таблицы. График внизу одинаков для обоих методов.

Режим, когда изменяемой величиной является сам динамик, задается с помощью команды Variable-Loudspeaker в меню Options. Это на случай выбора подходящих динамиков для уже существующего корпуса. Режим очень удобен для расчетов звуковоспроизводящих систем автомобилей, когда необходимо подобрать динамик под строго заданный объем, так как позволяет быстро проверять работу нескольких различных акустических систем в конкретном корпусе или в определенном ограниченном пространстве.

В режиме Variable-Loudspeaker используется электронная таблица-меню другого вида. Вместо показа шести различных конструкций корпусов, как это делается в режиме Variable-Box, одновременно демонстрируются шесть различных динамиков. Таким образом дается возможность быстро сравнить до шести различных моделей.

Параметры динамиков

Если вы еще новичок в конструировании акустических корпусов или торопитесь и хотите ввести только минимальные параметры, необходимые для конструирования корпуса, выберите в меню Loudspeaker опцию Parameters-minimum. Появится окно, в котором вы сможете ввести минимальные параметры, включающие в себя название производителя (Manufacturer), название модели (Model), Fs, Vas и Qts. Номинальную эффективность или чувствительность необходимо вводить только при конструировании корпусов с фазоинвертором.

Для ввода полных параметров (механических, электрических, комбинированных) выберите соответствующую команду. Далее мы приводим краткую расшифровку обозначений параметров.

Механические параметры

Fs - Собственная резонансная частота динамика (Гц).

Qms - Добротность динамика на частоте Fs, когда в расчет принимаются его механические (не электромагнитные) потери или затухание.

Vas - Объем воздуха, имеющий упругость, эквивалентную упругости подвеса динамика (кубические футы или дюймы, а также литры).

Cms - Коэффициент механической податливости подвеса (дюймы на фунт или миллиметры на ньютон).

Mms - Механическая масса диффузора с учетом аэродинамической нагрузки (унции или граммы).

Rms - Механическое сопротивление в подвеске динамика (фунты в секунду или килограммы в секунду).

Xmas - Максимальная или пиковая линейная амплитуда колебаний звуковой катушки динамика (дюймы, сантиметры или миллиметры). Обычно определяется как расстояние, которое может пройти катушка в одном направлении при сохранении способности поддержания постоянного числа колебаний в зазоре магнита. Этот параметр определяет максимальную амплитуду колебаний, при которой не появляются искажения.

Sd - "Площадь поршня/диффузора" динамика (квадратные дюймы или квадратные сантиметры). Представляет собой значение площади подвижной части динамика.

Dia - "Диаметр поршня" (дюймы или сантиметры).

Комбинированные параметры

Qts - Добротность динамика для значения частоты Fs с учетом всех электромагнитных и механических потерь.

hо - Номинальная эффективность динамика при акустической нагрузке в половину объема (отражатель расположен с отдалением в бесконечность). Эффективность вводится в процентах.

SPL - Номинальная чувствительность динамика при акустической нагрузке в половину объема (отражатель расположен с отдалением в бесконечность). Вводится в децибелах. Чувствительность принимается, как измеренная по оси на расстоянии 1 метр при подаче на динамик электрической мощности 1 Вт. Так как многие производители проверяют свои динамики при фиксированном напряжении 2,83 В, вместо 1 Вт, в окне Full Loudspeaker Parameters имеется опция 2,83 V.

Электрические параметры

Qes - Q динамика для значения частоты Fs. Допускает только электромагнитные (не механические) потери или затухание колебаний.

Re - Сопротивление звуковой катушки по постоянному току (Ом).

Le - Индуктивность звуковой катушки (миллигенри).

Z - Номинальное электромагнитное сопротивление динамика (обычно 8 или 4 Ом).

BL - Мощность электропривода динамика (ньютон/ампер, метр/тесла, фунт/ампер или фут/тесла).

Pe - Термически ограниченная максимальная электрическая мощность (Вт), с которой может оперировать динамик. Обычно представляет максимальную электрическую мощность, еще не приводящую к перегоранию звуковой катушки.

База данных динамиков

В базе хранятся значения всех необходимых характеристик большого количества динамиков самых разных фирм-изготовителей. "Сектор обстрела" очень широк, достаточно перечислить в качестве иллюстрации несколько фирм из начала списка: A&S Speakers, Acoustic Research, AcousticPro - и из его окончания: Xtasy Audio, Yamaha, Zachry. Конечно же, если вы не обнаружили искомую модель, то ее можно вместе с характеристиками внести в базу, наращивая содержащуюся в ней информацию. Более того, если у вас есть возможность измерить амплитудно-частотные характеристики динамика в специальном тестовом корпусе-экране или получить эти данные от производителя, то предусмотрен вариант поточечного внесения экспериментальных значений. Понятное дело, добавление экспериментальных данных повысит точность результата расчетов.

Программа также позволяет проводить автоматический подбор моделей динамиков, удовлетворяющих наперед заданным условиям. Достаточно определить диапазон значений Fs и Qts - и программа моментально предложит ряд моделей, которые подойдут для выбранного акустического оформления.

Акустические корпуса и их параметры

1. Фазоинвертор

Целью оптимизации конструкции корпуса с фазоинвертором является выбор объема, обеспечивающего наиболее ровную и плавную амплитудную характеристику в области частот настройки порта фазоинвертора.

1) Система с большой бассовой отдачей и система с более "гладкой" басовой АЧХ; 2) Недостаточно задемпфированная система (объем короба мал) и передемпфированная система (объем короба велик)

Преимуществами такой конструкции являются более широкая характеристика в диапазоне средних и низких частот, меньшие искажения за счет меньшей амплитуды диффузора, более высокая эффективность и меньшая общая стоимость.

Конструкция корпуса с фазоинвертором относительно чувствительна к изменению параметров динамика. В таком корпусе лучше работают динамики с достаточно низким Qts (от 0,2 до 0,5). Конструкции корпусов с фазоинвертором допускают значительно большую частоту резонанса (Fs), а также применение звуковых катушек с укороченным шагом намотки (низкое значение Xmax) и более жесткого подвеса (небольшое значение Vas), чем конструкции закрытых корпусов. Уменьшение корпуса с фазоинвертором потребует более низкого Qts и меньшего значения Vas.

2. Конструкция Band-Pass (корпус с фазоинвертором, рассчитанный на выделение определенной полосы частот)

Band-Pass - конструкция короба, позволяющая управлять амплитудной характеристикой как в области нижней, так и верхней частоты благодаря использованию корпуса с двойной камерой. Причем динамики находятся внутри корпуса. (При наличии более одного динамика могут использоваться корпуса с тремя камерами и т.д.)

Конструкция Band-Pass означает возможность применения динамиков, обладающих более высоким значением добротности (меньшими магнитами), чем динамики, используемые с другими конструкциями корпусов с фазоинвертором. Она дает более низкие искажения (отфильтровываются искажения высокого порядка), повышенную эффективность в рабочей полосе частот и практически не требует низкочастотного разделительного фильтра.

К недостаткам Band-Pass можно отнести резонанс "органной трубы" высокого порядка для порта, определяющего срез верхних значений частоты, а также сложность конструкции.

Конструкция Band-Pass очень чувствительна к значению добротности динамика. Конструкция 4-го порядка лучше всего работает с динамиками, имеющими Qts, близкий к 0,4, а конструкции 6-го порядка - с динамиками, у которых добротность близка к 0,5. В общем, чем выше Qts, тем уже полоса частот. Чем ниже Qts, тем она шире, но при этом также увеличивается и неравномерность характеристики в рабочей полосе частот. Коэффициенты Vas и Cms не оказывают большого влияния на конструкцию.

3. Акустическое оформление с пассивным радиатором (излучателем)

Пассивный излучатель (аналогичен обычному динамику, но без магнитной системы и звуковой катушки) действует как порт корпуса. По этой причине корпус с пассивным излучателем во многих случаях ведет себя подобно корпусу с фазоинвертором.

Преимущества конструкции корпуса с пассивным излучателем - те же, что и у корпуса с фазоинвертором, плюс возможность использования корпуса меньшего размера, в который, правда, не всегда удается вместить порт требуемой величины. При этом обеспечиваются минимизация повторного излучения внутренних шумов корпуса и понижение амплитуды диффузора динамика в области ниже резонанса системы. Последнее преимущество является результатом способности пассивного излучателя поддерживать нагрузку динамика на очень низких частотах.

К недостаткам конструкции корпуса с пассивным излучателем можно отнести, как и следовало предположить, недостатки корпуса с фазоинвертором плюс плохую переходную характеристику на резонансной частоте пассивного излучателя (Fp). Пассивному излучателю обычно требуется возможность больших линейных перемещений диффузора по сравнению с низкочастотным динамиком. Сложность конструкции - конечно, тоже недостаток.

4. Закрытый короб

Преимуществами конструкции закрытого корпуса являются его простота и обычно небольшой размер. Отклонения характеристик динамиков зачастую меньше влияют на качество звука. Более пологая амплитудная характеристика и возможность использования с высокомощными усилителями (т.к. динамики не разгружаются на низких частотах, как это происходит при работе с фазоинверторными корпусами) - тоже плюс.

Недостатки конструкции закрытого корпуса - меньшая эффективность, чем при использовании корпуса с фазоинвертором. Обычно в закрытом оформлении хорошо себя показывают динамики с добротностью более 0,3, низким значением Fs и высокими значениями Xmax и Vas. Уменьшение объема короба потребует более низких значений добротности Qts и Vas.

Недостаточно задемпфированная система (объем короба мал) и передемпфированная система (объем короба велик)

Ниже приведены параметры акустических коробов, используемые при расчетах.

Vb - Внутренний объем короба.

F3 - Номинальная частота (Гц) при половинной мощности -3 дБ. Представляет собой точку, расположенную на 3 дБ ниже излома амплитудной характеристики, в которой начинается спад частотной характеристики в области низких частот.

Fb - Резонансная частота для корпуса с фазоинвертором (Гц).

QL - Значение добротности для корпуса складывается из всех потерь. Корпуса с объемом менее 11 кубических футов (311 литров) обычно имеют значение QL, близкое к 7. У корпусов большего объема QL приблизительно равно 5.

Vap - Объем воздуха, имеющий упругость, эквивалентную упругости подвеса пассивного излучателя (кубические футы или дюймы, а также литры).

Fp - Собственная резонансная частота пассивного излучателя (Гц).

Qtc - Значение добротности для корпуса закрытого типа.

Dv - Диаметр или площадь поперечного сечения порта или воздуховода в корпусе с фазоинвертором.

Lv - Длина порта или воздуховода в корпусе с фазоинвертором.

Получаемые "на выходе" графики

В данной программе вы можете получить доступ к шести графикам различных характеристик. Это графики: нормализованной амплитудно-частотной характеристики (часто называемой частотной или амплитудной характеристикой), амплитудной характеристики при подаче на вход сигнала 2,83 В, максимальной звуковой мощности, характеристики сопротивления звуковой катушки, фазовой и групповой задержек.

Особое замечание

Характерный "горб", обусловленный передаточной функцией салона

Данное замечание касается передаточной функции салона автомобиля. Особенность заключается в том, что рассчитанные амплитудно-частотные характеристики системы, отображаемые полученными графиками, самым серьезным образом зависят от конкретного автомобиля (величины, конструкции и т.д), в который будет помещена вся басовая акустическая система. Приведенный график демонстрирует, что салон автомобиля ведет к значительным изменениям АЧХ с выбросом "горба" на частотах в диапазоне 30-50 Гц. Вопрос о передаточной функции салона был рассмотрен в "Мастер 12 Вольт" N 1/98, а экспериментальные результаты измерений приведены в следующей статье в этом же номере журнала.

В большинстве расчетных программ передаточная функция принимается некоей универсально-усредненной, и SPEAKERSHOP в этом отношении не исключение. Хотя и предусмотрен поточечный ввод передаточной функции, измеренной экспериментально. Вариант использования экспериментальных данных может существенно поднять точность расчетов. Ну а если таких данных нет, то в вопросе о том, что же будет с амплитудно-частотными характеристиками баса в различных моделях автомобилей, на первое место выходят Их Величества Опыт и Наитие мастера-установщика.

Crossover Module

Данное программное обеспечение позволяет производить расчет двух- и трехполосных пассивных кроссоверных систем от первого (6 дБ/окт) до четвертого (24 дБ/окт) порядка и целого ряда типов фильтров: Bessel, Butterworth, Chebychev, Gaussian, Legendre, Linear-Phase и Linkwitz-Riley.

В результате расчетов на экране монитора появится электрическая схема выбранной пользователем кроссоверной системы с указанием точных характеристик ее элементов.

В результате расчетов на экране монитора появится электрическая схема выбранной пользователем кроссоверной системы с указанием точных характеристик ее элементов.

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Экономичные Wi-Fi-чипы для потребительской электроники 22.09.2013 Компания Qualcomm Incorporated объявила, что ее подразделение Qualcomm Atheros представило новое семейство Wi-Fi чипов с низким энергопотреблением. Данные чипы будут развивать и поддерживать концепцию "Интернета вещей", помогая обеспечивать связь между устройствами разного типа. Благодаря наличию IP-стека и полнофункциональных сетевых служб на самих микросхемах, платформы QCA4002 и QCA4004 позволят производителям добавлять поддержку Wi-Fi практически к любому устройству, избегая дополнительных затрат на разработку. Платформы отличает интеграция процессора и модуля памяти на чипе, что избавляет от необходимости использовать системный контроллер, повышающий себестоимость изделия и его энергопотребление. Используя QCA4004, компании смогут создавать свои собственные приложения на платформе Qualcomm Atheros, а не просто использовать ее для Wi-Fi подключения. Платформы QCA4002/4004 предназначены для применения в бытовых приборах (стиральных машинах, кондиционерах, водонагревателях и пр.), пользовательской электронике, а также в датчиках и "умных" розетках для бытовых систем освещения, безопасности и автоматизации. Платформа QCA4004 уже используется в стиральных машинах с сушкой и сплит-системах компании Haier. В QCA4002/4004 также используется программная платформа AllJoyn, позволяющая реализовать концепцию "Интернета вещей". Платформа обеспечивает бесперебойную связь между разными типами устройств, сервисами и службами. Alljoyn помогает решать универсальные задачи по взаимодействию пользователей с окружающими их устройствами: регистрация, уведомления, потоковое аудио и управление. Haier и Qualcomm Atheros в рамках выставки IFA 2013 продемонстрировали два работающих на базе платформы QCA4004 устройства: стиральную машину с сушкой и кондиционер. "Поскольку Qualcomm Atheros поставляет полностью готовые к эксплуатации Wi-Fi платформы с низким энергопотреблением, компании Haier удалось быстро разработать продукты, готовые к серийному производству, - сказала Лили Ли, генеральный директор компании Qingdao Haier Smart Home Technology Limited. - Мы полностью уверены, бытовые приборы с возможностью передачи данных по Wi-Fi будут востребованы потребителями, желающими управлять бытовой техникой посредством мобильных устройств". "Развивая концент "Интернета вещей", компания Qualcomm создает и поставляет экономичные и энергоэффективные решения для связи. Новая разработка Qualcomm Atheros позволяет подключать множество новых домашних и офисных устройств к стандартным сетям Wi-Fi, - сказал Джейсон Чжэн, старший вице-президент компании Qualcomm Atheros. - Платформы QCA4002 и QCA4004 позволяют сократить энергопотребление и отказаться от использования главных процессоров, что упрощает установку, настройку и эксплуатацию". Обе платформы QCA4002 и QCA4004 включают в себя функцию Green TX, которая позволяет снизить мощность передачи данных почти наполовину, если вблизи находятся точки доступа или другое устройство. Динамическое регулирование мощности и функция спящего режима, при потреблении менее 1 мВт, повышают эффективность связи и время работы батареи: например, в пультах дистанционного управления, термостатах и датчиках. За снижение энергопотребления на платформе отвечает специальная программа, управляющая автоматическим пробуждением или переходом в спящий режим, при котором расход энергии может быть уменьшен до микроампер. При этом выход из спящего режима QCA4002 и QCA4004 осуществляют в четыре раза быстрее своих аналогов.

Другие интересные новости:

▪ Энергопотребление дисплеев OLED уменьшится

▪ Игровая консоль Ayaneo Slide

▪ Планшетные сканеры профессионального уровня Epson Perfection

▪ Цифровое фото: зазеркалье

▪ Обнаружена связь между страхом и алкогольной зависимостью

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Эффектные фокусы и их разгадки. Подборка статей

▪ статья Загородная мебель. Советы домашнему мастеру

▪ статья Есть ли зубы у летучей мыши? Подробный ответ

▪ статья Фотограф. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Живая и мертвая вода. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Угадывание суммы чисел на фишках. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026