Перейти к публикации

Добро пожаловать на форумы АудиоПортала

Cop

Компоновка фазоинвертора

Рекомендованные сообщения

Цель темы - показать, что в большинстве случаев, в АС ни один размер не случаен.

Цель работы - проверка интересного подхода к фазоинвертору, а так же заводской рекомендации оформления для динамика.

 

Данные головки (для любителей подробностей): http://www.beymapro.ru/products/item-44.htm

 

Требования к ящику:

Диаметр головки 12" (312мм, физический объём 6,5литров)

Внутренний объём АС - 60 литров

Частота настройки фазоинвертора 56Гц

 

 

Площадь диффузора головки накладывает требования на минимальную площадь порта фазоинвертора.

 

Recom.JPG

 

В данном случае оптимальной будет площадь 182 кв.см. или диаметр 15,2 см

При такой площади порта и объёме ящика, длина тоннеля будет 15,9 см.

 

Port.JPG

 

К порту предъявляются и дополнительные требования:

 

1) Этот размер справедлив только для порта круглого или квадратного сечения. Так же говорят о допустимой погрешности, при отношении сторон отверстия не более 1:2

2) Для нормальной работы порта необходимо, чтоб от обоих его отверстий (внутр. и наружн.) до ближайших поверхностей было расстояние не менее диаметра порта.

 

Все эти требования очень жёстко задают один из минимальный размеров АС. Так как порт предполагается расположить на передней панели, минимальная внутренняя глубина АС будет около 300 мм. Размер этот получается как длина порта (15,9см) плюс минимальное расстояние до стенки (15,2см) и минус толщина передней панели (1,2-2,5см - зависит от размеров и пропорций ящика).

В пользу этой цифры говорит и старое правило: От динамика до задней стенки, не менее диаметра динамика.

 

Минимальная глубина уже известна (300мм). Ширина АС не может быть меньше габаритного размера головки (312мм), плюс головка, как и порт тоже не любит близких стенок - неравномерная нагрузка на диффузор приводит к доп. неравномерности АЧХ, поэтому их желательно отодвинуть от неё. Обеспечить головке полный комфорт не получится – слишком уж тесные размеры, но расстояние до боковых стенок, насколько возможно, нужно увеличить.

Вот так получен второй минимальный размер - ширина АС (примерно 35-40см).

 

Порт будем делать прямоугольный. Его легче размещать, и он более рационально расходует прямоугольный объём АС, с которым, в данном случае наблюдается большой дифицит.

Выбираем размеры отверстия 95Х191мм. Это, как раз, предельно допустимое отношение 1:2. Размеры порта небольшие, потому выбираем для изготовления фанеру 8мм - при совсем не большом увеличении размеров, она обеспечит достаточную жёсткость. Для возможности небольшой подстройки тоннеля, его длину лучше округлить в большую сторону. Принимаем её 160мм.

Объём занимаемый фазоинвертором, с учётом толщины фанеры, 111Х207Х160=3,69литра. Здесь не учтена толщина передней стенки, но эта погрешность пригодится для фильтра АС (динамик коаксиальный), он как раз примерно столько места и займёт.

 

Итого требуемый внутренний объём АС 60л (исходный) + 6,5л (головка) + 3,69л (тоннель) = 70,19Л.

 

Внутренние размеры для этого объёма:

Высота 57,5см

Ширина 37см

глубина 30см

 

 

При такой высоте, ширина перемычек между стенками ящика и головки с тоннелем (по вертикали), получается 57,5-31,2-9,5/3=5,6см. Это мало, особенно капризен тоннель, но выхода нет!!!

Ширину этих перемычек можно немного перераспределить. Динамик размещаем сверху, тоннель горизонтально под ним. Нет смысла делать большим расстояние от верхней стенки до динамика. Его лучше сделать таким же, как с боков - может этого и мало, но с этим поделать ничего уже нельзя, а вот нагрузка на диффузор, с равными расстояниями до стенок, станет равномернее. Получается с боков и сверху расстояния до динамика по 2,9см. Тогда на тоннель (сверху и снизу) остаётся 13,9см.

Наверное, имеет смысл поступить аналогично - сделать до нижней стенки расстояние таким же, как с боков 37-20,75/2=8,1см, а остальные 5,8см будет ширина перемычки от тоннеля до динамика.

 

Альтернативы

 

Можно попробовать просчитать аналогично корпус в виде трапеции сужающейся назад. Но, мне кажется, не спасёт, в данном случае, и трапеция, её применения не допускают минимальные расстояния от входного отверстия порта до боковых стенок. В данном случае они получились 8,1см. Уменьшать это, и без того небольшое расстояние, означает обеспечить себе проблемы с работой тоннеля фазоинвертора - уползёт частота и снизится его эффективность. Все предварительные расчёты могут оказаться неверными. Круглый же порт в трапеции, потребует значительного увеличения вертикального размера - можно просто не вписаться в объём.

Фазоинвертор сзади, в данном случае, никаких преимуществ не даст. Скорее он создаст дополнительные проблемы - нельзя, чтоб динамик был напротив него, потребуется их разносить на значительно большее расстояние, чем они разнесены в данном случае, либо ставить внутри АС перегородку, опять-таки, на расстояниях не меньших......и т.д.

 

Таким образом, получены размеры, каждый из которых аргументирован, все уступки и компромиссы хорошо усвоены и разумны, безнаказанных изменений размеры не допускают, а значит, получена оптимальность.

Вот она и является необходимым условием для появления мыслей о материалах.

 

 

Первый вопрос - жёсткость конструкции.

 

Головку будем крепить снаружи. Для этого её немного «утопим» в передней панели. Дыра под головку получается большой, поэтому нет смысла делать ещё и заднюю стенку съёмной. Это многое упрощает, и значительно повышает общую жесткость ящика.

 

Передняя панель. Почти вся окажется вырезанной под динамик и порт. Порт, вклеенный в переднюю панель будет служить хорошим ребром жёсткости. Поэтому неукреплённых рёбрами (ими служат либо стенки на которые ляжет панель, либо порт) поверхностей передней панели длиной более 8см - НЕТ!!! Сам динамик имеет алюминиевую литую раму и в дополнительном усилении его конструкция не нуждается.

Исходя из этого, я считаю разумной и вполне достаточной толщину передней панели 15мм, материал - фанера.

 

Задняя стенка.

Требования по жёсткости аналогичны передней. Разумеется, чтоб она была сравнимой, требуется её усиление. Предполагая применение того же материала, предусматриваем ребро, проходящее через ось симметрии по длинной стороне – то есть её минимальный размер (ширину АС) делим ребром ещё напополам.

 

Боковые стенки

При толщине материала 15мм, будут все иметь одинаковую ширину (минимальный размер), а именно она и определяет их жёсткость при наличии опор по всем сторонам. Ширина их 30см. Мне представляется этот размер пустяком для 15мм фанеры. То есть, на мой взгляд, если выполнить ящик из 15мм фанеры, в усилении будет нуждаться только задняя стенка. Технического обоснования нет, только «энтим местом» чую.

PS Регулировка "энтого места" - моё личное дело, прошу в него не лезть (в смысле, в моё дело, не лезть).

 

Демпфирование

 

Вообще пишут, что фазоинвертор не демпфируется (сильно падает его эффективность), либо демпфирование нужно учитывать при расчёте.

В данном случае, будет полезным только приглушить отражения СЧ от задней, верхней и боковых стенок. Планируется это сделать слоем синтепона сложенного вчетверо, и растянутого за динамиком между боковыми стенками, на небольшом расстоянии от задней стенки.

Делается это только рядом с динамиком. Возле тоннеля ни в коем случае никакого звукопоглотителя быть не должно. Тоннель работает не только внутренним объёмом, рядом с ним имеется акустическая среда, и её возбуждение имеет непосредственное отношение к правильной работе фазоинвертора. В том числе и поэтому, расстояния от тоннеля до стенок имеют большое значение.

 

Конструкция

 

Soedvrez.jpg

 

Соединять элементы АС будем заглублением друг в друга. Глубина врезки 5мм. При таком способе совершенно не нужны бруски и дополнительные элементы. Весь объём получается "чистым".

Соединение заглублением предполагает клей. Клеевой шов будет работать на сдвиг (это самый прочный вариант из возможных) и на разрыв. А вот длина клеевого соединения для разных направлений - разная. В одном направлении она будет 15мм (толщина фанеры), в другом 5мм (глубина врезки). Этими цифрами хорошо бы правильно распорядиться.

Известно, что сила равна давлению, умноженному на площадь. Давление в ящике одинаково для всех стенок, значит силы, действующие на стенки, будут пропорциональны их площади.

Самые большие передняя и задняя стенки. Предусматриваем их заглубление на всю толщину в каркас, получившийся из боковушек и верхней/нижней крышек. Получаем 15мм клеевой шов с четырёх сторон, работающий на сдвиг, и 5мм с четырёх сторон, работающий на разрыв.

 

Далее по площади идут боковые стенки. Мы их уже соединили с передней/задней. Для них получилось наоборот - 5мм шов работает на сдвиг, а 15мм на разрыв. С верхней/нижней стенками боковушки хорошо бы соединить 15мм швом, работающим на сдвиг.

 

Ну а уж для верха/низа то, что осталось. Но у них и площадь почти вдвое меньше любой из остальных поверхностей.

 

Размеры элементов с учётом врезки:

 

590Х330-4шт. (боковушки)

590Х380-4шт. (передняя/задняя стенки)

400Х330-4шт. (верх/низ)

 

Внешние размеры АС 610Х400Х330

 

Фанера

 

Пример маркировки ФК IV/IV. «Ф» - фанера, «К» - материал (клей), которым связаны слои. «IV/IV» - количество допустимых дефектов с одной и другой стороны на одном кв. метре.

Продаётся ещё шлифованная фанера – тоже самое, только листы пропущены через шлифмашину. Достоинства – не бывает низкосортной и толщина листа точно выдержана. У нешлифованной, толщина может запросто гульнуть в пределах одного листа на 1,5-2мм. Недостатки шлифованной – дорогая (в полтора раза!!!), и её цена не гарантирует, что внутри листа Вы не нарвётесь на труху. Внешним осмотром листа мало что можно определить, В этом случае может помочь только ориентир на проверенного производителя фанеры, а это уже может дать только опыт работы.

На склад фанера приходит штабелем листов (пачкой). Верхний и нижний листы (подкладочные) обычно низкосортные и они не считаются полноценным товаром. Их можно купить по очень низкой цене. В данном случае было так и сделано – для экспериментального ящика, назначением которого вполне может оказаться осенний костёр, это очень даже неплохой вариант.

 

Стандартный размер листа 1520Х1520мм. Два рассматриваемых ящика почти полностью помещаются на стандартном листе (без одного элемента). Последний элемент, детали фазоинверторных каналов и ребро жёсткости для задней стенки, планируется делалать из обрезков, коих у меня завсегда навалом. Таким образом, стоимость эксперимента около 350 руб. (225р. фанера + клей 120р.).

 

Количество слоёв (обычно) листа фанеры нечётное. Верхний и нижний слои имеют одинаковое направление волокон. Это значит, что жесткость в разных направлениях неодинакова. Это мелочь, но ведь нам нетрудно и это учесть???

О мелочах умнейший политик прошлого века У.Черчилль сказал: «Говорят, что от мелочей зависит многое – это неверно, от мелочей зависит ВСЁ!!!

Поэтому, размечаем лист так, чтобы наименьшие размеры те, что определяют жесткость стенок, получились вдоль волокон верхнего слоя. Тогда в нужном нам направлении будет работать максимальное количество слоёв.

 

Всё готово для того, чтоб потратить деньги на материал и начать работу.

 

А это предварительные итоги:

 

Fas.jpg

Nutro.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Цель темы - показать, что в большинстве случаев, в АС ни один размер не случаен...

 

- Совершенно с Вами согласен.

 

...а значит, получена оптимальность...

 

- А вот это - необязательно...

- Получена одна из оптимальностей, возможно локальная, а не глобальная...

- Долго ли размышляли, считали и проектировали перед тем, как начать "пилить"? Или, как вариант: сколько вариантов (компоновок) корпуса сконструировано?

 

...Можно попробовать просчитать аналогично корпус в виде трапеции сужающейся назад. ...в данном случае, и трапеция, её применения не допускают минимальные расстояния от входного отверстия порта до боковых стенок...

 

- Если делать трапециевидные корпуса "сужающиеся назад", то порт фазоинвертора в них рациональнее размещать не горизонтально (как у Вас) а вертикально (при этом выдержать нужные расстояния до стенок обычно удаётся).

 

- Кстати, если Вы уже вклеили порт в переднюю панель, то укорачивать его (в случае надобности) Вам будет затруднительно (хотя ничего невозможного нет). Как собираетесь решать эту задачу?

 

- 15 мм толщины всех стенок (и передней панели в том числе, да ещё ослабленной заглублением), да почти без рёбер жёсткости, без демпфирования, на мой взгляд - недостаточно.

 

А. Никитин.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Пара вопросов:

- Для каких целей делается АС? Если в комнату, то сечение порта можно и уменьшить. Большую мощность при такой чуйке вдувать вряд ли будете, а при более коротком фазике его собственный резонанс меньше будет накладываться на тоники. (Хотя тут вроде и так не очень попадает).

- Под какое выходное сопротивление усилителя намечается? Под нулевое я бы, начиная всё с нуля, делал бы объём чуть меньше, литров на 40, и фазик (герц на 55...60) выводил бы спереди несколько вниз ( всё равно подставка нужна будет), хотя это в зависимости от предпочтительных жанров музыки...

ПС. Не поленитесь погонять дин в корпусе на розовом шуме (на выявление призвуков корпуса), особенно 200...400Гц.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

может быть немного оффтоп, но тпоика ФИ у нас нет отдельного.

 

Пара вопросов, у кого какие мысли:

 

1) зачем некоторые делают ФИ для СЧ в многопролсках? Сонус фабер например. Какая цель преследуется?

 

2) Если трубе ТЛ сделать экспонентнй вырез аля Карлсон - она как бы становится мультирезонансной, набором виртуально нескольких труб разной длинны. Что будет если трубу ФИ вырезать аналогичным образом? Что будет с настройкой в итоге?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
...

1) зачем некоторые делают ФИ для СЧ в многопролсках? Сонус фабер например. Какая цель преследуется?

...

Это не совсем фазоинвертор. Просто в СЧ вставляется порт, чтоб бокс СЧ был не совсем закрытым ящиком, а соединялся с окружающей средой. Именно, как фазоинвертор, такой порт не работает, т.к. частота его настройки лежит явно ниже диапазона работы среднечастотника. Это может быть и не стандартный порт, а просто отверстие... Про это писал Троелс Гравесен. Якобы при субъективном восприятии, средние частоты звучат более открыто и воздушно, чем в зя.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Andrey Nikitin Совершенно с Вами согласен в той части, где Вы поднимаете вопрос о вариантах. Минимум пол-года, обычно, всё обдумывается, исписываются и изрисовываются несколько тетрадей. А иногда и изготавливаются несколько промежуточных вариантов с разной компоновкой и пропорциями.

Именно такой, промежуточный или пробный ящик, Вы и видите на картинках.

 

Жесткость я считаю достаточной если звук удара костяшками пальцев по стенкам не отличается в середине панели от такового на краях, в готовом изделии. А в общем, напоминает звук удара по сплошному чурбаку.

Мне известна любительская мода делать корпуса из 20мм МДФ для 5" динамика. Может это и "круто", но мне больше по душе критерий разумности. "Буржуи", кстати, разделяют мою точку зрения - 12мм фанера у них самая ходовая. Клипшхорн, Автограф сделаны почти полностью из неё. А это и размеры, и цена не чета моим!!! :D

 

Необходимость глушения стенок, на мой взгляд, должна быть определена уже в готовом проекте. И подобную необходимость я бы назвал позором конструкции. Проверяется этот вопрос довольно просто, пока АС небольшая. Просто заворачиваем её в толстое одеяло (кроме передней стенки), и слушаем - есть или нет изменения в звуке НЧ/СЧ.

В данном случае, вплоть до мощностей 20-30Вт, АС работает нормально. Меня это устраивает.

 

Укорачивается порт, при необходимости, фрезером. Не буду уверять, что это очень просто, но и особых проблем не вижу.

 

DECEMBER Для каких целей это делалось - я уже говорил. А если конкретнее, то проверялась идея Klipsch Heresy - большой динамик работает на очень маленький объём.

 

klipsch_heresy_open1.jpg

 

Идею сделать фазоинвертор поменьше, не рассматривал. Хотелось бы наоборот, побольше!!! На мой взгляд, в маленьком корпусе, связь головка - тоннель более "жёсткая". А значит сам тоннель будет менее добротным резонатором. Получится "быстрый" низ, хотя оформление самое "кривое" из возможных. Именно по этой причине не хотелось бы уменьшать площадь порта.

 

Charcoal А точно фазоинвертор на СЧ, или просто сделаны отверстия ПАС??? Сорри, я Сонус фабер не видел....

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
...Необходимость глушения стенок, на мой взгляд, должна быть определена уже в готовом проекте. И подобную необходимость я бы назвал позором конструкции...

 

- Это очень "спорное" утверждение, по мне так без вибродемпфирования - вообще нельзя корпуса АС делать.

 

...Жесткость я считаю достаточной если звук удара костяшками пальцев по стенкам не отличается в середине панели от такового на краях, в готовом изделии...

 

- Так, в принципе быть не может. А уж при 15 миллиметровой недемпфированной фанерной стенке и подавно.

 

..."Буржуи", кстати, разделяют мою точку зрения - 12мм фанера у них самая ходовая...

 

- "Буржуи" - просто жадничают.

 

...Укорачивается порт, при необходимости, фрезером. Не буду уверять, что это очень просто, но и особых проблем не вижу...

 

- И не уверяйте...:D

- Это просто, если порт ещё не вклеен или задняя стенка съёмная... В противном же случае, сняв динамик, через дырку - жуть. :shock:

 

...не хотелось бы уменьшать площадь порта...

 

- Вот это правильно.

 

А. Никитин.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Andrey Nikitin

...Так, в принципе быть не может. А уж при 15 миллиметровой недемпфированной фанерной стенке и подавно.

 

Андрей, споры такого рода, разрешаются просто, хотя и недёшево. Делается ещё один такой ящик, только из дюймовой фанеры или из 40мм-вой столешницы ДСП. Два одинаковых динамика в двух одинаковых ящиках, различие только в толщине стенок. В полной темноте проходит тест. Оппоненту на двадцати-тридцати музыкальных фрагментах предлагают сказать, какой из ящиков более "тихий". Проигравший оплачивает эксперимент (материалы). 75% попаданий считаются удачей и положительным результатом.

Но, к сожалению, с попаданиями, чаще бывает всё немного печальнее. Я так уже пробовал, а Вы??? :D

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
...Я так уже пробовал, а Вы??? :D

 

- Конечно пробовал: в те времена, когда на заказ что-то делал и приходилось усиливать и демпфировать "тарахтящие" ящики (и выскакивать из бюджета). Так, что "спорить" тут не о чем, поскольку это уже давно пройдено.

 

А. Никитин.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.




×
×
  • Создать...