Как Правильно Сделать Сабвуфер

[KAMIKAZE]

Многие из нас хотят в домашних условия построить сабвуфер, но не знают с чего лучше начать и что выбрать, поэтому я решил написать небольшое руководство.

Перед выбором динамика, нужно понять какой тип сабвуфера мы хотим сделать и для чего он нам нужен.

Цель: Максимально идеальное качество передачи баса; размер ящика не имеет значения; прекрасные переходные характеристики.
Тип оформления: закрытый ящик(ЗЯ).

Цель: Высокий уровень SPL, размер не имеет значения.
Тип оформления: фазоинвертор(ФИ) или бандпасс(БП) 6-го порядка используя 12" или 15" динамики.

Цель: дополнительный сабвуфер для небольшой системы, низкая стоимость, хорошие переходные характеристики, небольшой ящик.
Тип оформления: бандпасс(БП) 4-го порядка используя 8" динамик.

Цель: ???(спорный вопрос я считаю..)
Тип оформления: либиринт. https://forum.vegalab.ru/showthread....-по-лабиринтам

Проще всего рассчитать и сделать ЗЯ, все гениальное просто, я чаще всего ищу динамики, которые подойдут для этого типа оформления.


Итак, первое что мы покупаем - динамик, который будет использоваться для нашего будущего сабвуфера, давайте определим какой он должен быть, но перед этим я бы рекомендовал "покрутить" заявленные параметры в симуляторе, для этого я использую программу BassBox Pro(как ней пользоваться? - есть много статей в интернете, легко найдете в гугле.)

Если Вы захотели сделать ЗЯ, то и искать нужно динамик, который хорошо подойдет в это оформление. Опять же таки, если Вы купили динамик и он по расчетам подходил в ЗЯ, а после измерения параметров ТС, он оказался хорош для ФИ, то это лишь значит, что производитель делает не очень качественные динамики.



Нужно понять в какое оформление лучше всего пойдет наш будущий динамик, исходя из его параметров, которые заявил производитель и надеемся, что он не врет или погрешность параметров небольшая.
Например производители Peerless, Scan-Speak делают очень хорошие динамики и параметры у них практически всегда совпадают с заявленными, но измерять все равно нужно, хотя бы для того что бы проверить.

При выборе оформления лучше всего отталкиваться от параметра(EBP)Efficiency Bandwidth Product. Считается он так: EBP=Fs/Qes, или EBP=Fs/Qts программа BassBox при вводе параметров динамика автоматически отображает EBP

.

Используется для выбора наиболее подходящего оформления для динамика.
На картинке выше - динамик подходит для оформления ФИ.

EBP,
50 или меньше = ЗЯ, БП4.
50-90 = универсальный, подходит как для ЗЯ так и для ФИ.
90 и выше = лучше использовать в ФИ,БП-6.

Поэтому, когда Вы ввели данные динамика в программу BassBox - смотрите на EBP и выбирайте для него подходящее оформление.

ИСКЛЮЧЕНИЕ: даже если динамик не подходит для ЗЯ, его можно все равно там использовать, применив корректор Линквица или иной другой "способ", для поднятия АЧХ на низких частотах, это так же требуется некоторым динамикам с низкой добротностью. Но при этом обращайте внимание на ГВЗ, смещение диффузора при подводимой мощности, потому что потребуется хороший их запас.



Выбор динамика

Самым важным параметром является резонансная частота(Fs), и она не должна превышать 40гц, чем она меньше, тем лучше. Но скажу так: для себя я не купил бы динамик с резонансной частотой выше 25гц.
В случае рупорного сабвуфера Fs не столь критична, так как там динамик скорее используется как поршень, а частоту создает само оформление сабвуфера в виде рупора.
Остальные параметры несут весьма спорный характер, поэтому я не буду вдаваться в критерии их выбора, но скажу лишь, что от них очень сильно зависит тип акустического оформления.


Дабы уяснить самому, что по чем, рекомендую почитать данные статьи, очень познавательно, да и будет меньше вопросов потом в будущем:
"Начала"
http://www.avtozvuk.com/az/2001/02/p88-93.htm
http://www.avtozvuk.com/az/2001/04/p70-75.htm
"Вспомнить всё"
http://www.avtozvuk.com/az/Az_0105/htm/106-109.htm
http://www.avtozvuk.com/az/Az_0205/htm/084-087.htm
http://www.avtozvuk.com/az/Az_0305/htm/020-027.htm
http://www.avtozvuk.com/az/Az_0405/htm/054-057.htm
http://www.avtozvuk.com/az/Az_0505/htm/056-059.htm
"Звук в конце тоннеля"
http://www.avtozvuk.com/az/1998/01/p56-59.htm
Про бандпасы (правда в контексте авто, но всё равно полезно)
http://www.avtozvuk.com/az/1999/04/p58-61.htm
И "статья итальянца"
http://www.avtozvuk.com/az/2001/10/p56-59.htm

http://www.avtozvuk.com/az/2007/10/056.html
http://www.avtozvuk.com/az/2007/11/068.html
http://www.avtozvuk.com/az/2007/12/034.html
http://www.avtozvuk.com/az/2008/01/050.html
http://www.avtozvuk.com/az/2008/02/046.html
http://www.avtozvuk.com/az/2008/03/110.html
http://www.avtozvuk.com/az/2008/04/040.html
http://www.avtozvuk.com/az/2008/06/086.html

http://www.avtozvuk.com/az/2006/04/038-043.htm
http://www.avtozvuk.com/az/2006/03/030-036.html
http://car-silence.com.ua/parametry-...s-qts-vas.html

Размер имеет значение!
Чем ниже звуковая частота, тем больше воздуха должна "двигать" мембрана. Считайте, что для каждой октавы вниз в звуковом спектре, ваш динамик должен двигаться в 4 раза больше, для того что бы обеспечить одинаковое звуковое давление! Исходя из этого можно сказать, что ваш динамик будет самым большим в вашей звуковой системе, я бы взял динамик диаметром 12", не меньше.
Стоит так же обратить внимание на линейный "ход" - xmax, обычно у сабвуферных динамиков он более 8-10мм в одну строну. Моделируя в программах типа BassBox можно понять, что чем больше ход, тем больше запаса по мощности и давлению у саба.

Материал мембраны
Как показывает практика, материал для сабвуферных динамиков работающих в полосе от 20 до 40-60гц, совершенно не имеет значения. Например, не будет никаких "призвуков" если это алюминий, бумага или полипропилен. Сабовый динамик имеет порядка 5-10% THD и ухо это не слышит, а вот на СЧ или ВЧ это уже перебор.
Для справки: человеческое ухо значительно менее чувствительно к звукам низкой частоты, но, кроме того, неравномерно оценивает громкость на различных частотах (поэтому смотря, как кто то пишет(на форуме или где-то еще), что у него дома в его комнате с различными аксиальными модами сабвуфер играет "в полку" т.е. *одинаково на любой частоте по звуковому давлению и он это определил на слух, без каких либо измерений, у меня лишь возникает улыбка). Кто хочет заблуждаться, будет заблуждаться.


Прочие конструктивные особенности динамика и материалы
Основное почитайте здесь Громкоговоритель


Качество материалов и сборки определяет стоимость динамика. Многие покупают динамики предназначенные для авто, их стоимость может быть выше, чем у тех, что предназначены для дома, потому что в них заложена более важная цель - противостоять влаге, пыли, повышенной или пониженной температуре и т.д. Однако это абсолютно не мешает им быть использованными для сабвуфера в домашней системе, хотя я бы на стал так делать..
Использование динамиков предназначенных для эстрады так же возможно(но очень трудно найти динамик с низкой Fs), но следует учесть, что объем ящика будет приблизительно от 100-150л(это обусловлено параметрами Тиля—Смолла (далее ТС) для эстрадников(их делают с приоритетом на высокую чувствительность - SPL, так же обычно с высоким Le, что плохо сказывает на "скорости" будущего сабвуфера), а как я говорил, исходя из параметров, выбирается объем ящика для сабвуфера), так кому нужен еще один шкаф дома?

Выбрали динамик, купили, что дальше?

А дальше нужно измерить параметры ТС.

Производитель конечно указывает параметры ТС, но чаще всего у дешевых динамиков(дешевле ~100$) они значительно отличаются от заявленных, которые мы "крутили" в симуляторе. Причиной тому может быть например такая партия с завода, брак или просто производитель врёт). Поэтому если вы не имеете возможности измерить параметры, то и сделать ничего путного у вас скорее всего не получится. В Акустике без измерений вообще нельзя ничего сделать и рассчитать.

Для измерений параметров Тиля—Смолла я использую TSBOX.


Итак, измерили параметры динамика, теперь можно приступать к расчетам, опять же в программе BassBox Pro или аналогичной.



После сборки сабвуфера к нему потребуется усилитель(желательно с хорошим демпинг фактором) с фильтром, но это уже в тему об усилителях и фильтрах или гугл. Хочу лишь сказать, что что такой усилитель должен иметь стандартные наборы регулировок: фильтр НЧ, фаза, subsonic filter.


Есть так же разница между расчетом "для машины" и "для дома".
Хочу показать ее на примере программы BassBox, здесь есть две опции:



Соответственно Automotive используется для расчета в автомобилях. Как известно в салоне авто происходит так называемый "подъем баса" и программы пытаются показать нам, каким он будет(усреднено).
Например если взять сабвуфер который рассчитан для дома и установить его в авто, то мы должны получить следующую АЧХ в салоне авто.



На графике видно нереальный подъем, поэтому можно\нужно уменьшить объем ящика, для получение адекватного баса, а лучше всего изменить тип оформления на ЗЯ, хоть и динамик подходит для ФИ...



На графике видно что баса за счет подъема салона хватает с головой, но это усредненные расчеты для точных вам необходимо замерить уровни подъема АЧХ в вашей машине и внести эти данные в программу, тогда можно будет более точно сказать о подъеме баса.
Но для примера скажу, что когда я рассчитывал себе сабвуфер в машину на динамике JBL W15GTi то хотел сделать максимально компактный ящик, у меня получилось 54 литра(подъем в салоне не измерялся, я использовал опцию программы Bassbox - "Enable 12dB/octave Rise") для 15" динамика весом в 15кг) довольно таки неплохо. В итоге на слух, я получил оочень много баса, настолько много что когда сидишь в другой машине которая находится перед моей, то кажется что сабвуфер установлен в ней) На ютубе есть несколько видео по моему сабу, можете найти посмотреть если интересно.

Что будИт если не рассчитывать ничего, купить какой то динамик и по паспортным данным "рассчитать" или просто слепить ящичек и всунуть туда какой нить динамик - ящик с динамиком. А вот почему....

Допустим купили динамик и на сайте взяли его параметры(не измеряли) и внесли в программу:



Ну и рассчитали ящик и получили ~42гц по -3дб, неплохо(хотя нужно ниже еще...)





А потом взяли да и измерили динамик и оказалось что параметры у него такие:

Ну и естественно он ведь стоит в ящике рассчитанном под другие параметры, поэтому мы получаем такое, 70гц по -3 дб это воообще не сабовый бас.

Выводы делайте сами, не лепите ящик с динамиком - измеряйте!


Вопрос-Ответ

Тема будет обновляться, по мере возникновения вопросов и\или комментариев

[domician]

Он динамиком смотрит в стену.

Если достаточно мощный НЧ динамик (и УМ), то можно его без оформления ставить мордой на расстоянии +/- 1см на пол. Регулируя расстояние добиться понижения Fres.

[pover]

Усилители вообще по барабану подвижка 1 грамм или полкило - он видит импеданс (сопротивление и фазу тока от напряжения)

Согласен, но разве импеданс не зависит от массы подвижной системы? Мне всегда казалось что тут обратная зависимость. А раз так, то и нагрузка на усилитель растет.

[mAxSpace]

Согласен, но разве импеданс не зависит от массы подвижной системы? Мне всегда казалось что тут обратная зависимость. А раз так, то и нагрузка на усилитель растет.

Всегда последовательно с этим импедансом стоит Re катушки динамика, упасть ниже оно не может.

[Папа Карло]

Согласен, но разве импеданс не зависит от массы подвижной системы? Мне всегда казалось что тут обратная зависимость. А раз так, то и нагрузка на усилитель растет.

Дело не в импедансе, а в инерции. И единственным мерилом инерции является та самая масса подвижки, которую сначала нужно сдвинуть с места, а затем затормозить... Все это становится очевидным если посмотреть на ГВЗ.
И все, кто говорит, что важна не масса, а силовой фактор, то видимо подзабыли, что сила - это произведение массы на ускорение.
Ну и можно легко сравнить на музыкальность сабик с массой подвижки с полкило и такого же диаметра с весом подвижки всего 70 грамм...

[pover]

Всегда последовательно с этим импедансом стоит Re катушки динамика, упасть ниже оно не может.

Если вы завели речь об импедансе, то Re катушки величина комплексная, а значит зависящая и от массы подвижной системы. Зависимость эта обратная.

[Gudronov]

Re это активное сопротивление, которое зависит только от удельного сопротивления материала провода, площади сечения провода и его длины. Это просто сопротивление куска провода, а ты говоришь об импедансе, а не Re. Импеданс да, комплексная вещь, из зависит много от чего, но никакой обратно пропорциональной зависимости от Mms или Mmd нет.
Не хочу заниматься плагиатом и применять популярную в последнее время формулу "а учебник почитать", но, может, учебник почитать))?
А то тут сейчас найдется масса объяснятелей с чувственным восприятием и укороченным буфером, вообще нахрен запутают.

Потом. Схватились за BL, забыли про Re. Мотор в динамике выражается матюком MEF = BL²/Re. Или иногда корень из этого. Эффективность привода, в гаражно-сетевых дерминах "моща", "сила" и т.п..

[pover]

Дело не в импедансе, а в инерции. И единственным мерилом инерции является та самая масса подвижки, которую сначала нужно сдвинуть с места, а затем затормозить...

Дык и я про то же, а мне про импеданс. Однако силы инерции никто не отменял и на тот же импеданс они оказывают сильное влияние. Торможение колебательной системы - демпфирование, и требует весьма не хилой мощности.

[SilentS]

Согласен, но разве импеданс не зависит от массы подвижной системы? Мне всегда казалось что тут обратная зависимость. А раз так, то и нагрузка на усилитель растет.

Импеданс зависит много от чего. Активная компонента зависит от длины и толщины провода, а реактивная - от комбинации силовых (количество витков в зазоре и их диаметр, индукция магнитного поля в зазоре) и механических (масса, упругость, частота колебаний). А для того, чтобы не держать всё это в голове давно придумана эквивалентная модель Тиля-Смола, которая прекрасно описывает и поведение басовых динамиков, и их импеданс.
Например, КПД (т.е. чувствительность, просто единицы измерения другие) головки справа от резонанса описывается формулой

о значении параметров можно почитать тут https://ru.wikipedia.org/wiki/Параметры_Тиля_—_Смолла
Как видно из формулы выше, большая масса совсем не означает низкую чувствительность, т.к. может быть компенсирована магнитной системой и большой площадью.
В первом приближении мощность усилителя надо рассчитывать исходя из заявленной чувствительности головки, а не из импеданса. Меньше чувствительность - нужна больше мощность.
Во втором приближении надо учитывать много других факторов. Инженеры на фирмах могут это сделать с целью уменьшения издержек готового продукта, а вам проще купить класс D с запасом ;).

[pover]

Re это активное сопротивление,

Я в курсе, однако в данном случае это индуктивность и говорить о Re некорректно.

но никакой обратно пропорциональной зависимости от Mms или Mmd нет.

Вы хотите сказать что комплексное сопротивление индуктивности не зависит от силы приложенной к ней в магнитном поле?

[SilentS]

Вы хотите сказать что комплексное сопротивление индуктивности не зависит от силы приложенной к ней в магнитном поле?

Не изобретайте велосипед, а воспользуйтесь ответом из модели Тиля-Смола:
Zmax = Re * (1 + Qms / Qes).
В этой формуле напрямую нет зависимости от массы. Косвенно - всё связано со всем, но нет смысла удерживать это в голове.

[Gudronov]

Я в курсе, однако в данном случае это индуктивность и говорить о Re некорректно

Индуктивность - это которая Le? A ee, как ты заметил, в классической модели TSP и нет.

Вы хотите сказать что комплексное сопротивление индуктивности не зависит от силы приложенной к ней в магнитном поле?

Не пытайся натянуть мозг на высокие материи, пока с более простыми вещами не разберешься.
Вот что за сила, кто приложил, что и к чему?

[pover]

и механических (масса, упругость, частота

А я пока о массе и вел речь, значит зависимость такая есть)

[Gudronov]

Все зависит от всего. Но все сразу в мозг вмещается не лишь только всем.

[Папа Карло]

Дык и я про то же, а мне про импеданс. Однако силы инерции никто не отменял и на тот же импеданс они оказывают сильное влияние. Торможение колебательной системы - демпфирование, и требует весьма не хилой мощности.

Вооот. Гонка на белазах на мой взгляд хоть и эффектна, но и более затратна и опасна, чем гонка на картингах. Ну и то что можно нарулить на картинге - на белазе не исполнить.
К сожалению инерция кроме как привязки к массе (ее абсолютному значению) ни к чему другому не привязана. Для вращения хотя бы существует эквивалент с привязкой к расстоянию от оси вращения - момент инерции.

[pover]

Индуктивность - это которая Le? A ee, как ты заметил, в классической модели TSP и нет.

Ну да, а нафига она там ежели идет ращщет акустического оформления?) Речь шла о взаимодействии усилителя и головки динамика наскока я помню))

[Папа Карло]

Импеданс зависит много от чего. Активная компонента зависит от длины и толщины провода, а реактивная - от комбинации силовых (количество витков в зазоре и их диаметр, индукция магнитного поля в зазоре) и механических (масса, упругость, частота колебаний). А для того, чтобы не держать всё это в голове давно придумана эквивалентная модель Тиля-Смола, которая прекрасно описывает и поведение басовых динамиков, и их импеданс.
Например, КПД (т.е. чувствительность, просто единицы измерения другие) головки справа от резонанса описывается формулой

о значении параметров можно почитать тут https://ru.wikipedia.org/wiki/Параметры_Тиля_—_Смолла
Как видно из формулы выше, большая масса совсем не означает низкую чувствительность, т.к. может быть компенсирована магнитной системой и большой площадью.
В первом приближении мощность усилителя надо рассчитывать исходя из заявленной чувствительности головки, а не из импеданса. Меньше чувствительность - нужна больше мощность.
Во втором приближении надо учитывать много других факторов. Инженеры на фирмах могут это сделать с целью уменьшения издержек готового продукта, а вам проще купить класс D с запасом ;).

И тем не менее большая масса обычно объясняется просто большим запасом прочности и делают это для переваривания лютых мощностей и создания больших давлений, а на КПД - да как получится, так и получится.
Правильнее рассматривать конструктив динамика в плане эффективности использования Mms. Т.е. рассматривать отношение полной массы подвижки к массе провода катушки. В идеале это отношение должно равняться единице - провод и есть вся подвижка и диффузор, и подвес вместе взятые. Таким свойством обладает ленточный твитер)

[pover]

К сожалению инерция кроме как привязки к массе (ее абсолютному значению) ни к чему другому не привязана.

Абсолютно согласен и тож выражаю сожаление!) Момент инерции konst, а значит из розетки тянем больше тока для для усмирения буйных...

[SilentS]

И тем не менее большая масса обычно объясняется просто большим запасом прочности и делают это для переваривания лютых мощностей и создания больших давлений, а на КПД - да как получится, так и получится.
Правильнее рассматривать конструктив динамика в плане эффективности использования Mms. Т.е. рассматривать отношение полной массы подвижки к массе провода катушки. В идеале это отношение должно равняться единице - провод и есть вся подвижка и диффузор, и подвес вместе взятые. Таким свойством обладает ленточный твитер)

Ага, поэтому ленточный твитер с чуйкой 95дБ - это чудо, невозможное без читерства с волноводом, а для прошных мидбасов и басов чуйка в 97-98Дб/Вт - обычное дело.
Тут правильно

Все зависит от всего. Но все сразу в мозг вмещается не лишь только всем.

[Gudronov]

Абсолютно согласен и тож выражаю сожаление!) Момент инерции konst, а значит из розетки тянем больше тока для для усмирения буйных...

Масса есть мера инерции, а низкочувствительный динамик жрет больше. Кто бы мог подумать.

П.С. Да. Похоже, к лиге BL/Mms скоро добавятся свидетели Mms/Mc.

[Ka4aN]

В идеале это отношение должно равняться единице

Ну это если только в вакууме, причем без сферы и коня. Потому что в действительной реальности в Mms присутствует доля присоединенного воздуха. Причем, растёт она почти как 1,5 степень от Ssd, и у больших легких динамиков сравнима с механической массой подвижки.