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

[Gudronov]

Блажен скачущий на пике у Даннинга-Крюгера

Offтопик:
Это где отца Федора орел укусил?

[mAxSpace]

Мое тоже не краше:

Вы похоже не смотрите на фазу, а именно её я и показывал в своём скриншоте.

И какая емкость в режекторе?

Не вижу разницы между 100 и 400 мкф - это вполне реально уместить в фильтр АС.

[Gudronov]

Вы похоже не смотрите на фазу, а именно её я и показывал в своём скриншоте.

А на что обращать внимание?
Я, често говоря, на фазу импеданса и не смотрю, только чтобы не сам не провалился.
А вот что в такой топологии меня реально беспокоит, так это то, что более половины мощности уходит в тепло. Одно радует, что выделяться оно будет не в моторе.
И усь, соответственно, отнюдь не хайендовый потребуется (по мощности), еще один трабл.
А биамп делать - проще, лучше и дешевле НЧ и левый край средника фильтровать еще до. К тому же, резко снижаются требования к басовику, и корпус получится в полтора-два раза мельче.

Не вижу разницы между 100 и 400 мкф - это вполне реально уместить в фильтр АС.

У меня вообще 600.

Однако же, фсе офтоп...

[Папа Карло]

Циничной буйностью обладают некоторые из динозавров Веги, кторые либо забыли, либо никогда не знали. Удивление вызывает самозабвенная уверенность в своем невежестве. Непоколебимая. Вплоть до угроз изгнания.

Вложение 439581
Вложение 439582

ПС Надеюсь никто не забыл в математику, как ищется экстемум функции?

Тут же зависит от того под какую модель подвижной системы расписать и расписать все. Начиная от зависимости площади и заканчивая сокллеблющимся воздухом. А следуя формулам из ваших источников получается, что я еще ленту в ленточнике чем то намазюкать должен чтобы массу в 2 раза поднять для получения маесимума КПД. Ну это же апсурд!
Поверю вам, если сделаете то же самое для ленточника. А потом поговорим кому надо читать гребаные инструкции
P.S. Книжка случаем не Якова Вахитова "Основы электроакустики"? Буковка под H^2 х S^2 случаем не ширшина магнитного зазору? Больно по написанию и стилю на Вахитова похоже. Он очень любил красивые выкладки, которые через пару страниц меняли смысл на обратный....

[mAxSpace]

У меня вообще 600.

У меня расчётно 680. Но не емкость жалко, а медь - там 20мГн. И надо бы по хорошему чтоб железа много было чтоб подальше от насыщения, а лучше феррит, но я испытываю трудности с поиском крупного феррита для катушек - это толстые стержни от 25 и более мм в диаметре.

А на что обращать внимание?

Комплексно - само значение сопротивление и угол фазы, если фаза уходит дальше чем +-20градусов и на том участке значение в омах тоже ниже (примерно) 1,5 номинального, то это место будет нагружать усилитель.И проблема даже не в том что транзисторы греются или БП приходится напрягаться сильнее - это изменение фазы тока от напряжения заставляет ООС усилителя давать ошибки больше и больше, другими словами КНИ УМ растут до неприличных значений даже при напряжении 1/2 от номинального на выходе как если бы просто грузить усилитель на резистор.
У меня полкилованный усилитель в клип улетал уже на 1/4...1/2 мощности при сдвиге фаз около 40 градусов при этом импеданс был 4...6 ома в этом участке.
После того эксперимента я понял чем хорош класс D

[serglukas]

Ну это же апсурд!

Вот такая она математика - царица наук!

[mAxSpace]

А биамп делать - проще, лучше

А вот тут как раз всплыают грали о которых маркетологи нам не говорили при впариивании биампинга.
Импеданс многополосной АС выглядит предпочтительнее импеданса просто НЧ полосы.
Если просто активное деление, то фаза ток-напряжение никуда не девается, давайте еще раз внимательно посмотрим на любые измерения Z динамика без фильтровв любом ящике, а именно на гривую фазы.

---------- Сообщение добавлено 14:34 ---------- Предыдущее сообщение было 14:29 ----------

Пример - легкий 6" мидбасовик с небольшой катушкой - типичный представитель ХайФай динамиков.
В ящике с ФИ, без фильтров наружает динамик местами импедансом с фазой +-40..45 градусов, а хотелось бы +-20, а лучше 0
Вложение 439586
Сравните ФХ с той что я выкладывал ранее для полной АС - это результат работы с оформлением и фильтров АС. Можно сделать еще лучше.

-
Если измерить динамик с 200-т грамовой подвижкой в корпусе, там будет примерно то же самое.
Вот про что я и писал изначально - масса подвижки никак дополнительно не наружает УМ по сравнению с динамиками с легкой подвижкой.
Да, в итоге это она создает энерцию и все эти фокусы с фазой, но взяв легкий динамик жизнь усилителю мы не облегчим.

[serglukas]

Он очень любил красивые выкладки, которые через пару страниц меняли смысл на обратный....

Глюкаво...
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post3146874
Берете формулу КПД отсюда.


И получаете самостоятельно тотже самый результат, что и в книжке(Харкевич).

[Gudronov]

Offтопик:
Уломал, давай офтопить.

Импеданс многополосной АС выглядит предпочтительнее импеданса просто НЧ полосы.

Не совсем уверен, что можно считать адекватным усилитель, не справляющийся с напрямую подключенной головкой.

Вот про что я и писал изначально - масса подвижки никак дополнительно не наружает УМ по сравнению с динамиками с легкой подвижкой.
Да, в итоге это она создает энерцию и все эти фокусы с фазой, но взяв легкий динамик жизнь усилителю мы не облегчим

Это если не учитывать тот факт, что тяжелые головы обычно низкочувствительны, и просто требуют больших мощностей(токов).
А если вообще, проблема реактивной нагрузки мне кажется слегка надуманной. Обычно вспухает тогда, когда при смене акустики обкакается какой-нибудь привередливый авторский усь.

[Папа Карло]

Вот такая она математика - царица наук!

Найди тогда мне вторую производную, царь наук наш, и ее знак))) Ну хотя бы чтобы доказать мне, что это локальный максимум функции. ))) кого ты, блин, матеше учишь?)))
А лучше распиши все для ленточника от А до Я - вот тогда поговорим
Трындеть тут все горазды, а динамики строить ноль целых фиг (хер) десятых. Но, сцуко, умныееее всеее....)))) руки-крюки, но юмные, як вутка...)))

[serglukas]

Найди тогда мне вторую производную, царь наук, наш, и ее знак))) Ну хотя бы чтобы доказать мне, что это локальный максимум функции. ))) кого ты, блин, матеше учишь?)))

Насколько я понял, вы нашли ошибку у Харкевича - Нет? Я так и знал.

---------- Сообщение добавлено 21:56 ---------- Предыдущее сообщение было 21:53 ----------

Трындеть тут все горазды, а динамики строить ноль цнлых фиг десятых. Но, сцуко, умныееее всеее....)))) с оуками из задницы))))

Да, уж...

[SilentS]

Тепловыделение от сэров Джоуля и Ленца. ток в квадрате умножить на сопротивление.
И перстаньте заниматься казуистикой про суммы и разности. Математика она сильнее слов.

Дело в том, что я-то как раз знаю, как тут работает математика, а вы - нет. Потратил час времени, построил для вас два графика, как выделяется мощность на усилителе, в зависимости от нагрузки.
В чем суть расчета: я взял идеальный усилитель класса AB со стабилизированным источником питания и нулевым падения напряжения на открытых переходах.
Подаю на него синусоиду максимально возможной амплитуды.
Напряжение питания +/-1V.
Амплитуда синусоиды 1V.
Активное сопротивление нагрузки 1Ом фиксированное.

График номер 1. Полностью активная нагрузка величиной 1Ом. Зависимость мощности от времени.
Желтое - мощность на нагрузке.
Малиновое - тепловая мощность, выделяемая на усилителе.
Синее - полная мощность, снимаемая с блока питания.
Средние значения мощности составляют 0.5Вт на нагрузке и 0.137Вт на усилителе.

График номер 2. Последовательно к нагрузке 1Ом присоединяем реактивную нагрузку в 0.5Ом, что увеличивает полный импеданс до 1.12Ом и поворачивает фазу на 26 градусов. Считаем такой же график.
Видно, что мгновенная мощность на нагрузке в некоторые моменты оказывается отрицательной, что означает, что она отдает энергию в усилитель (но не в БП, конечно).
При этом средняя мощность на нагрузке упала до 0.4Вт, а на усилителе выросла до 0.169Вт.


График номер 3. Зависимость мощности, выделяемой на нагрузке и на усилителе, в зависимости от реактивной компоненты нагрузки. Активная компонента фиксирована и составляет 1Ом.
Малиновое - нагрузка, синее - усилитель.


Надеюсь, я вас убедил, что математика тут не совсем очевидная? Про нелинейность на двух частотах, надеюсь, поверите на слово.

[mAxSpace]

Offтопик:

Не совсем уверен, что можно считать адекватным усилитель, не справляющийся с напрямую подключенной головкой.

А если вообще, проблема реактивной нагрузки мне кажется слегка надуманной. Обычно вспухает тогда, когда при смене акустики обкакается какой-нибудь привередливый авторский усь.

А вот это вот разное звучание усилителей, не от этого-ли ? На резисторы в тестах они все показывют значения три ноля после запятой, а работая на индективность одни ведут себя лучше других.
Повторю, усилок, с трансформатором на 1квт мощностью 2*275 номинально, по 4 пары тошибовсктх ранзисторы на выходе при работе на индуктивность последовательно с резистором увеличил искажения на два порядка, и даже не смог выдать неискажённо половину мощности - искажения улетели в потолок.

адекватным усилитель, не справляющийся с напрямую подключенной головкой.

А кто их проврял на индуктивную нагрузку ? Думаю как раз на слух, при работе на реальные АС они по разному звучат и понятно откуда растут ноги мифа про т,о что некие АС требуют могучего усилителя, или не со всеми усилителями поют одинакого хорошо.
Я тут намекаю... намекаю, но похоже никто не реагирует.
Классу D вообще фиолетово на индуктивность.
Вспомним все отзывы про работы этого класаа на сабы ?

Всё сходится. Кто что может добавить ?

[Gudronov]

У Папы M1 вообще ноль, как же ему жить.
Полюбовались математической красотой сферического недостижимого динамика, да и ладно. Против формирования секты 1:1 не возражаю, пусть покупают, ломают, взвешивают, ведут таблички. Лишь бы хату не спалили.

---------- Сообщение добавлено 15:32 ---------- Предыдущее сообщение было 15:26 ----------

А вот это вот разное звучание усилителей, не от этого-ли ? На резисторы в тестах они все показывют значения три ноля после запятой, а работая на индективность одни ведут себя лучше других.
Повторю, усилок, с трансформатором на 1квт мощностью 2*275 номинально, по 4 пары тошибовсктх ранзисторы на выходе при работе на индуктивность последовательно с резистором увеличил искажения на два порядка, и даже не смог выдать неискажённо половину мощности - искажения улетели в потолок

Верю.

Классу D вообще фиолетово на индуктивность.
Вспомним все отзывы про работы этого класаа на сабы ?

Через Вольту PA1100 тоже нормально.

Offтопик:
А твои колонки какую мощность хотят?

[serglukas]

Надеюсь, я вас убедил, что математика тут не совсем очевидная? Про нелинейность на двух частотах, надеюсь, поверите на слово.

Где в разы больше? Пока вижу максимум в корень из двух, как и следовало ожидать.

---------- Сообщение добавлено 22:57 ---------- Предыдущее сообщение было 22:45 ----------

У Папы M1 вообще ноль, как же ему жить.

А как у Папы дела обстоят с КПД?

[SilentS]

Где в разы больше?

В разы больше будет, если взять динамик "на 8Ом", а потом выяснится, что у него 8Ом - не активное сопротивление, а импеданс с поворотом фазы на 45 градусов. И тогда на усилителе, рассчитанном на 8Ом активную нагрузку, будет выделяться в 2 раза больше мощности, чем хотел производитель.

Пока вижу максимум в корень из двух, как и следовало ожидать.

Стремительное переобувание. В прошлом сообщении вы ожидали уменьшения, а не увеличения.

[mAxSpace]

Offтопик:

А твои колонки какую мощность хотят?

Словосочетание "мои" весьма условное. Мои они, конечно, есть у меня, но их несколько и они бывают меняются. А в большинстве случаев приходится иметь дело с текущими проектами - приходится их отслушивать.
Вообще, мне вполне хватает усилителя который заявлен как 31 ватт, реально там около 25 на канал.

[serglukas]

В разы больше будет, если взять динамик "на 8Ом", а потом выяснится, что у него 8Ом - не активное сопротивление, а импеданс с поворотом фазы на 45 градусов. И тогда на усилителе, рассчитанном на 8Ом активную нагрузку, будет выделяться в 2 раза больше мощности, чем хотел производитель.

Где такие динамики продают?

[mAxSpace]

Где такие динамики продают?

Это любой динамик без фильтра в ящике.

[serglukas]

Стремительное переобувание. В прошлом сообщении вы ожидали уменьшения, а не увеличения.

Я признаю, что, как и Папа, накололся с умозрительным подходом. Но, тогда и вы признайте, что "разами" не пахнет.

---------- Сообщение добавлено 23:08 ---------- Предыдущее сообщение было 23:07 ----------

Это любой динамик без фильтра в ящике.

У динамика 8 ом по паспорту на прилавке, импеданс равен 8 Ом и реактивный? И ему требуется в два раза более мощный усилитель?