Размеры динамиков сабвуфера для авто

Как выбрать акустику в автомобиль.Инструкция для новичков.

Как выбрать акустику в автомобиль
В этой статье я попробую простым языком объяснить как простому покупателю правильно выбрать акустику в автомобиль и не ошибиться при выборе. Сразу скажу, что выбор акустики в автомобиль — дело очень сложное и зачастую даже профессионалы не с первого раза находят правильный вариант, удовлетворяющий запросы заказчика по звучанию, поэтому в этой статье речь пойдет и системах среднего класса и пользователей, которые не требуют, чтобы было слышно седьмую скрипку в оркестре в результате полученной после инсталляции системе.
Также, исходя из больше чем 10-ти летного опыта работы с Автозвуком, хочу сказать что купить дорогие компоненты акустических систем и думать что это будет гаранировать хороший и качественный звук в результате не стоит. Бывает, что даже топовые акустические системы установленные по всем правилам в результате не звучат. Автомобиль — очень сложная среда для создания правильного звука. Вот некоторые основные проблемы препятствующие получению хорошего звука в авто:
• Слушатель в автомобиле находится не по центру от динамиков. В результате звук от одних динамиков приходит к нашей голове раньше, от других позже. В серьезных системах это компенсируется процессором с временной коррекцией, который продается как отдельно, так и бывает встроенным в автомагнитолу.
• В идеале высокочастотные и среднечастотные динамики должны быть направлены на нас спереди, чтобы формировать правильную звуковую сцену. В реалии это можно достигнуть только изготовлением дорогих подиумов на стойки или на торпедо, что не каждому по карману.
• Вечная погоня за фронтальным басом. Любая система зазвучит абсолютно по другом, если нижний бас будет идти не с сабвуфера, установленного в багажнике, а с фронта. К сожалению в автомобиле установить сабвуфер вперед практически не возможно, не внося кардинальные изменения в салон.
• Наличие огромного количества шумов, скрипов, сторонних звуков. Лечится шумо-вибро изоляцией.
Одной из самых основных позиций при выборе акустики в автомобиль стоит считать то, что результат звучания акустики больше зависит от того, как она установлена, а не от того, за какие деньги она куплена. Например динамики за 6000 рублей, установленные в штатные места в двери будут играть хуже, чем динамики за 3000 рублей, установленные в ту же дверь на деревянные кольца с шумоизоляцией, что в результате будет по бюджету дешевле. Проверено и не раз.
Очень важно так же сказать о основных способах установки акустики в автомобиль.
Акустика в штатные места в торпедо. Как правило в такое место ставятся не большие динамики, крепятся на пластик, часто играют не на закрытый объем, на качественный звук с них рассчитывать не приходится. При такой инсталляции рекомендую выбирать акустику недорогую, но фирменную, чтобы служила долго. Например:

Акустика в двери, в штатные места. Тут можно хорошо развенуться и сделать хороший, качественный звук. Очень рекомендую ставить акустику размера 16.5 см. Даже если штатные места 13 см., в подавляющем большинстве случаев можно доработать штатное место и установить 16 динамики. Также, рекомендую ставить акустику 2-х компонентную, т.е. с выносной пищалкой, т.к. пищалка от коаксиальной акустики будет играть Вам в ноги и нормальной звуковой сцены Вы не получите. В целом дверь автомобиля в своем первоначальном состоянии все равно что консервная банка для акустики. Чтобы сделать из нее достойное акустическое оформление для звука ее надо обязательно шумо и вибро изоляровать. Динамик рекомендую крепить не к металлу двери, а на деревянные кольца. Примеры удачных вариантов компонентной акустики (с выносной пищалкой):

И примеры коаксиальной акустики (с встроенной пищалкой) для тыла:

Morel Maximo Coax 6

Акустика в заднюю полку. На тыл как правило ставятся овалы, изготавливается полка для установки, любо усиливается штатная. Примеры достойных вариантов для такой установки:

Источник

Как изготовить сабвуфер в машину своими руками

Построение полноценной системы автомобильного звука обычно начинается с фронтальных громкоговорителей. Именно они определяют качество и натуральность звучания, в том числе и на низких частотах. Об установке сабвуфера в машину задумываются, когда хочется чего-то большего: подчеркнуть глубину баса, усилить звуковое давление или даже получить новые физические ощущения. Причём необязательно покупать акустическую систему — её вполне реально сделать своими руками. Мы проведём вас подробно по этому процессу: от рассчёта короба до монтажа.

Динамики для сабвуфера

Сабвуфер — отдельная колонка, предназначенная для воспроизведения звуков самых низких частот. Главная составляющая любой акустической системы — динамик или головка громкоговорителя. Её задача — преобразовать электрический сигнал в колебания воздуха.

Сабвуфер — отдельная колонка, предназначенная для воспроизведения звуков самых низких частот

Для этого используют громкоговорители разных принципов действия. В сабвуферы устанавливают, как правило, электродинамические головки.

В сабвуферы устанавливают, как правило, электродинамические головки

Под действием электрического тока в звуковой катушке (6) она колеблется в поле постоянного магнита вместе с диафрагмой (диффузором) (3), закреплённой на гибком подвесе (2). Эти механические перемещения преобразуют электросигнал в звуковые волны.

Параметры динамиков

Работу динамиков описывает множество параметров, которые можно найти в техническом паспорте. Многие из них используются в расчёте акустических систем. Главные среди параметров электродинамических головок:

Динамик — колебательная система. Чем легче диафрагма (диффузор) и жёстче подвес, тем выше резонансная частота. Для воспроизведения низких звуковых частот используют мягкие подвесы и тяжёлые диффузоры. Резонансная частота больших сабвуферных динамиков примерно 20—50 Гц.

Добротность отражает способность подвеса динамика гасить резонансные колебания диффузора. Чем лучше у него это получается, тем ниже добротность.

Эквивалентный объём динамика равен объёму воздуха, жёсткость которого при воздействии на него диффузора такая же, как жёсткость подвеса. Как понятно, эта величина не эквивалентна размерам корпуса колонки, как порой ошибочно полагают. Параметр зависит от механических свойств подвеса и размеров диффузора. Измеряется в литрах.

Размер динамика для сабвуфера

Для создания высокого звукового давления, эффективного и корректного преобразования сигнала в колебания воздуха требуются диффузоры большой площади. По этой причине в сабвуферах используют головки диаметром 6—15 дюймов.

Чем больше диаметр головки, тем сильнее звуковое давление, которое потенциально может обеспечить сабвуфер. Но большим динамикам требуются и большие короба. По этой причине размеры выбирают, ориентируясь на объём салона автомобиля.

Таблица: диаметр динамиков

Конкретный выбор за владельцем автомобиля. Когда требуется большая отдача от колонки, жертвуют местом. И наоборот, желая сэкономить пространство, останавливаются на динамиках меньшего диаметра.

Наиболее универсальный вариант — использование в сабвуфере головки 10–12 дюймов.

Наиболее универсальный вариант — использование в сабвуфере головки 10–12 дюймов

Виды сабвуферов

Все сабвуферы делятся на активные и пассивные. Для работы пассивного нужен внешний усилитель мощности низкой частоты, тогда как в активный усилитель уже встроен. Активный сабвуфер подключают к линейному выходу источника сигнала. Пассивный — к выходу для колонок.

Совмещение в одном устройстве излучателя звука и усилителя — удобное решение. Покупая активный сабвуфер, владелец автомобиля получает законченное устройство, которое можно подключить к выходу магнитолы.

К сожалению, покупные активные сабвуферы редко комплектуются высококачественными усилителями, что объясняется как ограничениями в габаритах, так и стремлением производителей изготовить массовый продукт.

Звучание любого динамика улучшается, если его установить в корпус. Он необходим для согласования звуковых волн, излучаемых передней и тыльной поверхностью диффузора.

Как активные, так и пассивные корпусные сабвуферы — самые распространённые.

Как активные, так и пассивные корпусные сабвуферы — самые распространённые

При изготовлении корпуса или по-другому короба используют различные акустические оформления, о которых чуть ниже.

Особняком среди корпусных колонок держатся плоские сабвуферы, предназначенные для установки под сидение автомобиля. Как правило, это активные малогабаритные устройства, чьи акустические параметры оставляют желать лучшего. Их устанавливают при дефиците свободного места в автомобиле.

Плоские сабвуферы устанавливают под сидение при дефиците свободного места в автомобиле

Сабвуфер без корпуса называют Free-Air или колонкой с открытым оформлением. Динамик такого устройства располагают на большом плоском экране, задача которого разграничить звуковые волны, излучаемые фронтальной и тыльной поверхностью диффузора.

Пример сабвуфера с открытым оформлением в автомобиле — динамик, установленный в заднюю полку. В то время как фронт его диффузора работает на салон, тыльная составляющая «остаётся» в багажнике. Для работы в этом режиме подходят динамики с добротностью 0,55—0,8.

Открытое оформление не получило массового распространения. Free-Air необходима жёсткая ровная площадка между хорошо изолированными друг от друга отсеками автомобиля. В современных транспортных средствах совокупность указанных условий практически не встречается. Приходится усиливать полку толстой плитой из МДФ или фанеры и принимать дополнительные меры для герметизации багажника.

Акустическое оформление корпуса сабвуфера

Наиболее популярные оформления корпуса — закрытый ящик и фазоинвертор. Иногда фанаты автозвука выбирают бандпасс, пассивный излучатель или акустическую нагрузку.

Закрытый ящик — это корпус колонки, объём которого соизмерим с эквивалентным объёмом динамика.

Закрытый ящик — это корпус колонки, объём которого соизмерим с эквивалентным объёмом динамика

Его достоинство — хорошее сопряжение с акустическими параметрами автомобильного салона. Недостаток — низкий КПД, что требует более высокой мощности усилителя.

Фазоинвертор конструктивно представляет собой отверстие в корпусе или встроенную внутрь него трубу (порт фазоинвертора), соединяющую внутренний объём с внешним пространством.

Фазоинвертор конструктивно представляет собой отверстие в корпусе или встроенную внутрь него трубу (порт фазоинвертора)

В отличие от закрытого ящика, фазоинвертор не гасит колебания тыльной стороны диффузора, а дополняет ими основное излучение, увеличивая результирующую громкость звука.

Пассивный излучатель — разновидность фазоинвертора. Роль фазового порта в этом случае исполняет либо специально созданная подвижная система, либо обычный динамик, не подключённый к усилителю.

Пассивный излучатель — разновидность фазоинвертора

Одна из причин нелинейных искажений звука — несимметричная нагрузка на диффузор динамика, установленный в корпус. Перемещаясь наружу, мембрана испытывает минимальное сопротивление, тогда как в противоположном направлении ей противодействует упругость воздуха внутри корпуса. В качестве акустической нагрузки, уравнивающей условия, используют плоские панели и рассеиватели.

В качестве акустической нагрузки, уравнивающей условия, используют плоские панели и рассеиватели

Акустическое оформление полосового типа или бандпасс представляет собой корпус, разделённый надвое перегородкой, в которой установлен динамик. Обе стороны диффузора в такой системе работают на ограниченное пространство.

У бандпасса четвёртого порядка звук выходит наружу через один порт. Конструкции шестого порядка оборудованы двумя портами, восьмого — тремя.

Акустическое оформление полосового типа или бандпасс представляет собой корпус, разделённый надвое перегородкой, в которой установлен динамик

Бандпасс обеспечивает значительный прирост звукового давления в сравнении с закрытым ящиком и фазоинвертором. Но при этом полосовые колонки очень чувствительны к параметрам корпуса и сложны в изготовлении.

Особенности размещения

В замкнутом пространстве автомобиля мозг человека не в состоянии определить направление на источник низкочастотного звука. Поэтому, в отличие от динамиков средней и высокой частоты, место размещения сабвуфера не влияет на естественность звука и может быть любым. Но внушительную колонку куда попало не пристроишь. Экономя ограниченное пространство, её, как правило, прячут в багажник.

Вариантов расположения сабвуфера в багажнике седана или хэтчбека не так уж и много:

Инсталляция сабвуфера за спинкой сидений диффузором в багажник — распространённое решение. Выбирая такой вариант для седана, необходимо обеспечить акустическую связь багажника с салоном.

Инсталляция сабвуфера за спинкой сидений диффузором в багажник — распространённое решение

Суммарная площадь отверстий между ними должна быть не меньше площади диффузора. Чтобы выполнить условие, возможно, понадобится «просветлить» полку: вырезать в ней дополнительное отверстие и замаскировать его сеткой или решёткой. То же самое относится и к варианту размещения сабвуфера в заднем крыле седана.

Суммарная площадь отверстий между багажником и салоном седана должна быть не меньше площади диффузора

В хэтчбеке и в универсале, где багажник не изолирован от салона, инсталляция диффузором назад работает лучше и даже может создать дополнительный прирост звукового давления. Сабвуфер в крыле обеспечивает более глубокий бас.

Низкочастотная колонка в подлокотнике откидного сидения седана более точно воспроизводит звук, поскольку динамик работает непосредственно в салон.

Низкочастотная колонка в подлокотнике откидного сидения седана более точно воспроизводит звук

Размер «окна» для динамика не должен быть меньше площади диффузора. Корпус сабвуфера устанавливают как можно плотнее к спинке сидения, «утечка» звука через щели влияет на качество его воспроизведения.

Размещение сабвуфера в задней полке диффузором вверх — наиболее выигрышное решение. Динамик, как и в случае с подлокотником, работает в салон. Кроме того, заднее стекло выступает в роли акустической нагрузки, обеспечивая дополнительное усиление низких частот.

Размещение сабвуфера в задней полке диффузором вверх — наиболее выигрышное решение

Динамик сабвуфера в полу багажника (в нише запаски) хэтчбека и универсала фактически установлен в большую плоскую поверхность, что положительно влияет на воспроизведение низких частот. При этом следует позаботиться о защите головки и придумать, куда пристроить запасное колесо.

Динамик сабвуфера в полу багажника хэтчбека и универсала фактически установлен в большую плоскую поверхность, что положительно влияет на воспроизведение низких частот

Как рассчитать короб

Акустические системы, в том числе и сабвуферы, рассчитывают с помощью компьютерных программ. Наиболее часто используют «WinISD» и «JBL Speakershop».

Исходные данные для расчётов — технические характеристики динамиков из встроенных в программы баз данных, или введённые вручную. Как минимум необходимо задать основные, о которых упоминалось выше.

Софт также позволяет вести расчёты в «противоположном направлении», подобрать динамик, который обеспечит наилучшую отдачу при заданных параметрах корпуса.

Наиболее простые акустические формы, такие как закрытый ящик и фазоинвертор, не требуют высокой точности. Их можно рассчитать вручную с помощью формул.

Расчёт закрытого ящика

Цель расчёта — основываясь на исходных данных (трёх основных параметрах динамика) подобрать внутренний объём колонки.
Если отношение паспортного значения резонансной частоты (F_s) к добротности (Q_ts) меньше 100, такой динамик лучше не устанавливать в закрытый ящик.

Запертый в корпусе закрытого ящика воздух, сжимаясь под действием диффузора, увеличивает жёсткость подвеса. В результате резонансная частота и добротность акустической системы возрастает.

Формулы, связывающие резонансную частоту (F_c), добротность (Q_tc) и объём (V_b) колонки с аналогичными паспортными параметрами (F_s, Q_ts и V_as) динамика приведена на рисунке.

Формулы, связывающие резонансную частоту (Fc), добротность (Qtc) и объём (Vb) колонки с аналогичными паспортными параметрами (Fs, Qts и Vas) динамика

Как следует из формул, если объём корпуса равен эквивалентному, значения параметров возрастают в 1,4 раза, и вдвое, когда объём закрытого ящика втрое меньше V_as.

Подбирая с помощью формул допустимый объем корпуса, стремятся, чтобы резонансная частота колонки (F_c) не превышала 50 Гц, а добротность (Q_tc) была близка к 0,7.

Расчёт фазоинвертора

Для этого акустического оформления выбирают динамики с добротностью 0,3—0,5 и отношением резонансной частоты к добротности не мене 50. Кроме объёма сабвуфера, вычисляют параметры (площадь сечения, диаметр и длину трубы) порта фазоинвертора.

Параметры короба подбирают по тем же формулам, что и в случае с закрытым ящиком, но при этом ориентируются на добротность колонки (Q_tc) в пределах 0,6—0,65.

Параметры порта рассчитывают, опираясь на значение частоты настройки фазоинвертора (F_b) выбранной равной резонансной частоте динамика (F_s) или немного меньше. Формулы для расчёта площади сечения, диаметра и длины порта фазоинвертора показаны на рисунке.

Формулы для расчёта площади сечения, диаметра и длины порта фазоинвертора

В приведённых формулах:

Расчётная длина фазоинвертора может получиться больше рекомендованного максимального значения. Уменьшить практическую длину можно несколькими способами.

Размещение выхода круглого фазоинвертора заподлицо с плоскостью панели колонки даёт выигрыш в длине до 0,85 диаметра фазоинвертора. Фланцы на конце трубы ещё больше усиливают эффект.

Около 15% длины можно сэкономить, разместив фазоинвертор вплотную к одной из сторон колонки.

Использование порта в виде усечённого конуса круглого или прямоугольного сечения поможет уменьшить длину фазоинвертора до 35%. Конфигурация в виде песочных часов — до 40%.

Фотогалерея: способы уменьшения длины фазоинвертора

Как сделать сабвуфер для машины своими руками

Главные требования к корпусу любой акустической колонки — жёсткость и герметичность. Распространённый материал для корпуса сабвуфера — ДСП, МДФ или фанера толщиной 15—18 мм. В некоторых случаях для повышения прочности корпусов простой формы внутри их устанавливают распорки и рёбра жёсткости.

Герметизация корпуса — способ снижения паразитных вибраций и устранения посторонней акустической связи между внутренним и внешним пространством. Собирая корпус, стыки панелей промазывают эластичным клеем или обрабатывают герметиком. Динамик устанавливают на мягкую упругую прокладку, изолируя от крепежа шайбами из аналогичного материала.

Существенно повышает стойкость к вибрациям использование для сборки корпуса многослойных материалов, например, двух жёстких слоёв, разделённых вибропоглощающей прослойкой. Более простое, но значительно менее эффективное решение — обработка внутренних поверхностей мастиками или оклейка листовым материалом. Чтобы сравниться по способности гасить колебания с трёхслойной конструкцией, толщина демпфирующего слоя должна быть не меньше, чем толщина стенки колонки.

Наполнение пространства сабвуфера звукопоглощающим материалом плотностью 20—25 г/л эквивалентно увеличению его внутреннего объёма на 25—30%. Для этой цели используют синтепон, крупнопористый поролон и пр.

Наполнение пространства сабвуфера звукопоглощающим материалом эквивалентно увеличению его внутреннего объёма на 25—30%

В закрытом ящике звукопоглотителем заполняют около 60% объёма за динамиком. Для фазоинвертора достаточно оклеить слоем 20—30 мм заднюю (исключая место вблизи фазоинвертора) и боковые стенки. В бандпассах этот метод обычно не используют.

Изготовление сабвуфера в простом корпусе

Рассчитав внутренний объём корпуса сабвуфера, подбирают материал для изготовления, создают чертёж и определяют размеры деталей, учитывая толщину как основного материала, так и демпфирующего слоя. Разобраться помогут онлайн-калькуляторы, которые можно найти в интернете.

Видео: разработка чертежа корпуса сабвуфера

Инструменты и материалы

Минимальный набор инструментов для работы:

Кроме основного материала, потребуется:

Процесс изготовления

Видео: сабвуфер с двумя динамиками своими руками

Изготовление корпуса стелс

В отличие от закрытого ящика, занимающего в багажнике много полезного места, стелс (невидимый) сабвуфер устанавливают в нишу крыла или запасного колеса.

Объем корпуса стелс рассчитывают таким же образом, как и любого другого. Его отличие в нестандартной форме, позволяющей «спрятать» колонку в неиспользуемом пространстве.

Кроме перечисленного выше, для изготовления «невидимого» корпуса понадобится:

Процесс изготовления

Видео: изготовление корпуса стелс из стекловолокна

Подключение

Для подключения к усилителю пассивного сабвуфера в качестве акустических используют те же марки проводов, что и для питания усилителя.

Сабвуфер — очень энергоёмкий компонент системы, к тому же обладающий малым сопротивлением не более 4 Ом. Ток на выходе усилителя может достигать десятков и даже сотни ампер. В этом случае значительно возрастают потери в проводке, влияющие на громкость и качество звука. Чем больше сопротивление провода, тем большая часть мощности усилителя тратится на его разогрев и не доходит до динамика.

Схема подключения сабвуфера зависит от усилителя. К одноканальному низкочастотная колонка подключается так же, как и все остальные, к положительному и отрицательному выводам. К двухканальному — по мостовой схеме, используя положительные клеммы каждого канала.

Мостовая схема подключения сабвуфера к выходу двухканального усилителя

Все работы по подключению сабвуфера следует производить, предварительно отключив аккумулятор автомобиля.

Видео: подключение пассивного сабвуфера

Изготовление и подключение автомобильного сабвуфера своими руками дело непростое, но посильное любому, кто хочет превратить автомобиль в концертный зал на колёсах. Всё, что для этого нужно — желание, внимание и терпения.

Источник