1. Что такое параметры Тейля-Смолла?
   
2. Какие существуют типы корпусов?
   
3. Какой тип корпуса подходит мне лучше всего?
   
   
   
   1. Бесконечный объем (открытое пространство)
      
   2. Закрытый корпус
      
   3. Фазоинвертор
      
   4. Фазоинвертор с резонатором
      
   
   
4. Как построить корпус?
   
5. Какой динамик использовать?
   
6. Какое программное обеспечение существует, чтобы помочь мне выбрать тип корпуса и динамик?
   
7. Что такое "апериодическая мембрана"?
   

1. Что такое параметры Тейла-Смолла (Thiele/Small)? [CD,RDP]

Это группа параметров, введенных A.N. Thiele и позднее R.H. Small, при помощи которых можно полно-стью описать электрические и механические характеристики средне- и низкочастотных головок громкогово-рителей, работающих в компрессионной области, т.е. тогда, когда в диффузоре не возникают продольные колебания и его можно уподобить поршню. Эти параметры совершенно необходимы при проектировании высококачественных сабвуферов.

Fs (Hz) - частота собственного резонанса головки громкоговорителя в открытом пространстве. В этой точке ее импеданс максимален.

Fc (Гц) - частота резонанса акустической системы для закрытого корпуса.

Fb (Гц) - частота резонанса фазоинвертора.

F3 (Гц) - частота среза, на которой отдача головки снижается на 3 dB.

Vas (куб.м) - эквивалентный объем. Это возбуждаемый головкой закрытый объем воздуха, имеющий гиб-кость, равную гибкости Cms подвижной системы головки.

D (м) - эффективный диаметр диффузора.

Sd (кв.м) - эффективная площадь диффузора (примерно 50-60% конструктивной площади).

Xmax (м) - максимальное смещение диффузора.

Vd (куб.м) - возбуждаемый объем (произведение Sd на Xmax)

Re (Ом) - сопротивление обмотки головки постоянному току.

Rg (Ом) - выходное сопротивление усилителя с учетом влияния соединительных проводов и фильтров.

Qms (безразмерная величина) - механическая добротность головки громкоговорителя на резонансной час-тоте (Fs), учитывает механические потери.

Qes (безразмерная величина) - электрическая добротность головки громкоговорителя на резонансной часто-те (Fs), учитывает электрические потери.

Qts (безразмерная величина) - полная добротность головки громкоговорителя на резонансной частоте (Fs), учитывает все потери.

Qmc (безразмерная величина) - механическая добротность акустической системы на резонансной частоте (Fs), учитывает механические потери.

Qec (безразмерная величина) - электрическая добротность акустической системы на резонансной частоте (Fs), учитывает электрические потери.

Qtc (безразмерная величина) - полная добротность акустической системы на резонансной частоте (Fs), учи-тывает все потери.

Ql (безразмерная величина) - добротность акустической системы на частоте (Fb), учитывающая потери пе-ретекания.

Qa (безразмерная величина) - добротность акустической системы на частоте (Fb), учитывающая потери по-глощения.

Qp (безразмерная величина) - добротность акустической системы на частоте (Fb), учитывающая прочие по-тери.

n0 ( безразмерная величина, иногда %) - относительная эффективность (К.П.Д.) системы.

Cms (м/Н) - гибкость подвижной системы головки громкоговорителя (смещение под воздействием механи-ческой нагрузки).

Mms (кГ) - эффективная масса подвижной системы (включает массу диффузора и колеблющегося вместе с ним воздуха).

Rms (кГ/с) - активное механическое сопротивление головки.

Cas - акустический эквивалент Cms

Mas - акустический эквивалент Mms

Ras - акустический эквивалент Rms

Cmes (Ф) - эквивалентная емкость Mms

Lces (Г) - эквивалентная индуктивность Cms

Res (Ом) - эквивалентное сопротивление Rms

B (Тл) - индукция в зазоре.

l (м) - длина проводника звуковой катушки.

Bl (м/Н) - коэффициент магнитной индукции.

Pa - акустическая мощность

Pe - электрическая мощность

c =342 м/с - скорость звука в воздухе в нормальных условиях.

p=1.18 кГ/м^3 - плотность воздуха в нормальных условиях.

2. Какие существуют типы звукового оформления ? [JLD, JG]

Дальнейшее изложение ведется не по предпочтительности, а по мере возрастания порядка компонентов.
При работе с кроссовером (разделительным фильтром) порядок системы увеличивается на порядок кроссо-вера.
Пример : если кроссовер первого порядка 6dB/октава (катушка индуктивности последовательно с динами-ком) используется с акустическим оформлением четвертого порядка, система в целом будет пятого порядка.
Примечание : Пропорции не соблюдены, иллюстрирована только идея.

Первый порядок бесконечный объем или открытое пространство	Второй порядок акустически разгруженный или закрытый корпус	Второй порядок Изобарический* акустически разгруженный (сдвоенные головки)

Четвертый порядок фазоинвертор туннель или щель	Четвертый порядок пассивный излучатель фазоинвертор	Четвертый порядок изобарический* фазоинвертор

Четвертый порядок фазоинвертор с резонатором	Четвертый порядок изобарический*фазоинвертор с резонатором

Четвертый порядок трехкамерный фазоинвертор с резонатором	Четвертый порядок трехкамерный изобарический* фазоинвертор с резонатором

Пятый порядок = агрегат 4 порядка + кроссовер 1 порядка

Пятый порядок = агрегат 3 порядка + кроссовер 2 порядка и т.д.

Шестой порядок фазоинвертор-резонатор двойного действия	Шестой порядок изобарический*фазоинвертор-резонатор двойного действия

Шестой порядок трехкамерный фазоинвертор-резонатор двойного действия	Квази-шестой порядок последовательный двойной фазоинвертор

Седьмой порядок = агрегат 6 порядка + кроссовер 1 порядка и т.д.

Квази-восьмой порядок последовательный фазоинвертор-резонатор двойного действия	Восьмой порядок фазоинвертор-резонатор тройного действия

* Варианты изобарической (сдвоенной) (Iso-Group) головки громкоговорителя:

В описанных вариантах можно использовать различные способы установки сдвоенных головок. Предпочти-тельный вариант следует выбирать исходя из конкретных конструктивных и акустических требований.

Встречный (пушпульный) "лицом к лицу"	Комбинированный (туннельная установка) "в затылок"	"спина к спине"

С отражающей поверхностью

>>> мгновенное направление

>>> движения диффузора

3. Какой тип звукового оформления выбрать ? [IDB, DK]

Ответ не содержит конкретных рекомендаций, но открывает простор для творчества с "кубиками" (беско-нечный объем - 1 порядок, закрытое оформление - 2 порядок, фазоинвертор (в том числе и с резонатором) -
4 порядок и простые фильтры). Расчет и изготовление акустического оформления более высокого порядка
достаточно сложны.

• 3.1 Бесконечный объем (открытое пространство)

  Достоинства :

  - Корпус не нужен. Значит - проще смонтировать и подключить.

  Недостатки:

  - Требует хорошей акустической изоляции между передней и задней поверхностью диффузора. При уста-новке может привести к определенным проблемам и потребовать дополнительной изоляции отверстий в панелях, чтобы исключить "акустическое короткое замыкание".

  - Демпфирование диффузора в этом случае определяется только гибкостью подвижной системы и может оказаться недостаточным.

  - Менее эффективна в области самых низких частот по сравнению с другими конструкциями.

  - В принципе дороже, чем хороший корпусной сабвуфер. Для лучшей слышимости подвижная система должна иметь максимальную гибкость и ход, чтобы выдерживать большую подводимую мощность.

• 3.2 Закрытый корпус

  Преимущества :

  - Малый занимаемый объем.

  - Неглубокий (12 dB/октава) спад АЧХ на низких частотах.

  - Прекрасно выдерживают мощность на самых низких частотах.

  - Прекрасная переходная характеристика и групповое время задержки.

  - Легкость монтажа и простота конструкции.

  - Снисходительность к конструктивным просчетам.

  Недостатки :

  - Недостаточная эффективность.

  - Незначительная отдача в области "верхнего баса".

  - При использовании мощного агрегата в маленьком корпусе охлаждение магнитной системы недостаточно.

• 3.3 Фазоинвертор

  Преимущества :

  - На 3-4 dB эффективнее, чем закрытый корпус.

  - Отдача в области "верхнего баса" лучше, а искажения меньше.

  - Магнитная система хорошо охлаждается.

  - АЧХ правильно сконструированного агрегата расширена в область низких частот по сравнению с закры-тым корпусом.

  Недостатки :

  - Размеры (не так критичные для неавтомобильной акустики).

  - Недостаточная нагрузка ниже Fb.

  - Сложнее проектирование, в результате просчетов можно получить гулкий, неприятный звук.

• 3.4 Фазоинвертор с резонатором

  Достоинства :

  - Надлежащим образом сконструированный и смонтированный сабвуфер обеспечивает прекрасное воспро-изведение самых низких частот.

  - Лучше демпфируются колебания диффузора и снижаются механические нагрузки.

  - Диффузор надежно защищен от болтающихся по багажнику предметов.

  - Выход хорошо вписывается в интерьер седанов.

  Недостатки :

  - Трудно изготовить (не рекомендуется для новичков) и очень критично к ошибкам проектирования.

  - Фильтрующие свойства часто маскируют искажения, возникающие при ограничении сигнала в момент перегрузки усилителя. В результате слушатель и не догадывается, что динамик на грани выхода из строя.

  - Требуется мощное звено "среднего баса" вследствие узкой полосы воспроизводимых частот.

  - Переходная характеристика зависит от характера настройки. При широкой полосе звук вялый, узкая поло-са (и большая отдача) улучшает переходную характеристику.

  - Займет уйму времени.

Для получения от акустической системы высококачественного звучания ее необходимо не только правильно рассчитать, но и тщательно изготовить. Здесь даны рекомендации, которые позволят избежать наиболее час-то встречающихся ошибок, способных свести на нет все конструкторские ухищрения.

• 4.1 Материалы и конструкция [AS,GG]
  Акустическое оформление рассчитывается исходя из конструктивных параметров низкочастотных головок. В любом акустическом оформлении следует избегать каких-либо щелей и отверстий, корпус должен быть герметичным. Отверстия или щели приводят к акустическому "короткому замыканию", вследствие чего
  воспроизведение низких частот резко ухудшается. Головки громкоговорителей, если в их конструкции не предусмотрено посадочное уплотнение, следует устанавливать через уплотняющую прокладку из губчатой резины или резиновой трубки. То же самое относится и к сдвоенным головкам сабвуферов. При установке
  фазоинвертора необходимо обеспечить герметичность стыка трубы и панели.
  Диаметр отверстия для головки должен быть равен диаметру диффузора с учетом гофра, чтобы исключить возможность касания гофром панели во время работы. Диффузор головки при установке на наружной пане-ли необходимо защитить от повреждений тонкой решеткой или сеткой с ячейками 5-10 мм. Неплохо также защитить порт или туннель фазоинвертора от попадания посторонних предметов, что особенно актуально при установке сабвуфера в багажнике. Крепление головок осуществляется при помощи винтов, шурупов
  или шпилек. Головки не следует притягивать к корпусу слишком сильно, чтобы не вызвать перекос диффу-зородержателя и подвижной системы и не увеличить вибрации.
  Материал корпуса должен обеспечивать жесткость панелей, особенно той, на которой смонтирован(ы) ди-намик(и). Наиболее подходящие материалы - фанера, ДВП и ДСП. Чем больше размеры корпуса и мощ-ность головки, тем толще должен быть материал корпуса. Для сабвуферов толщина панелей под динамики должна быть не меньше 15 мм, прочих - 10 мм. Жесткость панелей можно увеличить при помощи дополни-тельных распорок между противоположными стенками или ребер жесткости в виде прикрепленных к пане-ли брусков.
  При самостоятельном изготовлении корпуса избежать шипового соединения панелей можно, соединяя па-нели при помощи металлических уголков или деревянных брусков. Деревянные бруски, кроме того, позво-ляют довольно просто изготовить скошенные корпуса, более приспособленные к установке под сиденьями. В любом случае панели и связующие элементы устанавливают на клею и крепят шурупами или винтами, а после высыхания клея стыки герметизируют изнутри силиконом, эпоксидной смолой или герметиком. Для
  заделки щелей на стыке панелей можно использовать смесь древесных опилок с клеем. Внутренние поверх-ности корпуса следует хорошо задемпфировать. Готовый корпус необходимо ошкурить, затем его можно зашпаклевать, загрунтовать и покрасить, или отделать ковровым покрытием.

• 4.2 Звукопоглотитель [AS]
  Введение звукопоглотителя в конструкцию корпуса громкоговорителя позволяет превратить адиабатиче-ский процесс сжатия-расширения воздуха в ящике в изотермический, что эквивалентно увеличению объема корпуса на 10-20%. Соответственно снижается и резонансная частота громкоговорителя, в пределе это сни-жение достигает 0,85 от исходной величины. Кроме того, звукопоглотитель позволяет исключить отражения сигнала и резонансные явления в объеме корпуса, что благоприятно сказывается на результирующей АЧХ.
  Звукопоглощающий материал для заполнения внутреннего объема корпуса должен быть рыхлым и порис-тым. Применимы вата в виде матов (для закрытого оформления можно в матерчатом или марлевом мешке), дакрон. Для закрытого оформления необходимо заполнить приблизительно 60% объема позади головки, для фазоинвертора и пассивного излучателя достаточно нанести звукопоглотитель на заднюю (обязательно) и боковые (желательно) стенки слоем толщиной не менее 20-30 мм. Не следует размещать звукопоглотитель
  вблизи отверстия или трубы фазоинвертора, так как чрезмерное демпфирование может привести к полному прекращению действия фазоинвертора. В резонансных камерах акустических оформлений высоких поряд-ков звукопоглотитель не обязателен, но в некоторых случаях может быть полезным нанести его на одну
  из стенок слоем 10-20 мм для уменьшения отражений. Маты из ваты изготавливают так: на куске марли или бязи раскладывают вату ровным слоем, накрывают другим куском и простегивают суровой ниткой. Маты крепят к внутренним поверхностям корпуса гвоздями, шурупами или на клею. Удобно также применять листовой поролон (пенополиуретан) в виде ковриков и матов толщиной 20-50 мм. Для увеличения пористо-сти (что дает лучшее звукопоглощение) неплохо некоторое время походить по ним (но не грязными сапога-ми!).

Хорошо зарекомендовали себя динамики фирм Rockford Fosgate, JL Audio, MTX, Kicker. При самостоятель-ном изготовлении сабвуферов можно также использовать следующие динамические головки отечественного производства, имеющие сопротивление 4 Ом :

Обозначение	Габариты, мм (диаметр*высота)	Чуствительность дБ/Вт	Частота резонанса, Гц
10ГДН1 (6ГД6)	125*80	84	75
25ГДН1 (10ГД34)	125*76	84	80
25ГДН2 (15ГД18)	125*76	81	100
25ГДН3 (15ГД14)	125*76	84	55
35ГДН1 (25ГД26)	200*120	86	30
75ГДН1 (30ГД2)	250*125	87	25
75ГДН6 (30ГД6)	250*124	88	33

Использование динамиков сопротивлением 8 Ом в автомобильных сабвуферах энергетически невыгодно и может быть оправдано только при параллельном включении в сдвоенных головках.

6. Какое программное обеспечение использовать при проектировании ? [JSC,MH,DK]

Программы расчета различных вариантов акустического оформления доступны через ftp://ftp.uu.net/usenet/rec.audio.high-end/Software. Наиболее популярная программа - Perfect Box (файл "perf.uu" или "perf.zip").
Но ни одна программа не сделает за Вас оптимальный выбор ! Программа не может учесть ограничения объема, тип автомобиля, тип и количество обычных басовых динамиков, Ваши музыкальные предпочтения и предполагаемые затраты. Многие слепо уверены, что компьютерная программа дает оптимальное решение
и результат их обескураживает. Лучше обсудить приглянувшуюся конструкцию с квалифицированным мон-тажником, а еще лучше - с производителем.
Среди прочей информации заслуживает также внимания файл "sahfsd01.doc" в архиве ftp.uu.net. Аббревиа-тура расшифровывается как "Software and Hardware for Speaker Design". Файл был добавлен в июне 1994 анонимным автором.

7. Что такое панель акустического сопротивления ("aperiodic membrane") ? [CD,DK]

Апериодическая мембрана (в отечественной терминологии - панель акустического сопротивления, ПАС) - составная часть акустического оформления некоторых сабвуферов. Это решетка, акустическое сопротивле-ние которой зависит от частоты. Первоначально Naim применил ее в домашних акустических системах, но некоторые производители применяют ее в автомобильной акустике.
У системы с ПАС головка громкоговорителя передемпфирована и имеет добротность не более 0,7. Напро-тив, распространенные закрытые корпуса имеют полную добротность Qtc 0,8-1,1 и по определению недос-таточно демпфированы. При неправильном проектировании высокодобротные системы могут иметь плохую переходную характеристику, значительный пик на АЧХ и значительный спад за ним. ПАС ведут себя по другому - у них лучше переходная характеристика и плоская АЧХ с протяженным низкочастотным участ-ком.
Другое преимущество системы состоит в том, что открывается широкий выбор. Параметры Тейла-Смолла (которые предопределяют выбор типа корпуса) учитываются при проектировании ПАС так, чтобы ее харак-теристики соответствовали характеристикам головки громкоговорителя.
Реально ПАС не для каждого автомобиля. Для достижения хороших результатов необходима хорошая аку-стическая изоляция (с уплотнением) как багажника от пассажирского салона, так и самого багажника. Го-ловки громкоговорителей монтируются на перегородке между салоном и багажником так же, как в системе с бесконечным объемом/открытым оформлением. ПАС помещается либо впереди динамика, либо позади него (в зависимости от типа), в этом случае ПАС является задней стенкой небольшого корпуса, в котором установлена головка громкоговорителя (как в Buick Grand National у Richard Clark). Это не годится для гру-зовиков, джипов, роверов и хэтчбэков.
Вы можете попробовать ПАС, если есть намерение потратить деньги, имеется запас мощности усилителя, несколько больших басовиков, седан, большой багажник и нет желания громыхать на всю округу. Если же Ваши вкусы требуют запредельных низов вопреки звучанию акустических инструментов, результат вряд ли удовлетворит Вас.