В данной статье мы не будем углубляться в теорию четвертьволнового резонатора или в простонародье — четвертьволновик (ЧВ), а рассмотрим вещи с бытовой точки зрения обычного пользователя. У данного типа оформления, используемого для сабвуфера, есть как преимущества, так и недостатки, последних впрочем совсем не много.
Основные преимуществами ЧВ являются:
- низкий уровень групповых задержек, точность проработки баса и детальность порой даже выше закрытого ящика;
- плавный и на удивление широкий диапазон воспроизводимых частот, при правильном подходе ЧВ легко отрабатывает как верхний бас, так и самый нижний;
- высокий КПД, с одинаковой мощности Вы получаете отдачу, в среднем на 20-40% превышающую фазоинверторы или бандпассы, и на 150-300% закрытый ящик.
Согласитесь, это просто отличный бонус даже к самому хорошему сабвуферу.
Однако, есть и недостатки:
- занимает приличную часть багажника, если не его весь;
- довольно требователен к выбору динамика, слабые магнитные системы, низкая величина линейного хода и тяжелая подвижная часть — все это не для ЧВ, впрочем, среди сабвуферов DD такого Вы и не встретите;
- противопоказан к использованию с мощностями, в 2 и более раза превышающими номинальную мощность сабвуфера.
В двух словах, если Вам не жалко места — ЧВ будет лучшим выбором оформления для сабвуфера. Итак, классический четвертьволновой резонатор представляет из себя тоннель определенной длины и определенной площади сечения, и все. Он удивительно прост в расчетах и при наличии свободного пространства, прост и в изготовлении. На рисунке 1 представлена принципиальная схема работы ЧВ, где красной линией указана расчетная длина туннеля. На рисунке изображен туннель с круглым сечением, но на практике в подавляющем большинстве случаев используется квадратное сечение той же площади.
Рассчитывается ЧВ следующим образом. Площадь сечения туннеля зависит от калибра сабвуфера, рассчитывается по следующей формуле. Sтуннеля = 1,5*(3,14*((Dсабвуфера/2)^2)). Проще говоря, площадь сечения туннеля равняется полторы площади сабвуфера. Длинна туннеля определяет настройку ЧВ. Используется вот такая простая формула: Lтуннеля = (343/Fb)/4, где Fb — желаемая частота настройки, результат в метрах. Мы рекомендуем использовать настройки от 34 до 47Гц, оптимальной и наиболее универсальной настройкой считаем 39-41Гц.
Пример расчета ЧВ, настроенного на 40Гц, для сабвуфера калибром 12″(30см). Sтуннеля = 1,5*(3,14*((30/2)^2)) = 1060кв.см. Lтуннеля = (343/40)/4 = 2,14метра. Для удобства, длинна туннеля (L) на всех наших рисунках изображена красной линией. Как мы видим, длина прямого ЧВ выходит около 2-х метров, для автомобиля это конечно не приемлемо и на практике не используется. Для того, чтобы уместить туннель такой длины в багажник, его необходимо свернуть. На рисунке ниже показаны классические схемы сворачивания туннеля. Рассчитали, выбрали наиболее удобную форму сворачивания, путем не сложных геометрических построений и расчетов выполнили чертеж, и готово, можно пилить и наслаждаться великолепным басом!
Для тех наших пользователей, которым качество звучания особенно важно, мы рекомендуем использовать сужающийся свернутый ЧВ. Он гораздо сложнее в изготовлении и больше в объеме, но результат безусловно впечатляющий — бас уникально быстрый, точный и глубокий. Этот вид корпуса отлично себя проявит в соревнованиях на качество звука. Разница с классическим ЧВ заключена в том, что туннель плавно сужается от 3 площадей НЧ динамика в начале до 1.5 на выходе в конце. Традиционные схемы сужающегося свернутого ЧВ показаны на рисунке ниже.
Наверняка после предварительных расчетов всех Вас беспокоит вот такой вопрос: «габариты корпуса выходят слишком большими для желаемой настройки, что будет если уменьшить площадь сечения…?» Ответ на этот вопрос прост — при уменьшении площади сечения вплоть до 0.75 площади НЧ динамика постепенно исчезают и все преимущества ЧВ. На еще меньших площадях сечения туннеля появляются неприятные струйные шумы. При площади туннеля меньше 0.5, струйные шумы вероятно на слух будут громче баса. Думаю, что теперь многим стало понятно, что такое ЧВ и почему он столь обсуждаем. Стройте свои уникальные басовые установки и делитесь впечатлениями!
по материалам сайта www.digitaldesigns.ru
«Он же резонатор — органная труба, он же трансмиссионная линия»
Четвертьволновик (ЧВ) простыми словами
Не пугайтесь нагромождения этих слов, мы не будем здесь углубляться в теоретические основы четвертьволнового резонатора или четвертьволновика, как его обычно называют. Рассмотрим этот тип оформления с точки зрения пользователя, потому что ЧВ обладает важными достоинствами и немногочисленными недостатками.
Если коротко, то четвертьволновик это тоннель определённой длины и площади сечения, нет раздельных понятий корпуса и порта, как мы привыкли в . При наличии свободного места он очень прост в расчетах и не имеет каких-то особых трудностей в изготовлении.
Основные достоинства ЧВ:
- сниженная степень групповых задержек, проработанный бас и детальность, иногда превышающая закрытый ящик;
- широкий и плавный — в случае правильного подхода с лёгкостью отрабатываются верхний и нижний бас;
- повышенный уровень КПД, на 20–40% больше чем у фазоинверторов или бандпассов и на 150-300% чем у закрытого ящика.
Просто читтерский корпус — так оно и есть! Минус всего один, но существенный — большой объем ящика.
Другими словами – если вам не жалко места, то ЧВ будет лучшим выбором для оформления для сабвуфера.
Расчет ЧВ
Площадь сечения порта зависит от размера динамика.
На словах означает что площадь сечения порта — это полторы эффективной площади сабвуфера.
Важно знать, что эффективная площадь (Sd) высчитывается не по типоразмеру (10″, 12″ и т.д.), она всегда меньше так как корзина и часть подвеса не участвуют в излучении. Часто производители указывают это значение в документации, но если данных нет то можно воспользоваться таблицей:
Эффективная площадь сабвуфера по типоразмеру
Sd — эффективная площадь сабвуфера, см²;
где D — диаметр в сантиметрах, берется через центр от середины подвеса.
Для квадратного сабвуфера вычисление площади еще проще — нужно длину одной стороны возвести в квадрат.
Эффективная площадь сабвуферов
Соответственно площадь порта высчитывается следующим образом:
— площадь сечения порта, см²;
Настройка ЧВ зависит от длины порта и считается следующим образом:
Fb – желаемая частота настройки, Hz
Оптимальный диапазон 35–45 Гц, о никто не запрещает настраивать низко, любите инфру — опускайте настройку.
Пример расчета
Для примера рассчитаем ЧВ с настройкой на 38 Гц, для 12 дюймового (30 см.) динамика.
S порта = 1,5 * 480 (из таблицы для 12″) = 720 см²
Для того чтобы ящик поместился в автомобиль порт сворачивают.
Виды ЧВ
Выше мы разобрали расчет для четвертьволновика постоянного сечения, но так же существуют сужающийся и расширяющийся тоннели.
Если качество звучания для вас на первом месте, то делайте ЧВ сужающейся конструкции. Он больше по величине и сложнее изготавливается, но в результате — бас отличается точностью, быстротой и глубиной. Такой корпус подойдёт системам, ориентированным на качество звучания! В отличие от классического прямого ЧВ порт делают плавно сужающимся от 3 Sd до 1,5 Sd на выходе.
Расширяющийся порт даст самый высокий КПД и громкость за счет горбатой .
Сужающийся порт будет короче раскрыва при одной и той же настройке. Расчетные данные смотрите в таблице:
Длина порта в зависимости от типа ЧВ
Какой динамик подойдет для ЧВ
В таблице ниже представлены проверенные опытом характеристики динамиков для ЧВ, чем ближе к ним, тем лучше саб подходит под данное оформление (Fs и Qts имеют первостепенное значение).
Четвертьволновой резонатор или ЧВ короб
В данной статье мы будем углубляться в теорию четвертьволнового резонатора или в простонародье – четвертьволновик (ЧВ короб).Рассмотрим вещи с бытовой точки зрения обычного пользователя. У данного типа оформления, используемого для сабвуфера, есть как преимущества, так и недостатки, последних впрочем совсем не много.
Основные преимуществами ЧВ являются:
1. Низкий уровень групповых задержек,точность проработки баса и детальность порой даже выше закрытого ящика;
2. Плавный и на удивление широкий диапазон воспроизводимых частот, при правильном подходе ЧВ легко отрабатывает как верхний бас, так и самый нижний;3. Высокий КПД, с одинаковой мощности Вы получаете отдачу, в среднем на 20-40% превышающую фазоинверторы или бандпассы, и на 150-300% закрытый ящик.
Согласитесь, это просто отличный бонус даже к самому хорошему сабвуферу.
Однако, есть и недостатки:
1. Занимает приличную часть багажника, если не его весь;
2. Довольно требователен к выбору динамика, слабые магнитные системы, низкая величина линейного хода и тяжелая подвижная часть – все это не для ЧВ, противопоказан к использованию с мощностями, в 2 и более раза превышающими номинальную мощность сабвуфера.
И так какие же сабвуферные головки можно использовать в данном типе оформления:
В данном оформлении можно применять любые динамики 10", 12" с добротностью до 0.5!
Для каллибра 15" добротность до 0.45 а 18" не выше 0.4!
Рекомендую использовать динамики с большим линейным ходом, это даст очень хорошую прибавку в отдаче!
Особенно важно следить за превышением допустимого хода диффузора! В отличие от ФИ Четверьволновой резонатор может играть очень низко! Короб типа ФИ ниже частоты настройки будет плохо демпфировать динамик и будут слышны шумы и искажания, в ЧВ этого нет! Спад АЧХ относительно частоты настройки не более 6 Дб\октаву! То есть на частоте 25-27 Гц, будет слышан бас он будет глушить искажения, от черезмерного хода!
Вывод из всего выщеизложенного то что ЧВ демфирует динамик лучше ФИ но на самых низких частотах НЕОБХОДИМО не допускать превышения линейного хода динамика! В этом может помочь правильно настроенный сабсоник! настраивать его необходимо на 10-15 Гц ниже частоты настройки! Но и он не всегда спасает...Так что следить за ходом динамика просто необходимо!Также желательно ипользовать усилитель с хорошим контролем динамика!
Этот момент продлит жизнь вашему динамику и положительно повлияет на конечный воспроизводимый звук!
_________________________________________________________________________________________В двух словах, если Вам не жалко места – ЧВ будет лучшим выбором оформления для сабвуфера.
Итак, классический четвертьволновой резонатор представляет из себя тоннель определенной длины и определенной площади сечения, и все. Он удивительно прост в расчетах и при наличии свободного пространства, прост и в изготовлении. На рисунке 1 представлена принципиальная схема работы ЧВ, где красной линией указана расчетная длина туннеля. На рисунке изображен туннель с круглым сечением, но на практике в подавляющем большинстве случаев используется квадратное сечение той же площади.
Рассчитывается ЧВ следующим образом. Площадь сечения туннеля зависит от калибра сабвуфера,а именно от его эффективной площади!
Таблица средних площадей динамиков.8" 195 кв.см
10" 310 кв.см
12" 480 кв.см
15" 810 кв.см
18" 1210 кв.смРассчитывается по следующей формуле. Sтуннеля = S(эффективн.) * 1.5. Длинна туннеля определяет настройку ЧВ. Используется вот такая простая формула: Lтуннеля = (343/Fb)/4, где Fb – желаемая частота настройки, результат в метрах. Мы рекомендуем использовать настройки от 34 до 47Гц, оптимальной и наиболее универсальной настройкой считаем 39-41Гц.
Пример расчета ЧВ, настроенного на 40Гц, для сабвуфера калибром 12″(Эффективная площадь - 480 кв.см). Sтуннеля = 480*1.5 = 730кв.см. Lтуннеля = (343/40)/4 = 2,14метра. Для удобства, длинна туннеля (L) на всех наших рисунках изображена красной линией. Как мы видим, длина прямого ЧВ выходит около 2-х метров, для автомобиля это конечно не приемлемо и на практике не используется. Для того, чтобы уместить туннель такой длины в багажник, его необходимо свернуть. На рисунке ниже показаны классические схемы сворачивания туннеля. Рассчитали, выбрали наиболее удобную форму сворачивания, путем не сложных геометрических построений и расчетов выполнили чертеж, и готово, можно пилить и наслаждаться великолепным басом!
Для тех наших пользователей, которым качество звучания особенно важно, мы рекомендуем использовать сужающийся свернутый ЧВ. Он гораздо сложнее в изготовлении и больше в объеме, но результат безусловно впечатляющий – бас уникально быстрый, точный и глубокий. Этот вид корпуса отлично себя проявит в соревнованиях на качество звука. Разница с классическим ЧВ заключена в том, что туннель плавно сужается от 3 площадей НЧ динамика в начале до 1.5 на выходе в конце. Традиционные схемы сужающегося свернутого ЧВ показаны на рисунке ниже.
Наверняка после предварительных расчетов всех Вас беспокоит вот такой вопрос: “габариты корпуса выходят слишком большими для желаемой настройки, что будет если уменьшить площадь сечения…?” Ответ на этот вопрос прост – при уменьшении площади сечения вплоть до 0.75 площади НЧ динамика постепенно исчезают и все преимущества ЧВ. На еще меньших площадях сечения туннеля появляются неприятные струйные шумы. При площади туннеля меньше 0.5, струйные шумы вероятно на слух будут громче баса. Думаю, что теперь многим стало понятно, что такое ЧВ и почему он столь обсуждаем. Стройте свои уникальные басовые установки и делитесь впечатлениями!Также таблица длинны ЧВ в зависимости от настройки.
Частота Расчетная длинна ЧВ
30Гц 2.86м.
31Гц 2.78м.
32Гц 2.7м.
33Гц 2.62м.
34Гц 2.54м.
35Гц 2.46м.
36Гц 2.398м.
37Гц 2.336м.
38Гц 2.274м.
39Гц 2.212м.
40Гц 2.15м.
41Гц 2.102м.
42Гц 2.054м.
43Гц 2.006м.
44Гц 1.958м.
45Гц 1.91м.Добавлю еще то что ЧВ строится не так как обычный ФИ. Унего нет такой величины как обьем, есть только два основных параметра
Длинна и площадь. После расчетов используя эти два параметра можно расчитать короб.Используя площадь находим высоту и ширину которая будет максимально удобной. Длину ЧВ размещяем лабиринтом как будет удобно.
Очень важный аспект - в получившемся коробе надо обязательно скруглить углы!
Подобно тому что указанно на рисунке.
Тут нашел у себя по халяве саб, и решил его в тачку запилить. Коль саб гамно, значит короб делаем самый лучший и по всем законам. Спасибо Xynkin за БЖ, ссылаясь на него я и собрал этот короб. Вообщем саб 5″, так что еще и получилось сеточку для него от 16 Нertz зародить.
Основные преимуществами ЧВ являются:
- низкий уровень групповых задержек, точность проработки баса и детальность;
- плавный и широкий диапазон воспроизводимых частот, при правильном подходе ЧВ легко отрабатывает как верхний бас, так и самый нижний;
- высокий КПД, с одинаковой мощности Вы получаете отдачу, в среднем на 20-40% превышающую фазоинверторы или бандпассы, и на 150-300% закрытый ящик.
Классический четвертьволновой резонатор представляет из себя тоннель определенной длины и определенной площади сечения, и все. Он удивительно прост в расчетах и при наличии свободного пространства, прост и в изготовлении.
На рисунке изображен тоннель с круглым сечением, но на практике в подавляющем большинстве случаев используется квадратное сечение той же площади.
Рассчитывается ЧВ следующим образом. Площадь сечения туннеля зависит от калибра сабвуфера, рассчитывается по следующей формуле.
Sтуннеля = 1,5*(3,14*((Dсабвуфера/2)^2)).
Проще говоря, площадь сечения туннеля равняется полторы площади сабвуфера.
Диаметр динамика измеряется: для круглого динамика диаметр диффузора от середины до середины подвеса.А если динамик квадратный, то нужно измерить длину одной его стороны.
Примерные данные сабвуферов:
4″ - 100 кв.см
5″ - 125 кв.см
6″ - 200 кв.см
8″ - 300 кв.см
10″ - 500 кв.см
12″ - 750 кв.см
15″ - 1000 кв.см
18″ - 1600 кв.см
Длинна туннеля определяет настройку ЧВ. Используется вот такая простая формула:
Lтуннеля = (343/Fb)/4, где Fb - желаемая частота настройки, результат в метрах.
Никогда не нужно пытаться настроить любой резонатор, будь то ЧВ или простой ФИ на частоту ниже частоты резонанса динамика. Приведет это к резкому снижению отдачи, потере демпфирования и возможному разрушению динамика на больших мощностях, примеров тому-масса.
В моем случаи расчета ЧВ, настроенного на 45 Гц, для сабвуфера калибром 5″(13см). Sтуннеля = 1,5*(3,14*((13/2)^2)) = 200 кв.см. Lтуннеля = (343/45)/4 = 1,9 метра. Для того, чтобы уместить туннель такой длины в багажник, его необходимо свернуть.
ЧВ является по своей сути гребенчатым фильтром, он усиливает частоты на 1/4, 3/4, 5/4 и так далее и ослабляет частоты на 2/4, 4/4, 6/4 длин волны, на которую был рассчитан.Очень сильно, как правило, выражен резонанс второй моды, т.е. 3/4 длины волны.Для того, чтобы компенсировать этот эффект, динамик ставится не в самое начало трубы, а в боковую стенку трубы на расстоянии 1/3 длины от начала трубы.За счёт этого смещения в трубе образуется дополнительная стоячая волна которая нивелирует этот выброс на АЧХ, сводя неравномерность АЧХ на этом участке к 1-2 дБ.
Первое и главное заблуждение. Повороты обязательно нужно скруглять. Это не совсем так, скругления влияют на характер баса и итоговую настройку корпуса (об это чуть ниже). Без скруглений бас мягче и немного размазанный. Треки с низкими пиками будут играть лучше и глубже. Со скруглениями бас становится точным и быстрым, под более быструю музыку скруглять обязательно.
Второе о чем многие не задумываются. Скругления уменьшат длину туннеля и соответственно настройка повысится. На сколько, зависит от количества скругленным поворотов. Обычно это 2-3 Гц
Кроме ЧВ постоянного сечения, есть еще 2 вида, а именно, расширяющийся и сужающийся.Различия при расчетах будут проявляться в длине и размерах тоннелей и коробов соответственно.
Сужающийся, расширяющийся и ЧВ с постоянным сечением:
Самый универсальный это конечно же лабиринт с постоянным сечением, с расчетом которого проблем не возникает. ЧВ на сужение представляет собой туннель плавно сужающийся от 3х площадей динамика, в начале, до 1,5 на выходе. При той же настройке, будет короче лабиринта, с постоянным сечением. Считается самым музыкальным. Имеет минимальные задержки, высокую точность и проработку баса. Единственные минусы, сложнее в расчете и займет больше места. ЧВ с расширяющимся туннелем имеет максимальный КПД, но качество баса заметно хуже. Используется в основном в СПЛ системах
Вообщем я делаю ЧВ сужающийся с сглаживанием углов и установкой динамика на 1/3 длины туннеля. На обтяжку короба хватило ровно 1 метра карпета, получается как так.
