Witam, postaram się wytłumaczyć zasadę obliczania obudów labiryntowych ćwierćfalowych tym co nie zrozumieli zasad rządzących tymi rodzajami obudów, oraz dla piszących mi wiadomości z prośbami o pomoc.
Przejdę od razu do sedna, prędkość dźwięku to ok.344 m/s w pustej przestrzeni, jeżeli zastosujemy wytłumienie można pokusić się o stwierdzenie że prędkość dźwięku będzie mniejsza nawet o 10% przy średnio dużym wytłumieniu (oczywiście to tylko założenie, spadek prędkości jest zależny od wielu czynników takich jak wytłumienie, kształt obudowy a nawet temperatury i ciśnienia atmosferycznego
) .
Druga sprawa to długość fali, przy 1 Hz długość ta będzie równa długości dźwięku przebytej w ciągu jednej sekundy, przy 10Hz będzie równa 1/10 długości fali dźwięku przebytej w ciągu jednej sekundy czyli przy 344m/10m=34,4 metra.
Poniżej rysunek wyjaśniający o co chodzi z tą długością fali.
Jak widać jest to dość duża wartość. Ale policzmy tą wartość np. dla 30Hz przy średnim wytłumieniu.
Załóżmy że przy średnim wytłumieniu prędkość spadnie do 320m/s, zatem liczymy:
320/30=10,67m
Zatem długość pełnej fali przy częstotliwości 30Hz i prędkości dźwięku w średnim wytłumieniu 320m/s wychodzi nam 10,67 metra (tak naprawdę jest to długość 1Hz dla tej częstotliwości i przy tej prędkości dźwięku). Nadal jest to dość ogromna długość, lecz dzięki lekkiemu przesunięciu fazowemu i tak uzyskamy zysk przy założonej częstotliwości dzięki zjawisku nakładania się fal. Dlatego też stosuje się przesunięcie o 1/4 długości fali co daje nam 10,67metra/4=2,67metra, jak widać jest to już długość do przyjęcia.
Zasadę przesunięcia fazowego mniej więcej ilustruje rysunek poniżej:
Częstotliwość dobieramy w zależności od zastosowanego głośnika, najlepiej założyć że ma się znajdować w zakresie Fs do F3 danego głośnika.
Należy też brać pod uwagę zjawisko odbicia fali dźwiękowej od ścian obudowy, aby zapobiegać tego rodzaju zjawisku stosuje się powolne zwężanie tunelu transmitującego. Najczęściej stosuje się założenie: początek tunelu który liczymy od umiejscowienia przetwornika ma mieć przekrój od 1,0 do 1,3 przekroju aktywnej powierzchni przetwornika, natomiast powierzchnia wyloty od 0,7 do 1.0 analogicznie.
Niestety coś za coś przy przesunięciu fali o połowę teoretycznie fale się wzajemnie znoszą, przy pełnym przesunięciu nakładają. Dlatego też stosuje się różnego rodzaju typy obudów, kształty obudów, dodatkowe przetworniki, zwrotnice, filtry, rodzaje wytłumień aby jak najbardziej złagodzić charakterystykę częstotliwości. Można łatwo policzyć kiedy przy w/w obudowie powstanie górka czy dołek w częstotliwości, przykład:
Przy założonej częstotliwości strojenia długość tunelu wynosi 1/4 długości fali.
Przy zmniejszającej się częstotliwości przesunięcie fazowe zaczyna maleć a fale zaczynają się znosić. Poniżej częstotliwości strojenia odnotujemy drastyczny spadek efektywności.
Gdy przesunięcie fazowe sięgnie 180' fale się całkowicie zniosą, patrz rysunek poniżej:
Analogicznie wraz ze wzrostem częstotliwości ponad częstotliwość strojenia obudowy przesunięcie fazowe zaczyna wzrastać, wraz ze wzrostem przesunięcia teoretycznie od 270' odnotujemy wzrost efektywności, gdzie maksymalny wzrost efektywności odnotujemy przy przesunięciu 360', powyżej tego przesunięcia aż do 90' kolejnej sinusoidy nadal można liczyć na podbicie efektywności. Powyżej przesunięcia 90' kolejnej sinusoidy zarejestrujemy spadek efektywności i tak aż do 270' kolejnej sinusoidy. Powstaną nam oczywiście na skali częstotliwości ogromne góry i doliny które możemy korygować wyżej wspomnianymi sposobami. Osobiście preferuje aktywny filtr o dość sporym tłumieniu. Można oczywiście stosować zwrotnice pasywne lecz cewki do takich zwrotnic mogą mieć wymiary małych transformatorów toroidalnych
. Możliwe że wydaje się to zagmatwane, lecz nie jest to aż tak skomplikowane. Oczywiście to tylko czysta teoria, jednak ma ona swoje odbicie w rzeczywistości.
Zachęcam wszystkich do eksperymentowania z tymi rodzajami obudów, bo nic nie zastąpi doświadczenia, dobrze zrobiona i zestrojona skrzynia przyćmi nie jeden markowy subwofer swoim impulsem i zejściem. Radzę eksperymentować z wytłumieniem, osobiście za przetwornikiem zawsze daje bardziej gęste wytłumienie, powoli zmniejszając je ku w stronę wylotu, tak aby od ostatnie 20-25% długości tunelu pozostawić bez wytłumienia. Całkowite tłumienie tunelu mija się z celem, osobiście próbowałem wielu rozwiązań włącznie wytłumianiem samych ścianek, i najlepsze rezultaty uzyskałem z powolnym zmniejszaniem wytłumienia.
Pomimo wielu wad istnieją niezaprzeczalne zalety tych obudów, wśród nich jest między innymi możliwość nieosiągalnego dla innych rodzajów obudów zejścia oraz impulsu przy niskich częstotliwościach. Wady to bardzo duża obudowa, nierówna charakterystyka częstotliwości i znacznie bardziej skomplikowana obudowa.
Nie jest to może esej wyczerpujący temat, ale może pomoże to w zrozumieniu tych rodzajów obudów i zapobiegnie ciągłym pytaniom dotyczącym sposobu obliczania tych konstrukcji. Jeżeli temat znajduje się w złym dziale proszę moderatora o przeniesienie go do bardziej odpowiedniego.
Pozdrawiam.
Przejdę od razu do sedna, prędkość dźwięku to ok.344 m/s w pustej przestrzeni, jeżeli zastosujemy wytłumienie można pokusić się o stwierdzenie że prędkość dźwięku będzie mniejsza nawet o 10% przy średnio dużym wytłumieniu (oczywiście to tylko założenie, spadek prędkości jest zależny od wielu czynników takich jak wytłumienie, kształt obudowy a nawet temperatury i ciśnienia atmosferycznego
Druga sprawa to długość fali, przy 1 Hz długość ta będzie równa długości dźwięku przebytej w ciągu jednej sekundy, przy 10Hz będzie równa 1/10 długości fali dźwięku przebytej w ciągu jednej sekundy czyli przy 344m/10m=34,4 metra.
Poniżej rysunek wyjaśniający o co chodzi z tą długością fali.
Jak widać jest to dość duża wartość. Ale policzmy tą wartość np. dla 30Hz przy średnim wytłumieniu.
Załóżmy że przy średnim wytłumieniu prędkość spadnie do 320m/s, zatem liczymy:
320/30=10,67m
Zatem długość pełnej fali przy częstotliwości 30Hz i prędkości dźwięku w średnim wytłumieniu 320m/s wychodzi nam 10,67 metra (tak naprawdę jest to długość 1Hz dla tej częstotliwości i przy tej prędkości dźwięku). Nadal jest to dość ogromna długość, lecz dzięki lekkiemu przesunięciu fazowemu i tak uzyskamy zysk przy założonej częstotliwości dzięki zjawisku nakładania się fal. Dlatego też stosuje się przesunięcie o 1/4 długości fali co daje nam 10,67metra/4=2,67metra, jak widać jest to już długość do przyjęcia.
Zasadę przesunięcia fazowego mniej więcej ilustruje rysunek poniżej:
Częstotliwość dobieramy w zależności od zastosowanego głośnika, najlepiej założyć że ma się znajdować w zakresie Fs do F3 danego głośnika.
Należy też brać pod uwagę zjawisko odbicia fali dźwiękowej od ścian obudowy, aby zapobiegać tego rodzaju zjawisku stosuje się powolne zwężanie tunelu transmitującego. Najczęściej stosuje się założenie: początek tunelu który liczymy od umiejscowienia przetwornika ma mieć przekrój od 1,0 do 1,3 przekroju aktywnej powierzchni przetwornika, natomiast powierzchnia wyloty od 0,7 do 1.0 analogicznie.
Niestety coś za coś przy przesunięciu fali o połowę teoretycznie fale się wzajemnie znoszą, przy pełnym przesunięciu nakładają. Dlatego też stosuje się różnego rodzaju typy obudów, kształty obudów, dodatkowe przetworniki, zwrotnice, filtry, rodzaje wytłumień aby jak najbardziej złagodzić charakterystykę częstotliwości. Można łatwo policzyć kiedy przy w/w obudowie powstanie górka czy dołek w częstotliwości, przykład:
Przy założonej częstotliwości strojenia długość tunelu wynosi 1/4 długości fali.
Przy zmniejszającej się częstotliwości przesunięcie fazowe zaczyna maleć a fale zaczynają się znosić. Poniżej częstotliwości strojenia odnotujemy drastyczny spadek efektywności.
Gdy przesunięcie fazowe sięgnie 180' fale się całkowicie zniosą, patrz rysunek poniżej:
Analogicznie wraz ze wzrostem częstotliwości ponad częstotliwość strojenia obudowy przesunięcie fazowe zaczyna wzrastać, wraz ze wzrostem przesunięcia teoretycznie od 270' odnotujemy wzrost efektywności, gdzie maksymalny wzrost efektywności odnotujemy przy przesunięciu 360', powyżej tego przesunięcia aż do 90' kolejnej sinusoidy nadal można liczyć na podbicie efektywności. Powyżej przesunięcia 90' kolejnej sinusoidy zarejestrujemy spadek efektywności i tak aż do 270' kolejnej sinusoidy. Powstaną nam oczywiście na skali częstotliwości ogromne góry i doliny które możemy korygować wyżej wspomnianymi sposobami. Osobiście preferuje aktywny filtr o dość sporym tłumieniu. Można oczywiście stosować zwrotnice pasywne lecz cewki do takich zwrotnic mogą mieć wymiary małych transformatorów toroidalnych
Zachęcam wszystkich do eksperymentowania z tymi rodzajami obudów, bo nic nie zastąpi doświadczenia, dobrze zrobiona i zestrojona skrzynia przyćmi nie jeden markowy subwofer swoim impulsem i zejściem. Radzę eksperymentować z wytłumieniem, osobiście za przetwornikiem zawsze daje bardziej gęste wytłumienie, powoli zmniejszając je ku w stronę wylotu, tak aby od ostatnie 20-25% długości tunelu pozostawić bez wytłumienia. Całkowite tłumienie tunelu mija się z celem, osobiście próbowałem wielu rozwiązań włącznie wytłumianiem samych ścianek, i najlepsze rezultaty uzyskałem z powolnym zmniejszaniem wytłumienia.
Pomimo wielu wad istnieją niezaprzeczalne zalety tych obudów, wśród nich jest między innymi możliwość nieosiągalnego dla innych rodzajów obudów zejścia oraz impulsu przy niskich częstotliwościach. Wady to bardzo duża obudowa, nierówna charakterystyka częstotliwości i znacznie bardziej skomplikowana obudowa.
Nie jest to może esej wyczerpujący temat, ale może pomoże to w zrozumieniu tych rodzajów obudów i zapobiegnie ciągłym pytaniom dotyczącym sposobu obliczania tych konstrukcji. Jeżeli temat znajduje się w złym dziale proszę moderatora o przeniesienie go do bardziej odpowiedniego.
Pozdrawiam.
Fajne? Ranking DIY