Compreender, aperfeiçoar e ajustar o design acústico do tipo “Bass Reflex”.


É simples! Você não precisa de um diploma em física, não precisa de matemática superior, apenas lógica e bom senso - porque isso é tudo que você precisa para obter um som decente. Nesta seção tentaremos colocar tudo “nas prateleiras” e descrever de forma acessível e compreensível o funcionamento e configuração da caixa tipo “Bass Reflex”. Com conhecimento, explore e crie seus próprios sistemas exclusivos!

Reflexo baixo- um tipo de design acústico que combina alta qualidade de som, volume impressionante, facilidade de construção e configuração adicional, além disso, o FI é relativamente pequeno em termos de espaço deslocado no porta-malas.

Recomendamos que todos os nossos usuários utilizem este tipo de design como primeiro corpus., também testamos e recomendamos os parâmetros iniciais, mais universais em trabalho real, do invólucro tipo FI. Mas, como todos sabem, há exceções para todas as regras. E se as soluções que recomendamos satisfazem a maior parte das suas necessidades, então sempre haverá quem precise de algo próprio - são os participantes em várias competições, os amantes do “vento” e os que gostam de “bombear sites”. .. Este artigo é dedicado apenas às pessoas que construíram um corpo padrão e àquelas que desejam obter mais - mais qualidade, ou mais pressão, ou graves mais profundos, ou...ou...

Seção 1. Vamos entrar no assunto...


Primeiro, vamos entender como funciona o FI.

Se uma caixa fechada (CB) simplesmente elimina as ondas criadas pela parte traseira do difusor, então o FI converte essas ondas em ondas “úteis”, devido às quais há um aumento significativo na eficiência e na pressão sonora. A vantagem indiscutível do FI, em comparação com o ZY, é sua eficiência e volume significativamente maiores, a desvantagem do FI é um alto nível de atrasos de grupo, expresso em “desfoque” e menor precisão de graves.

A porta transmite energia em uma faixa muito mais estreita do que a frente do difusor. Portanto, as alterações afetam apenas parte do alcance geral do subwoofer. No entanto, para a maioria, um ganho significativo em volume ou largura de banda efetiva é muito mais importante do que uma perda não tão significativa de qualidade, razão pela qual a FI é talvez o caso mais popular atualmente.

Uma representação esquemática do projeto básico da caixa FI é mostrada na figura abaixo.


FI possui 2 componentes - volume (como meio de transmissão) e porta (como emissor adicional). O princípio de funcionamento do projeto tipo “inversor de fase” é que a carcaça inverte a energia de fase da parte traseira do difusor e, por meio da porta, a transfere para o ambiente, aumentando assim a saída acústica. Simplificando, o corpo produz ondas “positivas” a partir de ondas “negativas”; essas ondas “positivas” aumentam o retorno final.

Seção 2. Vamos nos aprofundar.


Descobrimos o princípio de funcionamento, agora vamos praticar.

Testamos casos do tipo FI há muitos anos e, ao longo dos anos de trabalho, identificamos os parâmetros de caso mais populares que irão satisfazer a maioria dos nossos usuários. Mas se você quiser realmente obter algo especial do baixo, terá que trabalhar e configurar o FI individualmente.

Quando conectado corretamente, o difusor se move primeiro para cima, criando um vácuo na carcaça, e depois para baixo, criando compressão. E isso é normal, mas em casos especiais funciona melhor ao contrário. Portanto, a primeira coisa que tentaremos mudar é fazer com que o difusor se mova primeiro para baixo e depois para cima. Para fazer isso, basta alterar a polaridade da conexão do alto-falante - vamos “confundir” o positivo com o negativo, agora o difusor primeiro se moverá para baixo e isso mudará seriamente o som. Não confunda terminais de alto-falante com alimentação; se você conectar os fios de alimentação ao amplificador incorretamente, você certamente irá queimá-lo.

Esticamos o alto-falante, ouvimos nosso case padrão, brincamos com as configurações e frequências de corte do rádio, tocamos com equalizadores e outros “melhoradores”... algo ainda não é do seu agrado? Então vamos ao cerne da questão e mudar o corpo para que tudo nos sirva!

Configurar. Concordemos desde já que em muitas fontes a “sintonização” do FI é geralmente entendida como uma determinada frequência única. Podemos supostamente ativar algum tipo de programa no qual precisamos inserir alguns parâmetros e que imediatamente nos informará e desenhará a caixa desejada. Tudo isso está fundamentalmente errado. A afinação é um processo consciente e prático, cujo resultado é o resultado desejado, independentemente de ser a qualidade do som ou algum tipo de pressão sobrenatural ou uma faixa particularmente ampla.

O volume serve para alterar a polaridade da onda de retorno de “-” para “+”, enquanto a porta é uma espécie de transmissor de energia. Simplificando, quanto mais volume for necessário, mais baixos e profundos serão os graves, mas a porta precisa de um estritamente definido, pois a porta determina quanto e qual frequência será amplificada. Simplificando, o volume define os limites da faixa operacional, a porta amplifica a parte desejada da faixa ou a expande para cima ou para baixo.

A seguir, veremos como ocorre na prática o processo de montagem do caso. E primeiro vamos definir os principais parâmetros que podemos medir, sentir, ouvir e alterar. Não vamos nos aprofundar na física, não é necessário, vamos pensar de forma mais simples...

Volume- todo mundo sabe o que é, é medido em Decibéis (dB). Loudness pode ser pico (na maioria das competições SPL), o resultado máximo em uma frequência é medido e médio (formato LoudGames) - um número de frequências são medidos, o valor médio é considerado o resultado final. Já podemos ouvir uma diferença de 3dB, uma diferença de 10dB é muito perceptível aos ouvidos de qualquer pessoa.

Eficiência– este parâmetro descreve quanto volume real obtemos com a mesma potência de entrada. Exemplo: tendo 500W, um case menos eficiente dará em média 110dB, um mais eficiente - 120dB. Nossa tarefa é obter eficiência máxima em todas as frequências reproduzidas.

Alcance de frequência– em relação a um subwoofer, esta é a faixa de frequência de 20 a 100 Hz. O ideal é que o subwoofer reproduza todas essas frequências e com o mesmo volume, mas na realidade certamente não é o caso, o subwoofer funciona parte da faixa e tem uma queda de volume mais próxima das frequências limites de suas capacidades. Nossa tarefa é fazer com que o subwoofer realmente reproduza frequências de 20 a 100 Hz, mas os alto-falantes médios de carros modernos são capazes de operar na faixa de 70 a 80 Hz, e muitos de 50 a 60 Hz, o que torna a tarefa muito mais fácil. .

Tempo de atraso do grupo (atraso do grupo)– é medido em milissegundos, e quanto mais alto for, menos “significativo” será o nosso baixo. Na prática, um grande atraso de grupo se expressa em um claro “lag” do baixo, na ausência de muitos detalhes, em um baixo “flácido”, sem emoção e “zumbido”. Por que "tempo de grupo" - se o atraso for o mesmo em cada frequência reproduzida em toda a faixa audível de 20 a 20.000 Hz, então os graves serão ideais e precisos, não importa quanto tempo seja esse atraso. Além disso, a presença de atraso é natural, e quanto menor a frequência, maior será o atraso. Mas, na realidade, a diferença entre o tempo de atraso em diferentes frequências é muito maior que o ideal e muito menos constante, e devido a essa diferença inconsistente, o som se transforma em mingau - uma frequência toca mais cedo, outra mais tarde. Nossa tarefa é reduzir o GVZ a um nível natural.

Eficiência máxima em toda a faixa de frequências reproduzidas com atraso de grupo mínimo - nossa receita para um gabinete ideal. Na realidade, como sempre, nem tudo é tão simples, ganhando em uma coisa, sacrificamos outra...

Tendo um caso do tipo “Bass Reflex”, operamos com três variáveis ​​inter-relacionadas – volume, área de porta e comprimento de porta. Ao alterá-los, temos a oportunidade de alcançar o resultado desejado para cada um dos parâmetros acima. Vamos descobrir pelo que cada uma dessas variáveis ​​​​é responsável e como as mudanças afetarão os parâmetros de som, bem como como a mudança afetará a saúde do nosso alto-falante e a confiabilidade do sistema como um todo.

Volume. Ao aumentar o volume, aumentamos a eficiência, mas também aumentamos o atraso do grupo, movemos o limite inferior da faixa para baixo, mas também movemos o limite superior para baixo. E vice versa

Por volume, definimos os limites da faixa de frequências reproduzidas. Todos sabem que à medida que a frequência diminui, o comprimento de onda aumenta, o que significa que quanto maior o volume, maior será o tempo de atraso da onda traseira e mais eficaz será a conversão da onda traseira de “-” para “+”. estará em frequências mais baixas, mas menos eficiente será a conversão em frequências mais altas.

Com o aumento do volume, o nível e o atraso do grupo aumentam abaixo e acima, mas se na parte inferior da faixa o aumento do atraso do grupo é percebido como natural, então no topo isso não é o caso. Mudanças na eficiência também ocorrem; com o aumento do volume, a eficiência na parte inferior aumenta, mas diminui na parte superior.

É claro que o volume influencia tanto o atraso do grupo quanto a eficiência, mas essa influência não é grande e está próxima dos limites naturais. A principal tarefa do volume é obter a faixa efetiva necessária de frequências reproduzidas.

Alto-falante e volume conectados entre si. Quanto maior o volume usado, mais eficiente deve ser o alto-falante. Um exemplo simples: ligamos um alto-falante de 8" com um volume de 150 litros, praticamente não haverá som, mas um alto-falante de 18" no mesmo volume dará facilmente graves completos. A questão é que à medida que o curso linear aumenta, ou o tamanho aumenta, ou a eficiência aumenta, ou todas essas três características aumentam ao mesmo tempo, o alto-falante é capaz de influenciar efetivamente uma massa maior de ar.

Como resultado dos nossos próprios testes, já determinamos para você o volume mais eficaz para cada um dos nossos subwoofers, ou seja, determinamos a faixa em que o subwoofer irá operar para que seja possível obter o som da mais alta qualidade devido à ausência de um “mergulho” entre o midbass e o subwoofer, enquanto neste caso, medimos uma variedade de midbass diferentes em várias condições do mundo real, determinando que a faixa mais baixa que eles reproduzem é de 69-84Hz. Se o seu midbass realmente funcionar abaixo dos limites designados, recomendamos aumentar o volume, e como resultado o subwoofer funcionará mais baixo e sacrificar o limite superior será indolor para o sistema.

Nós resolvemos o volume, usamos ele para definir os limites iniciais do intervalo, agora vamos dar uma olhada na porta. A porta possui 2 parâmetros - área da seção transversal e comprimento, e alterando esses parâmetros, determinamos quão amplo o alcance será amplificado pela porta, em que parte da faixa de operação esta amplificação estará localizada, quão eficaz será a amplificação ser, como isso afetará o atraso do grupo.

Comprimento da porta. Ao aumentar o comprimento da porta, aumentamos assim a massa de ar na porta, ou seja, aumentamos a carga no alto-falante, forçando-o a “empurrar” uma massa maior de ar. Mais ar significa maior eficiência, mas também um maior nível de atraso de grupo.

Comprimento da porta afeta diretamente o alto-falante, aumentando ou, inversamente, diminuindo a carga no difusor. Sob condições de carga ideais, o alto-falante funciona de forma mais eficiente, um nível decente de pressão sonora é criado e são criadas condições para garantir um deslocamento suficiente do cone, o que significa que a bobina de voz será resfriada o suficiente e o som será agradavelmente profundo e preciso. Ao aumentar o comprimento da porta, é claro que aumentamos a eficiência, mas também aumentamos a carga no difusor, o curso será menor, o resfriamento será pior e o atraso do grupo será maior.

É necessário ter em mente que a carga no alto-falante é criada tanto pela carroceria do FI na parte traseira quanto pelo interior do carro na frente. Realizamos todos os nossos testes para o porta-malas médio de um carro de tamanho médio. Suponha que a carga no alto-falante frontal diminua (ouvimos com as portas abertas ou o carro é muito grande, como um microônibus), neste caso o comprimento da porta precisa ser aumentado, compensando assim a queda em a carga frontal aumentando a carga traseira. O caso contrário é que o espaço fechado do porta-malas do sedã, devido ao seu volume limitado, “restringe” significativamente o movimento do subwoofer, neste caso a carga também precisa ser compensada, mas reduzindo o comprimento da porta.

Ao alterar o comprimento da porta, também podemos atingir outro objetivo - expandir a gama de frequências reproduzidas para cima ou para baixo, mas neste caso iremos inevitavelmente desequilibrar o sistema. Ao aumentar o comprimento da porta, nós, como no caso do volume, mas em muito menor grau, aumentamos o tempo de atraso da onda “traseira”, aumentando assim a eficiência do subwoofer na parte inferior da faixa. Porém, como mencionado acima, ao fazer isso, sacrificamos a “saúde” do locutor, forçando-o a trabalhar além de suas capacidades. O comprimento ideal da porta amplifica toda a gama de frequências reproduzidas, realçando a sua parte central com uma queda suave em direção à borda.

O que temos então? Com base em nossas recomendações, aumentamos o comprimento da porta se for necessário compensar a carga do alto-falante. Aumentamos o comprimento da porta para aumentar a saída na parte inferior da faixa operacional, aumentar a carga no alto-falante e sacrificar a eficiência e aumentar o atraso do grupo. E vice versa.

Área portuária. Ao alterar a área da porta, estreitamos ou expandimos a faixa de frequências reproduzidas do subwoofer e também alteramos a eficiência e o atraso do grupo.

A área, assim como o comprimento da porta, descarrega ou carrega o alto-falante, alterando a massa de ar na porta. Quanto maior a área, maior será o atraso do grupo e maior será a eficiência e vice-versa.

O porto tem uma certa capacidade. Quanto maior a área da porta, maior será o seu rendimento, melhor a porta funcionará em baixas frequências, mas mais estreito será o alcance. No entanto, uma área de porta muito grande sobrecarregará gravemente o alto-falante a ponto de sua eficiência cair para zero. Por outro lado, a área portuária é muito pequena e pode-se esquecer o aumento de volume característico do FI.

Nossa porta é um compromisso razoável entre largura de banda, eficiência e atraso de grupo. Como resultado, novamente com base em nossas recomendações, aumentamos a área portuária se houver necessidade de obter maior eficiência em uma faixa de frequência estreita, ou reduzimos a área portuária se precisarmos expandir o alcance ou reduzir o atraso do grupo, mas existe também a possibilidade de sacrificar a eficiência.

Mudanças complexas. Como vemos, tanto o volume como o porto são responsáveis ​​pelos mesmos parâmetros, mas na realidade a sua influência não é a mesma nem no grau nem na força do seu impacto no resultado final. Ao alterar o volume, ajustamos a faixa de frequências reproduzidas; ao alterar a porta, configuramos o subwoofer para funcionar em condições específicas. Porém, como você já entendeu, existem muitas opções para alterar vários parâmetros ao mesmo tempo, pelo que é possível configurar o subwoofer para que funcione individualmente. Isso significa que você sacrifica voluntariamente algum parâmetro sonoro menos significativo, mas tem a oportunidade de destacar um parâmetro muito mais significativo.

Limites da mudança. Alterar o volume sempre terá um efeito menos significativo nas características do som do que a porta, mas a faixa de alterações de volume é muito mais ampla. Alterações úteis no volume estão dentro de +-60% do original. As alterações na área e extensão do porto devem ser feitas com extrema cautela e dentro de limites não superiores a 35%. Todas as mudanças que ultrapassem estes limites terão consequências negativas graves, anulando todas as vantagens visíveis. Estas são mudanças significativas no som na direção negativa, bem como um aumento muito significativo na carga do alto-falante.

Além disso, ao fazer alterações complexas, tome cuidado com a “dupla ação”. Por exemplo, eles aumentaram o volume e o comprimento da porta - ambas as ações não apenas reduzirão bastante a faixa de frequências reproduzidas, mas também sobrecarregarão seriamente o alto-falante. O máximo cuidado e atenção devem ser exercidos ao fazer alterações desta natureza.

É perfeitamente possível fazer uma alteração e compensá-la com outra. Por exemplo, aumentando o volume, reduzindo o comprimento da porta, etc. Tais mudanças podem levar ao resultado desejado e compensar consequências indesejáveis.

Lembrar, quaisquer alterações são úteis até causarem danos mais significativos. Não há mudanças que proporcionem apenas vantagens e nenhuma desvantagem. Quando mudamos nosso corpo recomendado, você se depara com uma questão específica - o que, até que ponto e por que você está disposto a sacrificar.

Programas para modelagem computacional. Na natureza, existem vários programas que podem simular o resultado de um subwoofer com base em determinados parâmetros. Recomendamos que você se familiarize com esses programas por um único motivo: eles contribuem para a compreensão do material apresentado. No entanto, o resultado da simulação não deve em caso algum ser um guia de ação para você, devido ao fato de que nenhum programa hoje leva em consideração nem metade das nuances que na realidade afetam o funcionamento do subwoofer. É impossível construir um subwoofer do zero usando um programa, mas é possível entender como esta ou aquela mudança no gabinete afetará o caráter geral do som. Em outras palavras, o programa só ajudará quando já houver algo para construir e você precisar fazer algumas alterações em um prédio já existente e em funcionamento.

Recebemos as orientações iniciais, vejamos agora a aplicação dos conhecimentos adquiridos através de exemplos reais...

Exemplo 1. O midbass foi colocado em uma caixa ou em uma porta bem preparada, agora funciona muito mais baixo e com mais eficiência do que antes, e a quantidade natural de atraso na extremidade inferior da faixa de midbass aumentou. Acontece que não precisamos mais da faixa de operação de 20 a 80Hz, mas apenas de 20 a 60Hz. Sabemos que a DD pesquisa e projeta gabinetes para reproduzir efetivamente as frequências de cima para baixo, o que significa que a DD sacrifica a extremidade inferior para conectar adequadamente o midbass e o subwoofer para obter um som “sólido”. Aumentamos o volume e vemos o que acontece - o subwoofer agora funciona com mais eficiência e profundidade, e o aumento do atraso no limite superior não afetou o som, porque a diferença entre o atraso inferior dos médios e o subwoofer não mudou.

Exemplo 2. O midbass de baixa qualidade foi colocado em seu lugar normal... Sob tais condições, surge uma lacuna significativa entre o subwoofer e o midbass, como resultado, simplesmente não podemos ouvir uma série de frequências, e o subwoofer toca “separadamente da música .” Para obter um som natural, seria melhor não mudar o problema “de dor de cabeça para saudável” e trabalhar com os médios. Mas se isso não for possível (e muitas vezes é impossível por vários motivos), há uma série de soluções:

Reduzindo o volume do corpo. Ao sacrificar as frequências mais baixas, ainda obtemos um som “sólido”.

Reduzimos a área portuária e reduzimos o comprimento do porto. Ao sacrificar a eficiência, obtemos uma gama mais ampla de frequências reproduzidas.

Reduzimos o volume e aumentamos o comprimento da porta. Ao sacrificar a “saúde” da dinâmica, ampliamos o alcance...

Exemplo 3. Precisa de graves mais profundos e suaves...

Redução da área portuária. Ao sacrificar a eficiência, expandimos o alcance e reduzimos a diferença de volume entre as frequências no centro do intervalo, reduzimos o atraso do grupo e obtemos graves precisos, baixos e agradáveis, mas menos altos...

Reduzimos o volume, aumentamos o comprimento da porta, reduzimos a área portuária, como resultado das mudanças, o nível de atraso do grupo cai junto com a eficiência, e o alcance se expande significativamente com um declínio suave além...

Exemplo 4. Quero me esforçar nas competições...

Neste caso, reduzimos o volume, aumentamos a área e o comprimento da porta, obtemos um aumento na eficiência no centro da faixa e um declínio acentuado nas bordas, enquanto a própria faixa se desloca para cima, mais perto da frequência de ressonância de o corpo. Não é adequado para música, mas “pressionar” é muito mais divertido.

Exemplo 5. Quero muito “infra” com “brisa”...

Aumentamos o volume, aumentamos a área portuária. Deslocamos o alcance para o local “certo” e aumentamos a eficiência da área portuária, bingo, sacrificamos tudo em favor da eficiência nas frequências mais baixas.

Aumentamos o volume, aumentamos a área portuária, aumentamos o comprimento da porta. O mesmo resultado, mas em condições onde não há energia suficiente e existe alguma “reserva” no sistema de refrigeração.

Exemplo 6. Você precisa obter graves da mais alta qualidade...

Redução da área portuária. Perdemos em eficiência, mas conseguimos um alcance maior e reduzimos o atraso do grupo.

Reduzimos a área portuária e reduzimos o volume. Perdemos ainda mais eficiência, ampliamos o alcance para cima e reduzimos seriamente o atraso do grupo....

Vamos tentar! O som resultante não é padronizado e, com a ajuda de simples manipulações com o volume do case ou parâmetros da porta, já corresponde ao seu sistema! Para personalizar a maioria dos sistemas, esse conhecimento é mais que suficiente. No entanto, uma abordagem profissional envolve mudanças mais detalhadas e precisas.

Já entendemos a responsabilidade da mudança, mas um profissional precisa de algo mais - são modos de operação medidos e extremamente precisos nos quais é possível “espremer” o máximo benefício do subwoofer, som de altíssima qualidade , nível de volume extremamente alto, faixa de operação extremamente precisa... Só há uma resposta para todas essas perguntas - testes e experimentos, sobre os quais você lerá na próxima seção.

Há também uma terceira seção “Seção 3. Testes profissionais de FI...”, que pode ser lida no site dos autores do artigo