Собираешь первый фазоинвертор и застрял на трубе: какой длины, какого сечения, на сколько герц настраивать? Всё это сводится к одной цифре, частоте настройки фазоинвертора Fb. Вокруг неё больше всего вопросов у тех, кто впервые строит ФИ, и ниже ответы на них по порядку, от физики до проверки готового ящика.
Что такое Fb?
Fb - это частота настройки фазоинвертора, резонансная частота воздушной массы в порту, которая «пружинит» на воздухе в ящике (резонатор Гельмгольца). Измеряется в герцах. Если совсем просто, ФИ это ящик с трубой, а Fb определяет, где эта труба начинает работать.
Что происходит с динамиком на частоте настройки?
На Fb звук излучает в основном порт, а диффузор почти стоит на месте. В этом главный плюс ФИ: много баса вокруг Fb при малом ходе диффузора.
А что ниже Fb?
Сабсоник обязателен?
Да. В фазоинверторе обязательно ставь сабсоник (ФВЧ) немного ниже Fb, на 0,7–0,8 × Fb. Иначе инфранизкие частоты загонят динамик за Xmax. Например, при Fb = 35 Гц это примерно 25–28 Гц.
Какую Fb выбрать?
- Ниже, 25–32 Гц: глубже бас, но больше порт и ящик, меньше отдача на 40–60 Гц.
- Выше, 35–45 Гц: больше «удара», меньше самого низа, компактнее порт.
- Под салон. В машине салон и так поднимает низ, поэтому Fb часто берут чуть выше, чем в домашней акустике.
Выбирай под задачу и свою музыку, а порт считай в симуляторе.
Порт и проверка готового ящика
Расчёт и реальный ящик нередко расходятся из-за стенок порта, заполнения и неточных размеров, поэтому после сборки настройку стоит проверить. Ниже то, что чаще всего уточняют про порт и готовый корпус.
Частые уточнения по Fb и порту
Частоту настройки фазоинвертора считают по формуле резонатора Гельмгольца: Fb = c / 2π × √(S / (V × L)), где S площадь порта, V объём ящика, L эффективная длина порта. Прикидка: ящик 50 л, порт 100 см² и Fb 35 Гц требуют эффективной длины около 49 см. Физическая труба выходит короче из-за поправки на концы, поэтому на практике порт считают в симуляторе и проверяют замером.
Fs это резонансная частота самого динамика без ящика, а Fb это резонанс воздуха в порту вместе с объёмом корпуса. Fs задаёт производитель, Fb выбираешь ты сам длиной и сечением порта. Связь между ними есть только через расчёт: по Fs, Qts и Vas симулятор подсказывает, на какую Fb и в какой объём этот динамик встанет ровно.
Fb определяется объёмом ящика, площадью и длиной порта. Больше объём, длиннее порт или меньше его сечение, и Fb ниже. Но узкий порт на громкости «свистит» и сжимает звук, так что уменьшать площадь до бесконечности нельзя. Проверь в симуляторе скорость воздуха в порту на максимальной громкости.
На графике импеданса фазоинвертора два горба, а частота настройки Fb лежит в минимуме между ними. В этой точке порт забирает работу на себя, диффузор почти стоит, и сопротивление падает почти до сопротивления катушки. Расчёт и реальность нередко расходятся, поэтому после сборки сними кривую готового ящика тестером или измерительной программой: если провал ушёл от расчёта на несколько герц, подправь длину порта. Можно проверить настройку и измерениями АЧХ.
Да, частоту настройки готового фазоинвертора меняют длиной порта. Удлинил трубу, и Fb опустилась, укоротил, и она выросла: Fb обратно пропорциональна корню из длины, так что удвоение длины снижает её примерно в 1,4 раза. Сечение порта трогать сложнее, а уменьшать его опасно: на громкости узкий порт начинает свистеть. После любой переделки сдвигай и сабсоник.
Чаще всего фазоинвертор гудит, когда подъём около Fb совпадает с усилением салона или модой багажника, и одна нота выпирает над соседними. Помогают три вещи: опустить Fb, срезать горб параметрическим эквалайзером в процессоре и проверить систему на треках с хроматическим басом. Если бас бубнит при любой настройке, проверь, подходит ли сам динамик для ФИ.
Для фазоинвертора обычно берут сабвуфер с умеренной добротностью Qts и запасом хода Xmax, потому что ниже Fb диффузор ничем не нагружен. Быстрый ориентир даёт EBP: чем он выше, тем охотнее динамик работает в ФИ. Окончательно решает расчёт в симуляторе под твой объём. Подборка головок есть в разделе сабвуферов.
Какие данные нужны для расчёта ФИ?
| Что смотреть | Для чего |
|---|---|
| Fb | Где будет «центр» баса |
| Сабсоник ниже Fb | Защита от хода ниже настройки |
| Площадь порта | Чтобы порт не «свистел» на громкости |
| Fs, Qts, Vas | Исходные данные для расчёта |
Неудачно выбранная Fb часто оказывается причиной того, что бас «гудит» на одной ноте. Для SQ важно, чтобы басовая линия звучала ровно по всем нотам. На соревнованиях это слышно сразу, поэтому проверяй систему на треках с хроматическим басом. Как это оценивают, смотри в шаге «Оценка звучания и соревнования», а посчитать ящик поможет «Выбор оформления для динамиков». Если хочется сразу на цифрах, открой калькулятор оформления E.BAEV.Air.
Сомневаешься между 32 и 38 Гц для своего багажника? Приходи с параметрами сабвуфера в Telegram, прикинем вместе.
Источники
- R. H. Small, серия статей о закрытых и фазоинверторных системах, Journal of the Audio Engineering Society, 1972–1973
- A. N. Thiele, «Loudspeakers in Vented Boxes», Proceedings of the IRE Australia, 1961
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
- Э. Л. Виноградова, «Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками» (Массовая радиобиблиотека, вып. 966)
- С. Д. Бать, «Любительские громкоговорители»
См. также: Параметры Тиля-Смолла, ФИ (Фазоинвертор), Subsonic.