Хочешь фазоинвертор, а длинная труба в багажник не влезает. Или влезает, но на громком басу свистит воздухом. Для таких случаев есть вариант, про который вспоминают реже: вместо трубы поставить второй «динамик» без магнита.
Электрически он ни к чему не подключён. Активный динамик качает воздух в ящике, воздух толкает пассивник. Масса пассивника вместе с упругостью воздуха в корпусе даёт резонанс, это и есть частота настройки Fb, как у ФИ.
Разбор на НОЭМА 300ГДН30-4: порт против пассивника
Возьмём сабвуфер из каталога (Fs 20 Гц, Qts 0,24, Vas 181 л) и корпус 50 л с настройкой 28 Гц. Сравним три варианта: закрытый ящик того же объёма, фазоинвертор и условный пассивный излучатель с собственной частотой 16 Гц. Потери в порте и пассивнике одинаковые.
По уровню −3 дБ получилось так: ЗЯ 65,5 Гц, фазоинвертор 32,8 Гц, пассивник 36,1 Гц. Пассивник почти догоняет порт, но видны два отличия.
| Фазоинвертор | Пассивный излучатель | |
|---|---|---|
| Что колеблется | Воздух в трубе | Диффузор с массой на подвесе |
| Собственный резонанс | Нет | Есть (Fp), ниже Fb |
| АЧХ ниже настройки | Спад 24 дБ/окт | Провал на Fp и более крутой спад |
| Шум потока | Свист и турбулентность на больших уровнях | Нет |
| Резонансы трубы | Есть, в полосе сотен герц | Нет |
| Ограничение хода | Нет | Xmax пассивника |
Откуда провал? У порта нет своей пружины, а у пассивника есть подвес. На частоте, где масса пассивника резонирует с его собственным подвесом (Fp), он почти не нагружает воздух ящика, и отдача системы проваливается. Ниже Fp излучатель двигается в противофазе, и спад становится круче. Чем мягче подвес пассивника, тем ниже Fp и тем меньше он портит низ.
Почему пассивник должен быть большим?
Пассивник вытесняет тот же воздух, что порт. На частоте настройки его ход во много раз больше хода активного динамика. У НОЭМА Vd = Sd × Xmax = 531 см² × 1,2 см ≈ 637 см³. Часто советуют брать пассивник с Vd в 1,5–2 раза больше, чем у активного: например, два пассивника того же размера или один большего. Если Vd пассивника мало, он упрётся в свой ход раньше, чем активный динамик выдаст свой максимум.
Настройку меняют массой: грузики на диффузор опускают Fb. Это удобно на этапе доводки: не надо пилить трубу, достаточно добавить или снять груз.
Где в машине пассивник лучше порта?
Там, где порту нет места: стелс в нише запаски, корпус под сиденьем, компактный ящик для небольшого хэтчбека. Второй случай: громкий SQ, где свист порта на пике слышен и мешает. Третий: маленькие корпуса мидбаса или СЧ, где порт получался бы слишком длинным.
Но есть нюанс. В салоне сам по себе поднимает низ cabin gain, и часто грамотный закрытый ящик даёт нужный бас без всяких портов. У меня два НОЭМА в ЗЯ по 32 л, и это мой любимый формат. Пассивник имеет смысл, когда ЗЯ не добирает по отдаче на самых низах, а трубу поставить некуда.
Пассивник или порт: что ещё уточняют
По глубине баса фазоинвертор чуть впереди: в расчёте для НОЭМА 300ГДН30-4 в 50 л с настройкой 28 Гц порт дал −3 дБ на 32,8 Гц, пассивный излучатель на 36,1 Гц. Зато пассивник не свистит и не даёт резонансов трубы в полосе сотен герц. Если порт помещается и не шумит, бери порт, если места нет или слышен поток, пассивник.
Обычно ставят столько пассивных излучателей, чтобы их суммарный Vd был в 1,5–2 раза больше, чем у активного динамика, это ориентир. Для НОЭМА 300ГДН30-4 с Vd около 637 см³ это примерно 950–1270 см³, то есть два пассивника того же размера или один большего. Один пассивник того же размера на громкости упрётся в свой ход раньше активного динамика.
Пассивный излучатель не шумит потоком, потому что воздух через него не прокачивается: колеблется диффузор на подвесе, а не струя в узкой трубе. У фазоинвертора на больших уровнях скорость воздуха в порте растёт, появляются турбулентность и свист. Поэтому пассивник выбирают для громкого SQ, где шум порта слышен на пиках.
Можно как эксперимент: неподключённый динамик с разомкнутыми клеммами качается от давления в ящике так же, как пассивник. Но магнит и катушка там лишние, а массы подвижной системы может не хватить для нужной настройки, тогда на диффузор клеят грузики. Перед этим посчитай Vd и собственную частоту Fp, иначе провал попадёт в рабочую полосу.
Да, сабсоник нужен: ниже частоты настройки активный динамик в ящике с пассивным излучателем разгружен так же, как в фазоинверторе, и его ход растёт. На инфранизких частотах из треков и от дороги диффузор легко уходит за Xmax. Фильтр высоких частот чуть ниже Fb бережёт и активный динамик, и пассивник.
Частые ошибки
- Брать пассивник того же размера, что и активный, в одном экземпляре: он упирается в ход.
- Не считать собственную частоту Fp и получить провал в рабочей полосе.
- Забыть про сабсоник: ниже настройки активный динамик разгружен так же, как в ФИ.
- Считать объём без учёта места, которое занимает сам пассивник.
Пассивный излучатель стоит в одном ряду с ЗЯ, ФИ и бандпассом. Как выбрать между ними под свой динамик и багажник, разбираем в шаге «Выбор оформления для динамиков». ЗЯ, ФИ и пассивный излучатель под свой сабвуфер можно сравнить в калькуляторе E.BAEV.Air.
Нашёл готовый пассивник и хочешь понять, подходит ли он к твоему сабу? Скинь параметры обоих в чат EBAEVSQ, посчитаем.
Источники
- R. H. Small, «Passive-Radiator Loudspeaker Systems», Parts 1–2, JAES, 1974
- D. Hurlburt, «Complete Response Function and System Parameters for a Loudspeaker with Passive Radiator», JAES, 2000
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
- С. Д. Бать, «Любительские громкоговорители»
- R. H. Small, серия статей о закрытых и фазоинверторных системах, Journal of the Audio Engineering Society, 1972–1973
См. также: Фазоинвертор, Fb, Сабсоник, Акустический лабиринт, Изобарик.