Выбираешь сабвуфер, заходишь в любой чат, и тебе сразу выдают три «правила»: «идеальная добротность 0,707», «при низком Qts только фазоинвертор», «высокий Qts даёт гулкий бас». Вокруг Qts динамика в автозвуке больше мифов, чем вокруг любого другого параметра. В каждом есть доля правды, но чаще всего он ведёт к неверному выбору. Ниже четыре таких мифа, каждый проверен расчётом на реальном динамике.
Складывается Qts из двух тормозов: электрического Qes (магнит и катушка) и механического Qms (потери в подвесе):
Qts = Qes × Qms / (Qes + Qms)
Электрический тормоз почти всегда сильнее, поэтому Qts обычно близок к Qes.
4 мифа о Qts: что правда, а что нет
Разберу по одному, в каждом расчёт на реальном динамике.
«Идеальный Qts равен 0,707» правда наполовину
0,707 = 1/√2, это добротность фильтра Баттерворта, при которой АЧХ системы второго порядка максимально ровная: без горба и без раннего спада. Только эталон этот относится к системе, а не к динамику.
Динамик с Qts 0,707 даст такую АЧХ только без корпуса, в бесконечном экране. В ящике воздух поднимает добротность, и к 0,707 стремятся уже для Qtc.
«Низкий Qts: только фазоинвертор» скорее неправда
Посчитаем на сабвуфере НОЭМА 300ГДН30-4: Qts = 0,24, Fs = 20 Гц, Vas = 181 л. В закрытом ящике:
Qtc = Qts × √(1 + Vas/Vb), Fc = Fs × √(1 + Vas/Vb)
| Объём ящика Vb | Qtc | Fc | Характер |
|---|---|---|---|
| 50 л | ≈ 0,52 | ≈ 43 Гц | Очень собранный, суховатый |
| 35 л | ≈ 0,60 | ≈ 50 Гц | Быстрый, аккуратный |
| 24 л | ≈ 0,70 | ≈ 58 Гц | Ровный по Баттерворту |
По бумаге Fc 43–58 Гц выглядит высоковато. Но в машине салон сам поднимает низ (усиление салона), и такой закрытый ящик в 35–50 л может звучать глубже, чем показывает расчёт. Фазоинвертор для низкого Qts напрашивается сам собой, но это не единственный вариант.
«Высокий Qts, значит гулкий бас» зависит от задачи
У СЧ динамика ESB 9.4m Qts 0,741, для сабвуфера это было бы много. В закрытом объёме 1 л его Qtc поднимется примерно до 1,15, а резонанс до 209 Гц. Звучит страшно, но в закрытом объёме его обычно режут от 300 Гц и выше, и горб просто не попадает в рабочую полосу. А во фри-эйр, как у меня в Mark X, резонанс остаётся на 135 Гц, и динамик спокойно играет от 150 Гц с искажениями ниже 1 % по замеру. Так что для СЧ динамика высокий Qts ничего не приговаривает.
«Корпус можно выбрать по одной цифре Qts» неправда
Таблицы «до 0,4 ФИ, выше ЗЯ» годятся для первой прикидки, но не как правило. У JL Audio 10TW3-D4 Qts = 0,62, а производитель приводит и закрытый, и фазоинверторный вариант. Для решения нужна связка:
- Qts, Fs и Vas описывают поведение в выбранном оформлении;
- Xmax и мощность покажут, хватит ли хода на нужной громкости;
- реальный объём в багажнике или нише;
- рекомендации производителя как стартовая точка.
Быстрый ориентир даёт EBP = Fs / Qes. У НОЭМА он ≈ 83, это «территория фазоинвертора». Но, как видно выше, хороший закрытый ящик тоже возможен.
Чем Qts отличается от Qtc?
Что спросить у установщика
- Какой Qtc получится в этом ящике и почему выбран именно он?
- Учитывали ли усиление салона при расчёте?
Если сомневаешься, подойдёт ли твой Qts
Qts динамика берут из паспорта производителя или измеряют сами. Для замера снимают кривую импеданса динамика без корпуса: по высоте и ширине пика на резонансе программа считает Fs, Qms и Qes, а из них Qts. Паспортные цифры у одной модели могут гулять от экземпляра к экземпляру, поэтому для точного расчёта ящика лучше замерить свой динамик.
В бесконечном экране корпус не поднимает добротность, поэтому Qts динамика и есть добротность системы. При Qts около 0,707 АЧХ получается ровной по Баттерворту, при заметно меньшем бас начинает спадать раньше, при заметно большем появляется горб у резонанса. Поэтому для сабвуфера в экран за спинкой сиденья обычно ищут динамик с Qts ближе к 0,7, чем к 0,3.
Последовательное сопротивление поднимает электрическую добротность Qes, а за ней и Qts. Прикидка: Qes растёт в отношении (Re + R) / Re. При Re 3,2 Ом и 0,2 Ом в проводах и клеммах Qes вырастет примерно на 6 %. Для сабвуфера с толстым кабелем это мелочь, а вот пассивный кроссовер с катушкой на басовом канале добавляет заметно больше.
Почти нельзя: Qts задают магнит, катушка и подвес. Резистор последовательно немного поднимет Qts, но ценой потери громкости. На практике меняют не Qts, а добротность системы: объёмом закрытого ящика управляют Qtc, а в машине итоговый бас ещё правят эквалайзером процессора. Если динамик не подходит под нужный ящик, проще подобрать другой среди сабвуферов в каталоге.
Для SQ добротность системы часто выбирают чуть ниже 0,707, ориентир Qtc 0,5–0,7. Салон сам поднимает низ, а бас остаётся быстрым и собранным. Для сабвуфера НОЭМА 300ГДН30-4 это закрытый ящик примерно на 24–50 л: при 50 л Qtc около 0,52, при 24 л около 0,70. Гулкий затянутый бас судьи на соревнованиях слышат сразу.
Посчитать свой вариант поможет шаг «Выбор оформления для динамиков», сравнить модели можно в шаге «Подбор компонентов». Проверить это на своём динамике можно в калькуляторе оформления E.BAEV.Air.
Считаешь ящик и не уверен в объёме? Кидай параметры в Telegram-чат.
Источники
- KLIPPEL: определения и формулы параметров Тиля-Смолла
- JL Audio TW3: параметры и рекомендации производителя
- 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»
- R. H. Small, серия статей о закрытых и фазоинверторных системах, Journal of the Audio Engineering Society, 1972–1973
Фотогалерея
