Was wird für einen passiven Emitter benötigt? DIY-Subwoofer: von Einsteiger bis High-End. Akustikdesigntyp

In diesem Artikel werden wir sehen, wie man einen Subwoofer mit eigenen Händen baut, ohne in die Tiefen der Elektroakustik einzutauchen, ohne auf komplexe Berechnungen und subtile Messungen zurückgreifen zu müssen, obwohl einige noch durchgeführt werden müssen. "Ohne besondere Schwierigkeiten" bedeutet nicht "Bastard-Fehler auf einem Ziegelstein, Laufwerk, Oma, Mogarych". Heutzutage kann der Heimcomputer sehr komplex simulieren Akustiksysteme(AC); einen Link zu einer Beschreibung dieses Prozesses finden Sie am Ende. Aber das Arbeiten mit einem vorgefertigten Gerät aus einer Laune heraus ergibt etwas, das Sie durch kein Lesen und Betrachten erreichen können - ein intuitives Verständnis des Wesens des Prozesses. In Wissenschaft und Technik sind Federentdeckungen selten; Meistens beginnt ein Forscher, der Erfahrung gesammelt hat, "gut" zu verstehen, was was ist, und sucht selbst dann nach Mathematik, die geeignet ist, das Phänomen zu beschreiben und Konstruktionsformeln abzuleiten. Viele Größen erinnerten sich mit Humor und Freude an ihre ersten erfolglosen Erlebnisse. Alexander Bell beispielsweise versuchte zum Beispiel, die Spulen für sein erstes Telefon mit einem blanken Draht zu bewickeln: Er, gelernter Musiker, wusste einfach noch nicht, dass der Draht unter Strom isoliert werden muss. Aber Bell hat das Telefon immer noch erfunden.

Über Computerberechnungen

Glauben Sie nicht, dass JBL SpeakerShop oder ein anderes Akustikberechnungsprogramm Ihnen die einzig mögliche und richtige Option bietet. Computerprogramme werden nach etablierten und bewährten Algorithmen geschrieben, aber nicht-triviale Lösungen sind nur in der Theologie unmöglich. „Jeder weiß, dass Sie das nicht tun können. Es gibt einen Narren, der das nicht weiß. Er ist es, der die Erfindung macht“- Thomas Alva Edison.

SpeakerShop ist vor nicht allzu langer Zeit erschienen, diese Anwendung wurde sehr gründlich entwickelt und die Tatsache, dass sie sehr aktiv genutzt wird, ist sowohl für Entwickler als auch für Amateure ein absolutes Plus. Aber die aktuelle Situation bei ihm ähnelt der Geschichte mit dem ersten Photoshop. Wer hat noch Windows 3.11 verwendet, erinnern Sie sich? - dann wurden sie einfach verrückt nach der Verarbeitung von Bildern. Und dann stellte sich heraus, dass man, um ein gutes Bild zu machen, noch fotografieren können muss.

Was ist das und warum?

Ein Subwoofer (einfach - ein Sub) klingt in der wörtlichen Übersetzung lustig: ein podavkivatel. In Wirklichkeit handelt es sich um einen Basslautsprecher (Woofer, Woofer), der Frequenzen unter ca. 150 Hz, in einem speziellen akustischen Design, eine Box (Box) eines ziemlich komplexen Geräts. Auch im Alltag, in hochwertigen Standlautsprechern und preiswerten Tischlautsprechern, im Einbau und im Auto kommen Subwoofer zum Einsatz, siehe Abb. Wenn es Ihnen gelingt, einen Subwoofer zu bauen, der den Bass richtig wiedergibt, können Sie es getrost angehen, denn Die Wiedergabe tiefer Frequenzen ist vielleicht der fetteste Wal, auf dem alle Elektroakustik basiert.

Es ist viel schwieriger, eine kompakte NF-Verbindung der AU herzustellen als die MF und HF (Mittel- und Hochfrequenz), erstens aufgrund der akustischen Kurzschluss wenn sich Schallwellen von den vorderen und hinteren Abstrahlflächen des Lautsprechers (Lautsprecherkopf, HG) gegenseitig aufheben: NF-Wellenlängen sind Meter und ohne Eigen Akustikdesign Nichts hindert sie daran, sofort gegenphasig zu konvergieren. Zweitens reicht das Verzerrungsspektrum des Klangs bei tiefen Frequenzen weit in den am besten hörbaren Bereich der Mitteltöner. Im Wesentlichen ist jeder Breitbandlautsprecher eine Niederfrequenzverbindung, in die die Mittel- und Hochfrequenzsender eingebaut sind. Doch aus ergonomischer Sicht wird an den Subwoofer eine zusätzliche Anforderung gestellt: Der Subwoofer für zu Hause sollte möglichst kompakt sein.

Notiz: Alle Arten der akustischen Gestaltung des LF GG lassen sich in 2 große Klassen einteilen - einige löschen die Strahlung von der Rückseite des Lautsprechers, die zweite spiegeln sie um 180 Grad phasengleich (Drehen Sie die Phase) und emittieren sie von vorne. Der Subwoofer kann je nach den Eigenschaften des GG (siehe unten) und der erforderlichen Art seiner Amplituden-Frequenz-Kennlinie (AFC) nach einem Schema der einen oder anderen Klasse gebaut werden.

Die Richtung von Tönen unterhalb von 150 Hz wird von der Person sehr schlecht unterschieden, daher kann der Sub in einem gewöhnlichen Wohnzimmer im Allgemeinen überall platziert werden. MF-HF-Lautsprecher (Satelliten) Akustik mit Subwoofer sind sehr kompakt; ihre Lage im Raum kann optimal für den gegebenen Raum gewählt werden. Moderne Gehäuse mit viel Platz und guter Eigenakustik, um es milde auszudrücken, unterscheiden sich nicht, und es ist nicht immer möglich, zumindest ein paar gute Breitbandlautsprecher richtig "einzukleben". Daher können Sie mit dem Eigenbau eines Subwoofers nicht nur sehr viel Geld sparen, sondern auch in diesem Chruschtschow-, Breschnewka- oder modernen Neubau einen sauberen, echten Klang erhalten. Besonders effektiv ist der Subwoofer in volllautstarken Soundsystemen, denn 5-7 Spalten auf eine ganze Seite zu setzen, ist für die "erfahrensten" Benutzer zu viel.

Bass

Die Basswiedergabe ist nicht nur technisch anspruchsvoll. Ein schmaler, in der Regel niederfrequenter Ausschnitt des gesamten Schallwellenspektrums ist in seiner psychophysiologischen Wirkung inhomogen und in 3 Bereiche unterteilt. Um den richtigen Basslautsprecher auszuwählen und mit eigenen Händen eine Box für einen Subwoofer zu bauen, müssen Sie deren Grenzen und Bedeutung kennen:

• Oberbass (UpperBass) - 80- (150 ... 200) Hz.
• Mittelbass oder Mittelbass (MidBass) - 40-80 Hz.
• Tiefbass oder Subbass (SubBass) - unter 40 Hz.

oben

Mitte

Im Tieftonbereich besteht die Hauptaufgabe beim Erstellen eines Subwoofers darin, die höchste GG-Leistung, die gegebene Form des Frequenzgangs und seine maximale Gleichmäßigkeit (Glätte) bei minimalem Volumen der Box zu gewährleisten. Frequenzgang, zur Seite niedrigere Frequenzen fast rechteckig, gibt einen kräftigen, aber harten Bass; Der gleichmäßig abfallende Frequenzgang ist klar und transparent, aber schwächer. Die Wahl des einen oder anderen hängt von der Art des Hörers ab: Rocker brauchen einen "wütenderen" Sound, für Klassiker ist er weicher. In beiden Fällen verderben große Einbrüche und Ausbrüche im Frequenzgang die subjektive Wahrnehmung bei formal gleichen technischen Parametern des Klangs.

Tiefe

Nur bei Blasorgeln in speziell konstruierten Sälen hat der Subbass einen entscheidenden Einfluss auf die Klangfarbe (Farbe) des Klangs von Musikinstrumenten. Starke Subbass-Komponenten sind charakteristisch für die Klänge natürlicher und vom Menschen verursachter Katastrophen, starke Explosionen und Stimmen bestimmter Tierarten (Löwengebrüll). Über 90% der Menschen hören den Subbass entweder gar nicht oder undeutlich. Wenn zum Beispiel die grundverschiedenen Geräusche eines tropischen Hurrikans und einer Atomexplosion aus allem außer den Tiefbässen herausgefiltert werden, dann kann kaum jemand nachvollziehen, was da wirklich vor sich geht. Daher ist ein Heim-Subwoofer fast immer für den Mittelbass optimiert, und der Rest des Subbass überdeckt, wie sich herausstellt, die raumeigenen Geräusche. Wofür es übrigens sehr nützlich ist und warum es sehr nützlich ist.

Subbass im Auto

Der Noise Masking-Effekt ist besonders in einem beengten und lauten Autoinnenraum notwendig, daher sind Auto-Subwoofer für Subbass optimiert. Manchmal geben HiFi-Liebhaber aus diesem Grund dem Sub den gesamten Kofferraum und stellen dort 15 "-18" Monsterlautsprecher mit 150-250 Watt Spitzenleistung auf, siehe Abb. Allerdings lässt sich ein recht ordentlicher Subwoofer in einem Auto bauen, ohne auf Nutzvolumen im Gehäuse zu verzichten, siehe unten.

Notiz: Die Spitzenleistung des Lautsprechers wird oft mit der Rauschleistung gleichgesetzt, was falsch ist. Bei Spitzenleistung ist der Ton verzerrt, aber noch hörbar, d.h. durch Bedeutung unterscheidbar. Die Rauschleistung ist definiert als das, was ein Lautsprecher verarbeiten kann. bestimmte Zeit(meist 20 Min.) ohne auszubrennen und mechanisch nicht zu beschädigen. Gleichzeitig ist der Ton meistens ein inkohärentes Keuchen, weshalb diese Kraft als Rauschen bezeichnet wird. Bei einigen akustischen Designs kann die Rauschleistung des Lautsprechers jedoch niedriger sein als der Spitzenwert, siehe unten.

Was für einen Lautsprecher brauchen Sie?

Eine vollständige Berechnung der akustischen Auslegung erfolgt nach dem sog. Thiel-Small-Parameter (PTS). Da wir uns entschieden haben, Zeit und Arbeit in das Tunen des Subs zu investieren, benötigen wir nur den vollen Q-Faktor des Fells allein Resonanzfrequenz Qts, weil Auf dieser Basis wird die optimale Variante des Akustikdesigns ausgewählt. Je nach Wert von Qts wird die Dynamik in 4 Gruppen eingeteilt:

• Qts<0,5 – «безразличные» сверхнизкодобротные. Очень дорогие, очень низкая отдача, но способны воспроизводить подбасы вплоть до 20-15 Гц. Настройка сабвуфера с такими без звукомерной камеры и специальной измерительной техники невозможна, т.к. резонансный пик не выражен.
• 0,5
• 0,7
• Qts> 1 - hoher Q. Hoher Rückstoß, niedriger Preis, harter Klang in suboptimaler Ausführung. Es ist schwierig, einen glatten Frequenzgang zu erhalten. Kompakt, erhältlich in Durchmessern (nach unten) bis 6" (155 mm). Optimal für einen Desktop-Subwoofer oder einen Fernseher (kein Heimkino!).

Messungen

In den Herstellerangaben für Lautsprecher kann Qts als Qп oder einfach Q bezeichnet werden, ist dort aber bei weitem nicht immer vorhanden und öffentliche Datenbanken wie WinISD sind voller Fehler. Daher müssen wir den Wert von Qts höchstwahrscheinlich zu Hause bestimmen.

Ausbildung

Zunächst wählen wir einen Raum für akustische Messungen aus und bereiten ihn vor. Es sollte möglichst viele Gardinen, Gardinen, Teppiche an Boden und Wänden, Polstermöbel haben. Starre horizontale Flächen (Tisch) müssen mit etwas Flaumigem bedeckt werden; es wird nicht überflüssig sein, überall mehr Kissen zu werfen. Winkel verzerren besonders das Schallfeld, inkl. harte Möbel mit Wänden, sie müssen mit etwas bedeckt werden, zum Beispiel Kleidung auf einem Kleiderbügel. Als nächstes verbinden wir lange Drähte mit dem Lautsprecher und hängen sie in der geometrischen Mitte der Decke (unter dem Kronleuchter, falls vorhanden) mit der Vorderseite des Diffusors nach unten in einer Höhe von 2/3 der Deckenhöhe über dem Boden.

Nun müssen Sie die Messschaltung aufbauen, wie oben in Abb. Wir benötigen noch die untere Schaltung, um die Impedanz (Impedanz) des Lautsprechers Z zu messen. Von der von Laien üblicherweise verwendeten Messschaltung ohne Übertrager unterscheidet sich diese in recht professioneller Genauigkeit: bei üblichen Schaltungen auf den Brückendioden ca. 1,5V auch bei 10MΩ Eingangsimpedanz des Testers. Die Funktionsweise dieser Schaltung beruht darauf, dass die Impedanz von Übertrager und R2 einerseits viel größer ist als die Impedanz von GG; andererseits ist es viel kleiner als die Ausgangsimpedanz eines Tonfrequenz-Leistungsverstärkers, und darauf, dass der miese digitale Multitester an der Grenze von 200 mV eine Eingangsimpedanz von mehr als 1 Megaohm hat. Wird das Messsignal jedoch von einem Tonfrequenzgenerator (AFG) mit einem Standard-600-Ohm-Ausgang geliefert, ist diese Schaltung nicht für die Messung von Z geeignet.

Verfahren

Vom Computer mit dem Emulationsprogramm GZCH wird das Messsignal vom Ausgang der Soundkarte geliefert. Sie müssen es am Anfang im Bereich von 20-100 Hz mit einem diskreten (Schritt) von 10 Hz "ansteuern". Ist die HH-Resonanz nicht sichtbar, ist sie für einen Subwoofer nicht geeignet. Oder der Verkäufer hat Sie schamlos getäuscht, indem er für 100 Rubel verkauft hat. gleichgültig GG mit einem Preis von 200 $.

Wenn die Grenzen des Resonanzpeaks bestimmt sind, „passieren“ wir ihn mit einem 1-Hz-Diskreten und bauen den Frequenzgang auf. Wenn der GG einen hohen oder mittleren Qualitätsfaktor näher an der oberen Grenze von Qts hat, erhalten Sie einen Graphen wie den in pos. ich fig. In diesem Fall:

• Gemäß f-le (1) auf Pos. II finden wir U (F1, F2);
• Finden Sie F1 und F2 gemäß der Tabelle;
• Nach f-le (2) prüfen wir, ob die berechnete Eigenresonanzfrequenz im freien Raum Fs mit den gemessenen Fs übereinstimmt. Wenn die Abweichung mehr als 2-3 Hz beträgt, siehe unten;
• Nach f-le (3) finden wir den mechanischen Gütefaktor Qms, dann nach f-le (4) elektrische Qes und schließlich nach f-le (5) den geforderten Gesamtgütefaktor Qts.

Wenn der Q-Faktor des GG näher an niedrig oder so liegt, was im Allgemeinen gut ist, wird die Resonanzkurve merklich asymmetrisch und ihr Peak ist flach, verschwommen, pos. III, oder Prüfung durch f-le (2) wird auch bei wiederholten Messungen nicht konvergieren. In diesem Fall bestimmen wir gemäß dem Diagramm die Punkte der größten Neigung der Tangenten an die konkaven "Flügel" der Spitzen A1 und A2; mathematisch erreicht bei ihnen die zweite Ableitung der die Resonanzkurve beschreibenden Funktion ein Maximum. Für Umax nehmen wir dann wie zuvor seinen Wert an der Spitze des Peaks und für Umin - berechnet durch f-le an pos. III neuer Wert von U (F1, F2).

Systemstruktur

Hast du es gemessen? Passt der Lautsprecher? Nehmen Sie sich Zeit, um ein Design auszuwählen. Zuerst müssen Sie ein Blockdiagramm des gesamten Soundsystems auswählen, denn sein elektronischer Teil kann so teuer sein wie ein guter Woofer. Auf einem der Gleise kann ein Soundsystem mit Subwoofer aufgebaut werden. Schemata, siehe Abb.

Notiz: Der Equalizer und der Infra-Low-Frequency-Filter FINCH (Roar-Filter) sind in allen Kreisen vor den Stereo-Kanaleingängen eingeschaltet.

Pos. 1 - System mit passiver Leistungsfilterung. Plus - kein separater Bassverstärker erforderlich, er kann an jedes UMZCH angeschlossen werden. Riesige Nachteile, erstens die gegenseitige elektrische Leckage der Kanäle im Subwoofer entlang des Mitteltonbereichs: Für LC-Filter, die es auf einen akzeptablen Wert reduzieren, benötigen Sie ein anständiges Gehäuse, das zum Kauf seiner Komponenten mit Geld gefüllt werden muss etwa ein Drittel (in 100-Rubel-Scheinen). Zweitens bilden die Ausgangswiderstände der Tiefpassfilter des LPF zusammen mit dem Eingangs-GG des Lautsprechers ein T-Stück, und jeder Kanal des UMZCH wird theoretisch ein Viertel seiner Leistung für die Erwärmung des Nachbarn mit seinem LPF aufwenden. Wirklich - mehr, tk. Leistungs- und Filterverluste sind erheblich. Das Leistungsfiltersystem ist jedoch in Subwoofern mit geringer Leistung mit unabhängigen Tonsendern anwendbar, siehe unten.

Pos. 2 - passive Filterung für einen separaten Bass UMZCH. Es gibt keinen Leistungsverlust, die gegenseitige Beeinflussung der Kanäle ist schwächer, weil charakteristische Impedanzen von Filtern sind Kilo-Ohm und Dutzende Kilo-Ohm. Derzeit wird es praktisch nicht verwendet, weil Die Montage eines aktiven Filters auf Mikroschaltungen erweist sich als viel einfacher und kostengünstiger als das Wickeln von passiven Spulen.

Pos. 3 - aktive analoge Filterung. Die Kanalsignale werden durch einen einfachen Widerstandsaddierer addiert, einem analogen aktiven Tiefpassfilter und von diesem dem Bass-UMZCH zugeführt. Die Kanalinterferenz ist unter normalen Hörbedingungen vernachlässigbar und unsichtbar, und die Komponentenkosten sind gering. Die optimale Schaltung für einen selbstgebauten Subwoofer für einen unerfahrenen Amateur.

Pos. 4 - vollständige digitale Filterung. Kanalsignale werden einem Splitter P zugeführt, der jedes von ihnen in mindestens 2 gleich dem ursprünglichen teilt. Ein Signal eines Paares wird dem MF-HF UMZCH zugeführt (evtl. direkt, ohne Hochpassfilter), der Rest wird in einem Addierer C zusammengeführt im Subbass ist eine elektrische Wechselwirkung von Signalen im Tiefpassfilter möglich, mehrere verzerren den Gesamtbass. Im Addierer werden die Signale unter Ausschluss ihrer gegenseitigen Beeinflussung digital oder analog addiert.

Vom Addierer wird das gemeinsame Signal einem digitalen Tiefpassfilter mit eingebauten Analog-Digital-(ADC)- und Digital-Analog-(DAC)-Wandlern und von diesem dem Bass-UMZCH zugeführt. Klangqualität und Kanalisolierung sind heute die höchstmöglichen. Die Kosten für Mikroschaltungen für diese gesamte Wirtschaft sind erschwinglich, aber die Arbeit mit einem IC erfordert bereits einige Amateurfunkerfahrung, und noch mehr, wenn Sie ein nicht fertiges Set kaufen (das viel teurer ist) und die Systemkomponenten werden unabhängig ausgewählt.

Anmeldung

In Abb. die gebräuchlichsten Schemata für das akustische Design von Heim-Subwoofern werden angegeben. Labyrinthe, Hörner etc. genügen nicht den Anforderungen an die Kompaktheit. Schemata, die von Anfängern bevorzugt werden, werden grün hervorgehoben, Schemata, die für Anfänger bevorzugt werden, werden gelb und ungeeignete in rot hervorgehoben. Wer mehr Erfahrung hat, wird überrascht sein: Der 6. Bandpass ist für Dummies? Kein Problem, dieser großartige Basstrompetenlautsprecher kann über das Wochenende abgestimmt werden. Wenn Sie wissen wie.

Schild

Einen Subwoofer in Form einer akustischen Abschirmung (Abschirmung, Pos. 1) zu Hause zu bauen ist machbar, wenn die HGs in die Wandverkleidung eingebaut werden, denn ihre Größe entspricht der Länge der Subbass-Wellen. Daher der Vorteil - es gibt keine Probleme mit dem Subbass, solange die Lautsprecher daran ziehen. Das andere ist die extreme Kompaktheit, der Sub nimmt überhaupt nicht die nutzbare Fläche ein. Aber es gibt auch gravierende Nachteile. Die erste ist eine große Menge an Bauarbeiten. Der zweite - der akustische Bildschirm beeinflusst den Frequenzgang des GG in keiner Weise. "Humpbacked" - und wird singen, daher können nur teure, minderwertige und gleichgültige Lautsprecher auf den Schild gelegt werden. Subminus sozusagen - ihr Rückstoß ist gering und der Schild kann ihn in keiner Weise erhöhen.

Geschlossene Kiste

Ein großes Plus einer geschlossenen Box (Pos. 2) - Tiefendämpfung des GG; für preiswerte High-Fidelity-High-Fidelity-Lautsprecher ist dies die einzig akzeptable Art der Akustik. Doch dieses Plus bringt ein Minus mit sich: Bei tiefer Dämpfung ist die Rauschleistung des GG gerade bei teuren leistungsstarken Köpfen oft geringer als der Peak. Die Spule raucht schon, aber das Keuchen ist immer noch nicht hörbar. Eine Überlastungsanzeige wird benötigt, aber die einfachsten ohne separate Stromversorgung verzerren das Signal.

Ein ebenso kühnes Plus ist der extrem sanft abfallende Frequenzgang und damit der reinste und lebendigste Klang. Aus diesem Grund werden hochwertige, hochwertige, hochwertige GGs speziell für den Einbau in geschlossene Boxen oder Bandpässe 4. Ordnung hergestellt (siehe unten).

Minus - von allen Lautsprechern gleicher Lautstärke hat eine geschlossene Box die höchste niedrigste reproduzierbare Frequenz, weil es erhöht die Resonanzfrequenz des Lautsprechers und ist nicht in der Lage, seine Reaktion bei Frequenzen darunter zu erhöhen. Jene. In Sachen Kompaktheit geht der Subwoofer in einer geschlossenen Box mit großer Dehnung durch. Bis zu einem gewissen Grad kann dieser Nachteil verringert werden, indem die Box mit Polsterpolyester gefüllt wird: Es absorbiert die Energie von Schallwellen perfekt. Der thermodynamische Prozess in der Box geht dann von adiabatisch zu isotherm, was einer 1,4-fachen Volumenvergrößerung entspricht.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist, dass in einer geschlossenen Box nur ein passiver Subwoofer hergestellt werden kann, denn Elektronik darin wird sehr heiß, selbst wenn sie in einem umzäunten Fach platziert wird. Wenn Sie auf alte AC 10MAS-1M stoßen, fahren Sie sie eine halbe Stunde mit halber Leistung und berühren Sie das Gehäuse mit der Hand - es wird warm.

FI

Hinweis: Der FI ist in jeder Hinsicht ein Passivradiator (PI) - statt eines Rohres mit einem Port wird ein Basslautsprecher ohne Magnetsystem und mit einem Gewicht anstelle einer Spule eingebaut. Es gibt keine „non-tuning“-Methoden zur Berechnung von PI, daher ist PI in der industriellen Produktion eine seltene Ausnahme. Wenn Sie einen ausgebrannten Basslautsprecher herumliegen haben, können Sie experimentieren - die Abstimmung erfolgt durch Änderung des Gewichts der Ladung. Aber denken Sie daran - es ist besser, aus dem gleichen Grund wie bei einer geschlossenen Box keine aktive PI durchzuführen.

Über tiefe Spalten

Akustik mit tiefen Schlitzen (Pos. 4, 6, 8-10) wird manchmal mit einem FI, dann mit einem Labyrinth identifiziert, tatsächlich handelt es sich jedoch um eine eigenständige Art der Akustik. Die Vorteile eines tiefen Spalts sind die Masse:

Es gibt nur einen Nachteil einer tiefen Lücke, und dann für Anfänger: Sie ist nach der Montage nicht anpassbar. Wenn es fertig ist, wird es singen.

Über Antiakustik

Bandpässe

BandPass bedeutet „Bandpass“, also nennt man Lautsprecher ohne direkte Schallabstrahlung in den Raum. Dies bedeutet, dass Bandpass-Lautsprecher aufgrund ihrer internen akustischen Filterung keine Mitten abstrahlen: Der Lautsprecher wird in einer Trennwand zwischen Resonanzhohlräumen platziert, die durch Rohröffnungen oder tiefe Schlitze mit der Atmosphäre kommunizieren. Bandpass ist ein spezielles akustisches Design für Subwoofer und wird nicht für vollständig separate Lautsprecher verwendet.

Bandpässe werden nach der Größe der Ordnung unterteilt, und die Ordnung des Bandpasses ist gleich der Anzahl seiner Eigenresonanzfrequenzen. Hochwertige GGs werden in Bandpässe 4. Ordnung platziert, wo eine akustische Dämpfung leicht zu organisieren ist (Pos. 5); niedrige und mittlere Qualität - im Bandpass 6. Ordnung. Entgegen der landläufigen Meinung gibt es zwischen diesen und jenen keinen fühlbaren Unterschied in der Klangqualität: Bereits bei der 4. Ordnung wird der Frequenzgang bei der tiefen Frequenz auf 2 dB oder weniger geglättet. Der Unterschied für den Amateur liegt hauptsächlich in der Komplexität der Einstellungen: Um den 4. Bandpass (siehe unten) fein abzustimmen, müssen Sie die Partition verschieben. Was den Bandpass 8. Ordnung betrifft, so werden aufgrund der akustischen Wechselwirkung der gleichen 2 Resonatoren 2 weitere Resonanzfrequenzen erhalten. Daher wird der 8. Bandpass manchmal als Klasse-B-Bandpass 6. Ordnung bezeichnet.

Notiz: Der idealisierte Frequenzgang bei niedrigen Frequenzen für einige Arten von Akustikdesigns sind in Abb. rot. Die grün gepunktete Linie ist der optimale Frequenzgang aus der Sicht der Psychophysiologie des Hörens. Daher ist klar, dass es in der Elektroakustik noch genug Arbeit gibt.

Frequenzgang des gleichen Lautsprecherkopfes in unterschiedlichem Akustikdesign

Auto-Subwoofer

Auto-Subwoofer werden normalerweise entweder im Laderaum oder unter dem Fahrersitz oder hinter der Rückenlehne des Rücksitzes platziert, Pos. 1-3 in Abb. Im ersten Fall nimmt die Box brauchbares Volumen weg, im zweiten arbeitet der Sub unter schwierigen Bedingungen und kann durch Füße beschädigt werden, im dritten kann nicht jeder Passagier den kräftigen Bass direkt in der Nähe der Ohren ertragen.

In letzter Zeit wird zunehmend ein Auto-Subwoofer vom Stealth-Typ hergestellt, der in die hintere Kotflügelnische eingebaut wird, pos. 4 und 5. Subbass mit ausreichender Leistung wird durch die Verwendung einer speziellen Autodynamik mit einem Durchmesser von 12 " mit einem starren Diffusor erreicht, der nicht sehr anfällig für Membraneffekt ist, Pos. 5. Wie man einen Subwoofer für ein Auto herstellt, indem man eine Flügelnische formt, siehe weiter. Video.

Video: DIY Auto-Subwoofer "Stealth"

Einfacher geht's nicht

Ein sehr einfacher Subwoofer, der keinen separaten Bassverstärker benötigt, kann nach dem Schema mit unabhängigen Schallgebern (IZ) hergestellt werden, siehe Abb. Tatsächlich handelt es sich um zweikanalige LF-GGs, die in einem gemeinsamen langen Gehäuse horizontal installiert sind. Ist die Länge der Box vergleichbar mit dem Abstand zwischen den Satelliten oder der Breite des TV-Bildschirms, ist die „Ausbreitung“ der Stereoanlage kaum wahrnehmbar. Wenn das Hören vom Anschauen begleitet wird, ist es aufgrund der unfreiwilligen visuellen Korrektur der Lokalisierung von Schallquellen völlig nicht wahrnehmbar.

Nach dem Schema mit unabhängigem IZ können Sie einen hervorragenden Subwoofer für einen Computer herstellen: Eine Box mit Lautsprechern wird in der äußersten oberen Ecke unter der Tischplatte platziert. Der Hohlraum darunter ist ein auf eine sehr niedrige Frequenz gestimmter Resonator, und ein unerwartet guter Subbass wird aus einer kleinen Box geschnitten.

FI für einen Subwoofer mit unabhängigem FM kann im Lautsprechershop berechnet werden. In diesem Fall wird das äquivalente Volumen Vts doppelt so hoch wie das gemessene, die Resonanzfrequenz Fs ist 1,4-mal niedriger und der Gesamtgütefaktor Qts ist 1,4-mal höher. Das Material der Box ist wie auch sonst MDF ab 18 mm; für Subwooferleistung ab 50 W - ab 24 mm. Es ist jedoch besser, die Lautsprecher in einer geschlossenen Box zu platzieren, in diesem Fall kann dies ohne Berechnung erfolgen: Die Länge auf der Innenseite wird am Installationsort im Bereich von 0,5 m (für einen Computer) bis 1,5 m (für ein großer Fernseher). Der Querschnitt der Box im Inneren wird anhand des Durchmessers der Lautsprechermembran bestimmt:

• 6 "(155 mm) - 200x200 mm.
• 8 "(205 mm) - 250x250 mm.
• 10 "(255 mm) - 300x300 mm.
• 12 "(305 mm) - 350x350 mm.

Im schlimmsten Fall (Untertisch-Computer-Sub mit 6"-Lautsprechern) beträgt das Volumen der Box 20 Liter, und das äquivalente Volumen mit Befüllung beträgt 33-34 Liter. Mit einer UMZCH-Leistung von bis zu 25-30 W pro Kanal reicht dies aus, um einen ordentlichen Mitteltöner zu bekommen.

Filter

In diesem Fall sind LC-Filter vom Typ K besser zu verwenden. Sie benötigen mehr Spulen, dies ist jedoch unter Amateurbedingungen nicht unbedingt erforderlich. K-Filter haben eine niedrige Durchlassdämpfung, 6 dB / Okt pro Link oder 3 dB / Okt pro Halblink, aber absolut linearen Phasengang. Außerdem ist das K-Filter beim Betrieb an einer Spannungsquelle (was UMZCH mit großer Genauigkeit ist) nicht sehr empfindlich gegenüber Änderungen der Lastimpedanz.

Bei Pos. 1 Abb. Es werden Schemata von Verknüpfungen von K-Filtern und Berechnungsformeln für sie angegeben. R für LF GG wird gleich seiner Impedanz Z bei der Grenzfrequenz des LPF 150 Hz und für das HPF gleich der Impedanz des Satelliten z bei der Grenzfrequenz des HPF 185 Hz (Formel in Pos. 6). Z und z werden nach dem Schema und der Formel in Abb. oben (mit Messschemata). Arbeitsdiagramme von Filtern sind in Pos. angegeben. 2. Wenn Sie es vorziehen, zusätzliche Kondensatoren zu kaufen und die Spulen nicht zu wickeln, können genau die gleichen Parameter aus P-Links und Half-Links bestehen.

Daten und Diagramme zur Herstellung von Filtern für einen einfachen Subwoofer mit unabhängigen Strahlern

Die LPF-Dämpfung im Durchlassbereich beträgt 18 dB / Okt. und die HPF beträgt 24 dB / Okt. Ein so ehrlich gesagt nicht triviales Verhältnis wird damit begründet, dass die Satelliten vom Bass entlastet werden und einen saubereren Klang liefern und der Rest des vom HPF reflektierten Basses an die Tieftöner gesendet wird und den Bass tiefer macht.

Die Daten zur Berechnung der Filterspulen sind in Pos. 1 angegeben. 3. Sie müssen rechtwinklig zueinander positioniert werden, da K-Filter ohne magnetische Kopplung zwischen den Spulen arbeiten. Bei der Berechnung werden sie durch die Abmessungen der Spule festgelegt und entsprechend der in der Berechnungsmethode des Filters gefundenen Induktivität wird die Anzahl der Windungen bestimmt. Dann wird mit dem Stapelfaktor der Durchmesser des Drahtes in der Isolierung ermittelt, er sollte mindestens 0,7 mm betragen. Es fällt weniger aus - wir vergrößern die Spule und berechnen sie neu.

Anpassung

Die Einrichtung dieses Subwoofers beschränkt sich darauf, die Lautstärken der Bässe bzw. der Satelliten auszugleichen. Grenzfrequenzen. Bereiten Sie dazu zunächst den Raum für akustische Messungen, wie oben beschrieben, und einen Tester mit einer Brücke und einem Transformator vor. Als nächstes benötigen Sie ein Kondensatormikrofon. Für einen Computer müssen Sie eine Art Mikrofonverstärker (MUS) mit einer an die Kapsel angelegten Vorspannung herstellen, weil eine normale Soundkarte kann nicht gleichzeitig ein Signal empfangen und ein GZCH emulieren, pos. 4. Wenn es ein Kondensatormikrofon mit eingebautem ICS gibt, zumindest ein altes MKE-101, großartig, dessen Ausgang direkt mit der primären (kleineren) Wicklung des Transformators verbunden ist. Das Messverfahren ist einfach:

1. Das Mikrofon wird gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt der Satelliten in einem horizontalen Abstand von 1-1,5 m befestigt.
2. Der Subwoofer wird vom UMZCH getrennt und ein Signal von 185 Hz geliefert.
3. Notieren Sie den Voltmeter-Messwert.
4. Ohne etwas im Raum zu ändern, schalten sie die Satelliten aus, schließen den Sub an.
5. Dem UMZCH wird ein 150-Hz-Signal zugeführt, die Messwerte des Testers werden aufgezeichnet.

Jetzt müssen Sie die Ausgleichswiderstände berechnen. Gleichen Sie die Lautstärke aus, indem Sie die lauteren Glieder in einem Reihen-Parallel-Schema (Pos. 5) dämpfen, weil es ist notwendig, die zuvor gefundenen Werte von Z und z im Absolutwert unverändert zu lassen. Berechnungsformeln für Widerstände sind in Pos. angegeben. 6. Leistung Rg - nicht weniger als 0,03 der Leistung von UMZCH; Rd - beliebig ab 0,5 W.

Auch einfach

Eine weitere Option für einen einfachen, aber schon richtigen Subwoofer - mit gekoppeltem LF GG. Das Koppeln von Tieftönern ist eine sehr effektive Möglichkeit, ihre Klangqualität zu verbessern. Das Design eines Subwoofers basierend auf einem Paar alter 10GD-30 ist in Abb. unter.

Das Design ist sehr perfekt, der Bandpass 6. Ordnung. Der Bassverstärker basiert auf TDA1562. Sie können auch andere High-Q-GHs mit relativ kleinem Diffusorweg verwenden, dann müssen Sie möglicherweise Anpassungen durch die Wahl der Rohrlänge vornehmen. Es wird bei den Steuerfrequenzen von 63 und 100 Hz erzeugt. (die Referenzfrequenzen sind nicht mit dem Lautsprechersystem resonant!):

• Bereiten Sie den Raum, das Mikrofon und die Geräte wie oben beschrieben vor.
• Sie werden dem UMZCH abwechselnd 63 und 100 Hz zugeführt.
• Ändern Sie die Länge der Rohre und erreichen Sie eine Differenz der Voltmeter-Messwerte von nicht mehr als 3 dB (1,4-fach). Für Feinschmecker - nicht mehr als 2 dB (1,26 mal).

Die Stimmung der Resonatoren ist voneinander abhängig, daher müssen die Pfeifen entsprechend verschoben werden: die kurze um den gleichen Betrag im Verhältnis zu ihrer ursprünglichen Länge nach vorne schieben, die lange schieben. Ansonsten kann man das System komplett aus der Fassung bringen: Die Spitze der optimalen Einstellung für den 6. Bandpass ist sehr scharf.

1. Der Dip zwischen 63 und 100 Hz - die Schallwand muss in Richtung des größeren Resonators verschoben werden.
2. Einbrüche auf beiden Seiten von 100 Hz - die Schallwand wird in Richtung des kleineren Resonators verschoben.
3. Burst näher an 63 Hz - Sie müssen den Durchmesser des langen Rohrs um 5-10% erhöhen
4. Ein Burst näher an 100 Hz ist das gleiche, aber für ein kurzes Rohr.

Nach einem der Anpassungsverfahren wird der Subwoofer neu konfiguriert. Der Einfachheit halber wird zunächst keine vollständige Montage auf Leim durchgeführt: Die Trennwand wird fest mit Plastilin bestrichen und eine der Seitenwände wird auf doppelseitiges Klebeband gelegt. Stellen Sie sicher, dass keine Risse vorhanden sind!

Resonatorrohre

Vorgefertigte gebogene Rohre für die Akustik werden in Musik- und Radiogeschäften verkauft. Sie können mit Ihren eigenen Händen ein Teleskop-Akustikrohr aus Kunststoff- oder Papprohrresten herstellen. In jedem Fall müssen 2 Stück Angelschnur fest über das innere Maul geklebt werden: eines unter Spannung, das andere in einer nach außen ragenden Schlaufe, siehe Abb. auf rechts. Wenn die Pfeife auseinander bewegt werden muss, drücken Sie mit einem Bleistift usw. auf eine feste Angelschnur. Wenn sie gekürzt werden, ziehen sie an der Schlaufe. Das Stimmen eines Resonators mit einem Rohr wird auf diese Weise um ein Vielfaches beschleunigt.

Leistungsstarke 6. Ordnung

Zeichnungen des Bandpasses 6. Ordnung unter 12 "ГГ sind in Abb. Dies ist bereits eine solide Standkonstruktion für eine Leistung von bis zu 100 Watt. Konfigurierbar wie das vorherige.

Zeichnungen des Bandpass-Subwoofers 6. Ordnung für einen 12--Lautsprecher

4. Ordnung

Plötzlich steht Ihnen ein 12" hochwertiger GG zur Verfügung, es wird möglich sein, einen Bandpass 4. Maße in cm, das Aufstellen wird jedoch deutlich schwieriger, da Anstatt das Rohr des größeren Resonators zu manipulieren, müssen Sie sofort die Schallwand bewegen.

Bandpass-Subwoofer 6. Ordnung für 12--Lautsprecher

Elektronik

An den Bass-UMZCH für einen Subwoofer wird das gleiche wie an Filter gestellt, die Forderung nach voller Linearität des Phasengangs. UMZCH, das auf einer Brückenschaltung hergestellt wurde, befriedigen ihn, es reduziert auch die nichtlinearen Verzerrungen des integrierten UMZCH mit einem nicht komplementären Ausgang um eine Größenordnung. UMZCH für einen Subwoofer mit einer Leistung von bis zu 30 W kann nach dem Schema in Pos. 1 Reis; 60 Watt nach Schema in Pos. 2. Es ist praktisch, einen aktiven Subwoofer auf einem Mikrokreis eines 4-Kanal-UMZCH TDA7385 zu machen: Ein paar Kanäle dürfen zu Satelliten gehen, und die anderen beiden werden in einer Brückenschaltung zu einem Subwoofer eingeschaltet, oder wenn es ist mit unabhängigen IZ, sie dürfen auf Basslautsprecher gehen. Der TDA7385 ist auch insofern praktisch, als er für alle 4 Kanäle über gemeinsame Eingänge für die St-By- und Mute-Funktionen verfügt.

Nach dem Diagramm in Pos. 3 ist ein guter aktiver Filter für einen Subwoofer. Die Verstärkung seines Normalisierungsverstärkers wird durch einen variablen Widerstand von 100 kOhm über einen weiten Bereich geregelt, daher entfällt in den meisten Fällen ein eher tristes Verfahren zum Nivellieren der Lautstärken von Sub und Satelliten. Die Satelliten in dieser Version werden ohne Hochpassfilter eingeschaltet und in den Mittelhochtonverstärkern sind voreingestellte Lautstärkepotentiometer mit Schlitzen für einen Schraubendreher eingebaut.

Vielleicht möchten Sie einen geschlitzten Subwoofer von Grund auf neu entwerfen, anstatt mit der Neukonfiguration von Prototyp-Subwoofern für Ihren Lautsprecher herumzufummeln. Folgen Sie in diesem Fall dem Link: //cxem.net/sound/dinamics/dinamic98.php. Der Autor, das muss ich ihm recht geben, konnte auf der Ebene "für Leuchtdummies" erklären, wie man mit Hilfe moderner Software einen hochwertigen Subwoofer berechnet und baut. In einem großen Unternehmen ist dies jedoch nicht ohne Fehler. Beachten Sie daher beim Studium der Quelle:

Und weiterhin…

Einen Sub selbst zu bauen ist eine faszinierende Aufgabe, nützlich für die Entwicklung von Verstand und Geschick, außerdem kostet ein guter Bass eineinhalb Mal billiger als ein Paar der niedrigeren Klasse. Bei Kontrollaudits bevorzugen jedoch sowohl gestandene Experten als auch Gelegenheitshörer "von der Straße" bei sonst gleichen Voraussetzungen Beschallungssysteme mit voller Kanaltrennung. Denken Sie also zuerst nach: Werden Sie noch ein paar separate Spalten auf Ihren Händen und Ihrem Portemonnaie haben?

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Was ich an Kicker liebe, ist seine unkonventionelle Herangehensweise. Während sich alle ausruhten und Autos Subwoofer in Bassreflexgehäusen vernieteten, erinnern diese alten Autoradios einfach daran, dass es auch andere Arten von Designs gibt. Ein Passivstrahler (auch Passivstrahler genannt) hat viel mit einem Bassreflex gemeinsam, weist jedoch viele seiner Nachteile nicht auf. Und schließlich nichts Neues, Harry Olson beschrieb sein Prinzip bereits 1935 in seinem Patent ...

Entwurf

Ich werde mich nicht überholen und das erste, was zu tun ist, ist "Treffen für Kleidung". Kicker CWTB10 ist sehr kompakt - die Länge des Gehäuses überschreitet nicht 44 cm. Der Außendurchmesser beträgt wie bei einer typischen "Ten" etwas weniger als 28 cm. Es gibt auch ein 8-Zoll-Modell in der Serie, es ist noch kompakter.

Hervorheben möchte ich, dass der Subwoofer vom Hersteller als universell positioniert ist – er kann nicht nur im Auto, sondern beispielsweise auch in Booten, offenen SUVs oder ATVs eingesetzt werden. Der Körper besteht aus dickem, schlagfestem Kunststoff und ist vollständig versiegelt.

Es gibt Gewindebohrungen zur Befestigung des Subwoofers und mehrere Halterungen für die horizontale oder vertikale Montage sind im Kit enthalten.

Ich habe mir zum Test ein Modell mit einer Nennimpedanz von 2 Ohm geholt, aber generell hat der Kicker CWTB10 auch eine 4 Ohm Version. Es ist besser, einen 2-Ohm-Bass an eine Art Monoblock-Bass anzuschließen, aber ein 4-Ohm-Bass kann mit Mehrkanalverstärkern verwendet werden, indem ein Subwoofer an ein Paar Kanäle in einer Brücke angeschlossen wird.

Nun zum akustischen Design - ein Passivstrahler. Die Form des Körpers spielt hier nicht die wichtigste Rolle, aber in unserem Fall ist er in Form eines Rohres ausgeführt, an dessen Enden - entlang des Diffusors. Die Dynamik besitzt eigentlich nur eine davon. Der zweite ist genau der gleiche Diffusor und auf der genau gleichen Aufhängung - das ist der Passivradiator.

Wie funktioniert ein passiver Emitter?

Nicht umsonst habe ich gleich zu Beginn erwähnt, dass ein Passivstrahler viel mit einem Bassreflex gemeinsam hat. Für diejenigen, die nicht wissen, wie der Phasenwender funktioniert, erzähle ich es Ihnen kurz.

Wenn sich die Lautsprechermembran hin und her bewegt, komprimiert und dehnt sie die Luft im Inneren des Gehäuses abwechselnd aus. Dementsprechend neigt diese Luft abwechselnd dazu, durch die Öffnung nach außen zu gehen und dann durch sie zurückgesogen zu werden. Der Trick besteht jedoch darin, dass die Luft im Inneren des Ports eine gewisse Trägheit aufweist und alle diese Vibrationen mit einiger Verzögerung zum Ausgang "kommen".

Bei einer bestimmten Frequenz (dies ist die sogenannte Port-Tuning-Frequenz) stellt sich heraus, dass die Luft am Ausgang des Ports synchron mit dem Diffusor selbst schwingt. Das heißt, die Strahlungen vom Diffusor und vom Anschluss summieren sich. Tatsächlich ist dies der Effekt der akustischen Verstärkung.

Ein passiver Emitter funktioniert genauso. Nur statt einer Öffnung mit Luftmasse darin arbeitet hier ein Diffusor am Fahrwerk. Tatsächlich ist ein Passivstrahler genau der gleiche Lautsprecher, nur ohne Magnetsystem. Und wenn die Einstellung eines herkömmlichen Bassreflexkanals durch seine Proportionen und Abmessungen verändert werden kann, dann wird die Einstellung bei einem Passivstrahler durch die Masse des Diffusors und die Elastizität / Viskosität / Steifigkeit seiner Aufhängung verändert.

Welche Vorteile hat ein Passivstrahler gegenüber einem herkömmlichen Bassreflexport?

Und wenn Sie sich die Größe des Gehäuses ansehen, verschwindet die Frage von selbst. Beim Kicker CWTB10 beträgt das Innenvolumen etwa 27 Liter. Versucht man in einem solchen Fall den üblichen Port zu berechnen (zB im JBL Speakershop oder im BassPort), dann gibt das Programm sehr ungünstige Maße dafür aus. Entweder ist der Abschnitt zu klein oder die Länge ist verrückt.

Und mit einem Passivstrahler können Sie jeden Bereich und jede Einstellung vornehmen. Glauben Sie, dass Sie mit einer niedrigen Einstellung einen regulären Anschluss mit demselben Querschnitt herstellen können? Hier bin ich ungefähr gleich.

Wie funktioniert es im Inneren?

Die Lautsprecher werden durch die „Beine“ des Schutzgitters befestigt. Um an die Schrauben zu kommen, müssen Sie nur die Dübel entfernen.

Das sind übrigens keine selbstschneidenden Schrauben, alles ist ernst - mit eingelassenen Muttern, die in die Karosserie eingelassen sind.

Innen ist der Körper mit flauschiger Wattierung aus Polyester gefüllt. Kurz gesagt, es erzeugt erstens den Effekt einer "Vergrößerung" des Innenvolumens und dämpft zweitens in gewissem Maße die Vibrationen der darin befindlichen Luft.

Der Lautsprecher selbst ist ohne unnötige Etiketten und andere Verzierungen. Obwohl die auf der Vorderseite angegebene Comp R-Serie auf ihre Verwandtschaft mit dem separaten Kicker 43CWR104 Subwoofer-Lautsprecher hinweist. Höchstwahrscheinlich nur in einer vereinfachten Version - ohne dekorative Overlays und mit einfacheren Kabelanschlussklemmen.

Und hier ist, was auf der anderen Seite des Falles steht. Von außen sieht es aus wie ein Lautsprecher, aber von innen sieht es überhaupt nicht aus wie ein Lautsprecher. Es sieht eher aus wie ein Lautsprecher ohne Motor.

Wo die Spule normalerweise am Diffusor befestigt ist, ist eine Metallscheibe angebracht, um das Gewicht des beweglichen Systems einzustellen.

Messungen

Aus Interesse habe ich die Impedanzkurve nicht nur für den gesamten Subwoofer entfernt, sondern auch separat für den Lautsprecher. Der Natur der Kurven nach zu urteilen, ist der Passivstrahler auf etwa 35 Hz abgestimmt, was sehr nahe am Fs des Lautsprechers selbst liegt.

Die gemessenen Parameter des Lautsprechers im Kicker CWTB10 Subwoofer:

• Fs (Eigenresonanzfrequenz) - 35 Hz
• Vas (äquivalentes Volumen) - 19,5 l
• Qms (mechanischer Qualitätsfaktor) - 8,97
• Qes (elektrischer Qualitätsfaktor) - 0,51
• Qts (voller Qualitätsfaktor) - 0,49
• Mms (effektive Masse des bewegten Systems) - 159 g
• BL (elektromechanischer Kopplungskoeffizient) - 11,1 T m
• Re (Gleichstromwiderstand der Schwingspule) - 1,8 Ohm
• dBspl (Referenzempfindlichkeit, 1m, 1W) - 84,2 dB

Allerdings sind die Parameter des Lautsprechers ja eher von Interesse. Wir haben einen fertigen Subwoofer, daher werde ich seine Arbeit als Baugruppe schätzen.

Zunächst fotografiere ich den Frequenzgang der Strahlung aus dem Diffusor selbst. Achten Sie auf den Einbruch gerade in der Abstimmzone des Passivstrahlers - ca. 35 Hz:

Tatsache ist, dass, wenn der Subwoofer mit dieser Frequenz arbeitet, der Passivstrahler in Resonanz gerät und selbst beginnt, die Luft im Gehäuse zu komprimieren und zu dekomprimieren, und für den Lautsprecher wird die Luft im Gehäuse elastischer. Was wiederum den Weg seines Diffusors begrenzt.

Es stellt sich heraus, dass der Subwoofer bei diesen Frequenzen fast nicht funktioniert? Natürlich nicht, nur in der Nähe der Abstimmfrequenz des Passivstrahlers, es ist nicht der Lautsprecher, der arbeitet, sondern der Strahler selbst:

Und so arbeiten sie zusammen:

Den Gesamtfrequenzgang kann ich leider nicht darstellen, da Messungen bei tiefen Frequenzen nur im Nahfeld korrekt sind (wegen einer Messung ist es unmöglich, diese in den reflexionsarmen Raum des MTUCI zu leiten). Aber schon eine oberflächliche Analyse des Frequenzgangs des Lautsprechers und des Passivstrahlers macht klar, dass der Subwoofer im Auto sehr lecker funktionieren soll. Was sich in der Praxis tatsächlich bestätigt hat.

Probe im Fall und Schlussfolgerungen

Ein kleiner Versuch im Auto zeigte, dass man die Fähigkeiten dieses Subs nicht vorschnell nach seiner Größe beurteilen sollte. Ein passiver Emitter mit der richtigen Abstimmung (und hier ist er richtig abgestimmt) ist eine große Leistung. Der Kicker CWTB10 steht dem durchschnittlichen 12-Zoll-Subwoofer in Punkto Rückführung und Basstiefe in nichts nach.

Aufgrund der Natur des Basses sage ich eines - es ist Kicker. Dicht, schwer, saftig. Für Clubmusik - im Allgemeinen ein Glücksfall. Interessanterweise beginnt der Bass mit zunehmender Lautstärke nicht auf die Ohren zu drücken, sondern wird taktil wahrgenommen – der Bassrhythmus wird durch Schläge auf die Brust wie ein schwerer Gummiball wahrgenommen. Und das ist von einem Dutzend dort!

Auf offenem Raum (und bei einer solchen Leistung kann der Kicker CWTB10 auch auf einem Boot, sogar auf einem offenen SUV sicher verwendet werden) verliert der Bass natürlich an Tiefe, aber fast nicht an Druck. Ich würde sogar sagen, dass es in seiner Struktur noch dichter und gesammelter wird. Und wieder dasselbe für rhythmische Clubmusik.

Im Allgemeinen ist ein richtig berechneter Passivstrahler keine Art "Phase auf einem Rohr". Es wird ernster.

• Kompakt, einfach zu installieren
• Kann in offenen Geländefahrzeugen, Booten, ATVs usw. verwendet werden.
• Qualitätsausführung
• Unerwartet hohe Basswiedergabe für ein 10'' Kaliber
• Bei Clubmusik ist der Bass unglaublich

• Zieht sich überwiegend zu rhythmischer Musik hin

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16.09.2013, Veröffentlicht in

Es gibt eine Reihe von Prinzipien, nach denen alle Subwoofer nach Hörräumen oder Hörräumen klassifiziert werden können. Im Folgenden listen wir die wichtigsten auf und geben jeweils die Vor- und Nachteile jedes Typs an.

Eingebauter Verstärker

Je nach An- oder Abwesenheit des eingebauten Verstärkers wird unterschieden zwischen Aktiv und Passiv Subwoofer.

Aktive Subwoofer sind derzeit die gebräuchlichsten und im Großen und Ganzen die beste Wahl für den Einsatz in oder. Aktive Subwoofer sind ganz einfach die flexibelsten und einfachsten zu installieren. Sie klingen jedoch nicht unbedingt die besten. Der einfachste Aktiv-Subwoofer trägt einen Verstärker an Bord, eine Übergangsfrequenzregelung (LPF oder HPF - Low Pass Filter), einen Phasenschalter und zwei Arten von Eingangsanschlüssen. Das Vorhandensein eines eingebauten Verstärkers erfordert ein separates Netzkabel von der 220-V-Steckdose zum Subwoofer. Mit dem Crossover-Frequenzregler können Sie den Bereich, den der Subwoofer wiedergibt, nach oben begrenzen. Ein Phasenregler (normalerweise ein Schalter) ermöglicht es Ihnen, den Subwoofer besser in den Rest Ihrer Lautsprecher zu integrieren. Es wurde entwickelt, um die Phase des Audiosignals, das in den Subwoofer-Eingang eingeht, zu invertieren oder sanft zu ändern. Um es richtig einzurichten, müssen Sie wahrscheinlich in beiden Modi (0 und 180) hören, wie sich das System spielt, und die Option mit dem angenehmsten und tiefsten Bass auswählen. Nun, und natürlich muss der aktive Subwoofer das Signal vom entsprechenden Line-Out Ihres AV-Receivers oder -Prozessors einspeisen.

Aktive Subwoofer von LJAudio und SVSound

Vorteile aktiver Subwoofer:

• Sehr einfach zu verwenden (wie AV-Receiver im Vergleich zu einem Satz separater Komponenten);
• Einfacher zu installieren und zu konfigurieren, da alles, was Sie brauchen, bereits integriert ist;
• Sie sind im Allgemeinen kostengünstiger (wie auch AV-Receiver im Vergleich zu einem AV-Prozessor + Mehrkanal-Verstärker-Set).

Nachteile aktiver Subwoofer:

• Die eingebauten Verstärker der meisten, wenn auch nicht aller, Subwoofer sind relativ minderwertig;
• Weniger komfortabel bei der Installation, weil Sie müssen immer 2 Kabel ziehen (Strom und Signal);
• Wenn einem Verstärker etwas zustößt, ist es nicht so einfach, Ersatz zu finden oder zu reparieren;
• Hersteller verkaufen nicht immer Ersatzteile für alte Modelle;
• Einige Aktiv-Subwoofer schalten sich nicht automatisch ein, wenn sie ein schwaches Audiosignal empfangen (das automatische Ein-/Aus-System funktioniert nicht richtig).

Passive Subwoofer ursprünglich für die Verwendung mit einem externen Verstärker entwickelt. Der Verstärker kann sowohl dediziert (die beste Option) als auch integriert verwendet werden (beispielsweise können Sie freie Kanäle des AV-Receivers verwenden). Der wichtige Punkt ist, dass der Verstärker leistungsstark genug sein muss, da der Subwoofer zunächst mehr Leistung benötigt, um tieffrequente Töne wiederzugeben. Wenn der Subwoofer keinen eingebauten Hochpassfilter hat (und ein passiver Subwoofer normalerweise nicht), muss das Signal an der Seite des AV-Receivers gefiltert werden, bevor es den Subwoofer erreicht.

Passive PRO-, RBH- und JBL-Subwoofer

Vorteile passiver Subwoofer:

• Externe Verstärker sind normalerweise solider, sie haben die richtigen massiven Netzteile und eine hochwertige Signalverkabelung;
• Kann mehr Leistung verdauen und mehr dB abgeben;
• Ein Mehrkanalverstärker kann mehrere passive Subwoofer in Ihrem spielen lassen;
• Passive Subwoofer sind einfacher und kostengünstiger herzustellen;
• Das nutzbare Innenvolumen des Gehäuses ist bei gleichen Abmessungen größer, was eine flexiblere Platzierung der Lautsprecher- und Bassreflexöffnungen ermöglicht;
• Wenn ein Verstärker ausfällt, kann er leicht durch einen anderen ersetzt werden;
• Weniger brandgefährlich (Elektro- und Holzgehäuse sind räumlich getrennt);
• Einer der Hauptvorteile ist die große Flexibilität bei der Installation. Sie können den Verstärker zusammen mit dem Rest Ihres Home-Entertainment-Geräts in einem Rack montieren und nur ein normales Lautsprecherkabel zum Subwoofer führen. Es besteht keine Notwendigkeit, ihnen Essen zu schleppen!
• Lange Lautsprecherkabel (Lautsprecherkabel) sind normalerweise billiger als spezielle Subwooferkabel ähnlicher Länge;
• Lautsprecherkabel (die ganz flach sein können) sind viel einfacher zu verstecken als Subwooferkabel.

Externer Subwoofer-Verstärker

Nachteile passiver Subwoofer:

• Deutlich schwieriger zu organisieren und zu installieren;
• Externe Verstärker können teurer sein als eingebaute Verstärker.

Richtwirkung des Emitters

Je nachdem, in welche Richtung der Lautsprecher ausgerichtet ist, können Subwoofer unterteilt werden in:

Nach unten ausstrahlen (RunterBrennen). Bei dieser Art von Subwoofer ist ein Lautsprecher in der unteren Wand des Gehäuses installiert und zum Boden gerichtet. Subwoofer dieser Art sehen eher aus wie eine Art Möbel als ein Lautsprechersystem. Sie brauchen kein Schutzgitter. Sie können noch effizienter spielen als ihre Pendants, daher sollten Sie die Installation in Raumecken und in unmittelbarer Nähe zu Wänden vermeiden (gilt für die Option mit einem Subwoofer im System). Andernfalls kann der Ton zu dröhnend sein.

Downfire-Subwoofer Yamaha und Atlantic Tech

Nach vorne ausstrahlen (VorderseiteBrennen). Der Lautsprecher für diesen Subwoofer-Typ wird an einer der Vorderwände des Gehäuses montiert und parallel zur Bodenebene ausgerichtet. Subwoofer dieser Art benötigen ein Schutzgitter, um den Lautsprecher vor Beschädigungen zu schützen, und ähneln eher einem normalen Lautsprechersystem.

Frontabfeuernde Subwoofer Erdbeben und rhythmisches Audio

Akustikdesigntyp

Diese Klassifikation ist die umfangreichste und tief verwurzelte in der Acoustics of Science Physics. Lassen Sie uns als minimales Bildungsprogramm ein wenig über den Zweck und die Funktion jedes akustischen Designs des Lautsprechers sprechen. Der Lautsprecher gibt den Ton nicht nur vorwärts, sondern auch rückwärts ab. Die vorderen und hinteren Schallwellen sind gegenphasig. In diesem Zusammenhang gibt es den Begriff "akustischer Verschluss", bei dem sich die Wellen auf beiden Seiten des Lautsprecherkegels addieren und (wenn sie vollständig gegenphasig sind) sich gegenseitig aufheben. Theoretisch sollte man aus einem reinen Lautsprecher überhaupt keinen Ton hören, in der Praxis wird der Ton aber sehr weit vom Original entfernt sein. Das Gehäuse (Box) des Lautsprechersystems, in das der Lautsprecher eingebaut wird, ermöglicht es, diesen Kurzschluss zu eliminieren und den Schallwellen die erforderlichen Parameter hinsichtlich Dynamik und Frequenzgang zu geben.

Wir werden weitere Theorien weglassen und versuchen, kurz die gängigsten Arten der akustischen Gestaltung zu betrachten, wobei wir nicht vergessen, auf die Vor- und Nachteile der einzelnen zu sprechen.

Geschlossener Kasten (ЗЯ, Geschlossenes Gehäuse,Gehege)... Der Lautsprecher ist in einem geschlossenen luftdichten Gehäuse eingebaut. Diese Lösung isoliert die hintere Schallwelle vollständig vom vorderen Lautsprecher.

Vorteile:

• Einfaches Design und einfache Produktion (Sie müssen nur zwei Parameter berücksichtigen: das Volumen der Box und den Qualitätsfaktor des Lautsprechers);
• Relativ kleines Körpervolumen;
• Ausgezeichnete Impulsantwort (kurzfristige Signalantwort, Fähigkeit der Komponente, kurzfristige Musikereignisse genau zu reproduzieren);
• Es ist kein Unterschallfilter (LPF) erforderlich, da es gibt eine natürliche Tendenz des ZP, Frequenzen unterhalb der Resonanzfrequenz des Lautsprechers zu unterdrücken;
• Schnell, natürlich, glatt, federnd, knackig, kontrollierbar und warm sind einige der subjektiven Eigenschaften, die häufig verwendet werden, um den Bass zu beschreiben, der von einem guten Subwoofer dieser Art erzeugt wird.

Mängel:

• Relativ hohe untere Frequenzgrenze, selten unter 30 Hz (bei -3 dB);
• Die niedrigste Effizienz im Vergleich zu anderen Akustikdesigns.

Phasenwender(FI, Ported, Vented, Bassreflex)... Der Lautsprecher ist in einem Gehäuse eingebaut, das einen Tunnel besitzt, der sich in Form eines Rohres, einer Schachtel oder eines Schlitzes über eine bestimmte Länge nach innen erstreckt. Dieser Tunnel wird als Bassreflexöffnung bezeichnet. Dadurch kommuniziert das Innenvolumen der Box mit dem umgebenden Raum. Die Länge und die Querschnittsfläche des Tunnels sind kritische Parameter für den korrekten Betrieb dieser Art von Akustikdesign. Sowohl der Lautsprecher als auch die Bassreflexöffnung arbeiten im Tandem und bilden ein zweites Schwingungssystem, das (bereits in Phase mit der Lautsprechermembran) zusätzliche Schallenergie der Rückwelle abgibt. Der Lautsprecher wird normalerweise in der Vorderwand des Gehäuses eingebaut. Die Bassreflexöffnung befindet sich meistens an der gleichen Wand, seltener an der senkrechten (bei einem nach unten gerichteten Lautsprecher) Gehäusewand und stimmt das Gerät in einer bestimmten (selten breiter als 1-2 Oktaven) maximalen Leistung ab. Frequenzbereich. In diesem Bereich arbeitet der Lautsprecher mit minimaler Last, Vibration und Verzerrung (der größte Teil des Tons wird über den Anschluss ausgegeben), sodass der Subwoofer mehr maximale Leistung verarbeiten kann. Oberhalb der Abstimmfrequenz wird der Tunnel für Schallschwingungen immer weniger transparent und der Lautsprecher arbeitet wie in einer geschlossenen Box. Unterhalb der Abstimmfrequenz passiert das Gegenteil: Die Trägheit des Ports lässt allmählich nach, und bei den niedrigsten Frequenzen arbeitet der Lautsprecher praktisch ohne Last, als wäre er aus dem Gehäuse genommen. Die Amplitude der Schwingungen nimmt rapide zu und damit die Gefahr, dass die Lautsprechermembran ausspuckt oder die Schwingspule durch Auftreffen auf einen Magneten beschädigt wird. Diese Funktion erfordert die Verwendung von Infra-Niederfrequenzfiltern (Subsonics) in Bassreflex-Subwoofern.

Vorteile:

• Die untere Grenze des Frequenzgangs liegt ruhig im Bereich oder sogar unter 20 Hz (auf dem Niveau von -3 dB);
• Ermöglicht aufgrund der geringeren Schwingungsamplitude des Lautsprecherdiffusors mehr Leistung zu liefern, insbesondere im Bereich und oberhalb der Abstimmfrequenz;
• Ergiebiger, im Durchschnitt um 3dB im Schalldruckpegel höher als ihre Gegenstücke in einer geschlossenen Box;
• Tief, kraftvoll, voll, laut, inspirierend, überwältigend und weltbewegend – mit diesen Bezeichnungen werden oft die niederfrequenten Effekte dieses Subwoofertyps beschrieben.

Mängel:

• Erfordert ein größeres Gehäuse;
• Bei Konstruktion und Herstellung ist es schwieriger, das gewünschte Ergebnis zu erzielen;
• Sie erfordern einen zusätzlichen Filter für infra-tiefe Frequenzen (Subsonics) oder eine Lautstärkebegrenzung, weil bei Frequenzen unterhalb der Abstimmfrequenz besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Lautsprechers;
• Impulseigenschaften sind schlechter als PZ, was die subjektive Wahrnehmung von Basstönen, insbesondere bei Musik, beeinflusst;
• Der Anschlussdurchmesser sollte relativ groß sein, um unerwünschte Obertöne der durch ihn hindurchströmenden Luft zu vermeiden. Dies bringt die Notwendigkeit mit sich, die Länge des Tunnels zu erhöhen, was wiederum die Notwendigkeit mit sich bringt, den Körper selbst zu vergrößern. Als Ergebnis kann eine Schachtel mit völlig obszönen Dimensionen entstehen;
• Dröhnend, abgestanden, träge, eintönig, langsam und unpräzise sind gängige subjektive Bezeichnungen für den Bass von ausgefallenen Subwoofern dieser Art.

Die meisten Subwoofer auf dem Markt für Unterhaltungselektronik sind Bassreflex-Subwoofer. Geräte dieser Art ermöglichen es Ihnen, die tiefsten und lautesten Bässe zu erzielen, wenn auch stellenweise und aufgrund der Wiedergabequalität besonders feiner und anspruchsvoller musikalischer Details.

Bandpasslautsprecher 4. Ordnung (BandpassBelüftet \Abgedichtet, Bandpass, BP)... Bandpass 4. Ordnung zeichnet sich durch einen Lautsprecher aus, dessen Vorder- und Hinterteil in zwei getrennten Kammern eines einzigen Gehäuses eingebaut sind. Außerdem befindet sich der hintere Teil des Lautsprechers in einer geschlossenen Box und der vordere in einer Box mit Port (Tunnel) oder umgekehrt. Das Gehäuse eines solchen Subwoofers wird als geschlossene Box erstellt, jedoch mit einem zusätzlichen akustischen Filter (Port). Dieser Filter, der zusammen mit der frontalen Schallwelle des Lautsprechers arbeitet, begrenzt die Bandbreite des Geräts und erhöht gleichzeitig den Schalldruckpegel in diesem Frequenzbereich.

Vorteile:

• Eine eher tiefe Frequenzganggrenze (bei einem Pegel von -3 dB) ist erreichbar, aber nur durch weniger Rückstoß und eine höhere Verzerrung;
• Extrem hohe Schalldruckpegel sind auf Kosten einer höheren Abstimmfrequenz und einer schmalen Bandbreite erreichbar;
• Erfordert weniger kumulativen Lautsprecherweg, weniger Gefahr, ihn zu beschädigen;

Mängel:

• Es ist schwierig, alles richtig zu gestalten. Das Ergebnis hängt stark von der Genauigkeit der erhaltenen Volumina beider Kammern sowie von der Häufigkeit der Einstellung ab;
• Neigt zu monotonen Bässen, besonders wenn sie nicht richtig konstruiert sind;
• Um eine große Bandbreite zu erreichen, müssen Sie eine geringe Empfindlichkeit und das Vorhandensein von Verzerrungen in einem bestimmten Bereich in Kauf nehmen;
• schwache Impulsantworten;
• Bandbreite und Empfindlichkeit stehen in einem umgekehrten Verhältnis.

Bandpass-Subwoofer Lanzar und Sonance

Am häufigsten finden sich Subwoofer dieses Typs in Fahrzeuginstallationen, die darauf abzielen, an Car-Audio-Wettbewerben in der Kategorie des maximalen Schalldrucks (SPL) teilzunehmen.

Bandpasslautsprecher 6. Ordnung (Bandpassbelüftet)... Der Bandpass 6. Ordnung zeichnet sich durch einen Lautsprecher aus, dessen Vorder- und Hinterteil in zwei getrennten Kammern eines einzigen Gehäuses eingebaut sind. Außerdem befinden sich sowohl der hintere als auch der vordere Teil des Lautsprechers in einer Box mit Port (Tunnel). Jede Kamera ist auf ihre eigene berechnete Frequenz abgestimmt. Der resultierende Frequenzgang sollte theoretisch besser sein als alle zuvor beschriebenen Designoptionen. Bose besitzt die Rechte an dieser Art von Akustikdesign und die Geheimnisse der Rumpfkonstruktionsprinzipien. Sie erklären die Theorie so: „Die Tieftöner sind zwischen zwei separaten akustisch belastbaren Volumen im patentierten Acoustimass-Modul von Bose positioniert. Wenn sich die Lautsprechermembran bewegt, regt sie die Luft in den Kammern an. Die Luft in der Kammer, die als akustische Feder wirkt, interagiert mit der Luft im Tunnel und erzeugt mehr niederfrequenten Schall mit weniger Verstärkungsleistung. Das System ist empfindlicher und erfordert eine geringere Schwingungsamplitude der Lautsprechermembran, was wiederum weniger Verzerrungen erzeugt. Selbst wenn in irgendeiner Weise Verzerrungen entstanden sind, bleiben sie dank der patentierten Technologie im akustischen Volumen des Gehäuses gefangen und erreichen niemals Ihre Ohren.

Vorteile:

• Große Sensibilität;
• Weniger Konuswackeln bedeutet weniger hörbare Verzerrungen.

Mängel:

• Das Gesamtvolumen der beiden Kammern ergibt eine ziemlich sperrige Kiste;
• Schwierig zu konstruieren. Das Ergebnis hängt stark von der Genauigkeit der Implementierung der berechneten Parameter ab;
• Aufgrund des Patents von Bose gibt es keine klaren Formeln zur Berechnung von Volumen und Größe von Häfen;
• Durch konstant hohen Druck kann der Lautsprecher leicht ausfallen, was eine Überhitzung seiner Teile zur Folge hat;
• Schwache Impulsantworten.

EBS (ErweitertBassRegal, erweitertes Bassregal)... EBS ist eine Art Bassreflex-Design des Lautsprechergehäuses. Der Unterschied besteht darin, dass das Arbeitsvolumen des Gehäuses bewusst um 25-75% des berechneten Optimums höher gewählt wird und der Port auf eine Frequenz nahe der Resonanzfrequenz des Lautsprechers abgestimmt ist. Als Ergebnis erhalten wir eine ordentliche Anhebung der unteren Grenzfrequenz des Subwoofers. Wenn man den Frequenzgang eines solchen Gerätes misst, wird das gleiche "Shelf" sichtbar, das sich unmittelbar über der Abstimmfrequenz befindet.

Vorteile:

• Grenze des niedrigen Frequenzgangs (auf dem Niveau von -3 dB), erreicht leicht Werte weit über 20 Hz hinaus;
• Infratiefer, erschütternder Bass;
• Erhöhter Rückstoß bei Frequenzen unter 25 Hz durch reduzierten Rückstoß über 30 Hz (Frequenzen hängen von den Parametern des internen Volumens und der Frequenz der Porteinstellung ab).

Mängel:

• Riesige Körpergröße;
• Der Lautsprecher kann 25-50% weniger Maximalleistung aushalten, bevor er sich verschlechtert;
• Mangelnde Präsenz, fehlender Angriff - solche Beinamen finden sich bei der Beschreibung von EBS;
• Die Gesamtwirkung des Basses wird deutlich abgeschwächt. Signale mit Frequenzen von 40 bis 60 Hz haben einen extrem niedrigen Pegel;
• Es ist schwieriger zu „verkaufen“, weil die meisten Menschen reagieren empfindlich auf Geräusche bei so niedrigen Frequenzen;
• Es braucht 8-mal mehr Leistung (sowie das Volumen der bewegten Luft), um einen Ton bei 20 Hz so laut wie bei 40 Hz zu machen.

Unendliche Schallwand (IB). IB ist eine Art offenes Lautsprecherdesign, bei dem der Bildschirm, der die vorderen und hinteren Schallwellen trennt, als unendliche Ebene dargestellt wird. Diese Konstruktion impliziert die Installation von Tieftönern in einem sehr großen isolierten Arbeitsvolumen, dessen Abmessungen es ermöglichen, die Widerstandskraft, die bei der Kompression von Luft bei anderen Konstruktionsarten entsteht, zu vernachlässigen. Diese Art der Konstruktion hat keinen Einfluss auf die Änderungen der Resonanzfrequenz des Lautsprechers, die in anderen Fällen zwangsläufig auftreten. Oft wird ein Raum neben einem Heimkinoraum (Keller, Dachboden, Keller, Abstellraum, Garage etc.) als „isoliertes“ Volumen genutzt. Im Gegensatz zu ihren Bassreflex- und geschlossenen Pendants zeichnen sich IB-Subwoofer durch das Fehlen von Fremdobertönen aus, die so oft durch die Ports der Bassreflexe und die Wände des PC-Gehäuses erzeugt werden. Wie IB-Befürworter sagen: "Hear the Bass, Not The Box".

Vorteile:

• Die unterste Grenze des Frequenzgangs (bei -3 dB) erreicht einen Wert von 5 Hz;
• Extrem infratiefer, bahnbrechender und atemberaubender Bass;
• Fehlen von fremden Obertönen und Klangfarbe;
• Einsparung von Innenraum - es müssen keine großen Boxen im Raum installiert werden;
• Die Geheimhaltung der Installation ist ein Glücksfall für einen Innenarchitekten.

Mängel:

• Immer ein komplexes benutzerdefiniertes Installationsprojekt. IB ist nicht industrietauglich;
• Das Vorhandensein eines geeigneten angrenzenden Raums für die Installation von Lautsprechern;
• Im Nebenraum ist der Bass derselbe wie in Ihrem Kino (es stellt sich die Frage nach zusätzlicher Schalldämmung);
• Es werden mehr Lautsprecher benötigt, da ihre maximale Leistung wird um 50% reduziert (es gibt keinen akustischen Luftwiderstand, es ist leichter, den Lautsprecher zu beschädigen);
• Komplexität der Berechnung und Justierung, die professionelle Kalibriergeräte und Equalizer erfordert.

IB-Subwoofer-Organisationsoptionen

Diese Subwoofer findet man nur im Heim des fortgeschrittenen Heimkino-Enthusiasten, der zu Recht "Bass Head" genannt wird. Diese Jungs kennen keine Kompromisse und bauen Subwoofer, ordnen ihnen einen ganzen angrenzenden Raum zu, montieren mehrere Paare von 15-18-Zoll-Lautsprechern, liefern 3-4 kW Verstärkerleistung - alles, um den Effekt der Präsenz zu erzielen. Und das anscheinend nicht umsonst, denn der LFE-Kanal des Soundtracks einiger Filme enthält niederfrequente Effekte, die bis auf 5 Hz absinken!

Ein reales Beispiel für den Frequenzgang eines IB-Subwoofers (rote Grafik)

Passiver Radiator (PI, Passiver Radiator, PR). Ein Passivstrahler wird immer in Kombination mit einem Aktivstrahler verwendet und dient als Ersatz für den Bassreflextunnel. Ein passiver Radiator-Lautsprecher ist in seinen akustischen Eigenschaften einem Bassreflex-Lautsprecher am ähnlichsten, jedoch mit erhöhter Empfindlichkeit. Passivstrahler werden oft in Form eines herkömmlichen Lautsprechers ohne Magnet und Spule oder einfach als Flachmembran an einer Aufhängung hergestellt. Der Emitter muss größer oder mindestens gleich groß wie der Aktivlautsprecher sein.

Vorteile:

• Fehlen von Obertönen und Klangfarben, die durch die Bassreflexöffnung erzeugt werden;
• Einfach anzupassen. Durch einfaches Addieren oder Subtrahieren kleiner Werte der PI-Masse kann die Abstimmfrequenz des Gehäuses auf einen Wert von 0,1 bis 15 Hz verändert werden. Eine Feinabstimmung ist leicht zu erreichen;
• Die Möglichkeit, kleine Gehäuse auf eine niedrigere Frequenz abzustimmen - keine Beschränkung der Tunnellänge;
• Geringere Gefahr eines Lautsprecherausfalls bei infraroten Frequenzen, es besteht keine Notwendigkeit, Unterschall zu verwenden.

Passive Radiator Subwoofer Paradigm, Definitive Tech und Mirage

Mängel:

• Durch den „Ping-Pong“-Effekt sind Verzerrungen möglich (kurz PI-Schwankungen können zu Schwankungen im Hauptlautsprecher führen);
• Etwas höhere untere Grenze des Frequenzgangs des Subwoofers im Vergleich zum FI;
• Der steilste Roll-Off (36 dB/Oktave) liegt unterhalb der Abstimmfrequenz;
• Teurer in der Herstellung (PI ist teurer als ein PI-Kunststoffrohr).

Übertragungsleitung (TL, Labyrinth, Übertragungsleitung, TL). Der Lautsprecher ist in einem Gehäuse eingebaut, in dem ein akustisches Labyrinth oder ein langes Rohr organisiert ist, das als Übertragungsleitung bezeichnet wird. Die Länge eines solchen Labyrinths hängt von der Resonanzfrequenz des Lautsprechers und dem Material ab, aus dem die Dämpfungsmasse besteht, die die Wände des gesamten Labyrinths bedeckt. TL kann sich über die gesamte Länge verengen und erweitern oder mit einer konstanten Querschnittsfläche bleiben, sowie eine Reihe von Biegungen und Drehungen aufweisen, um die Gesamtabmessungen des Lautsprechergehäuses zu reduzieren. Die Länge der Übertragungsleitung entspricht 1/4 der Wellenlänge der Resonanzfrequenz des Lautsprechers. Das Labyrinth ist normalerweise mit verschiedenen Arten von Dämpfungsmaterial gefüllt, das hilft, den größten Teil der rückwärtigen Schallwellenenergie zu absorbieren und die Verwendung eines kürzeren TL unter Beibehaltung der Ziellautsprecherfrequenz ermöglicht.

Vorteile:

• Exzellente Impulseigenschaften, gleich (und oft besser) als geschlossene Bauformen (ZA) und deutlich besser als Phasenwechselrichter (PHI);
• A priori eliminiert ein steiferes Gehäusedesign Verzerrungen, die durch seine Wände verursacht werden;
• Geringe Steigung des Frequenzgangs (im Bereich von 10 dB / Oktave und weniger), was eine Erhöhung der Rückführung im Tiefbassbereich zur Folge hat;
• Weniger Färbung der oberen Bassnoten durch reduzierte Impedanzspitzen;
• Lebhafter, sauberer und tieferer Bass.

Transmission Line Subwoofer PMC und Earthquake

Mängel:

• Komplexität von Design und Konstruktion;
• Nicht alle Lautsprecher werden im Labyrinth gut funktionieren, und es gibt keine spezifischen Empfehlungen für ihre Wahl;
• Es gibt keine klaren Entwurfsmethoden und Berechnungsformeln für die Erstellung von TL, im Großen und Ganzen handelt es sich immer um eine Trial-and-Error-Methode;
• Die Größe des Gehäuses kann beeindruckend sein.

In Heimkinos ist es selten. In den meisten Fällen sind labyrinthbasierte Lautsprecher die Menge der Hi-Fi- und Hi-End-Enthusiasten.

Isobar (Compound, Isobar) mit zwei Lautsprechern. Zwei Lautsprecher werden zusammen in einem Gehäuse installiert, das zwischen sich einen geschlossenen Raum mit einem bestimmten Volumen hat. Die Lautsprecher müssen phasengleich miteinander arbeiten. Das Raumvolumen zwischen den Lautsprechern sollte so klein wie möglich sein, damit sich die Konusse frei bewegen können. Bei der Modellierung derartiger Gehäuse nehmen sie die Hälfte des Innenvolumens der PA ein, wodurch es möglich ist, jeden Subwoofer im Vergleich zu anderen akustischen Bauformen doppelt so kompakt auszuführen.

Vorteile:

• Die Hälfte des Gehäuses für jeden Lautsprecher im Vergleich zum ZP ist das Hauptplus;
• Verbesserte Reaktion bei den niedrigsten Frequenzen;
• Dichter, schneller, klarer und natürlicher sind die Beinamen, die man bei der Beschreibung des isobar wiedergegebenen Basses findet.

Mängel:

• Der interne Lautsprecher benötigt zusätzliche Verstärkungsleistung in der gleichen Größenordnung, die verschwendet wird;
• Durch die doppelte Masse der Diffusoren und das halbierte Innenvolumen ist die Empfindlichkeit des Systems im Vergleich zum ZP um 3 dB geringer;
• Die Empfindlichkeit des Systems ist im Vergleich zu zwei GB gleicher Lautstärke und mit ähnlichen Lautsprechern um 6 dB geringer.

Heutzutage sind Subwoofer dieser Art extrem selten und nur dort, wo es große Platzprobleme für ihren Einbau gibt und der Bass eher klar als laut benötigt wird.

Ziehen drücken (Drücken /Pull) mit zwei Lautsprechern. In einem geschlossenen Gehäuse mit einem einzigen Innenvolumen sind auf besondere Weise zwei Lautsprecher verbaut. Die beste Option ist, wenn die Lautsprecher in derselben Gehäuseebene installiert sind, wobei einer nach außen und der zweite nach innen gerichtet ist. Der Anschluss an den Verstärker erfolgt gegenphasig, während sich der Betrieb der Lautsprecherdiffusoren in Wirklichkeit als gleichphasig herausstellt. Ungerade Harmonische eliminieren sich nach der Theorie von Vance Dickason selbst. Und glaubt man der Firma M&K, die sich auf die Herstellung von Push/Pull-Subwoofern spezialisiert hat, können Sie mit diesem Ansatz gleichmäßige Obertöne loswerden. Auf die eine oder andere Weise werden harmonische Verzerrungen, die durch Anomalien des Lautsprechers und seiner Bestandteile erzeugt werden, aufgrund ähnlicher invertierter Anomalien des zweiten Lautsprechers reduziert. Der Klang ist, wie Befürworter dieser Bauart sagen, durch die Korrekturen der Lautsprecher zueinander so natürlich und natürlich wie möglich. Oftmals gibt es eine Variante des Push/Pull-Designs, bei der beide Lautsprecher nach außen schauen, was ästhetisch ansprechender und vertrauter wirkt. Obwohl in diesem Fall der Effekt der Verzerrungsreduzierung schwach ist, bleiben alle anderen Vorteile des Ansatzes erhalten. Die Gehäusegröße sollte doppelt so groß sein wie für einen einzelnen Lautsprecher berechnet. Das System erweist sich als empfindlicher (um 3 dB) im Vergleich zu einem ZP mit halber Lautstärke und einem Lautsprecher an Bord mit einem völlig ähnlichen Frequenzgang. Der Subwoofer kann die doppelte Leistung verarbeiten.

Vorteile:

• Bessere Empfindlichkeit;
• Verdoppelte maximale Leistung;
• Keine harmonische Verzerrung;
• Angemessene Fähigkeit, hohe Schalldruckpegel (SPL) zu erzeugen.

Mängel:

• Ein einzelnes großes Subwoofer-Gehäuse, das sowohl hässlich aussieht als auch schwer zu entwerfen und weiter zu bewegen ist.
• Der Frequenzgang entspricht im Großen und Ganzen zwei separaten Subwoofern in halb so großen Gehäusen, allerdings hat man hier nicht die Möglichkeit, diese beim Aufstellen auf unterschiedliche Raumteile zu verteilen, was oft extrem notwendig ist.

Push/Pull-Subwoofer von Blue Sky, MK Sound und 3D DIY-Modell

Unternehmen, die sich in der Push/Pull-Subwoofer-Technologie hervorgetan haben, wie MK Sound und Ken Kreisel (Gründer von MK) bieten heute großartig aussehende Subwoofer und Lautsprecher mit unübertroffener Leistung und Klang. Dies wird durch den Einsatz ihrer Produkte in führenden Hollywood-Filmstudios und Londoner Aufnahmestudios belegt. Fügen wir nur hinzu, dass Ken Kreisel der Erfinder von Subwoofern an sich und Systemen vom Typ "Satelliten-Subwoofer" ist.

Lautsprechergröße (Lautsprecher)

Sehr oft werden Subwoofer nach der Größe (normalerweise Durchmesser) der Arbeitsfläche des Konus des installierten Lautsprechers in Klassen eingeteilt. Die im Subwooferbau verwendeten Lautsprecher (Tieftöner) sind in der Regel die größten Baugrößen, da sie müssen große Luftmengen bewegen, um niederfrequente Schallwellen zu erzeugen. Um die gleiche Lautstärke bei einer um eine Oktave tieferen Frequenz (zB 30 Hz statt 60 Hz) zu erreichen, benötigen Sie die vierfache Leistung. Je niedriger die Resonanzfrequenz des Lautsprechers ist, desto niedriger ist die Frequenz der Töne, die der Lautsprecher mit einem bestimmten Verzerrungsgrad wiedergeben kann. Die Resonanzfrequenz eines Lautsprechers (mit Fs bezeichnet) wird durch die Kombination der Masse seiner beweglichen Teile (Konus, Schutzkappe, Spule und Fuß) und der Flexibilität der Aufhängung bestimmt. Unter normalen Bedingungen bräuchten wir einen leistungsstärkeren Verstärker zum Antrieb des Subwoofer-Lautsprechers als ein herkömmliches Lautsprechersystem. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass Sie zwar einen Verstärker mit Headroom haben müssen, um Verzerrungen (Clipping) zu vermeiden, die größte Herausforderung jedoch darin besteht, den Subwoofer an die Hauptlautsprecher anzupassen. Bei jeder Lautstärke sollte der Subwoofer nicht auffallen und lokalisiert werden, sondern die klangliche Grenze des Systems nur unsichtbar entlang der Frequenzgangkurve erweitern.

Die gängigsten Lautsprechergrößen für den Einsatz in Subwoofern sind 8", 10", 12", 15" oder 18"(Apropos Durchmesser eines kreisförmigen Diffusors). Während der 18-Zoll-Subwoofer in der Lage ist, die tiefsten Bassfrequenzen bei höchster Lautstärke wiederzugeben, ist der größte Lautsprecher nicht immer die beste Wahl für eine optimale Basswiedergabe. Größere Woofer sind schwieriger zu kontrollieren und abzustimmen. Es gibt heutzutage 10" Subwoofer auf dem Markt, die so viel Luft bewegen können wie die älteren 15"-Modelle. Möglich wird dies durch einen sehr weitreichenden 10-Zoll-Treiberkonus, der die Linearität während seines gesamten Hubs beibehält, und einen leistungsstarken digitalen Verstärker der Klasse D, der einen solchen Tieftöner in einem kleinen Gehäuse antreiben kann.

Der passive Emitter wurde erstmals von Harry Olson ( Harry Olson) im Patent von 1935 "Lautsprecher und Verfahren zur Tonübertragung". Auf dem Heimaudiomarkt haben passive Radiatorlautsprecher eine relativ mäßige Verbreitung gefunden und wurden überhaupt nicht im Autoradio verwendet. Aber vor kurzem zwei namhafte Hersteller von Audiogeräten für die Automobilindustrie Akustik in Boston und Erdbeben begann mit der Verwendung von Passivstrahlern, nachdem sie die Erfahrungen mit ihrer Verwendung von Heim-Audio-Systemen übernommen hatte.

Äußerlich sehen Passivradiatoren täuschend aus, denn sie sind ähnlich und bewegen sich sogar wie ein normaler Subwoofer. Dies scheint aber nur von außen des Lautsprechersystems so zu sein. Wie der Name schon sagt, gibt es bei diesen Emittern keinen "Antrieb". Mit anderen Worten, es gibt keine Schwingspule, keinen Magneten, keine Zentrier- und Endscheiben, kein flexibles Kabel und keine Anschlussklemmen. Passive Radiatoren sind im Wesentlichen nicht verbundene Lautsprechertreiber, daher werden sie mit einem angeschlossenen Woofer im selben Gehäuse gepaart. Passive Strahlersysteme sind eine Art Gehäuse mit einem Loch oder einem Port, d.h. es gibt einen Phasenwendertyp. Mathematisch sind sie identisch, es wird nur eine Membran anstelle eines Ports verwendet. Bei Passivstrahlern sind zwei Hauptparameter zu beachten: das Gewicht und die Steifigkeit der Membran.

Das Gewicht ist ein wichtiges Konstruktionselement und muss für eine einwandfreie Funktion des Bassreflexes genau berechnet werden, da es die Resonanzfrequenz und damit die Abstimmung des gesamten Gehäuses verändern kann. Die Steifigkeit der Membran wird durch die Kombination der Elastizität des Federungsmaterials und des Luftvolumens innerhalb der Gehäusekammer bestimmt.

Passive Strahler sind so abgestimmt, dass sie bei Frequenzen unterhalb des linearen Bereichs des eigentlichen Woofers mitschwingen. Der Arbeitsbereich eines Passivstrahlers liegt zwischen 1/4 Oktavwerten über und unter dem Resonanzwert. Dies bedeutet, dass die kombinierte Arbeit von Tieftöner und Passivstrahler in der Lage ist, den Bassbereich um etwa eine halbe Oktave zu erweitern. Dieses Prinzip gilt natürlich, wenn der Emitter richtig abgestimmt ist. Die Steilheit des Frequenzgangs ist ziemlich steil - 18 dB/Oktave.

Beide Diffusoren: aktiv und passiv, können sich in Phase bewegen, mit einem Offset der relativen Schwingung, bis hin zur Gegenphase. Es wäre ideal, die Schwingungen beider Konusse in Phase zu halten, um die Leistung des Tieftöners zu verstärken, aber in der Physik ist ein solches Resonanzsystem unmöglich.

Überwiegend verbreitet sind Systeme mit einem Passivstrahler mit einem größeren Durchmesser als ein Aktivlautsprecher. Dadurch kann ein relativ kleiner Tieftöner die Ansprache im oberen und mittleren Bassbereich verbessern. In diesem Fall wird auch der untere Wiedergabebereich erweitert, jedoch ist eine andere Gehäusekonstruktion erforderlich.

Wie bei jeder Designlösung hat ein passiver Emitter einige Nachteile. Oben wurde festgestellt, dass der Strahler in der Lage ist, Töne gegenphasig wiederzugeben, dh mit einer 180°-Verschiebung relativ zu den akustischen Schwingungen des Lautsprechers. Abhängig von der erzeugten Frequenz, der relativen Position des passiven Strahlers und des aktiven Strahlers sind mehrere Einbrüche im Frequenzgang zu beobachten. Je größer der Bereich ist, in dem der gesamte Frequenzgang keine plötzlichen Änderungen oder Unterbrechungen enthält, wird das menschliche Gehör diese Einbrüche nicht wahrnehmen.

Ein weiteres internes Problem ist die steile Steigung des Frequenzgangs. Der Frequenzgang unterhalb der Abstimmfrequenz des Passivstrahlers fällt stark ab. Außerdem stellen die elastischen Eigenschaften der Luft im Lautsprechergehäuse die Bewegung des Strahlers und insbesondere der niederfrequenten unterhalb der Resonanz des Passivstrahlers nicht mehr wieder her. In einem solchen Modus ist sogar die Möglichkeit einer Beschädigung sowohl des aktiven Niederfrequenzgeräts als auch des passiven Strahlers nicht ausgeschlossen.

Derzeit gibt es vielversprechende Passivstrahler-Designs, die einen einstellbaren Satz von Diffusorgewichten zur einfacheren Einstellung aufweisen. Wichtig ist auch die richtige Wahl eines Tieftöners mit niedrigem Gesamt-Q-Faktor (Q TS = 0,2-0,4) und das entsprechende Gehäusedesign.

Die Entstehungsgeschichte des Tunnelbassreflexes beginnt 1930 aus dem akustischen Labyrinth von Stromberg-Carlson ( Stromberg-Carlson). Dieses Labyrinth bestand aus einem langen Rohr, an dessen einem Ende ein Lautsprecherkopf montiert und am anderen Ende offen war. Die Querschnittsfläche des offenen Teils entsprach der Kopffläche. Versuche in den 1960er Jahren, die Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Innenauskleidung mit verschiedenen Dämpfungsmaterialien zu variieren und die Form des Rohres zu variieren, setzten den heutigen Standard für diese Art der Gehäusekonstruktion.

Der Tunnelbassreflex ist eine lange Kammer auf der Rückseite des Lautsprechers.

Am gegenüberliegenden Ende des Tunnels befindet sich ein Durchgang oder Loch (in der Regel so groß wie die Membran des Lautsprecherkopfes), das sich zur Außenseite des Gehäuses hin öffnet. Ein richtig konstruierter Tunnelbassreflex eliminiert die Phasenauslöschung von Lautsprecherschallwellen. Trotzdem werden diese Geräte aufgrund ihrer Größe und Komplexität der Platzierung immer noch nicht weit verbreitet in Caraudio verwendet. Das Design besteht aus einem länglichen Schaltkreis, der hergestellt wurde, um stehende Wellen und Resonanzen zu eliminieren, die für andere Lautsprechergehäuse typisch sind. Die Stehwellenunterdrückung schützt den Treiber vor den schädlichen Auswirkungen reflektierter Wellen, die Verzerrungen und Schäden am Konus verursachen.

Die Länge des Tunnels stört die synchronisierte Luftbewegung im Inneren der Kammer, wodurch die Frontalwellenschwingungen gedämpft werden. Durch die Längenänderung des Tunnels wird die Kammer angepasst, ähnlich der Einstellung der Pfeife einer einseitig offenen Domorgel. Dies beruht auf dem Phänomen der Phasenverschiebung der Schwingungen akustischer Wellen. Die Phasenverschiebung der rückwärtigen Schallwelle (Tieftöner) verstärkt die Frontwelle bei tiefen Frequenzen, wobei diese durch eine Erhöhung des Luftwiderstands in diesem Bereich abzuschwächen beginnt.

Die Dämpfung eines Tunnelbassreflexes schränkt im Gegensatz zum Luftwiderstand eines geschlossenen Gehäuses die Bewegung des Diffusors nicht ein. Dadurch ist er effizienter als ein resonanter Bassreflex. Auch die Klangtreue und Linearität des Frequenzgangs sind hoch. Die Konstruktion der Gehäuse solcher Bassreflexe erfordert die Einhaltung von Berechnungen und eine sorgfältige Abstimmung. Typischerweise verwendete Lautsprecherköpfe haben niedrige Werte des Gesamt- (Q ts = 0,2-0,4) und des elektrischen (Q es = 0,3-0,4) Qualitätsfaktors bei einem niedrigen Wert der Eigenresonanzfrequenz. Die Weglänge der hinteren akustischen Welle ist für ein gegebenes Gehäuse individuell und wird durch den Bruchteil der Wellenlänge bei der Resonanzfrequenz des Tieftöners bestimmt. Beträgt die Resonanzfrequenz des verwendeten Tunnelbassreflexlautsprechers beispielsweise 40 Hz, beträgt die Wellenlänge ca. 8,61 m Der Kanal im Tunnel sollte 1/4, 1/2 oder 3/4 dieses Wertes und gleich . sein 2.15.4, 31 bzw. 6,46 m. Aufgrund dieser Werte wird der Tunnel für mehr Kompaktheit oft zu einem Labyrinth gefaltet. Die Reduzierung der tatsächlichen Länge wird durch die richtige Füllung mit dämpfendem Material wie Wolle erleichtert.

Das akustische Design vierter Ordnung (passiver Radiator-Bassreflex und Tunnel-Bassreflex) ist gewissermaßen nicht komfortabel genug für den Komponenteneinsatz im Autoradio, stellt aber eine Alternative zu bestehenden Subwoofer-Gehäusen dar.