Рубрики
Теория Автозвука

Четвертьволновой резонатор или просто ЧВ

В данной статье мы не будем углубляться в теорию четвертьволнового резонатора или в простонародье — четвертьволновик (ЧВ), а рассмотрим вещи с бытовой точки зрения обычного пользователя. У данного типа оформления, используемого для сабвуфера, есть как преимущества, так и недостатки, последних впрочем совсем не много.

Четвертьволновик

 

Основные преимуществами ЧВ являются:

  • низкий уровень групповых задержек, точность проработки баса и детальность порой даже выше закрытого ящика;
  • плавный и на удивление широкий диапазон воспроизводимых частот, при правильном подходе ЧВ легко отрабатывает как верхний бас, так и самый нижний;
  • высокий КПД, с одинаковой мощности Вы получаете отдачу, в среднем на 20-40% превышающую фазоинверторы или бандпассы, и на 150-300% закрытый ящик.

Согласитесь, это просто отличный бонус даже к самому хорошему сабвуферу.

Однако, есть и недостатки:

  • занимает приличную часть багажника, если не его весь;
  • довольно требователен к выбору динамика, слабые магнитные системы, низкая величина линейного хода и тяжелая подвижная часть — все это не для ЧВ, впрочем, среди сабвуферов DD такого Вы и не встретите;
  • противопоказан к использованию с мощностями, в 2 и более раза превышающими номинальную мощность сабвуфера.

 

Четвертьволновик 12"

В двух словах, если Вам не жалко места — ЧВ будет лучшим выбором оформления для сабвуфера. Итак, классический четвертьволновой резонатор представляет из себя тоннель определенной длины и определенной площади сечения, и все. Он удивительно прост в расчетах и при наличии свободного пространства, прост и в изготовлении. На рисунке 1 представлена принципиальная схема работы ЧВ, где красной линией указана расчетная длина туннеля. На рисунке изображен туннель с круглым сечением, но на практике в подавляющем большинстве случаев используется квадратное сечение той же площади.

Четвертьволновик Теория

Рассчитывается ЧВ следующим образом. Площадь сечения туннеля зависит от калибра сабвуфера, рассчитывается по следующей формуле. Sтуннеля = 1,5*(3,14*((Dсабвуфера/2)^2)). Проще говоря, площадь сечения туннеля равняется полторы площади сабвуфера. Длинна туннеля определяет настройку ЧВ. Используется вот такая простая формула: Lтуннеля = (343/Fb)/4, где Fb — желаемая частота настройки, результат в метрах. Мы рекомендуем использовать настройки от 34 до 47Гц, оптимальной и наиболее универсальной настройкой считаем 39-41Гц.

Пример расчета ЧВ, настроенного на 40Гц, для сабвуфера калибром 12″(30см). Sтуннеля = 1,5*(3,14*((30/2)^2)) = 1060кв.см. Lтуннеля = (343/40)/4 = 2,14метра. Для удобства, длинна туннеля (L) на всех наших рисунках изображена красной линией. Как мы видим, длина прямого ЧВ выходит около 2-х метров, для автомобиля это конечно не приемлемо и на практике не используется. Для того, чтобы уместить туннель такой длины в багажник, его необходимо свернуть. На рисунке ниже показаны классические схемы сворачивания туннеля. Рассчитали, выбрали наиболее удобную форму сворачивания, путем не сложных геометрических построений и расчетов выполнили чертеж, и готово, можно пилить и наслаждаться великолепным басом!

Четвертьволновик Теория

Для тех наших пользователей, которым качество звучания особенно важно, мы рекомендуем использовать сужающийся свернутый ЧВ. Он гораздо сложнее в изготовлении и больше в объеме, но результат безусловно впечатляющий — бас уникально быстрый, точный и глубокий. Этот вид корпуса отлично себя проявит в соревнованиях на качество звука. Разница с классическим ЧВ заключена в том, что туннель плавно сужается от 3 площадей НЧ динамика в начале до 1.5 на выходе в конце. Традиционные схемы сужающегося свернутого ЧВ показаны на рисунке ниже.

Четвертьволновик Теория

Наверняка после предварительных расчетов всех Вас беспокоит вот такой вопрос: «габариты корпуса выходят слишком большими для желаемой настройки, что будет если уменьшить площадь сечения…?» Ответ на этот вопрос прост — при уменьшении площади сечения вплоть до 0.75 площади НЧ динамика постепенно исчезают и все преимущества ЧВ. На еще меньших площадях сечения туннеля появляются неприятные струйные шумы. При площади туннеля меньше 0.5, струйные шумы вероятно на слух будут громче баса. Думаю, что теперь многим стало понятно, что такое ЧВ и почему он столь обсуждаем. Стройте свои уникальные басовые установки и делитесь впечатлениями!

Подведем итоги …

Четвертьволновик

Рубрики
Теория Автозвука

Четвертьволновик

Как работает четвертьволновик (ЧВ)? Многие начинающие спл-щики и просто любители автозвука, достаточно часто задают у нас на форуме вопросы касаемые четвертьволновика и его принципов работы. Что хоть как-то прояснить ситуацию, выкладываю текст обсуждения принципов работы и настройки ЧВ с нашего форума.

Вопрос: Есть ящик, ЧВ, динамик 10″, сечение порта 300 см2. Давление на выходе порта 160+. Отодвигаешь датчик от порта — давление резко падает до 137. Динамик и порт находятся на одной поверхности. Почему так происходит??? Динамик и порт работают несинхронно?

Ответ: На выходе скорость максимальная, а с увеличением расстояния падает, соответственно ведет себя и громкость. Связи тут с настройкой вашего лабиринта нет никакой. Чтобы проверить настройку снимите два графика, первый — зависимость хода диффузора от частоты, второй — зависимость давления от частоты, у вас должно получиться нечто похожее на графики на прикрепленной картинке. У ЧВ есть частота настройки и есть частота, на которой давление максимально, она смещены друг относительно друга, не буду утверждать точно, но порядок этой разницы, в зависимости от конструкции лабиринта от 2-3 до 10Гц, наврятли больше.

Четвертьволновик

На этом промежутке между частотой настройки и максимумом отдачи зависимость давления от хода пропорциональное, так же, как и у ФИ, только пожалуй более заметна. В случае с ТЛ совершенно очевидно, что давление получится только при значительной амплитуде колебаний, поэтому в любом случае для достижения максимального результата динамик должен болтаться если не на полную катушку то близко к этому. Из своих наблюдений пока что могу сделать вывод, что настраивать ТЛ надо так, чтобы на нужной частоте (которая определится достаточно точно измерениями в салоне) имеющийся усилитель использовал весь ход динамика. (разумеется эта частота должна быть в пределе рабочего диапазона) то есть если в собраной системе динамик выбирает свой ход, а у усилителя еще остается резерв мощности, то возможно есть смысл приподнять частоту настройки, подвинув ее ближе к частоте, на которой производится замер. Но принимая во внимания то, что максимум на АЧХ салона то же имеет ширину в несколько герц, и при этом еще и может смещаться в зависимости от многих факторов, в том числе от уровня звукового давления, то вся эта фигня, о которой я говорил выше, по сути не имеет прикладного значения важно только настроить ТЛ так, чтобы давить на частоте на 2-3 Гц герц выше частоты настройки, то есть для предварительных расчетов длины лабиринта использовать не частоту максимума салона а чуть ниже, тогда грубо говоря мы получим линейный участок АЧХ шириной в эти самые несколько Гц и будем иметь какой ни какой выбор частоты, что позволит более эффективно использовать наши усилители… В общем какие то такие мысли вокруг ТЛ у меня…

Четвертьволновик

А на выходе порта, или же возле динамика всегда будет громче чем в дали от источника звука, а если вы измерите давление у порта и у динамика то увидите, что «динамик почти не давит» хотя амплитуда колебаний практически одинаковая на обоих концах лабиринта, разница лишь в коэффициенте направленности. Если к примеру перед динамиком в ЗЯ плотно приткнуть трубу, то на расстоянии к примеру полметра от среза этой труба громкость всегда будет выше, чем на расстоянии метр от динамика, причем не зависимо от длины трубы (начиная с определенной длины, которая будет даже меньше, чем диаметр самого динамика. В случае с ТЛ правильная настройка еще не конец работы, нужно еще свести волну от двух концов в единый поток, то есть придать направленность единую двум «кускам» волны, сдвинутым на 90 градусов по фазе, чтобы они сложились в одну волну побольше ростом и в таком вот виде пролетели через салон. А сделать это можно размещением саба в машине и конструкцией самого ящика.

Ответ на вопрос дал DENLaDEN

С полной версией обсуждения можно ознакомиться на нашем форуме по автозвуку »