Расчет акустического оформления типа четвертьволновый резонатор (четвертьволновик)

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.

Вложение 185819Вложение 185821Вложение 185823
Основными 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.
противопоказан к использованию с мощностями, в 2 и более раза превышающими номинальную мощность сабвуфера.

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.
Вложение 185825
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!
Вложение 185827
Для тех пользователей, которым качество звучания особенно важно,рекомендуется 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.
Вложение 185829
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!

информация взята с сайта www.digitaldesigns.ru

Интуитивно понятно, что не следует изготавливать корпус лабиринта по вышеприведённым формулам без привязки их к параметрам Тиля-Смолла конкретно взятого динамика. Если по домашке эти расчёты есть в инете (http://www.vegalab.ru/index.php?opti...sk=view&id=229), то по автомобильным сабам литературы я, к сожалению, не нашёл.

Говорят,что тут основополагающим моментом является лишь диаметр саба.Параметры Т/С просто влияют на звучание.Якобы сравнивали разные сабы в одном и том же ЧВ

Я бы только процентовочку в первом посте снизил!!!!!!=) А то некоторые ж могут не так понять и потом ищи свещи децибелыгы ГЫ гы

Цитата:

---

Сообщение от Папа Карло

Я бы только процентовочку в первом посте снизил!!!!!!=) А то некоторые ж могут не так понять и потом ищи свещи децибелыгы ГЫ гы

---

Насколько снизятся ?

Цитата:

---

Сообщение от ШАША

Насколько снизятся ?

---

я бы не сказал,что она прямо-таки сильно снизится. Вполне реальная

В развитие темы.
Формула: Sтуннеля = 1,5*Sдифф. Но диффузоры же не плоские, а конические в большенстве своем. Ведь померив радиус диффузора и посчитав площадь, мы не получим её точное значение. Решил посмотреть зависимость площади от площади порта на 16 см динамике.
Вложение 356502
Вложение 356504
Зависимость линейная, это понятно из формулы. Но так нагляднее. Для себя при конструировании я бы взял нечто среднее 200см^2.
Ну и немного мыслей про частоту настройки. Так же посчитал и построил график зависимости.
Вложение 356506
Вложение 356508
Тут же зависимость нелинейная. И получается при изменении частоты на 1 Гц, длина порта (в районе 40Гц) увеличивается на 5 см. Следовательно, грубо говоря, при построении можно пренибригать длинной вплоть до +/- 5 см. Ведь изменение мы получим лиш в 1 Гц.
Далее хочу сделать чертежи.

Цитата:

---

Сообщение от Pterodon

Говорят,что тут основополагающим моментом является лишь диаметр саба.Параметры Т/С просто влияют на звучание.Якобы сравнивали разные сабы в одном и том же ЧВ

---

Для любого рупора основные показатели - площадь излучателя и его резонанс.Эти показатели лежат в Т/С параметрах.
Ну и,кроме этих данных,можно по общей добротности предварительно прикинуть вариант оформления басовика:
- если "хилый - сразу в гроб",)) - точнее в ЗЯ,
- если мощный мотор и высокий BL в зазоре,то очевиден ранний спад на низких частотах и единственный вариант вытащить бас - рупор.

Цитата:

---

Сообщение от Датсун

если мощный мотор и высокий BL в зазоре,то очевиден ранний спад на низких частотах и единственный вариант вытащить бас - рупор.

---

каким образом эти два параметра влияют на спад внизу?

Цитата:

---

Сообщение от Pterodon

каким образом эти два параметра влияют на спад внизу?

---

Только если низкая полная добротность.

А мне советовали как раз наоборот: низкодобротные сабы ставить в ЧВ

А чем отличен рупор от ЧВ?!;) Формой? А какие формы рупора могут быть?))) Вот и получилось что ЧВ это один из вариантов рупорного оформления...

Цитата:

---

Сообщение от Pterodon

каким образом эти два параметра влияют на спад внизу?

---

Чем больше МС и длина провода,тем сильнее между ними "порочная" связь - наведённая э.д.с.
Проще говоря - больший магнит сильнее толкнет подвижку,но и быстрее её вернет в нулевое положение.

Цитата:

---

Сообщение от Pterodon

А мне советовали как раз наоборот: низкодобротные сабы ставить в ЧВ

---

Правильно советовали,просто примите как данное - рупор,ЧВ,Карлссон,ФИ,полосовой резонатор,Орта,Онкен и прочие варианты - это возможность вытащить хороший бас из ГГ с неоптимальными Т/С параметрами.

Добрый день,помогите разобраться с этой формулой Sтуннеля = 1,5*(3,14*((Dсабвуфера/2)^2))
у меня квадрат кикер 10 дюймов,если мерять от середины подвеса до другой середины получается 21 см,делим 21 на 2=10.5 возводим в квадрат=110.25 умножаем на 3.14(что это?)=346.158 и умножаем на 1.5(что это?)=519.27 это как я понимаю кв см.и еще вопрос что с 519.27 делать?

Цитата:

---

Сообщение от ElektronW

3.14(что это?)

---

Число "ПИ"-отношение длины окружности к её радиусу. Отлично и понятно суть числа "ПИ" изложена в курсе средней школы.

Цитата:

---

Сообщение от ElektronW

1.5(что это?)

---

Это три поллитры.

ElektronW, вы не знаете как считать площадь квадрата???

Цитата:

---

Сообщение от ElektronW

Добрый день,помогите разобраться с этой формулой Sтуннеля = 1,5*(3,14*((Dсабвуфера/2)^2))
у меня квадрат кикер 10 дюймов,если мерять от середины подвеса до другой середины получается 21 см,делим 21 на 2=10.5 возводим в квадрат=110.25 умножаем на 3.14(что это?)=346.158 и умножаем на 1.5(что это?)=519.27 это как я понимаю кв см.и еще вопрос что с 519.27 делать?

---

С геометрией в школе совсем плохо было?
В формуле приведена площадь круглого динамика, у Вас квадрат, а площадь квадрата как считается?
Sдинамика=21^2=441 см2, округляем до 440
440*1,5
Sтуннеля=660 см2
Дальше разберетесь, надеюсь?

Добрый день.
Заинтересовала тема постройки ЧВ (четвертьволновика), но дело в том, что саб уже куплен это - Alpine SWX-1242D.
Покурив форумы, рекомендуют ставить 12" саб с добротностью около Qts = 0,4 на 12" сабе, у меня добротность, если не ошибаюсь 0,64.
Чем грозит установка этого саба в такой ящик или есть ли у кого-то реальный опыт настройки короба ЧВ для SWX серии?
Спасибо!

Цитата:

---

Сообщение от iM3

Заинтересовала тема постройки ЧВ (четвертьволновика), но дело в том, что саб уже куплен это - Alpine SWX-1242D. Покурив форумы, рекомендуют ставить 12" саб с добротностью около Qts = 0,4 на 12" сабе, у меня добротность, если не ошибаюсь 0,64.

---

Ничем не грозит! Я так понимаю вам не для SQ же ЧВ нужен?!

Цитата:

---

Сообщение от Папа Карло

Ничем не грозит! Я так понимаю вам не для SQ же ЧВ нужен?!

---

В том-то и дело что подразумевается SQ... А что вы скажете по поводу ЧВ? В чем его минусы, кроме размеров? У меня машина купе. Задние сидения могу с легкостью заменить на красивый ящик ;)

iM3, та же ситуация, но у меня уже стоит ЧВ на 37Гц и динамик такой же, хотел бы сделать в ЗЯ его, какой объём выбрать ? производитель в книжке пишет диапазоны для этого динамика, а вот какой выбрать конкретно не знаю? Стоит ли душить или наоборот максимальный рекомендуемый объём сделать ?

здравствуйте, при расчёте ЧВ для двух уралов( as d12.3) столкнулся с проблемой, программа выдаёт объём ящика (условно 100л), сечение и длинну порта, но т.к. порт не обязательно должен быть внутри объёма возник вопрос: объём порта учитывается в том объёме который мне выдал JBL speaker или же его нужно прибавлять к полученному ранее? пример: объём ящика получился 100л, объём порта30л, тоесть полный объём ящика должен быть 130л или всё таки 100л ?(все значения выбраны случайно)

Цитата:

---

Сообщение от Иван14105

здравствуйте, при расчёте ЧВ для двух уралов( as d12.3) столкнулся с проблемой, программа выдаёт объём ящика (условно 100л), сечение и длинну порта, но т.к. порт не обязательно должен быть внутри объёма возник вопрос: объём порта учитывается в том объёме который мне выдал JBL speaker или же его нужно прибавлять к полученному ранее? пример: объём ящика получился 100л, объём порта30л, тоесть полный объём ящика должен быть 130л или всё таки 100л ?(все значения выбраны случайно)

---

ЧВ - это и есть один большой порт, поэтому программа указывает полный объём! Вот только с учётом толщины материала или нет?
З.Ы. Для двух 12" головок ЧВ литров 350-400 на вскидку должен получиться!

Иван14105, где вы в Спикершопе нашли четверть волновик??? Покажите пожалуйста!~;)

я думал что ЧВ это коробка с щелевым портом)) он вроде как лабиринт получается... если в jbl нет такой функции, то посоветуйте в какой программе это можно расчитать

Цитата:

---

Сообщение от Иван14105

я думал что ЧВ это коробка с щелевым портом)) он вроде как лабиринт получается... если в jbl нет такой функции, то посоветуйте в какой программе это можно расчитать

---

Лабиринт - это вообще оформление под названием трансмиссионная линия!

А фазоинвертор с угловым или зигзагообразным портом считается как обычный. Просто длину порта считаете по средней линии.

спасибо, извините за глупые вопросы

Глупый вопрос. А как именно высчитывать длину ... Ну в смысле на рисунке красная линия примерно посередине тоннеля... А если измерять по дальней стенке то результат будет больше. По ближней меньше...и на таких длинах явно большие различия

Цитата:

---

Сообщение от nigilist

красная линия примерно посередине тоннеля

---

Вот по ней и рассчитывать.

Цитата:

---

Сообщение от Pterodon

Не будем углубляться в теорию четвертьволнового резонатора

---

Таким образом самое главное оказалось упомянутым вскользь и в ссылке. в посте #2.

А там говориться о следующем:
Вложение 859524
То есть ящик резонирует на утроенной частоте настройки. И не тешьтесь надеждой, что таких частот не будет в приходящем на саб сигнале. При каждой колбасе на 40 Гц будет заметно подкалбашивать на 120, окрашивая звучание.
В той же ссылке приводится способ борьбы, который применяется в промышленных устройствах и игнорируется в данной теме:
Вложение 859528

Глухой апендикс на четверть 3F гасит именно третью гармонику четвертьволнового резонатора.
Без данной примочки ничего хорошего из ЧВ не получится.

Цитата:

---

Сообщение от Flatout

Глухой апендикс на четверть 3F гасит именно третью гармонику четвертьволнового резонатора.
Без данной примочки ничего хорошего из ЧВ не получится.

---

Всё же не на четверть, а на треть, что видно даже по приложенным Вами чертежам!
Далее: график приведён для широкополосного сигнала где происходит взаимное наложение волн основного и переотражённого сигнала!
И не забудьте тогда при расчёте частоты настройки ЧВ, что длина принимается от динамика до устья тоннеля, а не общая длина лабиринта!
В противном случае Вы получите на треть от расчётной сокращённую длину лабиринта!

Вот как-то так это должно выглядеть.

Вложение 860118

Картинка взята отсюда:

После прочтения съесть!

http://www.bassclub.ru/forum/showthread.php?t=33040

Всем привет!
А можно ли располагать ЧВ вертикально?
Вот если взять картинку из предыдущего поста - мысленно развернем динамиком вверх.
Т.е., цель какая - сэкономить место и т.о. "припереть'' саб к задним спинкам или к одной стороне.
Иными словами, возможна ли реализация ЧВ-стелса?

Да. Реализация возможна - главное, что бы порт никуда не упирался.
У меня, к примеру , нч расположен в зя "мордой" вниз на отражающую поверхность через определенное расстояние.

зы : может быть вам создать отдельную тему ?

Цитата:

---

Сообщение от Flatout

Без данной примочки ничего хорошего из ЧВ не получится.

---

как уже говорили, смотря для чего ЧВ собираете... в любом маломальски нормальном автоусилке есть кроссовер встроенный, которым можно(нужно) обрезать все что выше 80/60/50Гц под каждую систему свое... естественно, если это уже не сделано с ГУ... все таки саб делаем, а не мидбас.

Цитата:

---

Сообщение от nigilist

в любом мало мальски нормальном автоусилке есть кроссовер встроенный

---

Точно! Вот такой, например:
Вложение 978196