サブウーファーを作る、マスターの秘密。スキーム、説明

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今日、本格的な音声伝送は、音響信号の低周波成分なしでは考えられません。したがって、車内の音質に無関心ではないドライバーは、ステレオと XNUMX つのスピーカー (アメリカの設置業者が言うように、「デッキ XNUMX つと XNUMX つ」) を補完して、両方の方向に再生可能な音の範囲を拡大するスピーカーを使用するようになりました。上限、特に下限。

20 Hz ～ 150 Hz の信号はステレオ効果に実質的な影響を与えないため、信号を XNUMX つのチャンネルに分離し、XNUMX つの音響ケースで装飾するのが通例です。これにより、回路設計が簡素化され、車内スペースが節約されます。また、低音域のサウンドが障害物の周りに広がるという事実により、サブウーファーキャビネットを車の空いている部分に配置することができます。音響ボックスは、合板、チップボード、プラスチックなど、さまざまな素材で作られています。楽器の木材を使った職人もいます。

サブウーファーの音響設計は、既製の工場製部品のセットではない場合、通常、特定の注文に応じた音響システムの設計と計算、音響エンクロージャの製造、およびシステムの自動車への設置を含みます。サブウーファーの音響には創造性が必要なため、マスターインストーラーはそれぞれ、サブウーファーに命を吹き込むための独自の鍵を見つけます。基本的な問題について顧客と合意した後、マスターは将来の音響の詳細な計算に進みます。数十のサブウーファーエンクロージャの設計は、いくつかの基本的なタイプに要約できます。最もよく知られているのは、密閉型、位相反転型、およびパッシブスピーカーシステムです。

サブウーファースピーカーシステムを設計する場合、通常は、良好な伝達関数、つまり、サブウーファースピーカーシステムによって生成される音圧と複雑な入力信号の良好な比率を取得することが求められます。前述の 12 つのシステムの伝達関数は、原理的にはそれぞれ 24 次および XNUMX 次のハイパスフィルターの伝達関数と同様であり、低周波数に向かう振幅周波数特性の減衰の急峻さは XNUMX dB あたりです。サブウーファーの動作周波数範囲における最終的な周波数応答は、使用するスピーカーの特性、使用するクロスオーバーフィルター、ケースの設計と材質、およびパワーアンプの能力によって異なります。。サブウーファーの音響設計におけるこれらすべての機能を考慮して、職人は、移動するスピーカーシステムの変位振幅を低減し、それによって過負荷と負荷を軽減するのに役立つ最大音圧だけでなく、入力電力のレベルも増加させようと努めます。信号の歪み。

設計の詳細な研究のために、今日では特別なコンピューター計算プログラムを使用して、「入力」でサブウーファーのパラメーターを設定し、「出力」でスピーカーキャビネットの推奨特性を取得することができます。場合によっては、キャビネットの特定の容積特性を計算するために、マスターインストーラーは「同等品」を使用する必要があります。サブウーファーのメーカーが音響キャビネットの種類とその容積について推奨する場合、サブウーファー自体の容積を計算するのは簡単ではありません。つまり、形状の複雑さにより押しのけられる空気の体積です。注意深く設置する業者の中には、ある種の均質なばらばらの物質（もちろんスピーカーの表面を傷つけることはできません）を使用して、それを充填し、排出される空気の等量を測定する人もいます。

音響エンクロージャは、サブウーファースピーカーシステム全体の最も重要な要素です。スピーカーと必要なコンポーネントを収容するのに最適な内部容積を備えているだけでなく、機械的強度だけでなく音響的強度も十分に備えている必要があります。実際、ダイナミックタイプのサブウーファーはポンプのように機能し、ディフューザーの前の空気を圧縮し、後ろ側から軸方向に空気を希薄化します。この場合、両側の圧力は等しいが位相が逆になるため、スピーカーの前面と背面の絶縁がないか、絶縁が不十分な場合、「音響短絡」が発生します。これを回避するには、ディフューザの背面から放射される音響信号の位相を、たとえば半波長だけシフトさせる必要があります。これは、ほとんどの場合ケースの形で閉じられた「サウンドバーパーティション」を取り付けることで実現されます。このバッフルが大きくなるほど（またはボディの体積が大きくなればなるほど）、理論的には信号の音質が低下し、音響的に閉じられなくなります。

物体の体積 (つまり、物体に含まれる空気塊のサイズ) がその共振周波数の高さに影響を与える場合、物体の形状は主に、物体自体の共鳴の結果として発生する定在波の形成に影響を与えます。特定の周波数で。定在波の形成に対抗するために、彼らはスピーカーを音響エンクロージャの中心から移動させることに頼っています。この場合、すべての壁から等距離にスピーカーが配置された音響ケースの立方体形状が最も残念であると考えられます。

ケースの壁に対するスピーカーの位置

エンクロージャーの設計はサブウーファーシステムの音響特性を大きく決定しますが、その構造に使用される材料も同様に重要です。現在では、木材、プラスチック、有機ガラス、セラミック、コンクリートさえも可能です。ほとんどの職人は、中パーティクルボード (MDF) が最も実用的であると考えています。MDF は優れた防音特性があり、手頃な価格で、(合板とは異なり) 密度が均一で、比重が高く、大工仕事にも適しています。また、競争力のあるカーオーディオシステムを作る職人は、サブウーファーエンクロージャの製造に珍しい素材や透明な素材を使用することがよくあります。これは、その珍しい特性のためではなく、外部の独創性を追求したり、システムの内部構造を実証したいという欲求からであることにも注意してください。。

閉鎖系

最適なサブウーファーキャビネットサイズ

このタイプのシステムは、構造が単純でありながら優れた音響特性を備えています。エンクロージャーの容積によって、設置されたサブウーファーが最適に動作する周波数範囲の限界が決まります。特定のスピーカーに対して容積が不十分な場合、エンクロージャー内の圧力が外側よりも高くなり、最低音が減衰します。。さらに音量を下げると低域成分のロスが大きくなり、密度の濃いクリアな低音ではなく、逆に高音が強調されて「キック感」が強調されます。したがって、スペースが限られている場合は、8 インチまたは 10 インチのスピーカーのエンクロージャをできるだけ制限するよりも、15 インチのサブウーファーなどの小型のサブウーファーを使用する方が良いでしょう。

メーカーが推奨するサブウーファーの上のキャビネットの容積を増やすと、最低周波数での出力を増やすことができますが、車に取り付ける場合、設置者はさらに多くの問題に直面することになります。上のグラフは、さまざまな直径のサブウーファーに推奨される最適なキャビネットサイズを特徴付けています。

位相反転システム

低周波スピーカーのより効率的な音響設計スキームを求めて、職人たちは数十年前に位相反転装置を備えたケースやさまざまなタイプの音響ダクトを使い始めました。特に近年では、Hi-Fi機器の開発に伴い、再生可能な周波数の範囲が広がることから、その関心が高まっています。一部の職人は、密閉設計を超えて低周波応答を向上させるために余分な労力を費やす価値があると考えています。

位相反転の場合、円筒形または長方形の管が使用され、通常は特定の周波数に同調されます。このようなエンクロージャを使用するサブウーファーの音響設計には、設置者に多大な理論的知識と経験が必要です。良好な伝達関数を得るには、たとえば放射の相互影響などの要因を調整する必要があるためです。相互に振動する空気塊によるディフューザーと位相反転パイプの抵抗。

たとえば、品質係数の計算時や位相インバータの設計および設定時のエラーが、スピーカーシステムが「ブツブツ」鳴ったり、低音が「不鮮明」になったりする原因となります。また、位相反転パイプが必要な周波数に調整されている場合でも、たとえばパイプ内の体積空気速度が許容速度を超えると、非線形歪みの原因となる可能性があります (速度の 5% を超えてはなりません)。音): この場合、空気の流れは乱流になります。位相反転システムの伝達関数 (音圧) は、位相反転器の周波数離調に対する感度が非常に高いため、最終組み立て後に微調整が必要になる場合があります。

特定のサブウーファーシステムの効率と音質を評価する場合、専門家は、たとえば動作周波数範囲の 12 分の 3 オクターブバンドの音圧レベルの分析を使用することがよくあります。リアルタイム分析ツールを使用して、完成したサブウーファーシステムのこのレベルおよびその他の重要な特性を測定できます (「1997 Volt Wizard」No. XNUMX、XNUMX を参照)。オーディオ専門家の主観的な評価の正当性も認められています。

軽低音用の重いボックス

これは、車のサブウーファー用のエンクロージャーやスピーカーを作るのが非常に難しいということではありません。専門家の指示や推奨事項に従えば、限られた手工具のセットでも、有能な職人は高品質のスピーカーシステムを作ることができます。上で述べたように、職人はほとんどの場合、必要な機械的特性と音響特性を備えた MDF タイプのパーティクルボードを使用します。あまり一般的ではない多層合板。大工の資格によっては、箱の表面を鋸で切ったり、角に合わせたりするのが難しい場合があります。手動工具のみを使用して高品質の接続を達成することは特に困難です。このような構造の製造において「一般的」である「ダブテール」原理に従った表面の関節接合は、多層合板のようなほとんどのパーティクルボードが接着剤組成物と粒子の構造に必要な機械的強度を持たないため、適切ではありません。フィラー。この図は、自動車用サブウーファーシステム用のボックスの製造に使用されるいくつかのタイプのコーナージョイントを示しています。

マスターの表情

ヴィクトル・ポリアコフ、「ロシアのゲーム」会社

私たちは、カーオーディオシステムの音質を重視する顧客が、追加コストにもかかわらずバスレフ設計を好むことを実際に見てきました。さらに、サブウーファーのメーカーは、キャビネット、パイプ、クロスオーバーのカットオフ周波数の計算に関する推奨事項を提供して、私たちの作業を容易にします。

また、音響エンクロージャーに高品質の素材を使用することが正当であることも確認しました。 Jamo微粒子ボードを使用しております。サブウーファーの場合、XNUMX インチのスラブが理想的です。これは、強度があり、よく加工されているだけでなく、追加の表面処理を必要とせずに優れた音響特性を備えています。内装には特殊な発泡ゴムが使用され、デザイン全体を完璧にするために、ケースはカーペットと特殊な音響透過性素材で覆われています。

当社は現在、そのような素材のあらゆる色を取り揃えており、お客様が車内の音響に利用可能なオプションとオプションをよりよく認識することが重要です。

Dmitry Gurinovich、「Remers-Center」会社

多くの顧客は車の音響用の材料を 20 ～ 15 ドル節約する傾向があるため、特に今日では熱したプラスチック、特殊な音響接着剤、または接着剤を使用できるため、XNUMX mm の合板と XNUMX mm のチップボードを使用してサブウーファーのキャビネットを作成することが可能であることがわかりました。非常によく保持し、密封するフレックス接着剤。ビニールコーティングは、車の状態にとって重要な外観と密閉性を高めます。私たちは、このような最適な十分性が正しいアプローチであると信じています。非常に高価な注文を受けた場合、無垢材が活躍します。

一般に、材料の選択はクライアントの財務状況に直接依存します。

Sergey Dudyrev、SV Art company

ボックスを計算するときは、まずどのスピーカーをケースに入れるかを念頭に置く必要があります。メーカーが技術的特性の説明を含めて製品を完成させることは周知の事実であり、その中で、たとえば同じスピーカーのパラメータを示す必要があります。これにより、インストーラーの作業が大幅に簡素化されることは明らかです。音響機器を製造する一部の企業は、同じスピーカーから異なるサウンドカラーを得るために、ボックスの異なる構成オプションを提供しています。これは、特定の音楽的趣味を持つクライアントと仕事をする場合に大きなプラスとなります。

設置プロセス中に、パラメータが事前に不明なスピーカーを扱う必要がある場合、またはより正確な再チェックが必要な場合は、これらの必要なデータは、サウンドジェネレーターを使用して独自の測定によって取得できます。この方法はより正確であると考えられていますが、より手間がかかり、したがって多大な材料費と時間のコストがかかります。

原理的には、どのようなスピーカーでも、あらゆる構成のボックスを製造することが可能です。厳密な制限はありません。すべては設置者が追求する目標によって決まります。普通の閉じた箱を例に考えてみましょう。容積が小さいため、スピーカーのダンピングは非常に高く、それに応じて大きな電力に耐えることができます。ただし、音量を大きくするとドーンと音が出る場合があります。ボックスの容積を増やすことでブーミーさを軽減しますが、同時に入力パワーの限界も減少します。私たちは通常、スピーカーがハム音を立てずに適切なパワーを出力するボックスを設計します。

高品質の合板を使用して箱を製造しています。さらに、最高の品質を達成するために、箱の壁は特殊な接着剤で接続された10層の20 mm合板で作られています。したがって、壁の厚さは少なくとも 10 mm です。 15 インチスピーカーの場合、許容最小値は XNUMXmm です。合板の壁の内側から吸音材を貼り付ける必要があります。

台形のボックスの形を選んだのは偶然ではありません。この構成により、一対の定在波方向が即座に除去されます。箱の壁が平行でないことが望ましいため、台形が完全に適しています。さらに、このボックスの形状は、車の荷物室の構成により、より正当化されます。

出版物: cxem.net

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