Программа для расчёта портов ФИ сложной формы Bassport. Программы для расчета: сабвуферов, фазоинвертора, индуктивности, и другие
Это программа. Ее основное ее назначение – расчет портов для фазоинвертора.
Если вас интересуют вопросы изготовления сабвуфера своими руками, наверняка Bassport будет вам полезна.
Вижу ваше недоумение: а зачем нужно было создавать эту программу, если есть другие, с помощью которых можно рассчитать не только порт, но и фазоинвертор целиком?
Ответ таков: все эти программы уделяют мало внимания проектированию порта, и в лучшем случае дают очень скудную информацию о воздушном потоке, а то и не дают вовсе.
Когда вы приступаете к проектированию порта, у вас неизбежно появляется вопрос: от чего отталкиваться? Каким должен быть порт по величине? Какая форма лучше? Каким должно быть расстояние от порта до противоположной стенки?
Как и вы, я задавался этими же вопросами. Ответов не было ни в "бумажной" литературе, ни в Интернете. Получалось, что велосипед как бы изобретен, но о педалях не очень позаботились, мол, они должны быть, а вы уж сами приделайте, какие захотите.
На различных форумах, как наших, так и очень зарубежных, кто-то советовал порт в полплощади диффузора, кто-то рекомендовал треть, кто-то четверть, – словом, разнобой, неразбериха и отсутствие каких бы то ни было аргументов. Если сделать порт малого диаметра, он будет шуметь, а если диаметр большой, порт становится длинным и не помещается в короб. Где золотая середина, где кроется разумный компромисс?
Чтобы понять это, я провел серию экспериментов с портами круглого и прямоугольного сечения разных форм: прямых, конических, а также напоминающих песочные часы. При этом отмечал заметность шумов на расстоянии 0.5 м от порта, а также рассчитывал скорости воздушного потока на выходе порта и в самой узкой его части.
По результатам этих исследований и была создана программа Bassport (название придумывал не слишком долго). Это инструмент, с помощью которого вы сможете проектировать хорошие порты, избавившись от сомнений вроде "а пойдёт ли такая площадь сечения?"
Общая идея такова: шумы становятся заметными, если скорость воздушного потока на выходе порта превышает 6...9 метров в секунду. Так получалось со всеми портами, участвовавшими в экспериментах. При скорости 6 м/с шумы были едва заметны, а при 9 м/с они определялись уверенно.
Вот так выглядит главное окно программы. Еще есть окно помощи и окно базы данных по автозвуковым брендам, но с ними вы запросто разберетесь без моих подсказок, а мы продолжим.
Как видите, интерфейс простой. В самом верху, под заголовком окна, панель управления. В левой её части пять кнопок управления проектами: Создать, Открыть, Сохранить, Печатать, Удалить, – словом, стандартные кнопки.
Последняя из кнопок носит имя Калькулятор. С её помощью можно рассчитать длину звуковой волны для нужной частоты, либо наоборот, частоту по заданной длине волны.
А еще можно определить настройку фазоинвертора, если известен рабочий объем и размеры порта.
Если нажмем кнопку Car Audio, мы увидим список автозвуковых брендов и даже сможем перейти на сайт выбранного производителя, разумеется, если к этому времени у вас установлено Интернет-соединение.
И наконец, крайняя справа кнопка Помощь. Прежде чем начать работать с программой, воспользуйтесь ею. Ну, это моё благое пожелание, а практика говорит о том, что нажимают ее в лучшем случае четверть пользователей.
А лично вы как – в числе большинства?
Остальное рабочее пространство главного окна разделено на две части: верхнюю и нижнюю.
Верхняя часть: тут мы вводим данные.
Нижняя часть... тоже кое-что вводим, и затем нажимаем кнопку Пересчитать.
Справа расположены серые поля, в них-то и выводятся результаты расчета. Давайте посмотрим, что там.
Первым делом замечаем, что результаты отображаются в двух столбцах: для горловины и для выхода порта. Если порт простой, то значения в обоих столбцах будут одинаковыми, а если порт сложной формы, то будут различаться.
Во-вторых, все значения приведены для одного порта, даже если вы задали количество портов больше единицы. Это чтобы вы не путались и ничего не отнимали-перемножали. Как выведено на экране, такой порт и пилим в потребном количестве. Два так два. Пять так пять. Никаких пересчетов ни в голове, ни на бумаге, ни, прости Господи, в Экселе, делать не надо.
Вот, собственно, и всё.
Ах, да. Слева внизу видим несколько кнопок, позволяющих выбрать форму порта. Как показала бурная повседневность, наиболее часто люди пользуются кнопками 1, 5 и 6. Поиграйте с ними самостоятельно, посмотрите, что из этого получится.
Вот теперь точно всё. Теперь у вас есть хороший инструмент для проектирования портов, да еще с русскоязычным интерфейсом.
Как, еще нет? Тогда срочно найдите справа на странице заголовок "Получи Bassport", введите ваше имя и е-мейл, подтвердите подписку - и получите ссылку на скачивание.
Пользуйтесь на здоровье. А если станет не хватать возможностей этой программы, обратите внимание на более продвинутую версию, BassportMaster . Она платная, но думаю, вы не будете разочарованы.
BassPort - это программа, имеющая достаточно узкую специализацию. Она потребуется только тем, кто создает сабвуфер. Благодаря BassPort можно рассчитать фазоинвертор портов. Вообще программ с подобным функционалом достаточно много. Но BassPort отличается от них тем, что он специализирован только для расчета фазоинвертора. На первый взгляд может показаться, что это недостаток. Но на деле, это не так. Благодаря такой узкой специализации, данная утилита намного точнее проводит расчет. Это позволяет создать более качественный продукт. Фазоинвертор нужен для подбора формы сечения, вычисления расстояния между стенкой и портом в сабвуфере, а ещё размер этого порта.
Работа с программой
Когда вы установите приложение, в нем появится несколько полей, в которые потребуется вводить необходимые данные. Это данные о: частоте настройки ФИ, объем сабвуфера внутри, толщину диффузора, количество портов, количество динамиков работающих на низкой частоте, максимальную высоту хода диффузора, тип сечения портов и скорость звука. Скорость звука нужно указать примерно, с максимально возможной точностью. После ввода этих данных можно получить диаметр и площадь порта. Программа BassPort работает в режиме реального времени. Это означает, что расчет происходит в то же время, в которое вводятся данные. Вы можете изменить результат путем того, что замените введённые данные.Есть ещё одна дополнительная возможность. Это встроенный калькулятор. Его можно вызвать, если нажать на заданную программой клавишу. Калькулятор нужен для расчета длины звукового сигнала. Расчет производится на основе частоты звука.
Интерфейс и локализация
Сразу стоит сказать, что приложение имеет перевод на русский язык. Это позволяет разобраться в ней каждому пользователю. А если вы не сможете разобраться, то есть справка и всплывающие подсказки. Само приложение состоит всего из нескольких окон. Оно портативное и полностью бесплатное.Ключевые особенности
- При помощи приложения можно рассчитать порты фазоинвертора;
- Есть калькулятор для расчета длины звуковой волны;
- Интерфейс понятен каждому;
- Программа портативна;
- Работает на любой версии windows.
Характеристики ящика (фазоинвертора) напрямую влияют на звучание динамика. В автомобильной акустике зачастую этому не уделяется должное внимание, там используют принцип - чем больше динамик в ящике, тем лучше. Фазоинвертор требует тщательной настройки, а не использования подручных материалов. Кому лень занимается подсчётами и замерами, используют закрытый ящик.
Для расчёта фазоинвертора, применяют программы моделирования (Bass Port) , но для получения результата, нужно ввести множество параметров. И даже если вы их знаете, то часто получается большое расхождение с конечным результатом. С помощь простого метода расчёта фазоинвертора, вам не потребуется знать данные для ваших динамиков, ящиков, без сложных математических вычислений и измерительных приборов. Методика существует 30 лет, погрешность всего 5%.
Отличия фазоинвертора
Каждый динамик обладает резонансной частотой. При работе выше этого показателя - получается хорошее звучание, а ниже - уровень давления падает на 12 дБ на октаву (частоты снижаются в 2 раза). Нижней планкой воспроизводимости, считают уровень в 6 дБ. Монтажом динамика в ящик, повышается резонансная чистота, за счёт дополнительной упругости воздуха. Повышение резонансной частоты, тянет вверх и нижнюю границу. Чем меньше воздуха в ящике, тем лучше упругость и больше показатели.
Сделать «большой ящик», можно не увеличивая его размер. Для этого используют материал с демпферными свойствами (вата). Чем больше его находиться в ящике, тем ниже частота динамика. Но когда наполнителя слишком много, это даёт обратный эффект. Для неопытных людей, не важны добротность ящика и его размеры. В большинстве случаев размер колонки получается оптимальным.
Фазоинвертор - труба, необязательно круглой формы, определённой длины, которая обладает резонансом. Благодаря «второму резонансу», поднимаются показатели звуковой отдачи колонки. Частота колебания динамика, находящегося в ящике, должна быть ниже, чем в обычном состоянии. Так, компенсируется спад и расширяется звучание. Эти показатели у фазоинвертора, будут выше на 24 дБ чем у зарытого ящика. Он расширяет нижние частоты динамика.
Чтобы избежать бочкообразного звучания , показатели резонанса не должны быть выше чем у закрытого ящика. А если частота слишком низкая, то характеристики динамика падают. В этом и заключает суть настройки фазоинвертора, чтобы получить положительный эффект и не испортить звучание. И в домашних условиях можно добиться хорошего звучания с погрешность в 5%.
Расчёт фазоинвертора
При резонансе, сопротивление звуковой катушки растёт. Для измерения, к динамику последовательно подключают резистор, номинал которого выше сопротивления динамика на порядок, от 100 - до 1000 Ом. При измерении напряжения можно оценить сопротивление звуковой катушки. На частотах, где будет высокое сопротивление - напряжение на резисторе минимально и наоборот.
Нам не важны абсолютны значения, только максимальное сопротивление на катушке (минимальное на резисторе). Для этого воспользуемся мультиметром в режиме замера переменного напряжения . В качестве источника, профессионалы используют генератор звуковых частот. А для нашей задачи подойдёт специальный компакт диск.
Процесс измерения выглядит таким образом:
- Отверстие фазоинвертора затыкается куском фанеры.
- Диск с записями звуковых частот включается на приемлемую громкость.
- Переключая по трекам, следим за напряжением на резисторе, как только она прыгнет до минимума, вот и нужная частота.
Побочно, подбирается оптимальный объем наполнителя для динамика, постепенно добавляя небольшое количество и отслеживая колебания резонансной частоты. А найдя этот параметр, нужно его умножить на 0,63 , и получится необходимая частота для фазоинвертора. Но нам нужно ещё измерить длину, для этого открываем отверстие, включаем тестовый диск с записью. И смотрим на показание резистора. Но теперь ищем не минимальное сопротивление, а максимальное. Частота фазоинвертора будет сильно отличаться от нужной. Для его повышения укорачивают длинную тоннеля или увеличивают его диаметр.
Расчёт показателей с помощью программы Bass Port
Интерфейс программы прост и понятен, все поля и настрой подписаны.
Необходимо ввести эти параметры:
Расчёт фазоинвертора по методике журнала «Радио»
Собираем схему с генератором звуковой частоты и резистором в 1000 Ом, меньшую мощность брать не рекомендуется. Динамики размещаем вдали от потолка и стен. Подключаем вольтметр и измеряем напряжение на частоте 500 Гц . И находим максимальные (Fs) и минимальные показатели (Us). Чтобы узнать необходимый объем ящика (V), берём такого же размера коробку с дыркой под динамик, но не из картона. Устанавливаем динамик и герметизируем все отверстия. Проводим измерения и вычисляем Fs. Полученные данные подставляем в формулу: Vas = ((Fs ’/ Fs)^2-1)* V.
Для настройки фазоинвертора, закрываем отверстие туннеля и вычисляем максимальный показатель (Fs), добавляем звукопоглощающий материал и снова замеряем. Полученный результат добавляем в формулу Fb = 0,63* Fs . Длина туннеля вычисляется: LV= 31*10^3* S /(Fb ^2* V), где S - площадь порта фазоинвертора (в см ²), а V - объем ящика (в литрах).
Фазоинвертор напрямую влияет на качество звучания акустики. Существует несколько методик расчёта фазоинвертора, у них одинаковый первый этап - замер показателей. Использование программного обеспечения, часто даёт неправильный результат. Также можно воспользоваться онлайн сервисами, но у них те же минусы.
Видео: как рассчитать круглые порты фазоинвертора
Любители хорошего акустического звучания знают, что его качество в первую очередь зависит от передачи низкочастотной составляющей звука. Использование фазоинвертора способно существенно увеличить уровень звукового давления при одной и той же подводимой мощности. Но всё это возможно лишь при правильном расчёте размеров фазоинверторного (ФИ) отверстия, выравнивающего гармонические колебания и обеспечивающего качественный звук.
Виды акустических систем
Звук - это колебание, имеющее механическую природу возникновения, распространяющееся под давлением вызванным источником излучения. Акустическая система, представляющая собой звуковую колонку, преобразует электрические сигналы в механические, воспринимаемые слухом человека. Частота этих колебаний лежит в границах от 20 гц до 20 КГц. Существуют различные виды акустических систем:
Использование фазоинверторного типа даёт возможность не только расширить нижний частотный диапазон, но и повысить коэффициент полезного действия. При этом частотный диапазон не изменится. Отверстие фазоинвертора выполняется разного вида и размеров. Размещаться оно может на любой поверхности колонки. При разработке акустической системы наиболее важно выполнить правильно расчёт размера фазоинверторного короба, от чего зависит не только диапазон воспроизводимой частоты, но и качество всего звука в целом.
Принцип работы устройства
Любая колонка фазоинверторного типа имеет в своём составе отверстие - фазоинвертор. Часто он называется акустическим туннелем или портом. Принцип работы его заключается в изменении фазы звукового колебания, вызванного задней стороной диффузора на сто восемьдесят градусов. При возникновении резонанса в ящике амплитуда колебания диффузора достигает минимального значения.
Связано это с тем, что при движении вперёд динамик создаёт разрежение в середине закрытой колонки, тем самым вытесняя воздух в фазоинверторный канал и увеличивая разряжение. Поэтому на частоте резонанса механические волны излучаются через отверстие, а не диффузором динамика.
От размера и вида фазоинверторного порта зависят объём воздуха и частота резонанса, на которую настроен канал. Объём воздуха в канале начинает резонировать и усиливать воспроизведение частоты при наступлении момента, когда диффузор излучает частоту, на которую рассчитан фазоинвертор.
По своей форме классический туннель выполняется кольцевой формы. Но для увеличения полезной внутренней площади ему часто придают щелевой вид. Отказ от цилиндрической формы тоннеля позволяет сократить его длину и снизить шумы, возникающие при выбросе воздуха.
При ошибках в расчёте щелевого фазоинвертора настроить его гораздо сложнее, чем классический вид, так как он изготавливается совместно с колонкой. Сам расчёт выполняется сложнее, чем для систем закрытого типа: при этом, кроме объёма ящика, учитывается настраиваемая частота резонанса. Оптимальные размеры подбираются с учётом амплитудно-частотной характеристики колонки, а именно её равномерности.
Расчёт низкочастотного туннеля
Существует несколько способов для проведения вычислений размеров ФИ. Наиболее популярным является расчёт фазоинвертора онлайн или с использованием специализированных программ. Такие способы обычно требуют знаний множества параметров используемых динамиков. Существуют варианты и проще, но с большим расхождением конечного результата с реальным значением. Хотя в любом случае после расчёта и изготовления приходится проводить настройку.
Простая формула для вычисления
Метод вычисления заключается в использовании несложных формул и происходит методом подбора данных, когда за основу используется желаемая длина ФИ канала.
F = (C/2 π) * K, где:
При этом коэффициент K равен квадратному корню отношения S/LV, где:
- S - площадь отверстия;
- L - длина канала;
- V - объем колонки.
В качестве единиц измерения везде используются метры, а для частоты - герцы. При определении значений объёма считается, что лучше выбрать узкий фазоинвертор, но такой подход неверен, ведь при этом в нём возрастает скорость движения воздуха, а это вносит искажения в звучание. Проектирование широкого и длинного ФИ также лишено смысла, ведь длина фазоинвертора не должна превышать длину волны в момент наступления резонанса. Выполнение этого правила помогает избавиться от стоячих волн.
Использование специализированных программ
Вырезанная из ватмана полоска, ширина которой совпадает с длиной трубки, в несколько витков наматывается на поверхность газетной бумаги. При этом перед каждым витком наносится эпоксидный клей. Его получают путём смешивания смолы и отвердителя согласно инструкции. После того как выполнены все витки, изделие обтягивается по кругу нитью для придания жёсткости и ставится на просушку.
Через сутки основание извлекается. В случае возникновения трудностей его можно поломать изнутри и достать частями. Изготовленный канал такого вида имеет хорошую прочность и легко подвергается дополнительной обработке. Далее полученная трубка устанавливается в отверстие колонки, но не до конца и начинается прослушивание звука. В заводских условиях используется специальный прибор. Такое устройство работает на основе мультивибратора, который настраивается на резонансную частоту динамической головки. После подключения динамика запускается генератор и длина трубы регулируется по максимуму колебанию в ней воздуха.
Аналогично можно провести настройку и самостоятельно. Для этого на вход подаётся сигнал низкой частоты. Трубка выдвигается вперёд или погружается внутрь ящика, а после оценивается объём выходящего воздуха. Установив положение максимального его выхода, излишки трубы удаляют снаружи, а сам порт герметизируют. При желании для придания конструкции оконченного вида выполняется раскрыв трубы, но можно обойтись и без этого.
Это программа. Ее основное ее назначение – расчет портов для фазоинвертора.
Если вас интересуют вопросы изготовления сабвуфера своими руками, наверняка Bassport будет вам полезна.
Вижу ваше недоумение: а зачем нужно было создавать эту программу, если есть другие, с помощью которых можно рассчитать не только порт, но и фазоинвертор целиком?
Ответ таков: все эти программы уделяют мало внимания проектированию порта, и в лучшем случае дают очень скудную информацию о воздушном потоке, а то и не дают вовсе.
Когда вы приступаете к проектированию порта, у вас неизбежно появляется вопрос: от чего отталкиваться? Каким должен быть порт по величине? Какая форма лучше? Каким должно быть расстояние от порта до противоположной стенки?
Как и вы, я задавался этими же вопросами. Ответов не было ни в "бумажной" литературе, ни в Интернете. Получалось, что велосипед как бы изобретен, но о педалях не очень позаботились, мол, они должны быть, а вы уж сами приделайте, какие захотите.
На различных форумах, как наших, так и очень зарубежных, кто-то советовал порт в полплощади диффузора, кто-то рекомендовал треть, кто-то четверть, – словом, разнобой, неразбериха и отсутствие каких бы то ни было аргументов. Если сделать порт малого диаметра, он будет шуметь, а если диаметр большой, порт становится длинным и не помещается в короб. Где золотая середина, где кроется разумный компромисс?
Чтобы понять это, я провел серию экспериментов с портами круглого и прямоугольного сечения разных форм: прямых, конических, а также напоминающих песочные часы. При этом отмечал заметность шумов на расстоянии 0.5 м от порта, а также рассчитывал скорости воздушного потока на выходе порта и в самой узкой его части.
По результатам этих исследований и была создана программа Bassport (название придумывал не слишком долго 🙂). Это инструмент, с помощью которого вы сможете проектировать хорошие порты, избавившись от сомнений вроде "а пойдёт ли такая площадь сечения?"
Общая идея такова: шумы становятся заметными, если скорость воздушного потока на выходе порта превышает 6...9 метров в секунду. Так получалось со всеми портами, участвовавшими в экспериментах. При скорости 6 м/с шумы были едва заметны, а при 9 м/с они определялись уверенно.
Вот так выглядит главное окно программы. Еще есть окно помощи и окно базы данных по автозвуковым брендам, но с ними вы запросто разберетесь без моих подсказок, а мы продолжим.
Как видите, интерфейс простой. В самом верху, под заголовком окна, панель управления. В левой её части пять кнопок управления проектами: Создать, Открыть, Сохранить, Печатать, Удалить, – словом, стандартные кнопки.
Последняя из кнопок носит имя Калькулятор. С её помощью можно рассчитать длину звуковой волны для нужной частоты, либо наоборот, частоту по заданной длине волны.
А еще можно определить настройку фазоинвертора, если известен рабочий объем и размеры порта.
Если нажмем кнопку Car Audio, мы увидим список автозвуковых брендов и даже сможем перейти на сайт выбранного производителя, разумеется, если к этому времени у вас установлено Интернет-соединение.
И наконец, крайняя справа кнопка Помощь. Прежде чем начать работать с программой, воспользуйтесь ею. Ну, это моё благое пожелание, а практика говорит о том, что нажимают ее в лучшем случае четверть пользователей.
А лично вы как – в числе большинства? 🙂
Остальное рабочее пространство главного окна разделено на две части: верхнюю и нижнюю.
Верхняя часть: тут мы вводим данные.
Нижняя часть... тоже кое-что вводим, и затем нажимаем кнопку Пересчитать.
Справа расположены серые поля, в них-то и выводятся результаты расчета. Давайте посмотрим, что там.
Первым делом замечаем, что результаты отображаются в двух столбцах: для горловины и для выхода порта. Если порт простой, то значения в обоих столбцах будут одинаковыми, а если порт сложной формы, то будут различаться.
Во-вторых, все значения приведены для одного порта, даже если вы задали количество портов больше единицы. Это чтобы вы не путались и ничего не отнимали-перемножали. Как выведено на экране, такой порт и пилим в потребном количестве. Два так два. Пять так пять. Никаких пересчетов ни в голове, ни на бумаге, ни, прости Господи, в Экселе, делать не надо.
Вот, собственно, и всё.
Ах, да. Слева внизу видим несколько кнопок, позволяющих выбрать форму порта. Как показала бурная повседневность, наиболее часто люди пользуются кнопками 1, 5 и 6. Поиграйте с ними самостоятельно, посмотрите, что из этого получится.
Вот теперь точно всё. Теперь у вас есть хороший инструмент для проектирования портов, да еще с русскоязычным интерфейсом.
Как, еще нет? Тогда срочно найдите справа на странице заголовок "Получи Bassport", введите ваше имя и е-мейл, подтвердите подписку - и получите ссылку на скачивание.
Пользуйтесь на здоровье. А если станет не хватать возможностей этой программы, обратите внимание на более продвинутую версию, . Она платная, но думаю, вы не будете разочарованы.