Kućišta za subwoofere, više od kutije
Desetljećima se vodila rasprava za raspravom o tome koja su od različitih kućišta subwoofera “najbolja” i zašto. Pogledajmo zašto nam uopće treba kućište subwoofera i kako se tri popularna stila – zatvoreni, ventilirani i pojasni – razlikuju u svom dizajnu i izvedbi.
Upravljanje povratnim valom
Kad biste spojili bilo koji zvučnik na pojačalo, držali ga u ruci i puštali glazbu u njega, ustanovili biste da ne čujete bas. To je zato što zvuk koji dolazi s prednje strane zvučnika poništava zvuk koji dolazi sa stražnje strane. Trebamo način da zvuk koji dolazi sa stražnje strane membrane zvučnika ne ometa zvuk koji dolazi sprijeda. Kad biste izrezali rupu u sredini velikog, ravnog komada drveta i montirali zvučnik u nju, čuli biste puno više basa. Zapravo, sve dok poluvalna duljina bas frekvencija ne postane duža od dimenzija komada drveta, dobit ćete stvarno dobar, čvrst bas. Ako stavimo zvučnik u hermetički zatvoreno kućište, nijedan zvuk koji dolazi straga neće ometati zvuk koji dolazi sprijeda.
Upravljanje napajanjem
Sposobnost zvučnika da koristi snagu koju proizvodi pojačalo ograničena je dvama kriterijima – koliko daleko se membrana zvučnika može pomaknuti i koliko topline glasovna zavojnica zvučnika može podnijeti. Ograničenja upravljanja toplinskom snagom prvenstveno se temelje na dizajnu zvučnika – veličina glasovne zavojnice, način na koji se upravlja protokom zraka oko glasovne zavojnice i blizina nepokretnih komponenti sklopa motora glasovnoj zavojnici ključni su čimbenici koji doprinose . Ograničenja ograničena izletom također su dio dizajna zvučnika – ključni su čimbenici koliko je dugačak namot glasovne zavojnice, koliko je visoka gornja ploča i koliki je hod ovjesa dostupan.
Izlet
Kada se radi o reprodukciji basa, zvučnik se mora pomaknuti četiri puta više svaki put kada se ulazna frekvencija prepolovi. Na primjer, zvučnik koji se kreće 0,125 inča pri 100 Hz mora se pomaknuti 0,5 inča da bi reproducirao istu izlaznu razinu pri 50 Hz i 2 inča pri 20 Hz. Možete vidjeti da su za najniže frekvencije ograničenja ekskurzije membrane značajna – vrlo malo zvučnika može se pomaknuti 2 inča bez značajnog izobličenja.
Kada stavimo zvučnik u kućište, kombinacija kućišta i zvučnika stvara visokopropusni filtar. Učinkovito smanjujemo niskofrekventni izlaz zvučnika. Zašto bismo to htjeli učiniti? Prednost kućišta je u tome što možemo kontrolirati kretanje membrane zvučnika. Gledanje jednostavnog akustičnog ovjesa (poznatog i kao zatvoreno) kućište bit će najjednostavnija ilustracija ovog objašnjenja.
Usklađenost
Svaki zvučnik – od najvećeg subwoofera do najmanjeg visokotonca – ima elastičnost membrane. To zovemo usklađenost. Komplijansu mjerimo uspoređujući je s volumenom zraka s ekvivalentnom opružnošću. Ovu karakteristiku govornika nazivamo Vas. Općenito govoreći, zvučnik s vrlo malim Vas specifikacijama ima čvrst ovjes, a zvučnik s velikim Vas ima mekši ovjes. Postoji puno više od toga, ali za raspravu o značajkama i prednostima kućišta, to je sve što za sada trebamo ući.
Kada stavimo zvučnik u kućište, ukrućujemo ovjes. Kada gurnete membranu zvučnika, pritišćete ovjes zvučnika (koji želi centrirati membranu) i pokušavate pritisnuti zrak u kućištu. Kada se stožac pokušava pomaknuti prema van iz stanja mirovanja, vi stavljate zrak u stanje vakuuma - on želi povući stožac natrag u položaj mirovanja. Žrtvujemo niskofrekventni izlaz, ali dobivamo značajnu snagu i kontrolu nad kretanjem membrane zvučnika. Za potonje, kombinacija zraka u kućištu i ovjesa zvučnika pomaže zaustaviti pomicanje membrane zvučnika nakon što ga električni signal pokrene.
Zamislite to kao amortizer na vozilu. Vidite da je postojanje kućišta kritično.
Kućišta subwoofera s akustičnim ovjesom
Najjednostavnije kućište naziva se akustični ovjes ili zabrtvljeno kućište. U ovim kućištima, zvučnik stavljamo u hermetički zatvorenu kutiju. Kad stavimo zvučnik u kućište, sustav rezonira na određenoj frekvenciji koju - mi to nazivamo Fc. Ispod te frekvencije, izlaz se smanjuje brzinom od -12 dB po oktavi. Ako sustav ima rezonantnu frekvenciju od 50 Hz, izlaz će biti 12 dB tiši na 25 Hz.
Kućišta s akustičnom suspenzijom među najmanjima su od različitih kućišta o kojima ćemo raspravljati. Oni su također najlakši za konstruirati i najviše opraštaju u pogledu grešaka u izračunu. Ako kombinirate okretanje kućišta i sustava zvučnika s povećanjem učinkovitosti koje dobivate iz relativno malog volumena zraka u unutrašnjosti vozila (često se naziva funkcija prijenosa ili pojačanje kabine), možete dobiti vrlo ravan odziv u automobilu s dobrim infrazvučnim izlazom. Bas iz kućišta s akustičnim ovjesom vrlo je čvrst i kontroliran, zahvaljujući izvrsnom prijelaznom odzivu.
Postoji loša strana. Ako tražite glasan bas, tada vam je potreban drajver koji ima puno mogućnosti izleta i potrebna vam je razumna količina snage za pomicanje membrane zvučnika naprijed-natrag kako biste dobili razinu izlaza koju želite. Postoji još jedan nedostatak o kojem se ne govori toliko, a to je distorzija. Kako se zvučnik povećava u ekskurziji, količina izobličenja koja stvara se povećava. Isto tako, izobličenje se povećava blizu rezonantne frekvencije zvučnika. Dakle, što možete učiniti?
Bass Reflex kućišta subwoofera
Kućište bas refleksa (poznato i kao portirano ili ventilirano) koristi otvor za povećanje niskofrekventnog izlaza korištenjem energije povratnog vala zvučnika. Ventilacijski otvor, često okrugla cijev ili ponekad pravokutni utor, ima površinu i duljinu. Specifična površina i duljina ventilacijskog otvora i njihov odnos prema ukupnom volumenu kućišta uzrokuju rezoniranje stupca zraka u ventilacijskom otvoru na određenoj frekvenciji kada ga pobuđuje zvučnik. Obično ugađamo bas refleks kućišta prilično nisko kako bismo naglasili donju oktavu ili tako nešto čujnog frekvencijskog raspona. Mogu se podesiti više kako bi se povećala učinkovitost za aplikacije s visokim SPL-om. Ipak, uvijek postoji žrtva – kada kućište podesimo više, žrtvujemo niskofrekventne performanse.
Bas refleks kućišta obično su veća od zatvorenih kućišta. Ne postoji čvrsto pravilo koje bi se povezivalo s odnosom veličine, ali 25–50% je uobičajeno. Kompromis za tu dodatnu glasnoću je dvostruk - veća učinkovitost u frekvenciji ugađanja i više rukovanja snagom, na nekim frekvencijama.
Kada subwoofer koji se koristi u kućištu bas-refleksnog subwoofera proizvodi frekvencije oko rezonantne frekvencije kombinacije ventilacijski otvor/kućište, odstupanje drajvera gotovo se smanjuje i sav "posao" obavlja ventilacijski otvor. Jezgrovitije rečeno, oko frekvencije ugađanja, većina glazbe proizvodi ventilacijski otvor. Prednost ovoga je da su problemi s rukovanjem snagom uzrokovani ograničenjima ekskurzije stošca dramatično povećani. Budući da se konus jedva pomiče, mogu se postići vrlo visoke razine zvučnog tlaka. Oko frekvencije ugađanja, rukovanje snagom ograničeno je toplinskim mogućnostima subwoofera.
Kao što smo ranije spomenuli, jedan čimbenik koji pridonosi izobličenju zvučnika je ekskurzija membrane. S kućištem s bas refleksom, vozač se znatno manje kreće nego s kućištem s akustičnim ovjesom. Sve dok sam ventilacijski otvor ima dovoljno površine i gladak prijelaz na oba otvora, izobličenje koje proizvodi pravilno dizajnirano kućište bas refleksa može biti impresivno malo.
Ništa nije besplatno, zar ne? Čimbenik pri donošenju odluke o korištenju dizajna bas refleksa je koliko brzo se izlaz smanjuje ispod frekvencije ugađanja. Gdje se kućište s akustičnim ovjesom kotrlja pri -12 dB po oktavi, kućište s bas refleksom se kotrlja pri 24 dB po oktavi. Ispod frekvencije ugađanja, otvor se sve više ponaša kao rupa u kućištu, nudeći sve manji povratni pritisak kako se frekvencija smanjuje. Projektiranje i upravljanje izletom vozača temeljni je dio dizajna bas refleksnog kućišta.
Bandpass subwoofer kućišta
Nakratko ćemo se dotaknuti pojasnih kućišta da završimo ovaj članak. Postoji nekoliko različitih dizajna za bandpass kućišta. Neki koriste zatvoreno kućište, a neki ventilirano. Neovisno o tome je li stražnja komora zatvorena ili ventilirana, izlaz subwoofera reproducira se u ventiliranom kućištu. Ovo kućište djeluje kao niskopropusni filtar. Zašto bismo željeli dizajnirati pojasnopropusno kućište?
Prvo i najvažnije, sav izlaz iz kućišta proizvodi ventil ili otvori. To omogućuje kreativnom dizajneru da izgradi kućište u prtljažniku vozila i da ventilacijski otvor prolazi kroz stražnju policu. Bilo je nekoliko nevjerojatnih pojasnih kućišta izgrađenih u prednjem skladišnom prostoru vozila sa središnjim ili stražnjim motorom. The vent allows the bass to enter the interior of the vehicle. Bandpass enclosures can also offer impressive gains in efficiency over acoustic suspension and bass reflex enclosures, but they do so at the sacrifice of bandwidth and enclosure volume.
A bandpass enclosure has two resonant frequencies – one for each of the enclosures. The resultant management of cone excursion can allow a great deal of bass to be produced from limited excursion drivers. While the speaker cone itself does not move a great deal, the amount of work done by the motor assembly is still significant. You are still putting power into the speaker, and work is being done. Because the front chamber of the enclosure acts as a filter, it can also be very difficult to hear when the speaker is distorting.
Regarding the complexity of design, and forgiveness of construction error, bandpass enclosures are the most complicated to execute perfectly. Unlike an acoustic suspension or bass-reflex design, bandpass enclosure designs must be tailored exactly to the speaker they are being used with. Never trust the concept of a “generic” bandpass enclosure.
Lastly, because a bandpass enclosure includes an acoustic low-pass filter, it has to be used with good-quality, appropriately sized midbass drivers. If not, the bass can sound lost or disconnected relative to the rest of the music.
For More Details On Subwoofer Enclosures, Visit Your Local Specialist
As you can see, there are many ways to install a subwoofer – or any speaker, for that matter. Navigating the available space in the vehicle, as well as different speaker sizes and designs, can be tricky. The design and construction of an enclosure can be complex, especially when complex shapes are involved. Visit your local car audio specialist retailer to explore different enclosure options for your vehicle.