Калькулятор объема короба сабвуфера

Неправильно подобранный объём короба – главная причина, почему сабвуфер «бубнит», хрипит или не выдаёт обещанной мощности. Производитель указывает рекомендованный диапазон, но без параметров Тиля-Смолла конкретного динамика расчёт превращается в догадки. Калькулятор объёма короба сабвуфера рассчитывает оптимальные размеры корпуса под ваш динамик и тип акустического оформления.

Калькулятор работает с тремя типами корпусов: закрытый ящик (ЗЯ), фазоинвертор (ФИ) и бандпасс 4-го порядка. Расчёт учитывает параметры Тиля-Смолла динамика: Fs (резонансная частота), Qts (полная добротность), Vas (эквивалентный объём). Для фазоинвертора дополнительно рассчитываются размеры порта: площадь сечения, длина для заданной частоты настройки. Результат выдаётся в литрах с разбивкой по чистому объёму и объёму с учётом вытеснения динамиком.

Какой тип короба выбрать

Тип акустического оформления определяет характер звука и требования к усилителю. Нет универсального решения – каждый вариант имеет свою нишу.

Закрытый ящик – простая и надёжная конструкция. Динамик работает в герметичном объёме, который работает как воздушная пружина. Характеристики: ровная АЧХ, быстрый затухание, точный бас. Недостаток – низкая эффективность, требуется усилитель с запасом мощности. Подходит для музыки с чётким ритмом: рок, электроника, джаз.

Фазоинвертор – корпус с портом (трубой или щелью), настроенным на определённую частоту. Порт создаёт дополнительное акустическое излучение в противофазе, усиливая звучание на частоте настройки. Результат: прирост 3–4 дБ в рабочем диапазоне без увеличения мощности усилителя. Сложнее в расчёте и изготовлении, чувствителен к ошибкам. Выбирают для громкого повседнева и начинающих SPL-систем.

Бандпасс 4-го порядка – динамик установлен между двумя камерами, одна из которых имеет порт. Весь звук выходит через порт, динамик полностью скрыт. Характеристики: максимальная отдача в узкой полосе, агрессивный, «навязчивый» бас. Применяется в соревнованиях по громкости, для повседнева редко – звучание слишком окрашенное.

Параметры Тиля-Смолла: что значат цифры

Без параметров Тиля-Смолла расчёт корпуса невозможен – это как подбирать очки без диагностики зрения. Все три основных параметра указаны в паспорте динамика или на сайте производителя.

Fs – резонансная частота динамика в свободном пространстве (Гц). Чем ниже Fs, тем глубже потенциально может играть сабвуфер. Для качественных 10-дюймовых динамиков Fs обычно 25–35 Гц, для 12-дюймовых – 20–30 Гц, для 15-дюймовых – 18–25 Гц.

Qts – полная добротность динамика, учитывает механические и электрические потери. Безразмерная величина, обычно 0,3–0,7. Низкий Qts (0,25–0,35) – динамик «любит» большой объём, подходит для фазоинвертора. Высокий Qts (0,5–0,7) – лучше работает в закрытом ящике малого объёма.

Vas – эквивалентный объём, объём воздуха, жёсткость которого равна жёсткости подвижной системы динамика (литры). Чем больше Vas, тем больше требуется корпус. Для 10-дюймовых типичные значения 20–50 л, для 12-дюймовых – 40–80 л, для 15-дюймовых – 60–150 л.

Формулы расчёта объёма короба

Калькулятор автоматизирует расчёт, но понимание формул помогает контролировать результат и вносить корректировки.

Закрытый ящик

Оптимальный объём закрытого ящика для максимально ровной АЧХ (выравнивание по QB3 – квази-Баттерворт третьего порядка):

Vb = Vas / ((Qtc/Qts)² − 1)

где:

• Vb – объём корпуса (л)
• Qtc – целевая добротность системы, обычно 0,707 для плоской АЧХ
• Qts – добротность динамика
• Vas – эквивалентный объём динамика (л)

Например, динамик с Qts = 0,45 и Vas = 60 л при Qtc = 0,707 даёт Vb = 60 / ((0,707/0,45)² − 1) = 60 / (2,46 − 1) = 40,5 л.

Фазоинвертор

Расчёт фазоинвертора сложнее – нужно определить и объём корпуса, и параметры порта. Для настройки по выравниванию Баттерворт (максимально плоская АЧХ):

Vb = 15 × Vas × Qts³,⁴

Fb = Fs × (Vas/Vb)⁰,³¹

где Fb – частота настройки порта (Гц).

Площадь сечения порта (S) выбирается из условия невозбуждения «хрипа» на максимальной мощности:

S (см²) = 0,16 × Fb × Xmax × Sd

где Xmax – максимальный ход диффузора (мм), Sd – площадь диффузора (см²).

Длина порта для трубчатого порта:

L = (c × S) / (4 × π² × Fb² × Vb) − 0,85 × √S

где c = 343 м/с (скорость звука), Vb – в м³, S – в м².

Для щелевого порта формула сложнее из-за краевых эффектов.

Практические примеры расчёта

Разберём расчёт на конкретных примерах популярных динамиков.

Пример 1: Dynamat 12 дюймов, ЗЯ

Параметры: Fs = 28 Гц, Qts = 0,38, Vas = 65 л.

Для Qtc = 0,707: Vb = 65 / ((0,707/0,38)² − 1) = 65 / (3,46 − 1) = 26,5 л.

С учётом вытеснения динамиком (0,5 л) и демпфирования (0,3 л) – чистый объём около 27 л. Внешние размеры при толщине стенок 18 мм и форме куба: примерно 32 × 32 × 32 см.

Пример 2: Alpine Type-R 12 дюймов, ФИ

Параметры: Fs = 32 Гц, Qts = 0,42, Vas = 55 л.

Объём: Vb = 15 × 55 × 0,42³,⁴ ≈ 15 × 55 × 0,05 ≈ 41 л.

Частота настройки: Fb = 32 × (55/41)⁰,³¹ ≈ 35 Гц.

Порт: щелевой, площадь сечения 120 см² (12 × 10 см), длина около 45 см для настройки на 35 Гц.

Рекомендации по изготовлению

Правильный расчёт – только половина успеха. Ошибки при сборке сводят на нет все усилия.

Материал: фанера 18–22 мм марки ФК или МДФ той же толщины. ДСП не подходит – резонирует и разрушается от вибраций. Для мощных систем (более 1 кВт) стенки усиливают рёбрами жёсткости.

Герметичность: все швы промазывают герметиком или клеем. Щели недопустимы – даже небольшая утечка меняет настройку корпуса. Проверяют на герметичность свечой: пламя не должно колыхаться у щелей при работе динамика.

Демпфирование: внутренние поверхности закрывают синтепоном или ватином слоем 1–3 см. Для ЗЯ это обязательно – гасит стоячие волны. Для ФИ стенки напротив порта не демпфируют.

Крепление динамика: через уплотнительную прокладку, болтами М6 или М8 с гроверами. Фланец динамика должен прилегать ровно – перекос создаёт щели и искажения.

Расчёт носит справочный характер. Для критически важных применений (соревнования SPL, дорогостоящее оборудование) рекомендуется проконсультироваться с профессионалом по автозвуку.

Вывод

Калькулятор объёма короба сабвуфера рассчитывает оптимальные размеры корпуса на основе параметров Тиля-Смолла конкретного динамика. Выбор типа оформления зависит от задачи: закрытый ящик для качественного звука, фазоинвертор для громкости, бандпасс для соревнований. После расчёта важно точно изготовить корпус – ошибки сборки сильнее влияют на результат, чем погрешности формул. Следующий шаг: найдите параметры вашего динамика в паспорте или на сайте производителя и выполните расчёт.