Инженерный акустический расчёт онлайн позволяет определить геометрические параметры корпуса колонки на основе характеристик динамической головки. Программа вычисляет внутреннее пространство для закрытых конструкций и систем с фазоинвертором, учитывая физические свойства воздуха.
Функционал калькулятора и поля ввода
Инструмент работает в двух режимах: закрытый ящик или фазоинвертор. В систему вводятся паспортные данные динамика: резонансная частота Fs в Герцах, полная добротность Qts и эквивалентный объём Vas в литрах. При расчёте фазоинвертора указывается диаметр порта в сантиметрах. Программа выдаёт добротность оформления Qtc, частоту настройки и длину порта, площадь сечения, частоту среза по уровню минус 3 дБ и габариты кубического корпуса.
Формулы расчёта параметров
Вычисления базируются на математических моделях электроакустики. Объём для фазоинверторного корпуса определяется через эквивалентный объём и полную добротность:
объём фазоинвертора = 20 * Vas * Qts в степени 3,3
Частота настройки порта зависит от соотношения объёмов и резонансной частоты головки:
частота настройки = Fs * (Vas / объём) в степени 0,31
Для закрытого ящика объём рассчитывается исходя из целевой добротности системы:
объём закрытого ящика = Vas / ((Qtc / Qts)^2 - 1)
Пропорции и типы оформления
Выбор типа корпуса диктуется параметром Qts. При значении полной добротности ниже 0,3 эффективнее работает фазоинвертор. Если показатель выше 0,5, динамик предназначен для закрытого ящика. В расчётах учитывается дополнительный объём: к чистому значению прибавляют около 10 процентов на динамик и стойки.
Таблица эталонных значений
Ниже приведены зависимости объёма фазоинвертора от параметров динамика при фиксированной частоте и эквивалентном объёме.
| Qts | Fs, Гц | Vas, литров | Объём фазоинвертора, литров |
|---|---|---|---|
| 0,3 | 35 | 45 | 25,5 |
| 0,4 | 35 | 45 | 55,4 |
| 0,5 | 35 | 45 | 104,8 |
| 0,4 | 45 | 30 | 36,9 |
| 0,35 | 30 | 60 | 52,4 |
Разбор примера с низкой добротностью
Для динамика с параметрами Fs = 35 Гц, Vas = 45 литров и Qts = 0,3 программа вычисляет объём фазоинвертора. После возведения 0,3 в степень 3,3 и умножения на коэффициенты получается 25,5 литров. С учётом десятипроцентной надбавки итоговый объём составит 28,05 литров.
Разбор примера для закрытого ящика
Если используется головка с Qts = 0,4 и Vas = 30 литров, а целевая добротность Qtc установлена на уровне 0,707, расчёт ведётся по формуле закрытого ящика. Квадрат отношения 0,707 к 0,4 за вычетом единицы даёт делитель для Vas. Результат составит 14,1 литра чистого объёма. Это обеспечит ровную АЧХ.
Единицы измерения и согласование
Размеры порта вводятся в сантиметрах, объёмы - в литрах. Частотные характеристики измеряются в Герцах. Важно следить, чтобы эквивалентный объём Vas не путался с габаритным объёмом короба. При переводе литров в размеры для сборки используется соотношение: 1 литр равен 1000 кубических сантиметров.
Практическое применение расчётов
Программа расчёта корпуса акустической системы применяется при изготовлении сабвуферов и колонок. Это исключает ошибки при раскрое материала. Зная площадь порта и его длину, можно избежать появления струйных шумов при работе на больших мощностях.
Типичная ошибка проектирования
Ошибкой является игнорирование объёма, который занимает труба фазоинвертора и корзина динамика. Если собрать короб строго по расчётному значению без учёта этих элементов, реальный объём окажется меньше, что приведёт к росту добротности и появлению горба на низких частотах.
Точность данных и округление
Параметры Тиля-Смолла имеют разброс внутри одной партии. Округление результатов до десятых долей литра является достаточным. Длину порта при изготовлении стоит выдерживать с точностью до миллиметра, так как этот параметр влияет на настройку системы.
Проверка результата прикидкой
Для проверки правильности вычислений используется правило: чем выше Qts, тем больше требуется объём для достижения того же значения Qtc. Если при увеличении Qts калькулятор показывает уменьшение объёма, следует проверить введённые числа на опечатки.
Границы применимости калькулятора
Этот инструмент не выполняет расчёт трёхполосной акустики в части фильтров и не учитывает влияние формы передней панели. Расчёт фильтров акустических систем онлайн 3 полосной требует отдельных алгоритмов для учёта индуктивности и ёмкости, что выходит за рамки проектирования корпуса.