Этот инструмент позволяет выполнить расчёт фазоинвертора и закрытого ящика для акустических систем. В основу вычислений заложены параметры Тиля-Смолла, которые определяют поведение динамической головки в замкнутом пространстве. Калькулятор помогает определить оптимальный объём короба и геометрические размеры порта для достижения нужных частотных характеристик.
Поля ввода и функции калькулятора
Для работы выбирается один из двух режимов оформления: закрытый ящик или фазоинвертор. В поля вводятся резонансная частота Fs в герцах, полная добротность Qts и эквивалентный объём Vas в литрах. При расчёте фазоинвертора дополнительно указывается диаметр порта в сантиметрах. Результат содержит данные о внутреннем объёме, частоте настройки, длине трубы и габаритах корпуса в форме куба.
Формулы расчёта акустического оформления
Объём фазоинверторного корпуса вычисляется по зависимости: V = 20 * Vas * (Qts ^ 3,3)
Частота настройки порта определяется через соотношение объёмов: Fb = Fs * ((Vas / V) ^ 0,31)
Для закрытого ящика расчёт объёма базируется на целевой добротности Qtc: V = Vas / (((Qtc / Qts) ^ 2) - 1)
Таблица зависимости объёма от параметров Тиля-Смолла
Ниже приведены расчётные значения для фазоинвертора 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 для динамика с Qts 0,3
При использовании динамика с добротностью 0,3, частотой Fs 35 Гц и объёмом Vas 45 литров, формула даёт результат 25,5 литров. Это компактное оформление, требующее точной настройки порта. Частота настройки в этом случае составит 41,7 Гц. К итоговому значению объёма прибавляется запас на вытесняемый динамиком воздух.
Разбор примера для динамика с Qts 0,5
Для головки с добротностью 0,5 при тех же значениях Fs и Vas требуемый объём корпуса возрастает до 104,8 литров. Высокая добротность требует большего пространства для демпфирования колебаний. Частота настройки порта для такого короба составит 27,2 Гц. Такой вариант подходит для крупных систем, где площадь диффузора 15 сабвуфера позволяет работать в большом объёме.
Единицы измерения и согласование
Линейные размеры в расчётах переводятся в единую систему. Диаметр динамиков часто указывается в дюймах, где 13 см соответствуют 5 дюймам, а 20 см примерно 8 дюймам. Объём вычисляется в литрах, что удобно для сопоставления с габаритами багажника. Длина порта и размеры сторон куба выводятся в сантиметрах.
Практическое применение расчётов
Результаты используются при конструировании домашних колонок и автомобильных сабвуферов. Знание частоты среза по уровню минус 3 дБ позволяет спрогнозировать нижнюю границу баса. Настройка порта помогает избежать превышения хода диффузора на критических частотах.
Границы применимости и точность
Калькулятор не учитывает виртуальное удлинение порта при его расположении у стенки корпуса. Также не принимается во внимание влияние наполнителя, который может виртуально увеличить объём на 10-15 процентов. Разумное округление результатов до десятых долей литра является достаточным для сборки.
Типичная ошибка при проектировании
Распространённой ошибкой является игнорирование объёма, который занимают стенки порта, сам динамик и распорки. Если собрать короб ровно по расчётному значению без учёта этих компонентов, итоговая добротность системы окажется выше расчётной. К результату всегда добавляют около 10 процентов на динамик и стойки.
Проверка результата прикидкой
Существует правило выбора типа оформления по значению Qts. Если этот показатель ниже 0,3, для динамика просится фазоинвертор. Если значение выше 0,5, оптимальным выбором станет закрытый ящик. При Qts в диапазоне от 0,3 до 0,5 возможно использование обоих типов оформления.
Геометрия корпуса и площадь порта
После вычисления объёма калькулятор предлагает внутренние размеры куба. Это базовая точка для проектирования короба любой формы. Площадь порта рассчитывается на основе введённого диаметра. Длина порта напрямую зависит от этой площади: чем шире труба, тем длиннее она должна быть.