Публикация от: 18-05-2010, 12:50
  • 0
Резонанс салона-Распространение волнДавайте освежим в памяти наши теоретические познания, сегодня вспомним каким же образом происходит распространение НЧ волн в салоне автомобиля. Стоит отметить, что это достаточно важный момент я бы сказал ключевой, поэтому необходимо четко представлять как это происходит. Итак, что происходит, когда в салоне реального автомобиля тяжко трудится громкоговоритель? На средних частотах длина звуковой волны, излучаемая им, меньше даже самого малого линейного размера салона (как правило, высоты). Акустические волны, излучаемые громкоговорителем, распространяются внутри салона, как бегущая волна, отражаются от границ замкнутого пространства, возвращаются в излучателю, в общем — происходит веселая круговерть волн. На каких-то частотах волны становятся стоячими (это когда размер салона оказывается кратным длине волны), там возникают узлы и пучности звукового давления, но речь сейчас не о них.
С понижением частоты приближается момент, когда даже половина длины волны излучаемого сигнала оказывается больше, чем самый протяженный размер салона (обычно, сами понимаете, длина). Вот этот момент и называется границей компрессионной зоны, в которой акустический отклик меняется радикально. Смотрите: пока частота относительно высока, колебания воздуха, создаваемые динамиком, распространяются в виде волн. В одной точке — область повышенного давления, чуть поодаль, на расстоянии в пол-волны — пониженного. А когда частота настолько низкая (а длина волны настолько велика), что вдоль всей машины помещается меньше пол-волны, никто уже никуда не бежит. Создаваемое динамиком переменное давление меняется во всем пространстве салона синфазно: везде в сторону повышения или везде в сторону понижения, как будто динамик это насос, периодически накачивающий или, наоборот, откачивающий воздух из салона. Когда волна бегает туда-сюда, ведущую роль в формировании звукового давления играет колебательная скорость диффузора, а в пределах компрессионной зоны главным фактором становится амплитуда колебаний диффузора. А вот она с понижением частоты растет, что видел каждый, кто хоть раз смотрел на диффузор динамика «в деле».

Резонанс салона-Распространение волнКак известно, автомобиль, как и любое другой физическое тело, имеет основной резонанс и целый ряд второстепенных, малых резонансов. В приложении к SPL – соревнованиям нас прежде всего интересует именно основной резонанс. Если вспомнить школьный курс физики, то мы увидим, что резонанс – это резкое многократное увеличение амплитуды колебаний физического тела. То есть, логично было бы предположить, что если мы поставим резонанс себе на службу, то получим значительное увеличение звукового давления. Остается вопрос – как определить этот самый резонанс? Тут есть две стороны медали. Первая – все очень просто, резонанс большинства легковых автомобилей среднего размера (например, ВАЗ 2109, ВАЗ 2112 и др.) находится в диапазоне 48-55 Гц. Это факт, проверенный многолетней практикой многих опытных эспиэльщиков, ориентируйтесь на эти цифры при построении своей первой SPL – системы, и все будет хорошо. Вторая сторона медали – все очень сложно! Во-первых, резонанс нужно знать очень точно, во-вторых, нужно знать резонанс салона на том уровне громкости, на котором планируется выступать, так как с повышением звукового давления меняется поведение кузова авто, появляются мощные деформационные силы, влияющие на резонансные явления в металле. Как же быть, ведь так не хочется терять драгоценные децибелы?

Предлагаю следующий метод определения резонанса. Для него нам потребуется поместить наш сабвуферный динамик в оформление ЗЯ (закрытый ящик) и диск с нарезкой частот от 30 до 70 Гц с интервалом в 1 Гц. Сначала выносим наш ЗЯ на улицу и слушаем частотную нарезку, замечая, на какой частоте получается самый громкий звук (хотя конечно в идеале нужно этот замер делать не ушами, а инструментально, но уж если нет измерительного прибора, то хотя бы так). Рисуем для себя АЧХ (амплитудно-частотную характеристику). Затем помещаем наш ЗЯ в автомобиль в такое положение, в котором будет стоять наш будущий «боевой» ящик (почему именно так, мы поговорим чуть ниже). Закрываем все окна и двери. Снова слушаем частотную нарезку, определяя самую громкую частоту и рисуя для себя АЧХ. Полученные АЧХ на улице и в машине сравниваются. Частота, на которой различия в АЧХ будут максимальны и будет искомой частотой резонанса.

Резонанс салона-Распространение волнСледующее полезное явление, которой мы просто обязаны поставить себе на службу – это так называемые стоячие волны (хотя наибольшее влияние эти волны оказывают в седанах и экстремальных установках, где динамики устанавливаются в стенки). По сути это тоже резонанс, но в резонанс входит не кузов авто, а наполняющий его воздух (описание грубое, но наиболее точно приближено к действительности). Частота возникающей с салоне авто стоячей волны зависит от геометрических размеров салона. Для его определения вооружимся рулеткой и померием длину салона от лобового до заднего стекла. Умножим полученное значение в метрах на 4. Теперь скорость звука в воздухе (340 м/с) делим на полученное измерениями значение (это получается нужная нам длина волны) и получаем значение частоты в герцах. То есть, допустим расстояние от лобового стекла до заднего – 1,9 метра. Умножаем на 4. Получится 7,6. Теперь 340 делим на 7,6 и получаем 44,7 Гц. Это и есть частота, на которой в салоне будет возникать стоячая волна. Итак, мы определили что, допустим, резонанс салона у нас 50 Гц, а стоячая волна образуется на 36 Гц. Возникает вопрос – и все-таки, на какую же частоту настраивать порт и какая частота будет боевой? Тут есть маленькая хитрость, которая работает с большой вероятностью в большинстве хэтчбэков – в качестве частоты настройки порта мы выбираем примерно среднее значение от этих двух частот, в данном случае это будет 43-44 Гц. Почему именно так? Да потому что при замерах пик амплитуды будет как раз на частоте резонанса салона! В него мы и будем «стрелять» на замерах, надеясь получить максимальный результат.

Что же касается соревнований в формате ЕММА ESPL, тот тут все несколько сложнее. Потому что замеры проходят на музыкальном материале, и зачастую спортсмены не знают, какой трек выберут судьи для соревнований. Тут уж спортсмен сам решает, на что ему сделать ставку – то ли надеяться поймать частоту, на которой его система имеет максимум, то ли пытаться поймать максимум амплитуды на данном треке. Тут уже важен соревновательный опыт и житейская мудрость. Еще одно замечание по поводу получения максимальных результатов. Вы наверное не однократно видели, как на соревнованиях группа поддержки спортсмена облепляет автомобиль, держит его. Имеет ли это смысл? Иногда. А иногда и просто вредит. Но узнать, нужна ли такая поддержка именно вашей системе, можно только имея много времени на эксперименты и собственный измерительный комплекс. И то и другое для серьезного спортсмена не составляет проблемы, а для новичка приходит по мере необходимости.

Теги: Автозвук