Расчет объема акустической системы: Расчёт корпуса и фильтров акустической системы

Содержание

Расчет корпусов акустических систем

Создано 22.10.2019 11:58. Обновлено 17.04.2020 08:50. Автор: Свиридов И..

Данная программа представляет собой EXCEL-евский файл, в котором собран инструментарий для расчёта корпусов Tapered Quarter Wave Pipes (TQWP) или свернутый рупор или труба Войта, который описал данное акустическое решение в 30-х годах XX века.

Создано 15.03.2011 01:34. Обновлено 04.01.2022 12:01. Автор: Ю. Любимов, П. Сайк, Э. Виноградова, М. Эфрусси .

Предлагаемые методы расчета фазоинвертора основан на простейших измерениях, проводимых с вполне определенным экземпляром громкоговорителя, устанавливаемым в акустический фазоинвертор и на номографическом определении размеров последнего. А также варианты расчета фазоинвертора с использованием технических параметров динамиков от производителя.

Создано 08.05.2008 01:05. Обновлено 24.

01.2021 15:52. Автор: Доктор наук И. Воженин.

Одной из основных проблем воспроизведения звука является качество звучания, эффективное функционирование источников звука. В этой технике накопились противоречия между возможностью записи и воспроизведения электрических сигналов звукового диапазона с высокой достоверностью, с одной стороны, и низким качеством преобразования электрических сигналов в звуковые с другой стороны.

С появлением цифровой записи электрических сигналов, практически сняты все вопросы, касающиеся качества записи и воспроизведения, однако существенное использование этих достижений затруднено в связи с неразрешимыми проблемами, имеющими место при воспроизведении низких частот и паразитными гармониками, обусловленными в первую очередь пневматической реакцией объема звуковых колонок, особенно, в недорогих и малогабаритных.

Создано 06.09.2007 20:10. Обновлено 19.03.2020 23:55. Автор: В.К. Иофе, М.

В. Лизунков, П. Сайк.

Очень большое распространение в последние годы получили закрытые акустические системы, которые до недавнего времени были единственным видом АС для высококачественного воспроизведения как в нашей стране, так и за рубежом. И только в последние годы АС с фазоинвертором (АС с ФИ) и АС с пассивным излучателем (АС с ПИ) нарушили монополию закрытых АС.

Создано 05.03.2007 19:59. Обновлено 17.04.2020 08:58. Автор: Неизвестно.

В связи с множественными вопросами, как рассчитать корпуса для динамиков я выкладываю несколько статей, связанных с расчетом акустического оформления для сабвуферов. Не забываем, что акустическое оформление важно для НЧ динамиков. И так начинаем….

В последнее время стало слышно очень много вопросов про динамики и сабвуферы. Подавляющее большинство ответов можно получить на первых трех страницах любой книги, написанной профессионалами. Материал адресован в первую очередь начинающим, ленивым;) и сельским самодельщикам, подготовлен на основе книг И.

А. Алдощиной, В.К. Иоффе, отчасти Эфрусси, журнальных публикаций в Wireless World , АМ и (немного) личного опыта . Не использовалась информация из Интернета и ФИДОнета.

Материал никоим образом не претендует на полноту освещения проблемы, а представляет собой попытку объяснить на пальцах азы акустики.

Чаще всего вопрос звучит примерно так: «нашел динамик, что с ним делать?», или «Товарищ, а говорят такие сабвуферы бывают…». Здесь мы рассмотрим только один вариант решения этой проблемы: По имеющемуся динамику сделать ящик, с оптимальными параметрами на HЧ, насколько это возможно. Этот вариант сильно отличается от задачи заводского конструктора-натянуть нижнюю частоту системы до необходимой по ТУ величины

Создано 30.11.2006 21:26. Обновлено 04.01.2022 15:33. Автор: E. Jakulis.

Настоящая статья о влиянии резонаторов Гельмгольца при проектировании TQWT, написанная E. Jakulis, является результатом активной дискуссии с FilippoPunzo.

Создано 06.10.2006 19:27. Обновлено 13.04.2020 09:57. Автор: Салона АВ.

«Володя, будешь на складе — захвати порты для фазиков …»
(подслушано в одной из московских установочных студий)

Когда АвтоЗвук был еще маленьким и сидел под крылом Салона АВ, вышли в свет две первые части трилогии о сабвуферах — о том, чего ждать от разных типов акустического оформления и как подобрать динамик для закрытого ящика.

Значительная часть тех, кто, обдумывая житье, решил с пониманием отнестись к басовому вооружению своего автомобиля, этим, в принципе, уже могла бы обойтись. Но не все. Поскольку существует как минимум еще один, чрезвычайно популярный тип акустического оформления, по распространенности не уступающий закрытому ящику.

Фазоинвертор в отечественной литературе, bass reflex, ported box, vented box — в англоязычной — все это, по сути, звукотехническая реализация идеи резонатора Гельмгольца. Идея проста — замкнутый объем соединяется с окружающим пространством с помощью отверстия, содержащего некоторую массу воздуха. Вот именно существование этой массы — того самого столба воздуха, который, по утверждению Остапа Бендера, давит на любого трудящегося, и производит чудеса, когда резонатор Гельмгольца нанимают на работу в составе сабвуфера. Здесь мудреная вещь имени германского физика приобретает прозаическое имя тоннеля (по-буржуйски port или vent) .

Расчет корпусов TQWP и чертежи трубы Войта

За основу был взят файл John Rutter по расчетам David B. Weems, сделана попытка минимизировать разброс параметров вычислений допущеных в этом файле, произведена адаптация под метрическую систему мер.

Также автор добавил в TQWP программу блок расчёта деталей корпуса с возможностью вывода на печать эскизов с размерами.

Программа адаптирована под два режима просмотра 800х600 и 1024х768, для выбора режима на основных листах программы имеются кнопки.

Лист «Расчет TQWP»

Блок расчета содержит все необходимые данные для вычисления размеров корпуса. Нужно заметить, что все размеры внутренние, добавляйте тощину материалов.

Данные можно вводить только в ячейки подсвеченные белым цветом и только в миллиметрах, остальные ячейки информационные и защищены от редактирования.

Рис. 1. Интерфейс программы расчтеа корпуса TQWP

В принципе все просто, но данные, по которым могут возникнуть вопросы постараюсь объяснить.

Толщина материала внутренней перегородки: желательно брать плотный материал не подверженный резонансу (ДСП, фанера, лучше бакелитовая), толщиной не менее 20 мм, так, как перегородка является элементом крепления боковых панелей.

Внешний диаметр корзины динамика: внешние габариты динамика.

Диаметр эффективной части диффузора: желательно брать данные, предоставленные производителем, но можно и измерить самим, нужно измерить расстояние между центрами подвеса диффузора, что тоже близко к истине.

Диаметр посадочного отверстия: пригодится при расчете деталей корпуса.

Собственная резонансная частота динамика: необходима для автоматического расчета частоты настройки корпуса TQWP.

Глубина закрытой части рупора: глубина площадки закрытого конца рупора (конуса). Категорически не рекомендуется делать больше 25–50 мм. Изменяя этот параметр можно в небольших пределах менять положение динамика по вертикали на передней панели.

Эффективная площадь диффузора: вычисляется автоматически.

Площадь открытой части рупора: равна 2,5-ой эффективным площадям диффузора.

Вычисляется автоматически.

Площадь закрытой части рупора: вычисляется автоматически.

Позиция динамика: расстояние от закрытого конца рупора до центра посадочного отверстия динамика. Вычисляется автоматически.

Ширина корпуса: по умолчанию за ширину корпуса принимается внешний диаметр корзины головки. При желании изменить ширину корпуса, нужно подставить значение, на которое увеличится ширина с каждой стороны.

Глубина корпуса: внутренняя глубина корпуса. Вычисляется автоматически.

Высота корпуса: внутренняя высота корпуса. Вычисляется автоматически.

Глубина открытой части рупора: вычисляется автоматически.

Длина перегородки: вычисляется автоматически.

Высота порта: вычисляется автоматически.

Площадь порта: равна эффективной площади диффузора.

Внутренний объем корпуса: вычисляется автоматически.

Длина свернутого рупора: равна 1/4 длины волны, частоты настройки корпуса. Вычисляется автоматически.

Внешний диаметр ВЧ головки: если не предполагается использование ВЧ головки этот параметр можно упустить.

Диаметр посадочного отверстия ВЧ головки: Если не предполагается использование ВЧ головки этот параметр можно упустить.

Формулы применяемые при расчете TQWP

Рис. 2. Формулы применяемые при расчете TQWP

В таблице расчета TQWP сознательно допущена неточность по сравнению с оригинальным файлом. Вопрос в том, что считать открытым концом рупора, днище корпуса или расстояние от верхней части порта до задней стенки?

По моему убеждению, порт не является частью резонатора. Хотя это мое, личное мнение. Я могу и ошибаться. Согласно расчетам David B. Weems фактическая длина рупора может быть на 20% больше расчетной, так что, даже если я ошибаюсь, погрешность все равно в пределах допустимой нормы.

Лист «Корпус TQWP»

Здесь автор предлагает наиболее простой вариант чертежа TQWP. В конструкции предусмотрена возможность установки ВЧ головки. Так как размеры корпуса достаточно внушительные, желательно применять материал не менее 20–25 мм толщиной.

Передняя панель состоит из двух элементов: основной панели, на которую крепится широкополосный динамик и декоративной панели, которая приклеивается и притягивается саморезами к основной панели. Широкополосный динамик устанавливается в корпус снаружи, впотаи, ВЧ внахлест.

Дабы придать большую жесткость, нижняя панель тоже выполнена в виде бутерброда. Для придания респектабельного вида, предлагается два гриля, верхний прикрывающий динамики и нижний, закрывающий отверстие порта.

Рис. 3. Лист «Корпус TQWP»

Краткое описание вводимых данных.

Передняя панель: толщина материала основной передней панели.

Передняя декоративная панель: толщина материала декоративной передней панели.

Задняя панель: толщина материала задней панели.

Боковая панель: толщина материала боковых панелей.

Перегородка 1: толщина материала внутренней перегородки 1. Во избежание резонанса, желательно использовать материал, как можно толще. Перегородка также является элементом крепления боковых панелей и ребром жесткости.

Перегородка 2: толщина материала днища закрытого конца рупора.

Верхняя панель: толщина материала верхней панели.

Нижняя панель 1: толщина материала нижней фальшь панели. Желательно использовать материал, как можно толще, так, как панель является элементом крепления боковых и задней панелей.

Нижняя панель 2: толщина материала нижней панели.

Гриль верхний: толщина материала декоративной накладки на динамик.

Гриль нижний: Толщина материала декоративной панели прикрывающей отверстие порта. Ровна толщине декоративной передней панели.

Высота терминала: Если предполагается использование прямоугольного терминала. Если терминал другой формы или отсутствует, оставляйте ячейку пустой.

Ширина терминала: Если предполагается использование прямоугольного терминала. Если терминал другой формы или отсутствует, оставляйте ячейку пустой.

Диаметр терминала: Если предполагается использование круглого терминала. Если терминал другой формы или отсутствует, оставляйте ячейку пустой.

Расстояние между корпусами динамиков: Расстояние между корпусами динамиков. При использовании ВЧ динамика.

Нижний обвод верхнего гриля: Расстояние между отверстием под динамик и нижней кромкой гриля.

Площадка крепления нижнего гриля: Площадка на основной передней панели не прикрытая декоративной передней панелью, предназначенная для элементов крепления нижнего гриля.

Скос на передней декоративной панели: Параметр не обязательный.

Толщина ткани для гриля: Необходимо для корректного расчета нижнего гриля.

Эскизы чертежей TQWP

После того, как введены все обязательные параметры материалов, необходимых для построения корпуса, можно распечатать эскизы чертежей, нажатием кнопки «Распечатать эскизы». На печать будут выведены 8 листов формата А4 с указанием размеров. К сожалению эскизы не маштабированы.

Необходимо отметить, что эскиз гриля будет распечатан в 2-х вариантах, для одного динамика и для двух ( включая ВЧ ). Выбирайте какой больше нравится.

Рис. 4. Эскизы чертежей TQWP

Лист «Примеры демпфирования трубы Войта»

Показано влияние на АЧХ размещения демпфирующего материала в корпусе.

Рис. 5. Примеры демпфирования трубы ВойтаРис. 6. Лист «Рекомендации по демпфированию колонок TQWP»Рис. 7. Лист «Расчёт длины волны свернутого рупора»

Если кто-то воспользовался этой программой для расчета и изготовления АС, не сочтите за труд, написать пару слов Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript о своих впечатлениях, замечаниях и предложениях. Автор будет благодарен, за небольшой репортаж о проведенных вами работах.

Скачать программу тут или тут.

Вентиляционные системы – Процедура акустического расчета

Расчет акустического шума вентиляционной системы можно выполнить в соответствии с процедурой, указанной в примере ниже:

Источники звука и шума

Оценка всех источников звуковой мощности.

1. Оценка уровня звуковой мощности вентилятора – L _N

Введите данные производителя о звуковой мощности или рассчитайте звуковую мощность вентилятора.

2. Добавить коэффициенты безопасности

Добавьте коэффициенты безопасности – рекомендуется 3 дБ.

Затухание

Оцените затухание в системе.

10. Эффект помещения и терминала

Уровни звукового давления – L _p – преобразуются в уровень звуковой мощности – L _w – на клеммах. Необходимо учитывать акустические характеристики помещения, а также количество и расположение клемм.

а) Определить акустические характеристики помещения. В этом примере используется среднее звукопоглощение для помещения.
b) Определите, находится ли приемник в прямом или реверберационном поле. В примере слушатель находится примерно в 1,5 м от терминала.
c) Найдите характеристики поглощения помещения. В примере поглощение для стен, потолка, пола, людей, штор и их площадей рассчитывается как 30 м ² Сабина. Согласно ^а) и ^в) затухание 8 дБ .
d) Определить, сколько терминалов находится под влиянием слушателя. Внимание! Не забудьте включить подающий и возвратный вентиляторы. В примере на слушателя влияют два терминала. Из в) вычитаем 3 дБ .

Затухание от терминала до комнаты 5 дБ . Значения вводятся в примере.

11. Припуск на торцевое отражение

В примере размер воздуховода 250 мм . Затухание из-за концевого отражения вводится ниже.

12. Шумоизоляция воздуховодов

Рассчитать затухание в воздуховодах без покрытия и с покрытием. Обратите внимание, что в таблице и на диаграммах затухание указано в дБ/м .

13. Затухание в локтях

Рассчитать затухание в локтях.

14. Разделение мощности, ответвление на клеммы

Определить допуск на разделение – ответвление на клеммы.

15. Разделение по уровням мощности, главный воздуховод к ответвлению

Определите припуск на разделение – основной воздуховод к ответвлению.

16. Прочее затухание

Добавьте затухание от других компонентов.

Рассчитать результирующую звуковую мощность и необходимое дополнительное затухание

20.

Результирующая звуковая мощность Вентилятор

Вычесть суммарное затухание из звуковой мощности вентилятора, включая коэффициенты безопасности

21. Критерий уровня звукового давления

Определите критерии уровня звукового давления. В этой таблице указаны допустимые уровни в различных местах. Проверьте против внутренних правил.

В приведенном ниже примере рейтинг шума — NR30 — используется в качестве критерия. Значения NR вводятся в строке 1.

22. Требования к глушителю

Глушитель должен быть выбран так, чтобы обеспечить необходимое затухание. Предпочтительны данные производителя.

Пример – Акустический расчет системы вентиляции

Акустический расчет системы вентиляции – пример

Вы можете сохранить и изменить собственную копию примера, если вы вошли в свою учетную запись Google.

Размер и объем комнаты – Acoustic Fields

Ниже приводится неотредактированная стенограмма из нашей серии видео от Acoustic Fields. В процессе перевода могут возникнуть некоторые ошибки в грамматике и структуре предложения. Для полного понимания и понимания, пожалуйста, просмотрите видео, которое включено в этот текст. Этот блог был обновлен 05.12.19, чтобы отразить изменения в опыте и знаниях в отношении размера комнаты.
______

Всем привет, Деннис Фоли из Acoustic Fields. Сегодня мы поговорим о размере и объеме комнаты, так как я получаю много вопросов по этому поводу, и меня не перестает удивлять, как много, как много недопонимания по этому поводу. Поэтому я как бы собрал здесь некоторые рекомендации, и, возможно, это немного поможет в ситуации.

Ящик под давлением

Что это за комната? Комната на самом деле представляет собой огромную коробку давления. Ну, в некоторых случаях не огромные. Но это коробка давления от наших динамиков или чего бы то ни было, живая комната, управление, голос. Это ящик, который должен содержать и управлять всей энергией, которую вы в него вкладываете, если собираетесь достичь определенных результатов. В живом зале вы хотите записать определенные вещи, вы хотите, чтобы они звучали определенным образом. В контрольной комнате, комнате для сведения и мастеринга вам нужен перевод. Таким образом, у каждого использования комнаты есть определенная цель, которую вы должны достичь. А размер и объем комнаты имеют решающее значение для этой коробки давления. Очевидно, что чем меньше мы делаем коробку, и если мы будем поддерживать постоянное давление, у нас будут проблемы. Очевидно, что если мы будем продолжать увеличивать давление и уменьшать объем коробки, мы можем просто застрелиться, потому что такие отношения вообще не будут работать.

Объем комнаты

Итак, как рассчитать объем комнаты, который состоит из длины, ширины и высоты? Хорошая простая формула. Возьмите длину вашей комнаты, ширину вашей комнаты и высоту вашей комнаты и умножьте эти три. Это даст вам ваш кубический объем, кубический фут объема. Если вы находитесь за границей, кубический метрический объем, вам просто нужно запомнить это число. Итак, я просмотрела нашу базу данных и нашла три подразделения. У нас есть 206 комнат, построенных и измеренных в нашей базе данных, и я взял все эти комнаты и разбил их на три области, и я думаю, что эти три области помогут. Все они основаны на объеме.

Комната Красной Зоны

Если длина, ширина и высота вашей комнаты меньше 1500 футов, пожалуйста, кубические футы, пожалуйста, найдите другую комнату. Почему я говорю это? Это слишком мало, чтобы можно было правильно управлять любой энергией. Возьмем низкочастотную энергию. Если вы собираетесь управлять низкими частотами в помещении объемом менее 1500 кубических футов, объем обработки, который вы должны провести в помещении, сделает его настолько маленьким, что вы не сможете в нем сидеть. Так что меньше, чем 1500 кубических футов, абсолютно нет. Найдите другую комнату.

Комната желтой зоны

Менее 3000 кубических футов. Теперь они могут варьироваться, вы знаете длину, ширину и высоту, все они могут быть разными. Но мы смотрим на кубические футы, потому что здесь мы говорим о коробке давления. Так что меньше 3000 кубических футов проблематично. Да, это можно лечить. Да, с этим можно справиться в зависимости от использования и того, чего вы пытаетесь достичь в этой комнате. Менее 3000 кубических футов подходят для одних применений, но не для других. Итак, когда я называю проблематичным, это поддается лечению, в зависимости от использования. И вы должны выяснить, что вы пытаетесь делать в комнате, а какое лечение вам понадобится в комнате.

Комната зеленой зоны – лучшая

Следующая комната больше 4500 кубических футов. Все, что превышает 4500 кубических футов, поддается обработке и может использоваться практически во всех формах и целях. Итак, это даст вам некоторое представление о трех разных уровнях, на которые стоит обратить внимание. Если вы рассматриваете комнату для дополнительного использования, посмотрите на длину, ширину и высоту, получите объем, посмотрите на эту диаграмму, и я собираюсь включить диаграмму в конец, чтобы вы могли ее визуализировать. И просто посмотрите, где ваши размеры попадают в эту таблицу, и поймите, что если он меньше 1500 кубических футов, найдите другую комнату. Просто сделай так, тебе будет намного лучше. Менее 3000 кубических футов, мы можем его обработать. Это проблематично, у нас есть проблемы с давлением, у нас есть проблемы со временем реверберации RT 60, но это поддается лечению в зависимости от использования. Теперь есть квалификации для использования. Это не сработает, может быть, для живой комнаты с ударными, но может сработать для голосовой комнаты или контрольной комнаты. Так что все зависит от использования. 4500 кубических футов и выше, много места, много места для управления низкочастотным давлением и отражениями или RT 60 раз. На этом графике, на который я ссылаюсь, вы можете увидеть разбивку, и она окрашена в красный, желтый и зеленый цвета. Красный акустически не подходит, а желтый вызывает проблемы в зависимости от использования. Так что помните об этой диаграмме и часто обращайтесь к ней, если вы смотрите на использование, давление и объем в помещениях.

Низкочастотный

Первое, что нас беспокоит в любом небольшом помещении, это низкочастотная энергия. Низкочастотные энергетические волны длинные и высокие, и большинство из них не поместятся в наших комнатах. Когда они не подходят, они создают искажение помещения. Это искажение называется модами. У нас есть осевые моды, представляющие собой низкочастотную энергию, которая помещается между двумя параллельными стенами. Это могут быть боковые стенки к боковым, передняя к задней стенке и даже от пола до потолка. Наш следующий набор искажений — это тангенциальные моды. Это энергия, которая не поместится между четырьмя стенами в объеме комнаты. Наконец, у нас есть наклонные моды, которые представляют собой шесть искажений площади поверхности.

Частота по сравнению с. Длина волны 20 Гц – 90 Гц

Модальное искажение

Когда низкочастотная энергия не подходит, она вызывает искажение. Как звучит это искажение? Искажение волн энергии, которые не вписываются в размеры вашей комнаты, заставляет воздух между этими поверхностями вибрировать. Когда воздух вибрирует между нашими поверхностями в нашей маленькой комнате, мы будем слышать слишком много определенной частоты или не услышим ни одной из этих частот. Все мы слышали «басовый бум». Это искаженный звук низкочастотной энергии, не подходящий для наших комнат. Это преувеличенный звук. Другие звуки могут быть вообще не слышны. Возбуждение воздуха не позволит нам услышать определенные волны энергии, которые не поместятся в помещении.

Кривая частотной характеристики: https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_response

На этом графике частотной характеристики мы видим большой пик ниже 100 Гц. Это указывает на то, что у нас будет избыточная энергия в этом диапазоне частотной характеристики. Это будет преувеличенный звук, похожий на наш пример с «басовым бумом». В этом частотном диапазоне слишком много энергии, чтобы вписаться в размеры комнаты такого размера и объема. Обратите внимание на другие провалы или впадины на кривой частотной характеристики. Эти провалы означают, что вы не услышите звуки на этих частотах. Энергия с определенной длиной волны не подходит, а когда она не подходит, она производит преувеличенные звуки или вообще не производит звуков.

Низкочастотная обработка

Для пиков на нашем графике и в комнате мы должны использовать низкочастотное поглощение. Различают три типа низкочастотного поглощения. Различают Гельмгольца, Мембрану и Диафрагму. Диафрагмальный является самым мощным и будет поглощать больше избыточной энергии, показанной выше 100 Гц. Он будет работать в более низком частотном диапазоне и поглощать больше энергии на квадратный фут, чем любой из двух других типов. Пространство для лечения низкочастотных проблем ограничено в наших небольших помещениях, поэтому мы должны использовать тип и количество лечения, которые имеют требуемую скорость и уровни, чтобы справиться с избыточной энергией, показанной выше, ниже 100 Гц.