- Rolul boxei este de a separa undele acustice produse in spatele difuzorului de undele produse in fara difuzorului .
- Boxa nu are rolul de a imbunatati sunetul ci doar de a separa aceste unde .
- In lisa boxei , frecventele joase produse de difuzor se anuleaza auzindu-se doar frecventele medii si inalte .
-
Explicatie : La frecvente joase difuzorul radiaza sferic .Odata cu
cresterea frecventei difuzorul genereaza un fascicul de sunete tot mai
directiv .Aceste frecvente medii si inalte reusesc sa se desprinda de
difuzor .Frecventele joase se anuleaza unele pe altele ma refer la cele
emise de spatele si cele emise de fata difuzorului .
- Boxa , functioneaza doar in domeniul frecventelor joase .
- Calculul boxei se reduce la comportamentul difuzorului de bas in boxa .
- Difuzoarele de medii si inalte nu lucreaza cu volumul de aer din boxa si nu se fac nici un fel de calcule in acest sens .
-
Atat difuzoarele de medii cat si difuzoarele de inalte nu au practic
nevoie de boxa sau nu au nevoie de aerul din boxa pe care vrem noi sa o
calculam aici .
- Din motive estetice , pentru economia de spatiu si
pentru manevrabilitate in boxa se includ si difuzoarele de medii si de
inalte , ele avnd compartimentele lor separate fata de volumul general
al boxei.
- Pozitia difuzoarelor de medii si de inalte fata de
ascultator este un subiect interesant dar nu il discutam la momentul de
fata
- Daca difuzoarele de medii si / sau cele de inalte nu sunt
separate fata de volumul general al boxei, atunci presiunea generata de
difuzorul de bas poate distruge aceste difuzoare mai mici .
- Omul aude frecvente de la 20Hz la 20 mii Hz
-
Frecvente joase se considera sunetele de la 20 Hz la aprox 1000 Hz -
De la 1 mie Hz la 3 mii Hz consideram mediile si de la 3 mii la 20 mii
Hz inaltele .
- Daca se doreste o boxa profesionala ea poate fi
alcatuita doar din difuzorul de bas , atunci mediile si inaltrele vor
fi intr-o incinta separata .
- Aceasta face ca boxa principala sa fie
mai robusta - nemaiprezentand decupari pentru celelelte difuzore- si
duce la o redare mai fidela.
- Incinta de medii-inalte emite un
fascicul de sunete relativ ingust .Ea fiind mica si usoara se poate roti
dupa dorinta catre ascultator.
- Pentru pretentii inalte boxa de
medii+inalte poate fi atacata de un alt amplificator dedicat.In acest
caz filtrele de separatie vor fi inaintea amplificatoarelor , in
circuitele de semnal mic , vor fi mult mai mai ieftine si se vor putea
modifica sau regla usor.Filtrele de separatie normale, prezente in boxe
contin sarma de cupru si condensatori nepolarizati - componente
comparabile ca si pret cu difuzoarele folosite .
- Ne vom ocupa mai departe deci numai de studiul difuzoarelor de basi adica de frecvente joase.
- Volumul de aer din boxa este foarte important ; el rezulta in urma unor calcule .
- Tipuri principale de boxe :
- Boxe inchise - etanse in limba engleza sealed box.
-
Boxe prevazute cu deschideri sub forma de tuburi cunoscute sub
denumirea de tuburi de bas-reflex in limba engleza Ported box , ported
enclosure sau ported cabinet.
- Boxele inchise au urmatoarele avantaje :
- suna mai clar
- nu lucreaza cu elemente rezonante care ele insele reprezinta generatoare de sunete in afara sunetelor inregistrate .
- sunt mai mici - ( in general )
- necesita manopera mai putina
- supora erori destul de mari al calculului volumului de aer
-
claritatea sunetului in domeniul frecventelor joase ,caci numai despre
joase vorbim ,este data de faptul ca toate sunetele vin in faza adica
toate sunetele de diferite frecvente pleaca la acelasi moment catre
ascultator.
Fenomenul se cheama in engleza Group delay si este un parametru definitoriu pentru boxe Hi-Fi . High Fidelity.
-
un alt avantaj ar fi mentinerea performantei in timp .odata cu
imbatranirea materialelor difuzorului cat si comportamentul bun a lui la
temperatur iinalte .Difuzorul se incalzeste la puteri mari .Parametrii
lui se schmba in timpul functionarii la cald.
-incinta inchisa este mai putin influentata de schimbarea chiar si temporara a acestor parametri ai difuzoarelor.
Ca dezavajtaje in comparatie cu boxele bas-reflex :
-
o coborare limitata catre frecvente foarte joase si functionarea
difuzorului cu amplitudini ale membranei relativ mari la frecvente joase
, fortand difuzorul catre limita lui de deplasare a membranei.
Boxele tip Bas-Reflex .
Avantaje :
- boxele bas reflex ajuta difuzorul sa redea frecvente mai joase decat poate el sa redea in mod nativ .
- reusesc sa redea frecvente mai joase fata de boxele inchise
-
redarea frecventelor foarte joase in jurul frecventei de rezonanta a
difuzorului se face cu o deplasare minima a membranei lui.
- aceasta minimalizeaza distorsiunile ce ar apare dataoria unei elongatii foarte mari a membranei .
-
boxele tip bas reflex accentueaza un pic basul fara de cum este
inregistrata muzica efect ce este adesea apreciat de multi ascultatori .
- boxele bas-reflex sunt capabile sa ofere o presiune acustica foarte mare la frecvente joase .
Dezavantajele boxelor bas-reflex:
- sunt in general mari si deci mai grele .fiind mari necesita elemente de ramforsare in interior .
- sunt mai complicate
- necesita manopera mai multa si costa mai mult
-
functionand pe principiul rezonantei tubului de bas cu aerul din boxa
sunetul este de o mai slaba calitate - este colorat , apar sunete care
nu sunt prezente in inregistrare .
- rezonanta tubului de bas
inseamna ca boxa are tendinta sa redea sunete care nu sunt produse de
amplificator ci sunt generate de catre boxa insasi .
- sigur ca
aceste sunete sunt in corelanta cu sunetele muzicii dar ele reprezina
colorari sau putem zice murdariri ale sunetulor .
- un alt dezavantaj pe care eu il consider major:
-
unele sunete de anumite frecventa pleaca de la boxa spre ascultator
intr-un anumit moment de tip iar altele ( ma refer la basi ) intarzie
ceea ce strica din naturaletea sunetului.
- Ascultatorul cu ochii inchisi trebuie sa perceapa cat mai punctual imaginea fiecarui instrument in parte , boxele bas-reflex
"intind"
aceste imagini virtuale ducand la impresii de instrumente mari si
nedefinite in spatiu . Ma refer la cele care produc frecvente joase .
Majoritatea boxelor actuale sunt de tip bas reflex .
Ele sunt de tip comercial reusind sa redea frecvente mai joase si cu un nivel acustic foarte ridicat fata de boxele inchise .
- O atentionare referitoare la boxele bas-reflex:
sunetele
de frecventa mai joasa fata de frecventa de rezonanta a tubului de bas
genereaza excursii foarte mari a membranei putand sa distruga difuzorul .
Teoretic sub frecvanta de rezonanta a tubului de bas-reflex excursia membranei tinde catre infinit .
Producatorii
de renume impun ,in afara filtrelor de separatie, montarea in boxele
bas-reflex a unui filtru care sa impiedice patrunderea in boxa a
semnalelor de frecventa mai joasa decat frecventa de rezonanta a tubului
de bas-reflex.Acest filtru are o bobina mai mare decat filtrul de
separatie fiind costisitor .Functionarea boxelor fara acest filtru de
oprirte a frecventelor foarte joase poate sa duca ( in cazul boxelor
bas-reflex) la ruperea membranei chiar la puteri relativ mici .
Unele
amplificatoare au acest filtru in ele sub denumirea de :subsonic filter
sau rumble filter.In cazul in care boxa bas-refelx nu are acest filtru
in ea atunci este obligatoriu activarea acestui filtru din amplificator.
Boxele
bas-reflex fata de boxele inchise necesita un calcul foarte precis al
volumului de aer din interiorul lor , de asemenea lungimea si diametrul
tubului de bas sunt marimi critice .
Daca boxele inchise permit o larghete a alegerii dimensiunilor lucrand non-rezonant , boxele bas-reflex cer o rigurozitate
foarte mare a dimensiunulor lor .
Montarea unui difuzor intr-o incinta bas-reflex care are volumul interior si dimensiunile tubului de bas alese aleator
( sau doar dupa aspectul estetic ) fara executarea calculelor necesare , compromite functionarea boxei.
Functia principala de extindere in jos a domeniului de frecvente dispare .
Daca
frecventa de rezonanta tub-aer din boxa cade ( se nimereste ) sub
frecvenata de rezonanta a difuzorului , tubul de bas nu mai asigura
extindera domeniului de frecvente iar difuzorul poate suferi excursii
foarte mari ale membranei , deplasari nedorite ale membranei iar
functionarea lui este scapata de sub control .
Daca rezonata tubului
( ales aleator sau doar dupa criterii estetice ) cade in domeniul util
de reproducere al difuzorului atunci apare o foarte pronuntata crestere a
randamentului boxei in domeniul frecventelor medii , boxa va suna ca o
goarna din garile CFR accentuand mult frecvente nedorite , generand
excursii foarte mari a membranei in domeniul frecventelor medii cu
riscul - si de aceasta data - de a distruge difuzorul prin cresterea
necontrolata a elongatiei membranei chiar la puteri relativ mici .
Datorita
impunerii calculului foarte precis in proiectarea boxelr bas-refelx nu
recomand construirea acestor boxe de catre incepatori .
Dimensiunea boxelor si a tubului de bas-reflex depind strict de anumiti parametri ai difuzorului.
Atentie !: acesti parametri sunt specifici fiecarui model de difuzor in parte .Acesti parametri nu au nici o legatura cu
diametrul
difuzorului.Parametrii de calcul a boxelor sunt in principal 3 : Fs ,
Qts si Vas .Necunoasterea acestor parametri duce la imposibilitatea
proiectarii boxei .Acesti parametri se pot lua din fisa tehnica a
difuzorului sau se pot masura .In nici
un caz nu construiti boxe tip
bas-reflexfara cunoasterea acestor parametri.Incinte inchise pot fi
construite dar in acest caz construiti-le cat mai mari .,mult mai mari
fata de diametrul difuzorului .Cereti parametri difuzoarelor de la noi
de la magazin .
In practica apar doua cazuri : 1.construirea unei
boxe imitand anumite boxe construite industrial.2 .schimbarea
difuzorului defect intr-o boxa construita industrial. La construirea
unei boxe prin imitarea anumitor modele industriale si alegera
difuzorului altul decat cel folosit in incintele industriale necesita
refacerea tuturor calculelor deoarece este o pura loterie ca difuzorul
ales sa aiba parametrii identici cu difuzorul din incintele industriale .
Aceesi
discutie pe care o sa o reiau apare in cazul schimbarii unui difuzor
dintr-o incinta industriala cu un difuzor de alta marca .
Parametrii Fs, Qts si Vas cum ziceam nu au nici o legatura strica numai cu diametrul difuzorului .
Ei
tin mai mult de : puterea magnetului , dimensiunea intrefierului -locul
unde se concentreaza liniile de camp magnetic care trec prin bobina ,
masa sistemului oscilant format din bobina , mosor, membrana , fire ,
spiderul de centrare si cofrajul membranei.De asemenea tin de factorul
de amortizare mecanic si electro-magnetic.Neavand difuzorul original nu
construiti fara calcul doar prin imitarea dimensiunilor unor boxe ci
refaceti calcului avand parametrii noului difuzor .
Nu schimbati un
difuzor intr-o boxa folosind un difuzor de alta marca decat dupa
refacerea calculelor volumului de aer din boxa si dimensiunile tubului
de bas-reflex.Verificati ca volumul de aer calculat sa corespuna cu
cazul practic .
Uneori este necerara reajustarea tubului de
bas-reflex .Pentru calculul boxelor exista pe internet mai multe
site-uri .Cautati-le cu google dupa : ported box online calculator,
sealed box online calculator, speaker cabinet design , laudspeaker
project , DIY speaker .Un site la care apelez eu este: www.lalena.com
.Gasiti acolo Speaker Box Enclosure Designer.
Acolo trebuie avut
grija ca numerele sub 1 se scriu asa : ".7" si nu : "0.7" si trebuie
activat sistemul metric , litri si centimetri (nu inch). Verificati
proiectul cu cel putin doua softuri diferite .Asa vom putea inlatura
erorile de introducere a datelor sau alte greseli .
Un alt site foarte serios este : http://graph.flexunits.com:8080/ de la : http://www.audiotechnology.dk
Parametrii de acolo se inlocuiesc cu parametrii noi .Se pot trasa si grafice .
Atat in cazul undei reparatii cat si in cazul construirii unei noi incinte vom monta difuzorul numai dupa ce programele ne
confirma volumul boxei .
Modificari ce le putem aduce boxelor :
Montarea unui tub de bas reflex mai lung pe care il putem apoi scurta .
Montarea unui tub de bas reglabil ( avem in magazin ) .
Micsorara volumului de aer din boxa prin adaugarea de corpuri solide in boxa , cuburi de lemn pline sau goale dar etanse.
Marirea volumului aparent de aer din boxa prin indesarea de fibra in boxa .
Montarea mai multor tuburi de bas din boxa .
Inchiderea tubului de bas adica trecerea de la incinta cu tub de bas la incinta inchisa .
In caz ca volumul necesar ( calculat ) difera substantial vom trece la construirea unei incinte noi .
Masurarea parametrilor Fs , Vas si Qts :
Este
necesar un generator sinusoidal audio , un aplificator , sau o placa de
sunet+softul adecvat , un amplificator audio capabil sa dezvolte
puterea nominala a difuzorului , un voltmetru AC calibrat sau verificat
pentru frecventele de lucru , o cutie ( o boxa ) de testare .Se poate
folosi si metoda adaugarii de masa ( ingreunarea membranei cu o greutate
cunoscuta ) .
Este util un cantar de bijuterii ( avem la a magazin ).Nu voi descrie aici metodele de masurare .Ma puteti contacta la email
adipascuromania@yahoo.com
pentru informatii gratuite.Atat vreau doar sa spun ca inainte de
masurare difuzorul trebuie rodat .Aceasta operatie este necesara nu doar
pentru masurarea parametrilor lui ci si pentru o functonarea optima in
boxa.
Rodarea difuzorului se face prin aplicarea unui semnal la
frecventa lui de rezonanta .Difuzorul va functiona asa 24...48 de ore
fara boxa , (fiind suspendat in aer) la o amplitudine relativ mare fara
a se forta spre limitele lui maxime de elongatie .
Folosirea frecventei de rezonanta duce la o amplitudine mare cu incalzire foarte mica .Prin rodaj difuzorul "isi da drumul"
spiderul de centrare cat si cofrajul se dezmortesc si difuzorul va functiona la parametrii lui nominali de fabrica .
Inaintea acestui rodaj valorile Fs , Vas , Qts cat si sunetul pot diferi fata de ce ne asteptam noi sa avem .
Constructia boxelor :
Pentru a diminua efectul undelor stationare din boxa boxa va avea anumite raporturi intre inaltime , latime si adancime .
Acest raport al dimensiunilor poate fi : 1.62 , 1 , 0.62 .
Se numeste raport de aur in limba engleza golden ratio .
El rezulta in urma unor calcule foarte complexe .
Principuil este acesta : nici o latura nu este dublul celeilalte , nici o latura nu este triplul celeilalte, ... si tot asa .
Cea mai proasta alegere posibila este un cub perfect .
Tot
din aceste considerente de a urmari "stingerea" undelor stationre
difuzorul de bas nu se va plasa in centrul panoului frontal .El se va
plasa mai jos aprox la 1/3 din distanta .Difuzorul de inalte se va plasa
in asa fel incat axa lui
sa fie indreptata catre ascultator .Daca
ascultatorul sta pe fotoliu atunci difuzorul trebuie sa fie la nivelul
urechilor ascultatorului .De aceea difuzoarele de inalte sa plaseaza in
partea de sus uneori foarte sus sau chair intr-o incinta separata ( si
mai sus ) .
Alegera difuzorului ( de bas ) :
- In primul rand un difuzor bun este un fifuzor cu randament ridicat.
Putem proba mai multe difuzoare , chiar fara sa fie montate in boxe , le putem observa deplasarea membranei.
Degeaba un difuzor are o putere mare daca el nu are randament.
Puterea unui difuzor este definita ca putere INPUT electrica.
Randamentul unui difuzor depinde foarte mult de la o mara la alta , de la un model la altul.
Un parametru de urmarit ar fi presiunea maxima in dB a sunetului dar testele practice sunt mai relevante.
In magazinul nostru suntem bucurosi sa executam impreuna teste gratuite a diverselor difuzoare , sa facem comparatii
chiar cu modelede aduse de acasa de dumneavoastra.
Alte criterii de alegere a difuzoarelor ar fi spatuil ocupat de boxa , puterea sunetului si fidelitatea.
Vorbind
de difuzoare de bas sau de banda larga : pentru fidelitate alegem nici
mai mult nici mai putin de 16 centimetri sau 6.5".
Cand nu avem spatiu alegem 13 cm sau mai mic.Daca dorim putere mare a sunetului alegem difuzoare mari si foarte mari.
Difuzoarele
mari si foarte mari la o deplasare mica a membraneiimping un volum de
aer considerabil si se preteaza pentru sonorizari.
Boxe sau difuzoare
PA inseamna :public adress .Sunt folosite la cluburi, discoteci sau in
aer liber.Ele avand o membrana mai grea nu pot urmari chiar asa de fidel
semnalul muzical.
Difuzoarele de 16 cm sunt ideale pentru Hi-Fi ,
audiofili sau monitoare de studio pentru controlul inregistrariror fiind
ascultate de la distante mai mici de 2 metri.
Difuzoarele mai mici de 16 cm au membrane usoare si au frecventa de rezonanta Fs ceva mai ridicata (fata de 60Hz) .
In general boxele nu pot reda frecvente mai joase fata de frecventa de rezonanta ( in aer liber) a difuzorului inclus.
Boxele
bas-reflex incearca sa redea frecventa putin mai jos fata de Fs avand
un sistem rezonator ( tub bas reflex + aerul din boxa ) acordat la o
fercventa sub frecventa de rezonanta a difuzorului in aer liber.
Practic avem doua sisteme rezonante cuplate intre ele.
Primul este difuzorul insusi iar al doilea este volumul de aer din tubul de bas-reflex cu volumul de aer din boxa.
Volumul de aer din tubul de bas-reflex cu aerul din boxa poate fi asimilat cu o sticla cu gatul lung.
Gatul sticlei constituie tubul de bas-reflex si aerul din sticla constituie volumul boxei.
Cand suflam inclinat in acea sticla ea produce un sunet de frecventa constatnta .
La fel boxa de bas reflex are o frecventa proprie de rezonanta .
Boxele
tip bas-reflex redau putin sub frecventa de rezonanta a difuzorului dar
numai putin.In linii mari o boxa nu poate reda sub frecventa de
rezonanta a difuzorului.
De aceea este bine sa alegem un difuzor cu
Fs cat mai coborat Un difuzor cu Fs foarte scazut s-ar putea fabrica
usor prin folosirea unei membrane grele dar aceasta ar avea inertie mare
si nu ar putea tine pasul cu cele mai delicate sunete .
De aceea tot
timpul exista un compromis sau o echilibrare a parametrilor : limita
frecventei cele mai joase , claritatea si randamentul.
Un alt parametru de a alege difuzorul este Qts .
El
reprezinta factorul de calitate al sistemului rezonant -vezi fizica
sistemelor oscilante- al difuzorului incluzand atat factorul de calitate
mecanic cat si factorul de calitate electromagnetic.
Qts este pentru un difuzor un indiciu a capacitatii de control al "motorului" asupra membranei.
Cu cat Qts este mai mic cu atat motorul difuzorului exercita un control mai mare asupra sistemului mobil.
Qts ul difuzoarelor poate avea valori intre 0.2 si 0.9 .
El
reprezinta o valoare fixa pentru fiecare model de difuzor toate
difuzoarele identice din acelasi model au -teoretic - acelasi Qts si
valoarea lui se scrie in fisa tehnica a difuzorului.
Boxa cu difuzor are si ea un Q . Se cheama Qtc (total cabinet) .Qtc totdeauna este mai mare fata de Qts !
Putem spune si asa : boxa va avea Qtc intotdeauna mai mare fata de Qts-ul difuzorului.
Qts dat in fisa difuzorului reprezinta comportamentul lui in gol ( in aer liber) , fara sa fie montat in nici o incinta.
Qtc (al boxei cu difuzor in ea) are o valoare ideala de fix 0.707 .
Aceasta
inseamna ca boxa este capabila de 2 lucruri : ea va putea reda
frecventa cat mai joase dar in acelasi timp nu va prezenta nici o
supracrestere ( a caracteristicii amplitudine-frecventa ) (ne referim
numai la difuzorul de bas) .
Un Qtc (boxa) mic , <0 .707="" .="" .compensarea="" a="" acest="" acompaniata="" adica="" ajungandu-se="" al="" altele="" amplificator="" amplificatorului="" apreciat="" atenuarea="" br="" bune="" cadere="" caracteristicii="" catre="" caz="" corectia="" corectiilor="" corectorul="" corespunzatoare="" cu="" de="" defazaje="" deoarece="" destul="" din="" domeniul="" dorit="" este="" facuta="" fata="" fi="" foarte="" frecventa="" frecvente="" frecventelor="" in="" inseamna="" intarziate="" introduce="" joase.folosirea="" joase="" la="" luctu="" nu="" o="" poate="" prelungire="" prematura="" raspunsului="" redea="" reusind="" rezultate="" sa="" sistemul="" sunete="" ton="" totusi="" unele="" vin="">Dupa parerea mea este foarte importent ca o boxa sa redea sunete fara intarzieri pe anumite domenii de frecventa .
Acest comportament de generare in faza a tuturor sunetelor este mai important decat raspunsul amplitudine-frecventa.
Un Qtc prea ridicat adica mai mare de 0.707 duce la limitare a raspunsului catre frecventele joase acompaniata de o
crestere (o cocoasa) artificiala a raspunsului in frecventa .
Aceasta supracrestere apare chiar inainte de caderea catre limita a caracteristicii amplitudine-frecventa.
Caderea cate limita a caracteristicii amplitudine-frecventa va fi cu atat mai abrupta cu cat Qtc va fi mai mare .
De asemenea cu cat Qtc este mai mare cu atat supacresterea de care vorbeam va fi mai pronuntata .
Vezi figura Nr 3 cu Qtc ul.
sursa
http://www.audio1.ro/ghid-practic-pentru-construtii-de-boxe.html
