Гайд по SPL от DDaudio!

Направление SPL родилось не вчера. Большой объем информации вы наверняка уже прочитали\просмотрели из множества различных источников — замечательно если это так, в очередной раз проговаривать банальные вещи придется по минимуму. В статье я сосредоточусь на таких нюансах, на том материале, который нигде и никогда ранее не встречал сам, но изучил достаточно глубоко, чтобы делиться с вами. Вполне вероятно, для вас это тоже будет чем-то новым и в чем-то особенным.

Приятного чтения и успехов в этом нелегком деле — SPL!

Глава 1. Кузов, подготовка и настройка.

Кузов является важнейшей частью SPL-системы. У вас нет и быть не может никаких серьезных шансов на высокий результат без соответствующей работы с кузовом.

Правильный выбор кузова — вопрос, рассматривать который мы не будем совсем, потому, что «идеальный» от «не идеального» отличается на 0.1-1дБ. Это очень много если речь о мировых рекордах, и ничто для локальных этапов или даже национальных финалов.

Единственное, на что действительно стоит обратить внимание — удобство и размещение оборудования. Багажник должен быть достаточно просторным, чтобы умещать все оборудование. Отсек под аккумулятор должен быть достаточно большим, чтобы с установкой АКБ повышенной емкости не возникло казусов.

Вот и все, а дальше основное и самое сложное — кузов, с которым надо очень много и долго работать.

Часть 1.1. Резонанс салона — что это и как это работает.

Казалось бы, ну чего такого нового, о чем и так уже не сказано сотни раз, можно написать о резонансе. Это ж просто частота, на которой «салон помогает». Как бы не так!

Основной резонанс салона, как и любой другой резонанс, имеет пиковую частоту и добротность, действует всегда в диапазоне частот.

Что ж, друзья, по делу про резонанс в сети написано настолько мало и так скупо, что это приводит не столько к понимаю и прогрессу, сколько ко многочисленным заблуждениям и стереотипам.

Резонанс салона — это единственная частота.

Салон не является чем-то цельным, монолитным — он не резонирует всеми частями сразу. Каждая отдельная часть кузова резонирует на своей собственной частоте. Основной резонанс салона — самый громкий, но это всегда один из многих других резонансов. Так, под основным резонансом салона следует понимать не весь салон, а резонанс самой большой по площади резонирующей части — чаще всего это крыша.

Крыша имеет определенную площадь, жесткость, упругость. Обладая большей жесткостью, большей площадью, крыша резонирует на более низких частотах. И наоборот, маленькая крыша определяет высокую частоту резонанса.

Как работает резонанс.

Во первых, резонанс — это реакция на воздействие. Не будет воздействия определенной частоты, не будет и никакого резонанса. То есть, это не какая-то магическая энергия космоса прибавляет дБ, а сабвуфер, который через воздушные колебания передает часть энергии некоей поверхности(площади), заставляя последнюю колебаться. Создается эффект, когда в один момент воздух в салоне сжимает и диффузор сабвуфера, и поверхность одновременно — результат растет.

На практике такое явление можно легко увидеть безо всяких спец.средств — система давит рекорд, а крыша визуально почти не двигается.

Во вторых, резонанс, как видно из графика — это совсем не единственная частота. Да, есть пиковая частота, где резонанс проявляется максимально, но речь всегда о диапазоне частот, которые могут этот резонанс вызывать.

В третьих, резонанс всегда обладает добротностью. Для SPL нам нужна минимальная добротность, когда не нужно тратить много энергии чтобы заставить крышу резонировать, а крыше не нужно много времени чтобы прекратить резонировать (тут, опять же, не путайте, «резонировать» означает «стоять на месте», а не «флексить со страшной силой»).

Все было бы проще, если б легко резонирующая крыша обладала запасом в прочности. Но она чаще всего совсем не так прочна, как хотелось бы — это все усложняет.

«Резонанс помогает».

Как уже сказано выше — каждая часть кузова резонирует на своей частоте. И если крыша формирует основной резонанс, то как ведут себя другие части? А этот момент никому неизвестен без соответствующих тестов. Одно точно — некоторые части резонируют на частотах рядом с крышей и тем помогают увеличивать давление, а другие нет — их резонанс далеко от основного, а на частоте основного резонанса они антирезонируют.

И вам, SPL-практикам, прекрасно известно — есть салоны, где основной резонанс прям УХ как прибавляет, а есть такие, где резонанс вроде и есть, но для результата он что есть, что его нет… Теперь вы знаете почему (если, конечно, ранее не знали).

Что ниже и выше резонанса?

Ниже резонанса — безудержный и бесконтрольный флекс и никаких прибавок, только потери. По своей сути, эффект напоминает плавное превращение салона из замкнутого пространства в открытое, где основная преграда попросту отсутствует. Так, для низконастроенных систем жесткость кузова является критической.

Так же, начиная с частоты основного резонанса и вниз, бас всегда будет создаваться частично сабвуфером, а частично элементами салона — как следствие, локализовать источник невозможно.

Выше — «камень» и тоже никаких дополнительных прибавок. Но тут система по крайней мере обходится без дополнительных потерь.

Часть 1.2. Настройка, работа с кузовом.

Для начала, нам необходимо выяснить достоверные параметры основного резонанса. Крыша часто, но не всегда является источником основного резонанса в салоне. Что является в вашем случае — необходимо выяснять путем последовательного исключения всех прочих частей.

Полностью разбираем кузов до металла, настраиваем корпус на пик (максимальное давление при минимальной мощности). Так мы сперва выясняем реальную частоту основного резонанса, а затем, с помощью ШВИ тестируем одну часть кузова за другой для определения и источника основного резонанса, и параметров более мелких резонансов.

Когда эта большая работа завершена, мы можем приступить к настройке.

Слева показан эффект от применения жесткой виброизоляции, нанесенной в один слой с минимальным количеством стыков. Справа показан эффект от применения вязкой виброизоляции.

Применение жесткой виброизоляции позволит крыше резонировать большей площадью, что усилит резонанс. Однако, увеличение жесткости повлечет и увеличение затрат энергии на то, чтобы заставить крышу работать. То есть, на высоких уровнях давления применение жестких материалов оправдано, а на низких уровнях давления — нет. При том, все относительно и четкой границы в уровне давления нет.

Применение вязкой виброизоляции имеет иной эффект, для целей SPL вредный. Однако, для повседневных систем, где важна работа в диапазоне, эффект очень и очень желателен.

Не изменяя габаритные размеры источника основного резонанса, вы не можете изменить и резонанс.

Поделав все опыты в голом салоне, как следует настроив все элементы, приступаем к сборке.

Каждый мягкий элемент интерьера, а так же, вся ШВИ, обладающая вязкостью, являются поглотителями. Каждый жесткий элемент интерьера является либо отражателем, либо источником собственного резонанса.

Влияние элементов салона на основной резонанс. Красным пунктиром то, что мы имеем «до», синим — то, что остается «после.

Не торопитесь собирать салон, тк если соберете сразу, то имеете все шансы получить крайне грустную картину и похоронить всю работу по настройке кузова.

Устанавливайте элементы интерьера шаг за шагом, наблюдайте за тем, какое влияние они оказывают на основной резонанс. Пробуйте настраивать каждый элемент путем применения ШВИ.

Как бы то ни было, выбор не велик — в результате установки интерьера вы наверняка потеряете в эффективности, а так же, затрудните передачу энергии от сабвуфера к источнику основного резонанса. Однако, одни, кто работал над этими моментами, потеряют не много, а другие, кто пренебрег — потеряют больше и потому проиграют.

Когда кузов настроен и все элементы салона установлены, приступаем к следующей части — тонкая настройка корпуса. Не имеет смысл точно настраивать корпус ранее, не выяснив точную частоту подлинного основного резонанса салона. Только точная настройка в настоящий основной резонанс удержит подвижную часть от попыток осуществить вылет в космос.

Глава 2. Особенности работы динамика, корпус и настройка.

Часть 2.1. Динамик и особенности его работы.

DD Z4 по праву считается самым эффективным «громким» сабвуфером в мире. Мощнейший мотор и уникальные элементы подвижной части.

Динамик двигается вперед и назад и так создает звуковые волны — банально, но факт. Упомянуть стоит в связи с тем, о чем пойдет речь далее.

Чтобы отработать, к примеру, частоту 50Гц, сабвуфер должен выполнить 50 полных циклов в секунду. Как выглядит один полный цикл — разгон, остановка, разгон, остановка. По завершении подачи мощности следует инерционный возврат в состояние покоя.

В какой из этих моментов формируется фронт звуковой волны? Очень важно это уяснить — фронт звуковой волны формируется только вследствие резкого торможения, а энергия звуковой волны прямо зависима от того, насколько резким это торможение было.

Когда к динамику подводится мощность, катушка получает мощнейший пинок и летит вперед. Мощнее пинок — больше скорости наберет, а значит и тормозить будет резче. Но что способно остановить подвижную часть(ПЧ) настолько резко и на такой скорости?!

Во-первых, электричество, и это понятно — ПЧ получает обратный импульс часто еще до того, как достигает предела по ходу. Больше мощности — резче и разгон, и торможение. Бла, бла, бла. Скучно, все это знают.

Во-вторых, основной резонанс тоже является отличным тормозом — создает максимальное сжатие в тот же момент, когда ПЧ находится в верхней точке, как и разрежение, когда ПЧ находится в нижней точке. Тут повторяюсь, об этом тоже сказано выше.

В-третьих… а вот что будет в третьих, то и определит все, что далее будет происходить с вашим результатом! В третьих может быть или подвеска, которая достигает предела растяжения на пике хода, или же порт, способный нагрузить диффузор так сильно, что он не сможет толкнуть его более определенного значения хода.

Когда тормозим подвеской.

Тут несколько очевидных моментов, которые, тем не менее, стоит проговорить. Как подвеска, так и клеевые швы должны обладать достаточной прочностью, чтобы удерживать массу ПЧ, разогнанную как минимум пинком размером в RMS, а если все по честному — размером в пиковую мощность. Долго в таком режиме подвеска не жилец, что, типа, важно, но если даст рекорд в таком режиме, то и славно. Однако, это полбеды.

Настоящая беда в том, что катушка в такие моменты частично покидает зазор и после первой же остановки оказывается неспособной на полное возможное электрическое ускорение. В результате ход огромен, а рекорда то нет. А еще искажения, свойственные подвеске и не свойственные воздуху. А еще крайне быстрый износ и дорогие ремонты.

Плохо? Очевидно? Тогда почему большинство SPL-щиков давят именно в этом режиме? Потому, что так давить — легко и просто! Тут не нужен никакой контроль хода, не нужно сильно заморачиваться с настройкой корпуса — можно взять типичный порт-трубу, чуть потестить, настроить длину и\или объем, и готово. Подвеска не растянется больше чем может, ну а пока может — в любом случае остановит ПЧ. Ну а не рекордный результат не беда, ведь он все равно окажется не мал.

В качестве примера одна из моих систем, где результат достигнут путем «давления подвеской».

Пара DD508 и 151.2дБ. Грязный объем 50л, порт D=125мм, L=270мм

Т.к. подвижная часть DD508 легкая, объема потребовалось достаточно много, а порт достаточно короткий — это нужно, чтобы динамики тормозили подвеской, а порт лишь поддерживал и не давал ПЧ вылететь. Результат получить было легко, все работы по настройке корпуса прошли безо всякой спешки, исключительно в удовольствие. Основным источником давления в системе выступает диффузор динамиков, не порт, следовательно, расположение динамиков критично, работает только так.

Не рекорд, но результат тем не менее впечатляющий и достаточный для первого места на этапе. Быстро и просто, отличный результат за 3-4 дня работы вечерами.

Когда тормозим портом.

Когда любой предмет врезается в бетонную стену — ему становится плохо. Когда бетонной стеной оказывается порт, а в него влетает диффузор вашего сабвуфера, то жизнь последнего подвергается серьезному испытанию. Далее всего два варианта — или пациент жив, или мертв.

Риск в данном случае есть, но он нисколько не больше, чем в случае с тормозом-подвеской, просто лежит на другой части динамика. Ну а очевидных плюсов в этом подходе много:

• отлично контролируемое использование мотора для разгона и торможения, т.к. покинет катушка зазор частично или нет — решаем тут мы;
• возможность тонкой настройки тормозов под все случаи жизни — речь как о характере использования сабвуфера, так и о настройке на работу при различной мощности;
• значительно меньший процент искажений, либо рост давления — опять же, вопрос только вашего выбора…

Мы часто пишем о наших диффузорах потому, что гордимся теми возможностями, которыми вы, наши пользователи, обладаете, используя их. Так пользуйтесь с умом и пониманием.

Опять же, рассмотрим пример, где результат достигнут работой на порт.

DD Z412 и 157.0дБ. Грязный объем 40л, порт D=250мм, L=490мм.

Тут, как видите, ситуация обратная — объем очень скромен, а порт, напротив, очень большой, и настроен очень точно. Работа по настройке заняла около двух недель. Основным источником давления тут является порт — его расположение критично, а динамик можно расположить, в общем то, там, где это банально удобно. КПД данной системы позволяет с легкостью оставаться в лидерах чемпионата много лет подряд.

Часть 2.2. Настройка.

Без элементов интерьера салона.

Для того, чтобы настроить корпус, потребуется два прибора — один для измерения звукового давления, второй для измерения подводимой мощности.

Впервые корпус мы настраиваем в процессе работы с кузовом, где имеем возможность работать с настоящим основным резонансом, а не с тем, что от него останется после установки интерьера. Работа крайне важна тем, что все последующее время мы больше не будем трогать порт — порт работает вкупе с салоном и должен быть настроен точно.

Начинаем тесты с малой мощности, 0.5RMS сабвуфера или около. Пробуем различные направления, различные сочетания параметров корпуса. Будьте последовательны, не вносите резкие изменения в конструкцию корпуса. Достаточно скоро вы поймете, какие параметры корпуса сработают для вас лучше всего.

Когда корпус настроен более-менее точно, все промерено — постепенно повышаем мощность и смотрим на характер роста импеданса. С ростом хода импеданс растет меньше — глядя на это и сопоставляя с текущей величиной хода, ход контролируется легко и довольно точно. А глядя на КПД, легко заметить момент, когда сабвуфер прекращает использовать полные возможности мотора (катушка вылетает).

В процессе и после установки элементов интерьера.

После установки салона работа по перенастройке корпуса идет только с объемом корпуса, порт остается неизменным, как не изменяется и настоящая частота основного резонанса салона.

После каждого изменения пробуем чуть больший и чуть меньший объем для определения смещения пика. Необходимо всегда промерять частоты в диапазоне ±3Гц от целевой, и всегда измерять мощность — часто давление оказывается одинаковым, а оценить КПД возможно только зная мощность.

Опять же, настройку следует проводить на сниженной, безопасной мощности, чтобы лишний раз не насиловать систему.

Друзья, на этом моменте, кажется, написанного уже вполне достаточно для строительства первоклассной SPL-системы на DD. А так же, достаточно идей, применимых в повседневных инсталляциях. По прочтении не стесняйтесь задавать вопросы и я дополню статью ответами на них. Желаю Вам успехов!

Ну, еще DD Z с зеленой корзиной и белым логотипом DD — ей тут быть совсем не обязательно, но она такая классная, так что пусть все же будет =)