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서브우퍼 인클로저 볼륨

Thiele-Small 파라미터 (Vas, Qts, Fs) 에서 밀폐형 및 포트형 인클로저의 서브우퍼 박스 볼륨을 계산합니다.최적의 내부 볼륨, 포트 튜닝 주파수 및 -3dB 컷오프를 즉시 얻을 수 있습니다.

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공식

Vb = Vas / ((Qtc/Qts)² − 1) [sealed]

Vas— 상응하는 규정 준수 볼륨 (L)

Qtc— 타겟 박스 Q (0.707 버터워스)

작동 방식

이 계산기는 Thiele-Small 파라미터를 사용하여 서브우퍼 드라이버의 최적 인클로저 볼륨을 결정합니다.스피커 설계자, 카 오디오 설치자 및 DIY 오디오 제작자는 이를 사용하여 목표 주파수 응답에 대한 드라이버 특성에 맞는 밀폐형 및 통풍식 박스를 설계합니다.세 가지 주요 T/S 파라미터는 Fs (자유 공기 공명, 일반적으로 서브우퍼의 경우 20-50Hz), Qts (총 Q 팩터, 0.2-1.2) 및 Vas (등가 공기 컴플라이언스 볼륨, 10-200L) 입니다.버터워스 반응 (Qtc=0.707) 을 대상으로 하는 밀폐된 박스의 경우, 스몰 사이즈 (1973) 당 부피는 Vb = Vas/ ((Qtc/Qts) ^2 - 1) 입니다.틸레-스몰 라우드 스피커 파라미터는 IEC 60268-5에서 표준화되었으며 DIY 인클로저 설계의 기본 참고 자료인 밴스 딕슨의 '라우드 스피커 설계 쿡북' (7판) 의 기초가 되었습니다.-3dB 포인트는 F3 = Fs* (Qtc/Qts) 입니다.< 0.4 suit vented enclosures (extended bass, steep rolloff); Qts 0.4-0.7 suit sealed boxes (controlled transient response); Qts >Thiele/Small의 연구에 따르면 Qts 0.7을 탑재한 드라이버는 무한 배플 또는 프리 에어 애플리케이션에 적합합니다.최신 시뮬레이션 소프트웨어 (WinISD, Hornresp, REW) 는 포트 손실, 드라이버 비선형성 및 공간 이득을 포함하도록 이러한 공식을 확장합니다.

계산 예제

문제: Fs = 28Hz, Qts = 0.38, Vas = 85L인 12인치 서브우퍼용으로 밀폐형 및 통풍식 인클로저를 설계하십시오.

밀폐형 박스 (버터워스 얼라인먼트, Qtc = 0.707): 1.부피: Vb = 85/ ((0.707/0.38) ^2 - 1) = 85/ (3.46 - 1) = 85/2.46 = 34.6L 순 2.시스템 F3: F3 = 28* (0.707/0.38) = 28*1.86 = 52.1 헤르츠 (-3 dB 포인트) 3.시스템 수량 검증: Qtc = Qts*sqrt (Vas/Vb + 1) = 0.38*sqrt (85/34.6 + 1) = 0.707 (확인) 4.브레이싱/드라이버 배기량에 15% 추가: 34.6*1.15 = 39.8L 총 내부 부피 5.롤오프: F3보다 낮은 -12dB/옥타브 (밀폐형 특성)

벤티드 박스 (준버터워스, B4 얼라인먼트): 1.부피 (경험적): Vb = 15*Qts^2.87*Vas = 15* (0.38) ^2.87*85 = 15*0.063*85 = 80.3 L 2.포트 튜닝: Fb = 0.42*Qts^-0.9*Fs = 0.42* (0.38) ^-0.9*28 = 0.42*2.35*28 = 27.6 헤르츠 3.F3 약: 약 25Hz (밀폐형보다 1옥타브 낮음) 4.롤오프: Fb 미만 -24dB/옥타브 (통기성 특성) 5.포트 크기 (원형, 직경 4인치): Lv = (23562*D^2)/(Fb^2*Vb) - 0.79*D = 15.2 센티미터

비교: Vented는 27Hz 더 깊은 확장 기능을 제공하지만 2.3배의 볼륨이 필요하고 더 가파른 아음속 롤오프가 있어 운전자 이탈을 방지합니다.

실용적인 팁

✓내부 브레이싱, 드라이버 변위 및 댐핑 재질에 대해 계산된 순 Vb에 15-20% 를 더합니다.완성된 상자 부피를 정확하게 측정할 수 있습니다. 포장용 땅콩을 채우거나, 부피를 꺼내 측정하거나, 내부 치수에서 구조물을 뺀 값을 계산할 수 있습니다.Parts Express 가이드라인에 따르면 내부 부피 불확실성은 5% 미만이어야 합니다.
✓25-50mm 어쿠스틱 폼 또는 폴리에스터 섬유 충전재 (느슨하게 포장) 로 밀봉된 상자에 줄을 긋습니다.이렇게 하면 박스가 15-25% '음향적으로 늘어나는' 효과가 있습니다. 속을 채운 30L 상자는 속을 채우지 않은 35L 상자처럼 작동합니다.댐핑은 미드레인지 컬러링을 유발하는 정상파도 흡수합니다.딕슨에 따르면 0.5-1파운드/피트^3 (8-16kg/m^3) 의 충전 밀도를 사용하십시오.
✓통풍구가 있는 박스의 경우 원형 포트의 경우 Lv = (23562*D^2)/(Fb^2*Vb) - 0.73*D를 사용하여 포트 길이를 계산합니다 (D = 직경 (cm 단위: cm, Vb 단위: L, Fb 단위: Hz).오픈 엔드당 0.73*D 단부 보정 기능을 포함시키십시오.플레어 포트 (PSP, Precision Port) 는 터뷸런스 소음을 6-10dB 줄이고 직선 튜브에 비해 처핑 전에 20-30% 더 높은 SPL을 제공합니다.
✓WinISD (Windows, 가장 포괄적), Hornresp (혼 및 대역통과 전문), REW (측정 및 기본 모델링) 와 같은 무료 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 설계를 검증하십시오.드라이버 T/S 파라미터를 입력하고 예측 응답을 목표값과 비교하세요.Vb와 Fb를 반복해서 조정하여 공간 게인을 고려하여 실내에서 가장 균일한 응답을 얻을 수 있습니다.

흔한 실수

✗순 내부 부피 대신 총 상자 부피 사용 - 드라이버 배기량 (12인치의 경우 0.5-2L), 포트 튜브 (0.5-1L) 및 브레이싱 (부피의 5-15%) 을 빼야 합니다.총 50L 박스의 순 부피는 42L에 불과할 수 있으며, F3를 8-10% 증가시키고 시스템 Q를 변경하십시오. Vance Dickason의 라우드 스피커 디자인 쿡북에 따르면 항상 순 부피를 명시하십시오.
✗QTS가 높은 드라이버에 단순화된 공식 적용 - 공식에서는 밀폐형의 경우 Qts < 0.7, 벤트의 Qts < 0.5로 가정합니다.간소화된 공식을 높은 QTS 드라이버에 적용 - 공식에서는 밀폐형의 경우 Qts < 0.7이고 기존 인클로저의 경우 Qts 0.7이 피크 응답 (Qtc > 1) 을 생성한다고 가정합니다.대체 정렬 또는 이퀄라이제이션이 필요한 높은 QTS 드라이버에는 시뮬레이션 소프트웨어 (WinISD, Hornresp) 가 필수적입니다.
✗포트 속도 점검 없이 통풍구가 있는 박스 제작 - 최대 편차 시 난기류 소음 ('포트 처핑') 을 피하려면 포트 풍속을 17m/s 미만으로 유지해야 합니다.입력이 500W인 28Hz로 튜닝된 80L의 4인치 포트는 25m/s를 초과할 수 있습니다. 포트 직경을 늘리거나 포트를 여러 개 사용하십시오.마이어 사운드 가이드라인에 따라 포트 노이즈가 들리지 않는 경우 10-12m/s를 목표로 하십시오.
✗작은 공간의 공간 증가는 무시하고, 실내 공간은 벽 대비 서브우퍼 배치 (경계 강화) 에 따라 80Hz 미만에서 +3 ~ +12dB 부스트를 제공합니다.실내에서 F3 = 50Hz인 밀폐형 박스는 F3 = 35Hz를 효과적으로 측정할 수 있으며 코너 배치 시 공간 게인이 9dB일 수 있습니다.룸 게인을 사용하여 모델링하거나 실내에서 측정하여 정확한 반응 예측을 할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

밀폐형 서브우퍼 박스와 포트형 서브우퍼 박스의 차이점은 무엇입니까?

밀폐형 박스는 더 단순하고 작으며 (일반적으로 통풍 볼륨의 30-60%), F3보다 낮은 -12dB/옥타브에서 부드럽게 롤오프되므로 아음속 주파수에서 운전자에게 안전합니다.벤티드 (포트형) 박스는 헬름홀츠 공명을 사용하여 베이스 응답을 0.5-1 옥타브까지 확장하지만 포트 튜닝보다 낮은 -24dB/옥타브에서는 가파르게 롤오프되므로 과도한 이탈을 방지하기 위해 하이패스 필터링이 필요합니다.Thiele/Small의 연구에 따르면 밀폐형 박스는 더 엄격한 과도 응답 (그룹 지연 < 10ms) 을 제공하는 반면 통풍형 박스는 포트 튜닝 근처의 그룹 지연이 15-25ms인 반면 통과대역에서 더 높은 효율 (+3-6dB) 을 제공합니다.

Qts는 어떤 인클로저 유형을 사용해야 하는지에 대해 무엇을 알려주나요?

Per Small (1973) 얼라인먼트 권장 사항: Qts < 0.35 - 벤트식 (포트형) 얼라인먼트 선호, 포트 기여도에 따른 높은 댐핑 이점Qts 0.35-0.50 - 밀폐형이든 통풍식이든 잘 작동하며, 통풍구를 사용하면 확장성이 향상됩니다.Qts 0.50-0.70 - 밀폐형 정렬이 최적이고 적당한 댐핑은 버터워스 밀폐 반응에 적합합니다.Qts > 0.70 - 드라이버의 댐핑이 부족하고, 밀폐된 박스는 최대 응답 (붐) 을 일으키며, 벤트 정렬이 어렵습니다.무한 배플, 이퀄라이제이션 또는 대체 드라이버를 고려해 보십시오.대부분의 고품질 자동차/가정용 서브우퍼 드라이버는 인클로저 유연성을 위해 Qts = 0.35-0.55를 목표로 합니다.

이 계산기를 서브우퍼뿐만 아니라 미드우퍼에도 사용할 수 있나요?

예 - Thiele/Small 방정식은 모든 무빙 코일 라우드 스피커에 적용됩니다.미드우퍼 (Fs = 40-80Hz, 더 작은 Vas) 의 경우에도 동일한 Vb 공식이 적용됩니다.결과적으로 밀폐형 박스는 크기가 더 작고 (일반적으로 6.5인치 미드우퍼의 경우 5-15L) F3가 더 높습니다 (일반적으로 80-150Hz).Parts Express 및 Madisound 애플리케이션 노트에 따르면 미드우퍼의 T/S 파라미터는 서브우퍼와 동일하게 측정됩니다.소형 밀폐형 상자에 들어 있는 풀레인지 드라이버의 경우 Qtc가 1.0을 초과하지 않는지 확인하여 부밍 응답을 방지하십시오.