서브우퍼 인클로저 용적
틸레-스몰 파라미터로부터 최적 서브우퍼 박스 용적(밀폐형 및 포티드형)과 포트 튜닝 주파수를 계산합니다.
공식
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.