Програмне забезпечення для проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Программирование


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ЗМІСТ

  • Вступ
  • Розділ 1. Аналіз особливостей функціонування автомобільної низькочастотної акустичної системи
    • 1.1 Загальна характеристика специфіки функціонування автомобільної низькочастотної акустичної системи
    • 1.2 Аналіз діючої моделі реалізації функцій автомобільної низькочастотної акустичної системи
    • 1.3 Характеристика моделей та методів розв’язання задач автомобільної низькочастотної акустичної системи
  • Розділ 2. Розробка архітектури інформаційної технології проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи
    • 2.1 Цільовий аналіз призначення ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи
    • 2.2 Структурно-функціональний аналіз ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи
    • 2.3 Функціональні моделі ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи
    • 2.4 Постановки основних функціональних задач, що вирішуються в складі ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи
  • Розділ 3. Розробка математичного забезпечення інформаційної технології проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи
    • 3.1 Опис структури задач, що реалізуються в рамках проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи
    • 3.2 Математична постановка задач ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи
  • Розділ 4. Розробка інформаційного забезпечення для автомобільної низькочастотної акустичної системи
    • 4.1 Аналіз технології збору, передачі та обробки інформації
    • 4.2 Опис вхідної/ вихідної інформації
    • 4.3 Аналіз нормативно-довідникової інформації
    • 4.4 Розробка систем класифікації та кодування
    • 4.5 Розробка інфологічної моделі предметної області
    • 4.6. Розробка логічної моделі бази даних
    • 4.7 Розробка фізичної моделі бази даних
  • Розділ 5. Розробка програмного забезпечення інформаційної технології проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи
  • 5.1 Специфікація програмного комплексу
    • 5.1.1 Аналіз варіантів створення програмного комплексу
      • 5.1.2 Обґрунтування вибору засобів програмування
      • 5.1.3 Опис архітектури програмної системи
      • 5.1.4 Опис технічної архітектури системи
      • 5.1.5 Опис структурної схеми програмного комплексу
      • 5.1.6 Опис функціональної схеми програмних модулів підсистем
      • 5.1.7 Опис алгоритмів окремих програмних модулів
      • 5.1.8 Опис інтерфейсу
      • 5.1.9 Опис варіантів використання — реальних прецедентів системи
      • 5.1. 10 Опис класів
      • 5.1. 11 Опис структурної схеми програмних модулів у вигляді UML-діаграми
      • 5.1. 12 Опис UML-діаграм послідовностей для кожного прецеденту
    • 5.2 Опис інструктивних матеріалів користувача
  • Розділ 6. Розрахунок показників економічної ефективності проекту
  • Розділ 7. Охорона праці
  • ВИСНОВКИ
  • СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

автомобільний низькочастотний акустичний програмний

ВСТУП

Основне завдання при створенні автомобільної аудіосистеми — отримання «високої» і «широкої» звукової сцени для слухачів. Її рішення безпосередньо пов’язане з місцем установки фронтальних випромінювачів.

При створенні високоякісної аудіосистеми можуть бути два творчих підходу. Перший з них — «концептуальний»: формулюють вимоги до системи, вибирають або виготовляють необхідні компоненти, а потім — монтаж та налаштування. Це ідеальний, але дорогий варіант, особливо у відношенні обробки. При такому підході результат, як правило, досягається з першої спроби, але це вимагає одноразового вкладення значних коштів і, що найголовніше, чималого досвіду і навіть інтуїції. Досягнення ідеального звучання вимагає також чималої праці.

Другий варіант — аматорський. Систему створюють в мінімальній конфігурації з доступних компонентів, а високого результату досягають розумним компонуванням і використанням перевірених рішень.

При будь-якому підході до формування аудіосистеми потрібно перш за все вибрати джерело сигналу і структуру акустичної системи (АС).

Простір автомобільного салону акустично не пристосований для високоякісного звуковідтворення — об'єм салону надзвичайно малий. З цієї обставини випливає кілька очевидних висновків:

1. Практично неможливо дотримати основну умову для забезпечення стереофонічного звучання — взаємне розташування слухачів і гучномовців акустичної системи по вершинах рівностороннього трикутника. Крім різниці в інтенсивності звучання виникає часове зрушення між сигналами лівого і правого каналів, що призводить до зміщення джерел звуку (КІЗ) щодо їхнього справжнього становища.

Особливо помітний цей ефект для сигналів середніх частот. 2. Важко забезпечити необхідне видалення слухача від гучномовців. А при роботі в ближній зоні випромінювання гучномовець вже не можна розглядати як точкове джерело, що призводить до специфічних інтерференційних спотворень на середніх частотах (на ВЧ цей ефект ослаблений через малий розмір випромінювачів).

Завдяки малому обсягу салону на низьких частотах виникає досить однорідне звукове поле. Однак наявність в салоні нерівномірно розташованих поглинаючих і відбиваючих поверхонь (скла, оббивка, пасажирів) не дозволяє впевнено прогнозувати його акустичні властивості на середніх і високих частотах. Внаслідок зазначеного АЧХ салону на середніх і вищих частотах має нерівномірність, часом значну, а характер нерівномірності залежить від вибору точки виміру.

Головним завданням дипломного проекту є розробка програмного забезпечення проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи.

Розроблене програмне забезпечення повинне забезпечувати розрахунок геометрії сабвуферного корпусу з метою отримання необхідного звучання з урахуванням технічних параметрів конкретних динаміків, а також оцінювати якість звучання.

Об'єктом вивчення є автомобільна акустична система.

Предметом вивчення — автомобільна низькочастотна акустична система.

Задачами дипломного проекту є:

— аналіз особливостей функціонування автомобільної низькочастотної акустичної системи;

— розробка архітектури інформаційної технології проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи;

— розробка математичного забезпечення інформаційної технології проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи;

— розробка інформаційного забезпечення для автомобільної низькочастотної акустичної системи;

— розробка програмного забезпечення інформаційної технології проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи.

В першому розділі дипломної роботи проведена загальна характеристика специфіки функціонування автомобільної низькочастотної акустичної системи. Проведено аналіз діючої моделі реалізації функцій автомобільної низькочастотної акустичної системи. Розглянуто моделі та методи розв’язання задач автомобільної низькочастотної акустичної системи.

У другому розділі проведено цільовий аналіз призначення ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи. Проведено структурно-функціональний аналіз ІТ та розглянуті функціональні моделі ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи. Визначена постановка основних функціональних задач, що вирішуються в складі ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи.

В третьому розділі описана структура задач, що реалізуються в рамках проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи, розглянута математична постановка задач ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи.

В четвертому розділі проаналізовано технології збору, передачі та обробки інформації, проведено опис вхідної/ вихідної інформації, проведено аналіз нормативно-довідникової інформації, розглянута система класифікації та кодування, розроблена інфологічна модель предметної області, розроблена фізична модель бази даних.

В п’ятому розділі проведена специфікація програмного комплексу. Проаналізовано варіанти створення програмного комплексу, проведено обґрунтування вибору засобів програмування, описана програмна та технічна архітектури системи, проведено опис інтерфейсу та алгоритмів окремих програмних модулів, описані структурні схеми програмних модулів у вигляді UML-діаграми, описані UML-діаграм послідовностей, класів та варіантів використання — реальних прецедентів системи, проведено опис інструктивних матеріалів користувача.

Розділ1. АНАЛІЗ ОСОБЛИВОСТЕЙ ФУНКЦІОНУВАННЯ АВТОМОБІЛЬНОЇ НИЗЬКОЧАСТОТНОЇ АКУСТИЧНОЇ СИСТЕМИ

1.1 Загальна характеристика специфіки функціонування автомобільної низькочастотної акустичної системи

Аудіосистема є непорушним атрибутом сучасного автомобіля. У загальному вигляді аудіосистема призначена для прийому, перетворення і відтворення звуку. Конструктивно автомобільна аудіосистема може бути виконана у вигляді незалежної системи або входити до складу більш багатофункціональної мультимедійної системи. В даний час виробляється безліч аудіокомпонентів, з яких створюються різні по складу і якості звучання аудіосистеми. Проектування аудіосистем є одним з найпопулярніших напрямів автомобільного тюнінга.

На рис. 1.1 представлена загальна структурна схема автомобільної аудіосистеми до якої входять наступні конструктивні елементи.

Рис. 1.1 Загальна структурна схема автомобільної аудіосистеми

До складу автомобільної аудіосистеми можуть входити наступні конструктивні елементи: головний пристрій; акустика; сабвуфер; кросовер; підсилювач; процесор; проводка.

Далеко не всі з перерахованих компонентів використовуються в штатних аудиосистемах. Найпростіша система включає головний пристрій, фронтальну акустику і проводку. Більш складні аудіосистеми побудовані з роздільним принципом і складаються з узгоджених між собою головного пристрою, зовнішнього підсилювача, фронтальної і тилової акустичної систем і сабвуфера.

Автомобільна акустика (популярна назва — динаміки) розділяється залежно від відтворної звукової частоти (частотного регістру). Розрізняють такі динаміки:

— низькочастотні (низькі, НЧ, бас, сабвуфер) — 20−60 Гц;

— низькосередньочастотні (НЧ / СЧ, мідбас, вуфер) — 60−200 Гц;

— середньочастотні (середні, СЧ, голос) — 200−4000 Гц;

— високочастотні (верхні, ВЧ, твітер, пищалка) — 4−20 кГц.

Динамік або випромінююча головка перетворює електричні сигнали від головного пристрою (підсилювача, кросовера) в акустичні сигнали і випромінює їх у навколишній простір (салон автомобіля). Випромінююча головка об'єднує катушку, магніт і дифузор, який безпосередньо створює звукові хвилі за рахунок переміщення тонкого шару матеріалу (тканини, паперу). Дифузор має круглу форму, рідше овальну, ще рідше прямокутну і навіть трикутну.

Акустика встановлюється, як правило, в штатні місця: лівий і правий край торпедо, передні стійки, нижній, передній, задній краї дверей, тильна сторона дверей навпроти дзеркала заднього виду, задня полиця та ін. У передніх стійках встановлюються твітери, в передніх дверях — мідбаси, на задній полиці - в основному коаксіальна акустика. Встановлення динаміків називається інсталяцією, яка крім кріплення повинна включати шумоізоляцію сполучених поверхонь. Чим краще виконана шумоізоляція, тим якісніше звучання можна отримати.

Динаміки мають різні розміри, які визначаються глибиною і діаметром дифузора. Розміри динаміка повинні відповідати штатним посадочним місцям, якщо ні - під них обладнуються нові посадочні місця. Найбільш ходові діаметри динаміків: твітер — 3,6; 4,5 см; мідбаси — 13; 16,5 см.

Конструктивно автомобільна акустика ділиться на дві групи — коаксіальну і компонентну. Коаксіальна акустика об'єднує, як правило, ВЧ і НЧ / СЧ випромінюючі голівки в одну конструкцію (ВЧ динамік розташований на одній осі з НЧ / СЧ динаміком). Компонентна акустика являє собою окремі випромінюючі голівки, фізично розділені одна від одної. Перевага відносно якості звучання віддається компонентним динамікам. Коаксіальна акустика значно дешевше і більш універсальна в плані установки.

Окремі динаміки об'єднуються в акустичну систему, в яку також включається пасивний кросовер. Кросовер забезпечує фільтрацію частотного діапазону для кожного динаміка, в т. ч. динаміків включених до коаксіальної акустики. Фільтрація може здійснюватися і за межами акустичної системи — в підсилювачі, аудіопроцесорі, зовнішньому активному кросссовері.

Акустичні системи розрізняються по числу вхідних динаміків. Двокомпонентна (двосмугова) акустична система включає НЧ / СЧ і СЧ динаміки (мідбаси і твітер). У трьохкомпонетну (трьохполосну) систему додається СЧ динамік. Число смуг визначає кросовер. Як правило, число смуг збігається з числом вхідних в систему динаміків.

В даний час існує декілька загальновизнаних форматів відтворення звуку, які реалізуються за допомогою поєднання різних акустичних систем:

— двоканальний (стерео) — дві фронтальні широкосмугові акустичні системи;

— чотирьохканальний (об'ємне звучання, Dolby Surround) — дві фронтальних і дві тилових акустичних системи;

— шестиканальний (ефект присутності, Dolby Digital, 5. 1) — дві фронтальні, дві тилові, центральна акустична система і сабвуфер.

Сабвуфер є невід'ємним елементом сучасної акустичної системи. Він додає звуковій сцені чистий і гучний бас, тим самим поліпшуючи акустичне оформлення автомобіля, роблячи звук об'ємним і якісним. Сабвуфер — це динамік, який відтворює низькі частоти. Він, звичайно, більшого розміру, ніж інші. Слово «сабвуфер» використовується для визначення акустичної системи з низькочастотної головкою, виконаної в окремому корпусі. Дослівно він означає «нижче низьких частот динаміка». Основні цілі автомобільної низькочастотної акустичної системи (сабвуферу) представлені у виді дерева цілей на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Дерево цілей

Основним параметром сабвуфера є потужність, яка знаходиться в межі 100−300 Вт і більше. Потужність залежить від параметрів дифузора, чим більше, тим потужніше звучить бас. У діаметрі сабвуфер зазвичай становить 16−40 см.

Аналіз основних зв’язків між елементами автомобільної низькочастотної акустичної системи представлений на рис. 1.3.

Розрізняють активні і пасивні сабвуфери. Активний сабвуфер має вбудований підсилювач і підключається безпосередньо до головного пристрою, пасивні - з'єднані із зовнішнім басовим підсилювачем. Сабвуфер підбирається індивідуально до конкретного автомобіля.

Варто відзначити, що навіть без встановленого автомобільного сабвуфера, акустична система в автомобілі повинна мати цілком пристойний бас.

/

Рис. 1.3. Аналіз основних зв’язків між елементами акустичної системи.

Сабвуфер не може повністю замінити акустику — він спеціально розроблявся доповнити її якістю звучання. Так званий «верхній бас» повинні видавати колонки, так звані мідбаси, а сабвуферні динаміки — тільки «нижній».

Основні функціі автомобільної низькочастотної системи (сабвуферу) представлено в виді дерева функцій (рис. 1. 4).

Рис. 1.4. Дерево функцій.

Автомобільні сабвуфери можна умовно поділити на корпусні та окремі незалежні динаміки. Останні, в свою чергу, діляться ще на ті, які встановлюються (мовою інсталятора — «врізаються») у полку / спинку заднього сидіння і ті, які встановлюються в різні корпуси із спеціально розрахованим об'ємом. Динаміки бувають чотирьох стандартних розмірів: 8, 10, 12 і 15 дюймів. Варто відзначити, що чим більше він за величиною, тим більше він забезпечує звукового тиску в салоні, але і резонувати він буде сильніше. Ось чому кращим вибором сабвуфера є розмір 10−12 дюймів.

Можна виділити три основних типи корпусних сабвуферів:

— «закритий ящик»;

— фазоінверторний ящик;

— банд-пас ящик.

Закритий — сабвуферний динамік впроваджений в закриту коробку (корпус). Низькі частоти у такого сабвуфера більш виразні і правильні, але звук не дуже гучний і глибокий. Певна перевага — маленькі розміри. У деяких випадках можна отримати дуже непогані результати в маленьких автомобілях міського типу, встановивши активний корпусних сабвуфер під сидіння, не жертвуючи корисним місцем. Такі компактні сабвуфери є у Focal, Alpine, Pioneer. Для тих, кому не потрібен дуже гучний звук — це ідеальне рішення. Також сабвуфери закритого типу можуть сміливо купувати ті, хто має потужні підсилювачі порядку 300 Вт і більше. Потужність може компенсувати звуковий тиск.

Фазоінверторний — сабвуферний динамік встановлений в ящик з фазоінвертором (портом). Фазоінвертор — це вирізаний отвір в корпусі з портом, призначений для значного посилення звукового тиску і поліпшення глибини баса. Фазоінвертори у сабвуферів і окремо корпусів повинні бути гранично точно розраховані. ККД у цих сабвуферних корпусів при належному розрахунку на порядок більше, ніж у закритих. Такий тип сабвуферів можна сміливо купувати в будь-яку машину. Бас у них дуже чіткий і гучний. Такий сабвуфер стане в нагоді тому, хто хоче гучну і якісну музику одночасно. Це кращий вибір для слабких підсилювачів і сабвуферних головок. З недоліків — трохи більший розмір корпусу, для якого потрібно досить точний розрахунок обсягу та вибору правильного фазоінвертора при виготовленні.

Банд-пас — сабвуферний динамік вбудований всередину ящика, а сам звук виходить з фазоінвертора. Дуже потужний бас, але має властивість «гудіти». Модним явищем є виготовлення сабвуферних корпусів прозорими, в яких видно самі динаміки. Іноді можна спостерігати оригінальну підсвітку. Цей тип корпусу сабвуфера вибирають ті, кому потрібен дуже потужний і якісний бас. Його можна встановити в будь-який автомобіль. Ці корпуси більш складні у виготовленні і тому трохи вище за вартістістю. Деякі виробники для економії встановлюють дешеві сабвуферні головки.

Розглянемо основні характеристики сабвуфера рис. 1. 5:

/

Рис. 1.5. Основні характеристики сабвуфера.

Частотний діапазон відображається в Герцах (Гц) — це граничний діапазон відтворюваних частот сабвуфера, які діляться на кілька октав: низькі баси 20−40 Гц, середній діапазон 40−80 Гц і діапазон високих басів 80−160 Гц. Переважна більшість сабвуферів звучать в діапазоні 40−200 Гц, тобто в основному — середні і високі баси. Ідеальний частотний діапазон для сабвуферного динаміка — 30−60 Гц. При цьому нижній бас не буде відтягувати сцену на себе.

Частота поділу кросовера — це частота, на якій проходить його поділ частот. Якщо сабвуфер має частоту поділу 70 Гц, то кросовер, з певною крутизною зрізу, «відділяє» всі звуки з частотами, які більше 70 Гц. У більшості випадків кросовер налаштовується на підсилювачі. Для зручності кросовер вбудовують в автомагнітоли середнього та дорогого цінового діапазону, а для отримання максимальної функціональності і гнучкості настройки баса потрібно купувати окремий процесор звуку.

Максимальний звуковий тиск — це гранична гучність сабвуфера. Як правило, це параметр, який використовується для оцінки звукового тиску в автозвукових змаганнях. Якщо потрібен просто якісний і правильний бас, — цим параметром можна знехтувати.

Чутливість. Рекомендується підбирати акустичну систему з чутливістю 90 дБ і вище. При хорошому показнику чутливості можна використовувати підсилювач меншої потужності. Чим більше чутливість динаміків, тим менше навантажується підсилювач і тим самим підвищується загальна гучність системи, при якій звук не спотворюється.

Діаметр низькочастотного динаміка, позначається в міліметрах або дюймах, оптимальний його розмір — 10−12 дюймів. У деяких випадках можна застосувати пару 8-ми дюймових сабвуферних динаміків. Наприклад, в задню полицю автомобіля Daewoo Lanos можна штатно встановити пару сабвуферів DLS Performance OA8. Така компоновка гратиме красиво і м’яко.

Власна резонансна частота — це внутрішня частота резонансу динаміка без акустичного супроводу. Резонанс залежить від його власних фізичних характеристик: ваги рухомих механізмів і жорсткості підвіски. В ідеалі, краще щоб ця частота була поза межі відтворюваних частот динаміком.

1.2 Аналіз діючої моделі реалізації функцій автомобільної низькочастотної акустичної системи

Сабвуфер — по суті такий же динамік, як і динамік, що входить до складу звичайних акустичних систем, тільки великорозмірний, оскільки призначений виключно для баса. І все-таки в car audio сабвуфери складають окрему ланку аудіотракту. Причина такої відособленості лежить в специфіці відтворення найнижчих частот в автомобілі. Сабвуферу потрібно набагато більше потужності, ніж основним акустичним системам, зазвичай в 3−4 рази більше. Крім того, для сабвуфера зазвичай мало придатне використання внутрішніх обсягів порожнин автомобіля, хоча так інколи таки вимушено поступають і є моделі сабвуферів, спеціально розрахованих на таке застосування. Набагато більш популярно виготовлення спеціальних сабвуферних корпусів з товстостінних плит MDF або фанери. Крім того, для сабвуферів майже не практикується пасивний поділ частот, як в кросовері звичайних акустичних систем, а використовується активна фільтрація за допомогою фільтрів низьких частот в підсилювачі або зовнішньому процесорі з кросовером.

Автомобільному сабвуферу, крім музичної ролі по відтворенню низьких нот, відведена ще одна, суто утилітарна — «перекричати» дорожній шум, основний спектр якого лежить якраз на низьких частотах і заважає прослуховуванню. Основні динаміки аудіосистеми, а вони зобов’язані перебувати спереду для формування фронтальної звукової сцени, з об'єктивних причин не здатні бути досить басовитими для цього. Їх не можна зробити досить великими, а крім того, в автомобілі досить важко використовувати ті прийоми поліпшення басової віддачі, які застосовні в домашніх АС — скажімо, застосування фазоінвертора. Якщо «підняти» бас АС за допомогою регулятора тембру або схеми підйому баса в магнітолі, то динаміки швидше почнуть «хрипіти», ніж басити, і незабаром можуть вийти з ладу. Відповідно, їм потрібен басовий помічник, і це — сабвуфер. Сотні ват, які вимагаються сабвуферу, потрібні не тільки для боротьби з шумом і не тільки для передач піків сигналу на низьких частотах — тут впливають ще й особливості поширення баса в автомобілі. Об'єм салону за акустичними мірками занадто малий, і знаходиться в ньому повітря грає роль пружного тіла, що перешкоджає коливанням низькочастотного дифузора. Іншими словами, сабвуферу належить не просто створити звукову хвилю, але і з підвищеним зусиллям натурально «прокачати» салон. Такий спосіб отримання баса називається компресійним. До речі, для кабріолетів об'єм повітря виявляється вже занадто великим, так що потужності буде потрібно ще більше, а самих сабвуферів в цьому випадку необхідно мати хоча б пару.

Найпростіше отримати повноцінний бас в автомобілі за допомогою т. зв. активних сабвуферів, які являють собою НЧ-головку, вже встановлену в готовий корпус і забезпечену сабвуферним підсилювачем. Якщо використовувана НЧ-головка досить великорозмірна, то аудіосистема віддячить за таке придбання дійсно глибоким басом. Але за іншими критеріями, а їх для оцінки якості баса досить багато: взяти хоча б чіткість, щільність, повноту, атаку — бас переважної більшості активних сабвуферів, м’яко кажучи, не вражає. Існує лише кілька моделей активних сабвуферів на ринку, позбавлених таких компромісів, і кожного разу поява такої моделі - велика подія. Пасивні сабвуфери зовні мало відрізняються від активних, це знову НЧ-головка в заводському корпусі, але без підсилювача. Тут вже більше свободи для пошуку хорошого звучання, і з пристойним зовнішнім підсилювачем пасивний варіант прозвучить краще свого активного аналога. А найкращої якості можна досягти, виготовивши спеціалізований як під куплену НЧ-головку, так і під наявний автомобіль, висококласний міцний і важкий корпус і індивідуально підібравши сабвуферний підсилювач. Хоча такий варіант найбільш клопіткий і дорогий, він приносить суттєву вигоду не тільки відмінним звучанням баса, але й найкращою інтеграцією в простір багажника. Окремо стоять раніше згадані сабвуфери для безкорпусної установки (free air); особливо вдало їх використання в задній полиці в седанах. Так і витрати на корпус усуваються, і простір багажника залишається вільним. Однак серед поточного асортименту сабвуферних головок придатних для free-air установки моделей мало. Причина в тому, що такі сабвуфери капризні в установці та налаштуванні, а також мають меншу віддачу в порівнянні з корпусними версіями.

Повноцінна звукопередача сьогодні немислима без низькочастотної складової акустичного сигналу. Оскільки сигнал у 20 Гц — 150 Гц не робить практичного впливу на стереоефект, прийнято виділяти його в один канал, який оформляють одним акустичним корпусом, спрощуючи тим самим схемне рішення і зберігаючи простір салону автомобіля. А завдяки тому, що звук в області басових частот поширюється, огинаючи перешкоди, розміщувати сабвуферний корпус можна в будь-якій вільній частині автомобіля.

Основні фактори, що визначають успіх їх використання в автомобільній низькочастотній установці представлені на рис. 1.6.

/

Рис. 1.6. Основні фактори, що визначають успіх їх використання в автомобільній низькочастотній установці

Акустичний короб виготовляють з різних матеріалів: фанери, ДСП, пластику. Є й такі майстри, які використовують деревину від музичних інструментів.

Акустичне оформлення сабвуфера включає: проектування і розрахунок акустичної системи для конкретного замовлення, виготовлення акустичного корпусу і установку системи в автомобіль. Десятки схем корпусів для сабвуферів можна звести до декількох основних типів, серед яких найбільш відомі закриті, фазоінверсні системи і системи з пасивними динаміками (рис. 1. 4).

При конструюванні сабвуферної акустичної системи зазвичай прагнуть отримати гарну передатну функцію, тобто гарне співвідношення створюваного нею звукового тиску та комплексного вхідного сигналу. Основний принцип конструювання сабвуферної акустичної системи представлено в виді моделі «чорна скринька» на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Модель. «чорна скринька» — конструювання сабвуферної акустичної системи.

Передавальні функції трьох згаданих систем у принципі аналогічні передаточній функції фільтра верхніх частот відповідно другого і четвертого порядку, з крутизною спаду амплітудно-частотної характеристики в бік низьких частот 12 дБ на октаву і 24 дБ на октаву, а підсумкова АЧХ в області робочих частот сабвуфера залежить від характеристик використовуваного динаміка, застосовуваного фільтра-кросовера, конструкції і матеріалу корпусу, а також можливостей підсилювача потужності. Враховуючи всі ці особливості в акустичному оформленні сабвуфера, необхідно зменшити амплітуду зміщення рухомої системи динаміка і тим самим підвищити рівень вхідної електричної потужності, а також максимального звукового тиску, що допоможе знизити його перевантаження і спотворення сигналу.

Для детального опрацювання конструктивного виконання сьогодні можна користуватися спеціальними комп’ютерними програмами розрахунку, закладаючи «на вході» параметри сабвуфера і отримуючи «на виході» рекомендовані характеристики корпусу акустичної системи.

Акустичний корпус — найважливіший елемент всієї сабвуферної акустичної системи. Він повинен не тільки мати оптимальний внутрішній обсяг для розміщення динаміки і необхідних компонентів, але і мати достатню міцність — не тільки механічною, але і акустичною. Справа в тому, що сабвуфер динамічного типу працює як помпа, ущільнюючи повітря перед дифузором і розріджуючи його з тильного боку в осьовому напрямку. При цьому величини тисків з обох сторін рівні, але звернені по фазі, тому при відсутності або недостатній ізоляції передньої і задньої поверхонь динаміка буде мати місце «акустичне коротке замикання». Щоб уникнути його, необхідно забезпечити фазовий зсув акустичного сигналу, випромінюваного з тильної сторони дифузора, наприклад, на половину довжини хвилі. Це досягається за рахунок установки «звукової панелі-перегородки», найчастіше замкнутої у вигляді корпусу. Чим більше ця перегородка (або більше обсяг корпуса), тим теоретично нижче тональність сигналу, який не буде замкнутий акустично. Якщо обсяг корпуса (тобто величина укладеної в ньому повітряної маси) впливає на висоту його резонансної частоти, то форма корпусу впливає насамперед на утворення стоячих хвиль в результаті власного резонансу корпусу, що виникає на тій чи іншій частоті. Щоб боротися з утворенням стоячих хвиль, вдаються до зміщення динаміка від центру акустичного корпусу. Найбільш невдалої вважається при цьому кубічна форма акустичного корпусу з динаміком, розташованим на рівному видаленні від всіх його стінок. На рис. 1.8 представлено розположення динаміка щодо стінок корпусу.

Рис. 1.8. Pозположення динаміка щодо стінок корпусу.

Конструкція корпусу багато в чому визначає акустичні характеристики сабвуферной системи, хоча не менш важливо те, які матеріали використовуються при його виготовленні. Сьогодні ними можуть бути: дерево, пластмаси, органічне скло, кераміка і навіть бетон.

Найбільш практичним вважаються середньодісперсні деревостружкові плити (MDF): вони мають хороші звукоізолюючі властивості, доступні за ціною, володіють рівномірною щільністю (на відміну від багатошарової фанери), високою питомою масою, а також добре піддаються столярній обробці. Слід зауважити також, що часто використовуються при виготовленні сабвуферних корпусів екзотичними або прозорими матеріалами не з причини їх незвичайних властивостей, а в гонитві за зовнішньою оригінальністю чи бажанням продемонструвати внутрішній устрій системи.

Системи закритого типу володіють хорошими акустичними характеристиками при конструктивній простоті. Обсяг корпуса визначає межі частотного діапазону, в якому встановлений сабвуфер буде мати оптимальні характеристики: якщо обсяг недостатній для даного динаміка, то тиск усередині корпусу буде більш високим, ніж зовні, і найбільш низькі тони будуть послаблюватися. При подальшому зменшенні його обсягу втрати низькочастотної складової будуть зростати, а більш високі тони, навпаки, підкреслюватися, підсилюючи «ефект бочки», замість щільних і ясних басів. Тому при нестачі вільного простору краще використовувати сабвуфер меншого розміру, наприклад, 8-дюймовий, замість того, щоб максимально обмежувати корпус 10 — або 15-дюймового динаміка).

Збільшення обсягу корпусу вище рекомендованого виробником сабвуфера може підвищити віддачу на найнижчих частотах, проте можна зіткнутися з ще більшими проблемами при його установці в автомобіль. Графік (рис. 1. 9) характеризує рекомендовані оптимальні розміри корпусів для сабвуферів різного діаметру.

У пошуках більш ефективних схем акустичного оформлення низькочастотних динаміків почали використовуватися корпуси з фазоінверторами і акустичними повітроводами різного типу. У фазоінверсних корпусах застосовуються циліндричні або прямокутні труби, що настроюються зазвичай на певну частоту.

Рис. 1.9. Оптимальний розмір корпусів сабвуферів.

Помилки, наприклад, при розрахунках добротності, а також конструюванні та налагодженні фазоінвертора є причиною того, що акустична система має погану якість. І навіть якщо труба фазоінвертора настроєна на необхідну частоту, вона може стати джерелом нелінійних спотворень, якщо, наприклад, об'ємна швидкість повітря в ній перевищує допустиму (вона не повинна перевищувати 5% від швидкості звуку): у цьому випадку потік повітря стає турбулентним. Чутливість передавальної функції (звукового тиску) фазоінверсної системи до розстройки частоти фазоінвертора дуже висока, і після остаточного складання може виникати необхідність точного підстроювання.

1.3 Характеристика моделей та методів розв’язання задач автомобільної низькочастотної акустичної системи

Існує безліч програм, корисних для розробки і створення автомобільної акустики. Більша частина з них відноситься до розрахунку низькочастотних гучномовців (сабвуферів).

Для отримання в автомобільної аудіосистеми баса, відповідного спроектованому, недостатньо обмежитися вибором відповідних динаміків. Динамік повинен отримати певне акустичне оформлення, розмістившись у відповідному обсязі з урахуванням геометричних особливостей місця розташування в автомобілі. Акустичне оформлення сабвуфера дозволяє побудувати заданий бас як за рівнем, так і за тембральної забарвленні (рис. 1. 10).

/

Рис. 1. 10. Основні типи акустичного оформлення.

При проектуванні сабвуферного корпусу враховуються багато параметрів. Це і чисто технічні характеристики, такі як резонансна частота, еквівалентний акустичний об'єм і добротність сабвуферного динаміка, принципова можливість розміщення сабфуферного корпусу усередині автомобіля, і, нарешті, бажані автовласником музичні жанри.

Розрахунок геометрії сабвуферного корпусу з метою отримання необхідного звучання виробляється на комп’ютері, з урахуванням технічних параметрів конкретних динаміків.

Часто виробники сабвуферних динаміків пропонують готові варіанти корпусів, однак треба зауважити, що в багатьох випадках вони далеко не оптимальні, що призводить до некоректної роботи сабвуфера і автомобільної аудіосистеми в цілому.

JBL SPEAKERSHOP — це програмне забезпечення допомагає визначити обсяг і розміри корпусу і оцінити якість звучання. Конструкція аналізується в два етапи. Перш за все визначається, як вона буде працювати при нормальних рівнях прослуховування. Ця процедура називається аналізом на малих сигналах і включає в себе розрахунок амплітудної (частотної) характеристики, характеристики опору звукової котушки, фазової характеристики і групової затримки. У другу чергу для конструкції моделюється режим максимальної гучності. Цей етап називається аналізом на великих сигналах і включає в себе норми термальної акустичної потужності в діапазоні середніх частот і характеристику максимальної потужності при різних відхиленнях.

Існують два способи конструювання корпусів з допомогою програми SPEAKERSHOP Enclosure Module. Один з них передбачає конструювання корпусу для певних обраних динаміків. При цьому варіюються характеристики корпусу. Інший спосіб полягає в пошуку відповідних динаміків для існуючого корпусу: ви підбираєте моделі динаміків. Метод конструювання може бути вибраний за допомогою команди Variable в меню Options.

Коли програма SPEAKERSHOP Enclosure Module запускається в перший раз, за замовчуванням задається режим, в якому змінними величинами є характеристики акустичного оформлення.

Електронна таблиця містить колонки для конструювання шести корпусів. Перші три призначені для розрахунку корпусів з фазоінвертором — для оптимальної, користувацької (тобто проектованої самим майстром) конструкцій і для корпусів, розрахованих на певну смугу частот. Наступна колонка призначена для користувача конструкції корпусу з пасивним випромінювачем. Останні дві колонки призначені для оптимальної та користувацької конструкції для корпусів закритого типу. Так як в електронній таблиці одночасно демонструються конструкції різного типу, можна легко їх порівнювати. Параметри динаміка показані в нижній лівій області електронної таблиці. Графік внизу однаковий для обох методів.

Режим, коли змінною величиною є сам динамік, задається за допомогою команди Variable-Loudspeaker в меню Options. Це на випадок вибору відповідних динаміків для вже існуючого корпусу. Режим дуже зручний для розрахунків звуковідтворювальних систем автомобілів, коли необхідно підібрати динамік під строго заданий обсяг, так як дозволяє швидко перевіряти роботу декількох різних акустичних систем у конкретному корпусі або в певному обмеженому просторі.

У режимі Variable-Loudspeaker використовується електронна таблиця-меню іншого виду. Замість показу шести різних конструкцій корпусів, як це робиться в режимі Variable-Box, одночасно демонструються шість різних динаміків. Таким чином дається можливість швидко порівняти до шести різних моделей.

Для введення тільки мінімальних параметрів, необхідних для конструювання корпусу, вибирається у меню Loudspeaker опція Parameters-minimum. З’явиться вікно, в якому можна ввести мінімальні параметри, що включають в себе назву виробника (Manufacturer), назву моделі (Model), Fs, Vas і Qts. Номінальну ефективність або чутливість необхідно вводити тільки при конструюванні корпусів з фазоінвертором.

Для введення повних параметрів (механічних, електричних, комбінованих), вибирається відповідна команда.

У базі даних динаміків зберігаються значення всіх необхідних характеристик великої кількості динаміків самих різних фірм-виробників: A & S Speakers, Acoustic Research, AcousticPro, Xtasy Audio, Yamaha, Zachry.

Якщо не виявлена необхідна модель, то її можна разом з характеристиками внести в базу. Більш того, якщо є можливість виміряти амплітудно-частотні характеристики динаміка в спеціальному тестовому корпусі-екрані або отримати ці дані від виробника, то передбачений варіант поточечного внесення експериментальних значень. Додавання експериментальних даних підвищить точність результату розрахунків.

Програма також дозволяє проводити автоматичний підбір моделей динаміків, що задовольняють наперед заданим умовам.

WinISD 0. 44 — проста і дуже зручна програма для розрахунку сабвуферу. Уміє також розраховувати активні та пасивні фільтри 1-го і 2-го порядку. Є вбудований генератор синусоїдального сигналу.

Також для розрахунку сабвуферів існує багато інших програм, таких як Blaubox, Pro Alpha, WinSpeakerz, Perfect Box 4. 5, WinISD 0. 44 і ін. Самою поширеною вважають прогу JBL Speakershop.

Основним завданням дипломного проекту є розробка інформаційної технології проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи.

Створення програмного продукту повинно складатися з наступних етапів:

— проектне обстеження предметної області: збір інформації про об'єкти розв’язуваної задачі;

— структурування інформації для використання в інформаційній системі;

— формулювання знань про систему: визначення типів вихідних даних та вимог обробки даних;

— логічне проектування: визначення схеми БД, формування запитів до БД, визначення типів звітних документів;

— фізичне проектування: довід логічного проекту з урахуванням особливості обраної СУБД і вимогам до експлуатаційних характеристик БД;

— користувальницький інтерфейс.

Розроблене програмне забезпечення повинне забезпечувати розрахунок геометрії сабвуферного корпусу з метою отримання необхідного звучання з урахуванням технічних параметрів конкретних динаміків, а також оцінювати якість звучання.

Практичні результати розробки поставленої задачі, повинні бути доведені в програмному середовищі Delphi.

Розділ 2. РОЗРОБКА АРХІТЕКТУРИ ІНФОРМАЦІЙНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОЕКТУВАННЯ АВТОМОБІЛЬНОЇ НИЗЬКОЧАСТОТНОЇ АКУСТИЧНОЇ СИСТЕМИ

2.1 Цільовий аналіз призначення ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи

Основним завданням дипломного проекту є розробка інформаційної технології проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи.

До створюваної низькочастотної акустичної системи пред’являються наступні вимоги:

— спотворення звукового сигналу повинні бути мінімальними навіть при максимальному рівні гучності відтворення;

— К.П.Д. системи повинен бути високим;

— система повинна володіти гладкою АЧХ;

— система повинна бути простою у виготовленні;

— вартість системи повинна бути невисокою;

— чутливість до помилок розрахунку і виготовлення повинна бути мінімальною.

Першим етапом проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи (саббуфера) є вибір динаміка (рис. 2. 1).

Рис. 2.1. Дерево цілей системи конструювання сабвуфера.

Басові динаміки вимагають правильного вибору і точного розрахунку середовища, в якій вони будуть функціонувати. В залежності від типу акустичного оформлення можуть варіюватися параметри головки: потужність, діапазон частот і ціна.

Конструктивно найпростіше акустичне оформлення — закритий ящик (sealed або closed). Пружність укладеного всередині нього повітря значно менше пружності підвіски дифузора, так що динамік цю пружність просто «не помічає» і характеристики акустичної системи визначаються тільки параметрами головки.

Акустичне оформлення — закритий ящик володіє багатьма достоїнствами, відсутніми в інших, більш модерних конструкціях.

1. Простота розрахунку характеристик. У закритого ящика є всього один параметр — внутрішній об'єм. Поле для помилок тут зведено до мінімуму.

2. У всьому діапазоні частот коливання дифузора стримуються пружною реакцією повітряного об'єму всередині ящика. Це істотно знижує ймовірність перевантаження динаміка і його механічних пошкоджень.

3. Тільки закритий ящик є акустичним фільтром другого порядку, тобто має спад АЧХ нижче частоти резонансу системи, головка-ящик має крутизною 12 дБ / окт. А саме такою крутизною, тільки з протилежним знаком, володіє АЧХ внутрішнього об'єму салону автомобіля. З’являється можливість отримати ідеально горизонтальну частотну характеристику на нижніх частотах.

4. При правильному виборі параметрів голівки і обсягу для неї закритий ящик не має собі рівних в області імпульсних характеристик, які в значній мірі визначають суб'єктивне сприйняття басових нот.

Наступний по поширеності тип акустичного оформлення — фазоінвертор (ported, vented, bass-reflex). У фазоінверторі внутрішній об'єм ящика сполучається з навколишнім простором тунелем, який містить в собі деяку масу повітря. Величина цієї маси вибирається таким чином, щоб, у поєднанні з пружністю повітря всередині ящика створити другу коливальну систему, яка одержує енергію від тильної сторони дифузора і випромінює її куди. Такий ефект досягається в широкому діапазоні частот, від однієї до двох октав, але в його межах К.П.Д. істотно зростає. Крім більш високого К.П.Д. фазоїнвертор володіє ще одним найважливішим достоїнством — поблизу частоти налаштування значно зменшується амплітуда коливань дифузора. У своєму робочому діапазоні фазоїнвертор створює для динаміка абсолютно тепличні умови, причому точно на частоті настройки амплітуда коливань мінімальна, а велика частина звуку випромінюється тунелем. Допустима потужність, що підводиться, тут максимальна, а спотворення, що вносяться динаміком — навпаки, мінімальні. Вище частоти настроювання тунель стає все менш і менш «прозорим» для звукових коливань, за рахунок інерції укладеної всередині нього повітряної маси, і гучномовець працює як закритий. Нижче частоти настроювання відбувається зворотне: інерція тунеля поступово сходить нанівець і на найнижчих частотах динамік працює практично без навантаження.

Різновидом фазоінверторного оформлення є гучномовець з пасивним випромінювачем (або радіатором). Тут друга коливальна система, що дозволяє утилізувати енергію, що знімається з задньої сторони дифузора, реалізована не у вигляді маси повітря в тунелі, а у вигляді другого дифузора, ні до чого не приєднаного, але утяжнілого до необхідної маси. На частоті настройки цей дифузор коливається з найбільшою амплітудою, а основний — з найменшою. З просуванням вгору по частоті вони поступово міняються ролями. До недавнього часу цей тип акустичного оформлення не знаходив застосування в мобільних установках, хоча в домашніх використовується досить часто.

Наступний тип сабвуфера, досить часто використовується в автоустановках — смуговий гучномовець (bandpass). Іноді зустрічається назва «гучномовець з симетричним навантаженням» (symmetric loading). Якщо закритий ящик і фазоінвертор — акустичні фільтри верхніх частот, то смуговий, як і випливає з назви — об'єднує в собі фільтри верхніх і нижніх частот. Найпростіший смуговий гучномовець — одинарний 4-го порядку (single reflex). Він складається із закритого об'єму, т. зв. задньої камери і другого, забезпеченого тунелем, як у звичайного фазоінвертора (передня камера). Динамік встановлений в перегородці між камерами так, що обидві сторони дифузора працюють на повністю або частково замкнуті об'єми — звідси і термін «симетричне навантаження».

Бандпас — має складні розрахунки і самий трудомісткий у виготовленні, оскільки динамік знаходиться усередині корпусу. Узгодження частотних характеристик сабвуфера, салону і фронтальної акустики також пов’язане з труднощами. Компенсується це найвищим К.П.Д., весь звук випромінюється через тунель, а динамік повністю закритий. При компонуванні такого сабвуфера відкриваються чималі можливості для проектировщика. Досить знайти невелике містечко на стику багажника і салону, де може розміститися жерло тунелю — і шлях наймогутнішим басам відкритий.

Ще більшою ефективністю володіють смугові гучномовці 6-го порядку з двома тунелями. Камери такого сабвуфера налаштовуються з рознесенням приблизно в октаву. Подвійний Бандпас забезпечує менші спотворення в робочій смузі, оскільки динамік навантажений фазоінверторами з обох сторін дифузора, з усіма перевагами такого навантаження, але має більш крутий, у порівнянні з одинарним, спад АЧХ нижче робочої смуги.

Проміжне положення займає так званий квазіполосовий гучномовець. Він має послідовне налаштування, де задня камера з'єднана тунелем з передньої, а передня ще одним тунелем — з навколишнім простором.

Трикамерні смугові гучномовці являють собою просто альтернативні конструктивні реалізації звичайних смугових, і складені з двох звичайних, після чого прибрана стінка, яка розділяє їх.

Існує ще три варіанти акустичного оформлення низькочастотної акустики, які, однак, застосування практично не знаходять. Перший з аутсайдерів — акустичний лабіринт, де «відвід енергії» від тильної сторони дифузора відбувається по довгій трубі, звичайно складеної для компактності, але вона все одно збільшує габарити сабвуфера до меж, неприпустимих в мобільній установці.

Другий — експонентний рупор, який для отримання досить низькою граничної частоти повинен мати циклопічні розміри, що робить рідкістю його використання в низькочастотній ланці навіть в стаціонарних системах, де місця побільше, ніж в автомобілі.

Третій тип, що має одиничні прецеденти застосування — гучномовець з аперіодичним навантаженням у вигляді зосередженого акустичного опору (aperiodic membrane).

Порівняємо розглянуті варіанти з точки зору основних факторів, що визначають успіх їх використання в мобільній аудіоустановці.

До цих факторів слід віднести:

1. Коефіцієнт корисної дії (К.П.Д.) Величина К.П.Д визначає наскільки потужний підсилювач знадобиться для досягнення необхідного рівня гучності. В найбільш важливому, з точки зору відтворення інформації басового регістра, діапазоні частот 40 — 80 Гц місця розподіляться так: вузькосмугові полосовіі гучномовці, особливо — двухтонельні 6-го порядку. За ними йдуть широкосмуговий двухтонельний і звичайний фазоїнвертор. За ними закритий ящик і широкосмуговий одинарний Бандпас.

2. Спотворення, що вносяться. У нижній октаві музичного діапазону (30 — 80 Гц) всі типи акустичного оформлення поводяться пристойно при невеликих рівнях потужності. Фазоінвертор і смуговий гучномовець — дещо краще інших, але ненабагато. При великих потужностях найкращі результати слід очікувати від подвійного смугового гучномовця. За ним — одинарний полосовий і фазоінвертор. За ними — закритий ящик, який дає найбільші спотворення при великих амплітудах сигналу.

3. Імпульсні характеристики. Точна передача фронтів басових інструментів — одна з головних якостей для басової акустики. Небагато користі в низьких басових частотах, якщо вони будуть змазаними і млявими. У цьому відношенні закритий ящик обіцяє найкращі результати при правильному розрахунку. Перехідні характеристики фазоінвертора можуть бути дуже гідними, але все ж в середньому поступляться закритому оформленню. Одинарні смугові гучномовці мають непогані характеристики, які, однак, погіршуються з розширенням смуги пропускання. Найгіршою реакцією на імпульсний сигнал має подвійний полосовий гучномовець, в особливості - широкосмуговий.

4. Узгодження з фронтальною акустикою. Робота сабвуфера повинна бути, починаючи з певної частоти, передоручена мідбасам фронтальної акустики. Для закритого ящика і фазоінвертора це не проблема і конструктор системи володіє свободою у виборі частоти розділу смуг, оскільки і ця частота і крутизна спаду визначаються зовнішніми ланцюгами.

Наступним етапом після вибору акустичного оформлення є проектування корпусу сабвуфера.

В якості інструментального засобу проектування корпусу акустичної системи використовується програмний засіб, який розроблено в процесі моделювання автомобільної низькочастотної акустичної системи. Розроблений програмний засіб надає можливість розрахувати геометрію сабвуферного корпусу з метою отримання необхідної якості звучання, з урахуванням технічних параметрів конкретних динаміків.

Заключним етапом проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи є процес виготовлення корпусу сабвуфера.

2.2 Структурно-функціональний аналіз ІТ проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи

Для аналізу функцій проектування автомобільної низькочастотної акустичної системи представимо досліджувану систему у вигляді графічної моделі «дерева функцій» (рис. 2. 2).

Проектування низькочастотної акустичної системи на першому рівні складається з трьох структурних елементів:

— вибір типу динаміку;

— проектування корпусу сабвуферва;

— виготовлення сабіуфера.

Рис. 2.2. Дерево функцій.

Вибір типу динаміку проводиться з бази даних, яка містить у собі перелік моделей динаміків різних виробників. Для оптимального вибору моделі динаміку необхідно вибрати акустичне оформлення, а потім виконати підбір параметрів. Для виконання поставлених задач використовується програмне забезпечення призначене для проектування акустичних систем.

Вибрані параметри указаної моделі динаміку вводяться в систему програмного забезпечення і розраховуються геометричні дані сабвуфера. Наступний етап проектування корпусу сабвуфера — розрахунок фозоінвертора.

Згідно отриманих результатів розрахунків і розробленого ескізу корпусу починається виготовлення сабвуферу. По закінченню операції виготовлення сабвуферу оформляється документація по проектуванню сабвуфура.

Для якісного звучання сабвуферу необхідно врегулювати амплітудно-частотну характеристику (АЧХ)

Сабфувер являє собою підсилювач низької частоти зі смугою пропускання 5 — 300 Гц. Щоб сформувати необхідну амплітудно-частотну характеристику (АЧХ) існує кілька методів.

— сам підсилювач з потрібною АЧХ, формованої зворотними зв’язками;

— активні і пасивні смугові фільтри, включені на вході підсилювача;

— активні фільтри нижніх частот, включені на вході підсилювача;

— пасивні фільтри нижніх частот, включені на вході підсилювача.

Найбільший інтерес для якісного формування необхідної АЧХ представляють пасивні фільтри. Це і відсутність додаткових шумів, всякого роду «викидів» та «провалів», а також повна відсутність нелінійних спотворень. Єдиним недоліком у пасивних фільтрів є значне загасання в смузі пропускання. Але так як сигнал на сабвуфер знімається з виходу підсилювача потужності, вже входить до складу магнітофона або приймача, то цим недоліком можна знехтувати. Фільтр нижніх частот (ФНЧ) формує АЧХ наступним чином: пропускає всі частоти, починаючи з нуля і «обрізаючи» високі частоти (ВЧ) на частоті зрізу. Частота зрізу можна розрахувати за формулою: ½ * pi * R * C, де частота розраховується в герцах, pi = 3. 14, опір розраховується в Омах, ємність у Фарадах. Крутизна зрізу (спаду) фільтра залежить від його «порядку». Для ФНЧ 1-го порядку вона буде дорівнює 6 дБ на октаву (рис. 2. 3), (рис. 2. 4).

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой