Camgora.ru

Автомобильный журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Параметры электродинамических головок

Параметры электродинамических головок

Прежде чем делать ящик для сабфувера нужно выбрать динамическую головку, под которую, собственно, и будут рассчитаны его основные физические параметры. Для выбора динамика необходимо знать как можно больше его электромеханических параметров.

Абсолютный минимум данных это:

  • Резонансная частота динамика Fs
  • Полная добротность Qts
  • Эквивалентный объем Vas

Если же вы не знаете хотя бы одного из этих параметров динамиков, а самому их измерить у вас нет возможности — браться за этот динамик не стоит. Ничего путного вы сделать, скорее всего, не сможете. Хотя некоторые производители их указывают на коробке, но надо понимать, что они могут быть усреднены.

Резонансная частота (Fs)

Давайте сначала ответит на вопрос, что такое резонансная частота динамика (один из самых важных основных параметров):

Резонансная частота динамика — это частота, при которой резко возрастает амплитуда вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы.

Она измеряется без какого-либо акустического оформления — динамик подвешивают в воздухе на возможно большем расстоянии от окружающих предметов, так что теперь его резонанс будет зависеть только от его собственных характеристик — массы подвижной системы и жесткости подвески.

Бытует мнение, что чем ниже резонансная частота, тем лучше выйдет сабвуфер. Это верно только отчасти, для некоторых конструкций излишне низкая частота резонанса — помеха. Для ориентира: низкая — это 20–25 Гц. Ниже 20 Гц — редкость. Выше 40 Гц — считается высокой, для сабвуфера.

Полная добротность (Qts)

Добротность динамика — не качество изделия, а соотношение упругих и вязких сил, существующих в подвижной системе динамика вблизи частоты резонанса.

Подвижная система динамика во много сродни подвеске автомобиля, где есть пружина и амортизатор. Пружина создает упругие силы, то есть накапливает и отдает энергию в процессе колебаний, а амортизатор — источник вязкого сопротивления, он ничего не накапливает, а поглощает и рассеивает в виде тепла.

То же самое происходит при колебаниях диффузора и всего, что к нему прикреплено. Высокое значение добротности означает, что преобладают упругие силы. Это — как автомобиль без амортизаторов. Достаточно наехать на камешек и колесо начнет прыгать, ничем не сдерживаемое. Прыгать на той самой резонансной частоте, которая присуща этой колебательной системе.

Применительно к громкоговорителю это означает выброс частотной характеристики на частоте резонанса, тем больше, чем выше полная добротность системы. Самая высокая добротность, измеряемая тысячами — у колокола, который в результате ни на какой частоте, кроме резонансной звучать не желает, благо еще, что этого от него никто и не требует.

Популярный метод диагностики подвески машины покачиванием — не что иное как измерение добротности подвески кустарным способом. Если теперь привести подвеску в порядок, то есть прицепить параллельно пружине амортизатор, накопленная при сжатии пружины энергия уже не вся вернется обратно, а частично будет загублена амортизатором. Это — снижение добротности системы.

Теперь опять вернемся к динамику. Ничего, что мы туда-сюда ходим? Это, говорят, полезно. С пружиной у динамика все, вроде бы, ясно. Это — подвеска диффузора. А амортизатор? Амортизаторов — целых два, работающих параллельно. Полная добротность динамика складывается из двух: механической и электрической.

Механическая добротность определяется главным образом выбором материала подвеса, причем в основном — центрирующей шайбы, а не внешнего гофра, как иногда полагают. Больших потерь здесь обычно не бывает и вклад механической добротности в полную не превышает 10–15%. Основной вклад принадлежит электрической добротности.

Самый жесткий амортизатор, работающий в колебательной системе динамика — это ансамбль из звуковой катушки и магнита. Будучи по своей природе электромотором, он как и полагается мотору, может работать как генератор и именно этим и занят вблизи частоты резонанса, когда скорость и амплитуда перемещения звуковой катушки — максимальны.

Двигаясь в магнитном поле, катушка вырабатывает ток, а нагрузкой для такого генератора служит выходное сопротивление усилителя, то есть практически — ноль. Получается такой же электрический тормоз, каким снабжены все электрички.

Там тоже при торможении тяговые двигатели заставляют работать в режиме генераторов, а нагрузка их — батареи тормозных сопротивлений на крыше. Величина вырабатываемого тока будет, естественно, тем больше, чем сильнее магнитное поле, в котором движется звуковая катушка. Получается, что чем мощнее магнит динамика, тем ниже, при прочих равных, его добротность.

Но, конечно, поскольку в формировании этой величины участвуют и длина провода обмотки, и ширина зазора в магнитной системе, окончательный вывод только на основании размера магнита было бы делать преждевременно. А предварительный — почему нет? Базовые понятия Ч низкой считается полная добротность динамика меньше 0,3–0,35; высокой — больше 0,5–0,6.

Эквивалентный объем (Vas)

Начнем с определения эквивалентного объема. Что это такое?

Эквивалентный объем это возбуждаемый головкой закрытый объем воздуха, имеющий гибкость, равную гибкости Cms подвижной системы головки.

Большинство современных головок громкоговорителей основано на принципе «акустического подвеса». Концепция акустического подвеса заключается в установке динамика в такой объем воздуха, упругость которого сопоставима с упругостью подвеса динамика. При этом получается, что в параллель к уже имеющейся в подвеске пружине поставили еще одну.

Эквивалентным объемом будет при этом такой, при котором вновь появившаяся пружина равна по упругости уже имевшейся. Величина эквивалентного объема определяется жесткостью подвеса и диаметром динамика. Чем мягче подвес, тем больше будет величина воздушной подушки, присутствие которой начнет беспокоить динамик.

То же происходит с изменением диаметра диффузора. Большой диффузор при одном и том же смещении будет сильнее сжимать воздух внутри ящика, тем самым испытывая большую ответную силу упругости воздушного объема. Именно это обстоятельство зачастую определяет выбор размера динамика, исходя из имеющегося объема для размещения его акустического оформления.

Большие диффузоры создают предпосылки для высокой отдачи сабвуфера, но требуют и больших объемов. У эквивалентного объема интересные родственные связи с резонансной частотой, без осознания которых легко промахнуться. Резонансная частота определяется жесткостью подвеса и массой подвижной системы, а эквивалентный объем — диаметром диффузора и той же жесткостью.

В результате возможна такая ситуация: предположим, имеется два динамика одинакового размера и с одинаковой частотой резонанса. Но только у одного из них это значение частоты получилось вследствие тяжелого диффузора и жесткой подвески, а у другого — наоборот, легкого диффузора на мягком подвесе.

Эквивалентный объем у такой парочки при всей внешней схожести может различаться очень существенно, и при установке в один и тот же ящик результаты будут драматически различны.

Примечание от редакции:
Перед началом работ над сабфувером рекомендуем обратить внимание на статью «FAQ по динамикам и сабвуферам».

Как узнать размер динамика

Как узнать размер динамика

  • Новости автозвука
  • Автозвук: как правильно определить размер динамика

Автозвук: как правильно определить размер динамика

Задумались над сменой акустики в вашем автомобиле, но не знаете, подойдут ли новые динамики по размеру? На самом деле все не так сложно, как кажется на первый взгляд. В подавляющем большинстве случаев динамики, даже штатные, имеют стандартные размеры, пишут Pioneer Russia в Facebook.

Специалисты отмечают, что самые популярные «калибры» – это 10 см (4 дюйма), 13 см (5,25 дюймов), 16,5 см (6,5 дюймов) и овальные динамики в размере 6х9 дюймов. Есть, конечно, менее распространенные вроде 6-дюймовых или 4х7 дюймов, но они встречаются гораздо реже.

Чтобы определить калибр динамиков в вашем автомобиле, достаточно снять панель, чтобы добраться до них. При этом нужно помнить, что размер определяется не по диаметру диффузора, а по внешнему диаметру самого динамика. Мерить всё с точностью до миллиметра не нужно, ведь калибр динамиков – величина номинальная, физические размеры могут немного отличаться. Определив этот размер, можно смело выбирать новые акустические системы.

Типоразмер динамиков обычно отражается в названии модели. В акустических системах Pioneer, например, TS-G1021F – это 10-сантиметровые динамики, а TS-G1320F – это 13 см. Что касается размера 16,5 см (6,5 дюймов), то иногда в названиях могут фигурировать цифры 65, 165 или 17. Это означает, что при стандартном посадочном размере динамик имеет увеличенный диффузор, а значит, при прочих равных имеет выше чувствительность и увереннее работает на нижних частотах. Как, например, Pioneer TS-A1733I.

«И последний момент. Выбирая для замены новые акустические системы, обратите внимание на отверстия для крепления динамиков. Во многих моделях Pioneer имеется универсальный набор отверстий, который позволяет без проблем поставить динамики в большинство штатных мест. Но не расстраивайтесь, если вдруг окажется, что штатные динамики имеют собственную сложную форму. Для таких случаев в продаже можно найти переходные кольца для конкретных моделей автомобилей, которые решат эту проблему», отмечают эксперты.

Статьи, Схемы, Справочники

В качественной аудиосистеме основная роль отводится акустическим системам стерео- или многоканального типа.

Поиск данных по Вашему запросу:

Как определить размер динамика

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Перейти к результатам поиска >>>

Благодаря им электрические импульсы преобразуются в звуки акустического диапазона разной частоты. Кому-то важно чистое и максимально приближенное к оригиналу звучание музыкальных инструментов, а для кого-то на первом месте стоит голос вокалиста, актеров фильма или преподавателя из обучающих видеокурсов.

Насколько важна акустическая система?

Она является базой для всей аудиосистемы.

Причем для каждого будут стоять в приоритете разные варианты оборудования. На выбор влияют такие факторы, как “заточенность” такой системы под те жанры, которые по нраву будущему владельцу и ценовая категория.

Любителям максимально точного звука подойдут акустические системы hi-fi.
Несмотря на мифы, далеко не каждая дорогая аудиотехника показывает упомянутые возможности.

В случае, когда на первом месте стоит эксклюзив, рынок аудиосистем предоставляет фанатам высококачественного звука аудиоаппаратуру класса Hi-End.

Типы акустических систем

Существует несколько категорий акустических систем, каждая из которых способна удовлетворить определенные запросы покупателя. По базовым отличиям выделяют 5 базовых классификационных групп.

  • Принцип установки аппаратуры. Акустические системы делятся на напольные и полочные в зависимости от размера. Первые предпочтительны для крупных помещений, таких как кинотеатры. Использование их дома для телевизора или компьютера нерентабельно. Оптимальнее использовать полочные колонки.
  • Количество динамиков. Иначе это называется делением по количеству полос звука. Производитель может включать от 1 до 7 динамиков. Наиболее оптимальный по бюджету вариант – 3 динамика, где одна полоса отвечает за низкие частоты, другая за средние и третья за верхние.
  • Наличие или отсутствие усилителя звука в колонках. В первом случае они называются активными, во втором – пассивными. Гораздо чаще встречаются пассивные варианты. Они предпочтительнее для аудиофилов за счет разделительного фильтра и, соответственно, более высокого качества звука за счет разделения частот.
  • По конструкции динамики различаются на планарные, динамические, электростатические и прочие типы, а в некоторых случаях аппаратура не попадает ни под одну категорию.
  • Оформлением. У колонок может быть закрытый или открытый корпус, хорошим дополнением будет фазоинвентор – труба в колонке, настроенная на определенную частоту и усиливающая звуки в ее пределах. Благодаря такому отверстию воспроизводятся более низкие частоты, чем у обычной аппаратуры. Если трубу изгибать внутри корпуса, увеличивая ее длину, мощность и диапазон воспроизводимых низких частот, получатся колонки с акустическим лабиринтом. Они более дорогие и требуют большей точности при изготовлении.

Области использования акустических систем

Первая и основная сфера применения – домашнее пользование.

Сюда включается потребность в качественном звуке для более полного погружения в видеоигры, мощность и сила звука для просмотра телевизора, чистота и приближенность к оригинальному звучанию для любителей музыки различных жанров.

Причем для лучшего звучания в передней части машины располагаются высокочастотные и среднечасттные элементы Car-системы. Низкочастотным колонкам отводится задняя часто авто.

Концертные варианты акустических систем призваны не только обеспечить доступ звука в любую точку обширного помещения или зала, но и удовлетворить требования многих слушателей к качеству звучания. Наиболее распространенные наборы аудиотехники для концертов включают в себя мониторы для передачи нюансов звука, фронтальные громкоговорители, дающие прямой звук с высокой плотностью, центральные громкоговорители для передачи вокала.

Как определить размер динамика

Отдельная категория – студии звукозаписи. Для них предпочтительны студийные мониторы, которые способны воспроизвести звук со всеми его плюсами и минусами, что способствует, в конечном итоге, созданию более чистого и достоверного по своему звучанию трека.

С их помощью удастся получить аппаратуру, которая максимально сможет приблизить вас к звуку вашей мечты.

(В помощь начинающим басовикам)

Глава А – Измерения

Сразу оговорюсь, что удобнейший способ измерения параметров НЧ динамиков изложен в методе JBL SpeakerShop. Владельцам программы предлагаю воспользоваться этим методом (сам я его не проверял, но думаю, там глюков нет). Для тех же, у кого этой программы нет или не хватает измерительного оборудования, я опишу способ подчерпнутый мной из журналов «РАДИО» прошлых лет. Я этот способ использовал и при определенной степени аккуратности и усидчивости с его помощью можно получить довольно точные (уж точнее, чем в справочнике или в инструкции пользователя) параметры.

1) Соберем схему.

Где на схеме испытуемый динамик, я думаю, ясно. Остальные элементы схемы требуют развернутого пояснения.

Генератор – либо генератор звуковой частоты способный выдавать напряжение 10-20 В, либо сочетание генератор-усилитель, удовлетворяющее тому же требованию.

1000 Ом – резистор 1000 Ом, стабилизирующий ток через динамик. Номинал резистора можно брать меньше, но это будет снижать точность вычисления Qts. (Правда при использовании резистора всего 200 Ом погрешность измерения вряд ли превысит 10%, но, как говориться, береженного … ).

а, в, с – точки для подсоединения вольтметра.

Сам вольтметр на рисунке не указан, но он должен быть: — во-первых, переменного тока; — во-вторых, уметь измерять напряжения порядка 100 мВ. При отсутствии у вольтметра такого предела измерений, его можно подключить через усилитель. А так как современные усилители обычно «стерео» и более, особых проблем с этим нет.

2) Размещаем динамик вдали от стен, потолка и пола (часто рекомендуют подвешивать).

3) Подключаем вольтметр к точкам а и с, и устанавливаем напряжение равным 10-20 В на частоте 500-1000 Гц.

4) Подключаем вольтметр к точкам в и с, и изменяя частоту генератора находим частоту, на которой показания вольтметра максимальны, см. рисунок ниже по тексту. Это и есть Fs. Записываем Fs и Us-показания вольтметра.

5) Изменяя частоту вверх относительно Fs, находим частоты, на которых показания вольтметра постоянны и значительно меньше Us (при дальнейшем повышении частоты напряжение опять начнет увеличиваться, пропорционально увеличению импеданса динамика). Запишем это значение, Um.

График импеданса динамика в свободном пространстве и в закрытом ящике выглядит приблизительно так.

6) Находим по графику (если мы его строили) или измеряем частоты среза F1 и F2 по уровню U12=(Us*Um)^0.5;

7) Вычисляем акустическую добротность Qa=(Us/Um)^0.5*Fs/(F2-F1), и

8) Электрическую добротность Qe=Qa*Um/(Us-Um);

9) И, на конец, полную добротность Qts=Qa*Qe/(Qa+Qe).

Чтобы узнать Vas нам потребуется ящик (хороший герметичный ящик, ни в коем случае не картонный, а с толстыми стенками) с круглой дыркой совпадающей по размеру с диаметром диффузора динамика. Объем ящика, V, лучше выбрать ближе к тому, в котором мы потом собираемся этот динамик слушать.

10) Устанавливаем динамик в ящик и герметизируем все щели;

11) Проводим все измерения и вычисления по пунктам 1)-6) и получаем значения Fs'(на самом деле это Fc) и Qts’ (Qtc);

12) Вычисляем Vas=((Fs’/Fs)^2-1)*V;

13) Вычисляем Qtc=Qts*(1+Vas/V)^0.5, если измеренная Qts’=Qtc, ну или почти равна, значит — все сделано правильно, и можно переходить к проектированию акустической системы.

Глава B – Настройка ФИ

Предлагаемая методика настройки тоже списана из Литературы, но достаточно проста, что бы стать достоянием любопытных масс. Единственная оговорка (ее я сам придумал) в том, что эта методика позволяет легко настраивать ФИ, изготовленные на базе динамиков с добротностью Qts=0.3…0.5. Для прочих ФИ придется дополнительно применять природную смекалку. Итак.

В основе методики лежит зависимость, существующая между параметрами ФИ и ЗЯ (закрытого ящика). Если в ФИ с гладкой АЧХ (по spl) закрыть отверстие туннеля, то полная добротность системы, Qtc, окажется равной 0.6, а резонансная частота, Fc, будет связана с частотой настройки ФИ зависимостью: Fb=0.61…0.65*Fc. Если допустить погрешность определения частоты настройки ФИ в 5%, то отношение Fb/Fc для реальных конструкций можно принять равным 0.63.

14) Закрываем герметично отверстие туннеля, и собираем схему для измерения Fc (см. главу А).

15) Подбираем количество звукопоглащающего материала и добиваемся минимального значения Fc;

16) Закрепляем материал внутри ящика и измеряем Fc;

17) Вычисляем Fb=0.63*Fc;

18) Вычисляем длину туннеля: Lv=31*10^3*S/(Fb^2*V)-1,7*(S/ПИ)^0.5, где S – площадь отверстия порта ФИ в кв.см., V – объем ящика в литрах;

19) Делаем туннель, вставляем его внутрь ящика (именно внутрь, если в готовой конструкции он предполагается внутри) и измеряем Fb’.

Должно получится, что-то вроде:

20) Полученное значение Fb’ подставляем в формулу 18) и вычисляем уточненное значение V’;

21) Подставляем V’ в ф-лу 18) и вычисляем Lv’ для расчетного значения Fb (кто забыл, это произошло в п.17);

22) Укорачиваем (удлинить его невозможно, поэтому меры лучше принять заранее) туннель и снова измеряем;

23) По методике определения Qtc (глава А) определяем добротность системы и, если она меньше 1, успокаиваемся. Если она больше, то вероятно, что-то где-то было сделано не так, но переделывать уже поздно. Послушаем, если действительно бубнит (что совсем необязательно), будем принимать меры.

24) Задемпфировать частично-акустически-прозрачным материалом туннель ФИ. Другими словами – закрыть туннель синтепоном, ватой, карпетом и т.д;

25) Задемпфировать сам динамик, наклеив на окна диффузородержателя перечисленные выше материалы (только не все сразу).

Эти меры снизят общую добротность системы, Qtc.

Литература:
Салтыков О.,Расчет характеристик громкоговорителя, Радио 1981
Жбанов В., Настройка фазоинвертора, Радио 8/1986
Алдошина И. Там, где живут басы, АМ 2/1999
Фрунзе, О повышении качества звучания АС, Радио 9/1992

Аудиофилькина грамота: ликбез по акустическому оформлению

Предыдущая статья о закрытом ящике продемонстрировала, что у некоторых читателей возникают вопросы относительно отличий между различными типами акустического оформления. Люди задавались вопросом о том, что вообще такое закрытый ящик, в чем его отличие от фазоинверторного оформления и от прочих типов. Большинство участников опроса ответили, что при покупке АС в принципе не будут интересоваться акустическим оформлением.

Полагаю, будет не лишним сконцентрировать внимание читателей на основных сильных и слабых сторонах различных типов акустического оформления и провести небольшой ликбез на эту тему. Я не стану в этот раз касаться слишком редких и экзотических типов, но постараюсь сравнительно подробно описать достоинства и недостатки наиболее распространенных. Часть поста, посвященная ЗЯ — ответ на вопрос, заданный lair, которому было непонятно, почему «Аудиофилы и притязательные богачи избалованы более изощренными решениями, а средний класс не готов поступиться объемом небольших квартир».

Читать еще:  Инструмент для полировки стекла

Коротко о зависимости звука от корпуса АС

Акустическое оформление корпуса оказывает влияние главным образом на АЧХ, а также на некоторые другие параметры. В зависимости от расчетов и выбранного оформления, такое влияние может улучшать или ухудшать верность воспроизведения. Любое решение в акустике является своеобразным компромиссом между практичностью (и нередко эстетичностью формы) и инженерными решениями, которые стремятся повысить верность воспроизведения. Проблема верности воспроизведения упирается в законы физики её ограничивающие, акустическое оформление — это попытка инженеров уменьшить влияние факторов ухудшающих верность воспроизведения, при этом получить приемлемые для конечного пользователя эксплуатационные свойства.

Полагаю, большинству читателей известно, что без оформления динамики не будут звучать правильно — возникнет, т.н. акустическое короткое замыкание. Воспроизводимая динамиком волна давления с длиной, соизмеримой с размерами диффузора, компенсируется за счет разрежения воздуха с тыльной стороны диффузора.

Идеальная акустическая система — это бесконечная стена. Если не затрагивать область идеального, то путь от центра внешней стороны диффузора до его центра тыльной стороны диффузора должен быть больше половины максимальной длины излучаемой звуковой волны. Особенно много проблем здесь возникает с НЧ. Так, при 20 Гц (нижний порог восприятия) длина волны составляет немногим более 17 метров. Естественно, что АС в виде стены такого размера несколько великовата для коммерческой серии. По этой причине стен не строят, а предпочитают ящики, которые полностью не решают проблем, но способны в значительной степени их компенсировать.

Проблемы существуют не только с акустическим коротким замыканием, но также с другими свойствами АС. Например, любой динамик имеет резонансную частоту, ниже которой происходит крутой завал АЧХ, ок. 12 дБ на октаву. При работе на резонансной частоте возникает множество гармонических искажений. Решить проблему завала АЧХ и нелинейных искажений слишком резким снижением резонансной частоты нельзя, так как огромная амплитуда резонансных колебаний порвёт диффузор.

Известно, что амплитуда колебаний диффузора обратно пропорциональна квадрату частоты, т.е. при равном звуковом давлении на 50 Гц амплитуда будет составлять 4 мм, а на 25 Гц -16 мм. Таким образом, чем больше диффузор, тем ниже может быть резонансная частота с относительно безопасными для динамика колебаниями. Иными словами, чем ниже резонансная частота динамика, тем лучше.

Резонансы корпуса и форма

Все корпуса колонок представляют собой объемные резонаторы (будь то открытый ящик, ФИ, ЗЯ или лабиринт), у которых огромное количество собственных резонансов. Это хорошо видно по формуле расчета резонансов для закрытого ящика:

где a, b и l — стороны корпуса резонатора, а m, n и g — целые числа

Резонансы определяются стоячими волнами, возникающими внутри корпуса, что существенно влияет на АЧХ, как правило, не лучшим образом. Чтобы их убрать используют всё те же демпферы, которые снижают добротность резонансов, однако полностью их не убирают.

Можно говорить о том, что резонансы напрямую зависят от формы корпуса, по иному, от соотношения сторон. Распространенная сегодня форма в виде столба прямоугольного сечения является крайне неудачной, если говорить о резонансах корпуса. А форма куба, напротив, позволяет размазать резонансы по всей АЧХ и сделать менее заметными. Для ЗЯ и ФИ также иногда используется сферическая форма корпуса, которая препятствует образованию стоячих волн, но также не способна полностью их устранить.

Пара слов об открытом ящике

Несмотря на то, что сегодня это оформление тяжело встретить в серийных устройствах, у него есть одно уникальное преимущество. Открытый ящик не влияет на резонансную частоту динамика. Именно за эту особенность его любили в прошлом. Большой проблемой открытого ящика являются внушительные габариты. Без них он не способен с достаточным звуковым давлением воспроизводить низкие частоты. По этой причине сегодня такие АС в основном удел любителей и кастомных мастерских, которые производят их как жанровые модели для музыки, нижний порог частотного диапазона которой заканчивается в районе 200 — 300 Гц. В качестве акустического демпфера в открытых ящиках использовалась панель акустического сопротивления в виде тонкой перфорированной задней стенки.

Преимущества:

  • Не влияет на резонансную частоту динамика
  • обладает низкими собственными резонансами

Недостатки:

  • Большие размеры
  • Ограничения по нижнему порогу частотного диапазона ок. 300 Гц.
  • Практически невозможно найти

Закрытый ящик

Закрытый ящик представляет собой корпус, полностью изолирующий динамик во внутреннем объеме. Конструкция закрытого ящика приводит к повышению резонансной частоты динамической головки, так как помимо жесткости подвеса диффузора начинает влиять упругость воздуха, находящегося во внутреннем объеме ящика. Чем меньше этот объем, тем выше частота резонанса.
Первый вариант закрытого ящика — это сделать объем ящика настолько большим, что бы он не мог ощутимо повлиять на резонансную частоту динамика.

Второй вариант закрытого ящика предложил Эдгар Вильчур. Он обратил внимание на то, что линейность пневматической пружины, которой фактически являлся воздух в замкнутом объеме, выше, чем линейность подвеса диффузора. Вильчур впервые предложил максимально снизить жесткость подвеса диффузора, чтобы фактически заменить механический подвес на пневматический, настолько, на сколько это было возможно. И таким образом увеличить линейность.


Фрагмент патентной заявки Эдгара Вильчура на закрытый ящик

Оба варианта, как всё в акустике, имеют свои достоинства и недостатки. Вариант Вильчура не позволил снизить коэффициент гармоник, так как диффузор не может держаться только на воздухе, и механические части сохраняются в конструкции, пусть часть функции подвеса берет на себя внутренний объем. Более того, выяснилось, что при малых объемах и работе в поршневом режиме воздух также нелинеен. Чтобы избежать такой нелинейности объем ящика должен быть равен объемам комнаты, в которой находится. Что практически нивелирует все преимущества варианта Вильчура.

Вариант с большим объемом не требует особых условий для конструкции динамика и сравнительно хорошо работает, имея габариты немного меньше открытого ящика при равном SPL (звуковом давлении) на низких частотах. При этом граница частотного диапазона на НЧ, при меньших размерах, может быть значительно ниже, чем в открытом ящике. Для того, чтобы сгладить горбатую АЧХ, используются демпфирующие звукопоглотители.

Достоинства:

  • Нижняя граница частотного диапазона 65 Гц (и ниже при соответствующих габаритах)
  • Габариты меньше, чем у открытого ящика
  • АЧХ, как правило, ровнее, чем у фазоинверторных вариантов

Недостатки:

  • При конкурентных характеристиках действительно большой корпус (в 2-3 раза больше, чем у ФИ с равным SPL на НЧ и нижней границе частотного диапазона)
  • Наличие значительно больших, чем у открытого ящика резонансов корпуса (особенно при недостаточном демпфировании и неоптимальной форме)
  • Значительное влияние формы на добротность резонансов (наиболее предпочтительные — с низкой добротностью куб и шар)

Капризный фазоинвертор

Принцип ФИ акустики знаком многим. Фазы колебания изнутри и снаружи в том же закрытом ящике противоположны. Установка в корпус трубы определённой длины позволяет повернуть фазу на 180 градусов. Таким образом на выходе из трубы фазоинвертора звук на его резонансной частоте становится синфазным со звуком с внешней стороны диффузора, они складываются и звуковое давление увеличивается.

Наличие дополнительного резонанса увеличивает скорость спада АЧХ на 6 дБ на октаву. В недостаточно широких трубах возникают вихри из-за большой скорости прокачки воздуха, что отражается на звуке в виде выраженных посторонних призвуков и дополнительных нелинейных искажений. Также в ФИ нередко возникают т.н. органные СЧ-резонансы, турбулентные и другие призвуки. Избавление от всех этих “прелестей” стоит значительных усилий со стороны колонкостроителей инженеров. По этой причине можно говорить о том, что ФИ-акустика при всей её популярности является наиболее проблемной.

Покупать ФИ-акустику без предварительного посещения шоурума и прослушивания — категорически нельзя, так как можно нарваться на очень красивые, но гудяще-дребезжащие колонки.

В силу изложенного, говорить об ФИ-акустике как о каком-то универсальном решении не приходится. Главным достоинством является усиленное воспроизведение НЧ на резонансной частоте ФИ, за которую пользователь платит линейностью АЧХ, высокой вероятностью резонансных проблем и посторонних призвуков.

Достоинства:

  • Громкие НЧ
  • Небольшой размер
  • Очень распространена

Недостатки:

  • Риск повышения Кг
  • Провал АЧХ между рез. частотой ФИ и рез. частотой динамика
  • Паразитные резонансы и призвуки
  • Решение врожденных проблем оформления дорого и иногда высокотехнологично

Трансмиссионная линия

Это один из вариантов лабиринтной акустики, о котором я подробно писал здесь.

В итоге

Таким образом наиболее простые и наименее проблемные с акустической точки зрения типы акустики требуют большего объема, а любые ухищрения, в частности инверсия фазы, чревато искажениями и призвуками. Из изложенного можно заключить, что рынок делает выбор в пользу громкой, а если точнее, басовитой акустики меньших размеров, и практически игнорирует логичные решения, предполагающие более высокую верность воспроизведения.

90% АС для дома, ориентированных на hi-fi рынок, которые производятся сегодня в мире — это фазоинверторная акустика преимущественно двух типов: напольные столбики и небольшие полочники. Для некоторых людей проблему с ФИ решают заглушки, которыми закрывается ФИ, что превращает АС в ЗЯ.

Реклама
Мы продаём акустические системы. В нашем каталоге их много, при желании можно найти АС и сабвуферы закрытого типа, в изобилии представлены АС с фазоинвертором.

Измерение параметров динамиков в домашних условиях и один способ настройки фазоинверторов

(В помощь начинающим басовикам)

Глава А – Измерения

Сразу оговорюсь, что удобнейший способ измерения параметров НЧ динамиков изложен в методе JBL SpeakerShop. Владельцам программы предлагаю воспользоваться этим методом (сам я его не проверял, но думаю, там глюков нет). Для тех же, у кого этой программы нет или не хватает измерительного оборудования, я опишу способ подчерпнутый мной из журналов «РАДИО» прошлых лет. Я этот способ использовал и при определенной степени аккуратности и усидчивости с его помощью можно получить довольно точные (уж точнее, чем в справочнике или в инструкции пользователя) параметры.

1) Соберем схему.

Где на схеме испытуемый динамик, я думаю, ясно. Остальные элементы схемы требуют развернутого пояснения.

Генератор – либо генератор звуковой частоты способный выдавать напряжение 10-20 В, либо сочетание генератор-усилитель, удовлетворяющее тому же требованию.

1000 Ом – резистор 1000 Ом, стабилизирующий ток через динамик. Номинал резистора можно брать меньше, но это будет снижать точность вычисления Qts. (Правда при использовании резистора всего 200 Ом погрешность измерения вряд ли превысит 10%, но, как говориться, береженного … ).

а, в, с – точки для подсоединения вольтметра.

Сам вольтметр на рисунке не указан, но он должен быть: — во-первых, переменного тока; — во-вторых, уметь измерять напряжения порядка 100 мВ. При отсутствии у вольтметра такого предела измерений, его можно подключить через усилитель. А так как современные усилители обычно «стерео» и более, особых проблем с этим нет.

2) Размещаем динамик вдали от стен, потолка и пола (часто рекомендуют подвешивать).

3) Подключаем вольтметр к точкам а и с, и устанавливаем напряжение равным 10-20 В на частоте 500-1000 Гц.

4) Подключаем вольтметр к точкам в и с, и изменяя частоту генератора находим частоту, на которой показания вольтметра максимальны, см. рисунок ниже по тексту. Это и есть Fs. Записываем Fs и Us-показания вольтметра.

5) Изменяя частоту вверх относительно Fs, находим частоты, на которых показания вольтметра постоянны и значительно меньше Us (при дальнейшем повышении частоты напряжение опять начнет увеличиваться, пропорционально увеличению импеданса динамика). Запишем это значение, Um.

График импеданса динамика в свободном пространстве и в закрытом ящике выглядит приблизительно так.

6) Находим по графику (если мы его строили) или измеряем частоты среза F1 и F2 по уровню U12=(Us*Um)^0.5;

7) Вычисляем акустическую добротность Qa=(Us/Um)^0.5*Fs/(F2-F1), и

8) Электрическую добротность Qe=Qa*Um/(Us-Um);

9) И, на конец, полную добротность Qts=Qa*Qe/(Qa+Qe).

Чтобы узнать Vas нам потребуется ящик (хороший герметичный ящик, ни в коем случае не картонный, а с толстыми стенками) с круглой дыркой совпадающей по размеру с диаметром диффузора динамика. Объем ящика, V, лучше выбрать ближе к тому, в котором мы потом собираемся этот динамик слушать.

10) Устанавливаем динамик в ящик и герметизируем все щели;

11) Проводим все измерения и вычисления по пунктам 1)-6) и получаем значения Fs'(на самом деле это Fc) и Qts’ (Qtc);

12) Вычисляем Vas=((Fs’/Fs)^2-1)*V;

13) Вычисляем Qtc=Qts*(1+Vas/V)^0.5, если измеренная Qts’=Qtc, ну или почти равна, значит — все сделано правильно, и можно переходить к проектированию акустической системы.

Глава B – Настройка ФИ

Предлагаемая методика настройки тоже списана из Литературы, но достаточно проста, что бы стать достоянием любопытных масс. Единственная оговорка (ее я сам придумал) в том, что эта методика позволяет легко настраивать ФИ, изготовленные на базе динамиков с добротностью Qts=0.3…0.5. Для прочих ФИ придется дополнительно применять природную смекалку. Итак.

В основе методики лежит зависимость, существующая между параметрами ФИ и ЗЯ (закрытого ящика). Если в ФИ с гладкой АЧХ (по spl) закрыть отверстие туннеля, то полная добротность системы, Qtc, окажется равной 0.6, а резонансная частота, Fc, будет связана с частотой настройки ФИ зависимостью: Fb=0.61…0.65*Fc. Если допустить погрешность определения частоты настройки ФИ в 5%, то отношение Fb/Fc для реальных конструкций можно принять равным 0.63.

14) Закрываем герметично отверстие туннеля, и собираем схему для измерения Fc (см. главу А).

15) Подбираем количество звукопоглащающего материала и добиваемся минимального значения Fc;

16) Закрепляем материал внутри ящика и измеряем Fc;

17) Вычисляем Fb=0.63*Fc;

18) Вычисляем длину туннеля: Lv=31*10^3*S/(Fb^2*V)-1,7*(S/ПИ)^0.5, где S – площадь отверстия порта ФИ в кв.см., V – объем ящика в литрах;

19) Делаем туннель, вставляем его внутрь ящика (именно внутрь, если в готовой конструкции он предполагается внутри) и измеряем Fb’.

Должно получится, что-то вроде:

20) Полученное значение Fb’ подставляем в формулу 18) и вычисляем уточненное значение V’;

21) Подставляем V’ в ф-лу 18) и вычисляем Lv’ для расчетного значения Fb (кто забыл, это произошло в п.17);

22) Укорачиваем (удлинить его невозможно, поэтому меры лучше принять заранее) туннель и снова измеряем;

23) По методике определения Qtc (глава А) определяем добротность системы и, если она меньше 1, успокаиваемся. Если она больше, то вероятно, что-то где-то было сделано не так, но переделывать уже поздно. Послушаем, если действительно бубнит (что совсем необязательно), будем принимать меры.

24) Задемпфировать частично-акустически-прозрачным материалом туннель ФИ. Другими словами – закрыть туннель синтепоном, ватой, карпетом и т.д;

25) Задемпфировать сам динамик, наклеив на окна диффузородержателя перечисленные выше материалы (только не все сразу).

Эти меры снизят общую добротность системы, Qtc.

Литература:
Салтыков О.,Расчет характеристик громкоговорителя, Радио 1981
Жбанов В., Настройка фазоинвертора, Радио 8/1986
Алдошина И. Там, где живут басы, АМ 2/1999
Фрунзе, О повышении качества звучания АС, Радио 9/1992

Автоакустика: характеристики, типы, виды

Область применения

— Автомобильная. Классические акустические системы, рассчитанные на использование в авто. Характеристики и функционал могут сильно отличаться от модели к модели, однако общим является то, что все они рассчитаны в первую очередь на салоны, не подверженные воздействию непогоды, и не имеют специальной защиты от неблагоприятных воздействий (например, брызг).

— Мореходство. Акустические системы, рассчитанные в первую очередь на установку в водные транспортные средства (катера и яхты). Для таких моделей характерна повышенная защищённость корпуса (как минимум, защита от влаги), обычно их можно устанавливать в открытые рубки, не боясь попадания брызг. Технически большинство моделей можно устанавливать и в авто, однако это не всегда имеет смысл, т.к. защищённый корпус обычно ощутимо влияет на цену, а окупается он только в отдельных случаях (например, на внедорожниках в экстремальных экспедициях).

— Мототехника. Акустика, предназначенная для мотоциклов, квадроциклов и другого аналогичного транспорта. Подобное применение связано с двумя моментами: во-первых, в мототехнике не так много места под дополнительное оборудование, во-вторых, это оборудование работает, по сути, под открытым небом. Соответственно, ключевыми особенностями мотоакустики являются небольшие размеры и повышенный уровень пылевлагозащиты.

Штатная автоакустика для

Модели авто, для которых предназначена штатная автоакустика.

Штатные модели могут делаться как под конкретную марку, так и под довольно обширный модельный ряд, включающий автомобили разных производителей. Однако в любом случае стоит помнить, что даже одна и та же модель авто может иметь несколько версий, различающихся по конструктивным особенностям. Поэтому при покупке штатной автоакустики не помешает отдельно уточнить его фактическую совместимость с конкретным автомобилем, даже если данная модель указана в характеристиках модели.

— Широкополосная АС. Простейший тип акустики: для воспроизведения всего диапазона частот используется один динамик. Преимуществами таких АС являются простота конструкции (как следствие — низкая стоимость) и лёгкость монтажа. С другой стороны, качество звука широкополосных динамиков значительно ниже, чем у специализированных (см. ниже).

— Компонентная АС. Наиболее продвинутый тип автоакустики: она имеет отдельные динамики для каждой полосы частот (см. «Количество полос»), что позволяет настроить звучание каждого динамика по своему желанию и обеспечивает высокое качество звука. Если последнее для Вас является главным фактором при выборе автоакустики, стоит обратить внимание именно на компонентные АС. Правда, и стоят такие системы недёшево, а их монтаж может оказаться довольно сложен вследствие большого количества динамиков.

— Коаксиальная АС. Своеобразный компромисс между компонентными и широкополосными АС: в таких системах высоко- и среднечастотные динамики небольшого размера размещены прямо перед диффузором более крупного низкочастотного, на одной оси с ним. Такая конструкция упрощает монтаж, снижает стоимость и позволяет добиться более качественного звучания, чем у широкополосных АС. Правда, это качество всё равно ниже, чем у компонентных систем, а потому «коаксиалки» применяются обычно либо в роли тыловых динамиков, либо тогда, когда . по каким-то причинам (например, из-за стеснённых условий) установить компонентную АС невозможно.

— Корпусная АС. Динамики таких акустических систем размещаются в отдельном корпусе (корпусах). Это значительно упрощает установку — Вам не придётся искать динамики под размер существующих ниш или даже прорезать эти ниши специально, как в других типах АС. С другой стороны, и места в салоне такая акустика занимает больше.

— Среднечастотная АС. Как следует из названия, такая АС воспроизводит только среднюю полосу частот, «обрезая» самые высокие и самые низкие. Технически может использоваться как отдельная АС, однако обычно это не оправдано. А потому на практике среднечастотная акустика обычно устанавливается как часть более продвинутой системы компонентного типа (см. выше).

— Твитер. Динамик, предназначенный для воспроизведения высоких частот. Из-за специализации отдельно не используется, применяется в сочетании с среднечастотной АС для построения систем компонентного типа (см. выше).

Типоразмер

Количество полос

Номинальная мощность

Номинальная мощность акустической системы. Чаще всего в качестве номинальной указывают среднюю (среднеквадратичную) мощность звука.

Самый очевидный момент, связанный с данной характеристикой — громкость звучания: чем мощнее акустика, тем громче звук она способна выдать, при прочих равных. Кроме того, от этого показателя зависит совместимость с внешним усилителем: его мощность не должна превышать мощности акустики, иначе возможны перегрузки и повреждения динамиков.

Читать еще:  Не накачивается колесо машины

Максимальная мощность

Частотный диапазон

Общий диапазон звуковых частот, воспроизводимый всеми динамиками АС.

Очевидно, что этот диапазон не должен быть слишком узким, дабы акустика не срезала нижний и/или верхний предел частот воспроизводимого звука. В то же время человеческое ухо воспринимает звук в пределах 16 Гц – 22 кГц, и предусматривать в колонках более обширный диапазон частот попросту не имеет смысла. Также напомним, что в среднечастотной акустике и твиттерах воспроизводимые частоты ограничены из-за специализации (подробнее см. «Тип»). А общее качество звучания будет зависеть не только от данного показателя, но и от целого ряда других особенностей.

Импеданс

Чувствительность

Внешний кроссовер

Позолоченные контакты

Охлаждение ферромагнитной жидкостью

Диаметр ВЧ-динамика

Диаметр высокочастотного динамика (динамиков), предусмотренного в конструкции АС.

Диаметр влияет на количество места, необходимое для установки динамика. Впрочем, для высоких частот не нужны крупные диффузоры, поэтому этот размер, как правило, невелик и не особо влияет на общие габариты АС. Единственное исключение — отдельные высокочастотные динамики-твиттеры (см. «Тип»), где общие габариты корпуса напрямую связаны с размером диффузора.

Диаметр СЧ-динамика

Диаметр среднечастотного динамика (динамиков), предусмотренного в АС. Под среднечастотным в данном случае может подразумеваться также комбинированный НЧ/СЧ динамик или излучатель широкополосной акустики (см. «Тип»).

Размер СЧ-динамика нередко является ключевым параметром, определяющим общие габариты акустики и, соответственно, требования к месту её установки. Исключения могут встречаться лишь среди моделей с отдельными НЧ-динамиками (см. ниже). А вот с точки зрения акустики более крупный размер позволяет добиться более высокой мощности и более насыщенного звучания, в т.ч. на басах.

Диаметр НЧ-динамика

Диаметр низкочастотного динамика (динамиков), предусмотренного в АС.

Данный размер указывается только для моделей, имеющих отдельные басовые динамики. В такой акустике именно НЧ-излучатель является самым крупным (это связано с физическими особенностями басового диапазона). Соответственно, место, занимаемое всей системой, определяется в основном именно диаметром НЧ-динамика. А поскольку мощность и насыщенность басов также напрямую зависит от размера излучателя, то при выборе приходится исходить из компромисса между возможностями акустики и доступным пространством в авто.

Монтажная глубина

Монтажная глубина автоакустики — по сути, размер динамика в глубину. Отметим, что для компонентных комплектов (см. «Тип») данный параметр приводится для самого крупного динамика, а для корпусных моделей он вообще неактуален.

Монтажная глубина, наряду с диаметром динамика (см. выше), определяет количество места, необходимое для установки АС — в данном случае то, насколько глубокая ниша потребуется для нормального монтажа. При этом чем крупнее динамик — тем, как правило, больше и глубина установки. А при схожих диаметрах равном типоразмере более мощная модель с большой вероятностью будет и более «глубокой».

Наименьшее количество места — до 15 мм в глубину — требуют некоторые колонки-твиттеры. Глубина 16 – 30 мм является нормальной для твиттеров и очень небольшой — для акустики общего диапазона, большинство таких моделей имеют глубину от 30 мм и более. При этом широкополосные динамики обычно «утапливаются» не более чем на 60 мм, компонентные системы — не более чем на 90 мм, а большая глубина может потребоваться лишь для некоторых коаксиальных и среднечастотных моделей и, как ни странно, твиттеров.

Акустические системы: типы динамиков (часть 3)

В прошлый раз мы разобрались, по крайней мере, в общих чертах, в конструкции динамика. Основные ее элементы — общие для всех типов динамиков, но главное, как всегда, кроется в различиях. О них и стоит рассказать подробнее.

Широкополосник

Частотный диапазон, воспринимаемый человеческим слухом, как уже говорилось, находится в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. Логичнее всего было бы иметь такой динамик, который способен воспроизвести его полностью. И такие динамики есть. Они называются широкополосными.

Вопрос в том, насколько качественно они способны работать в крайних значениях частот этого диапазона. Дело в том, что для эффективного воспроизведения низких частот диффузор классического динамика должен иметь достаточно большие размеры. Например, для частоты 40 Гц его диаметр должен быть около 30 см. Это достаточно просто реализовать.

Широкополосный динамик ScanSpeak 10F/4424G00

Но на высоких частотах такой диффузор попросту не сможет «успевать» передавать колебания всей своей поверхностью. Именно поэтому чаще всего широкополосные динамики являются результатом компромисса.

Для качественного воспроизведения верхней части частотного диапазона в центр диффузора широкополосника зачастую вклеивается дополнительный высокочастотный диффузор — «рупорок» (конус-визер, «дудка»), который способен воспроизводить «быстрые» колебания в то время, как основной, большой диффузор работает гораздо медленнее.

Применяемые в аудиофильских системах широкополосники — предмет серьезных инженерных разработок, граничащих с искусством. Здесь используются материалы с максимально возможными параметрами, ноу-хау, позволяющие все-таки получить полнодиапазонный драйвер.

Широкополосный динамик Lii Audio 2PCS Fast-10

Наиболее проблемным для широкополосного динамика является воспроизведение крайних частот слышимого диапазона. Если широкополосник способен работать в диапазоне 60–16000 Гц с неравномерностью ± 10 дБ — это уже неплохой результат.

При этом в связи с простотой конструкции и отсутствием фильтров (кроссоверов) акустическая система с широкополосником способна демонстрировать высокую чувствительность — от 90–92 дБ и выше. Это делает колонки с широкополосными динамиками особо востребованными среди любителей ламповых усилителей, имеющих, как правило, ограниченную мощность.

В связи с этим голосовые катушки таких широкополосников обладают повышенным сопротивлением. Общепринятые значения для всех остальных динамиков, предназначенных для установки в акустические системы — от 2 до 8 Ом.

Кроме того, именно широкополосный динамик максимально приближен по своим параметрам к точечному источнику звука — идеальному акустическому объекту с точки зрения его локализации. Направление на источник в таком случае определяется слушателем максимально точно. Такой излучатель позволяет создать самую точную стереосцену (звуковую сцену), поскольку источник звука в стереоканале — всего один и он имеет минимальную площадь.

С другой стороны, простейшая колонка с широкополосником — самое дешевое решение, но говорить о полнодиапазонном воспроизведении в этом случае не приходится.

Твитер

Понятно, что, если трудно воспроизвести весь диапазон одним излучателем, есть смысл разделить этот диапазон на несколько частот, в каждой из которых будет работать отдельный динамик. За верхние частоты в этом случае отвечает твитер (пищалка).

Этот динамик должен иметь диффузор (мембрану) небольшой площади, но достаточно жесткий и максимально легкий, ведь полоса излучения твитера, в большинстве случаев, не ниже 1,5 кГц. Среди динамиков наибольшее распространение получил купольный твитер. В нем центральное тело диффузора или элемент, который в полноразмерном динамике называется пылезащитным колпачком, занимает практически всю площадь излучающей поверхности.

Твитер колонки Apple HomePod

Мембрану купольного твитера чаще всего делают из ткани с пропиткой, повышающей ее жесткость. Применяют и более жесткие материалы, лучшим из которых по праву считается бериллий.

Важный параметр твитера — это частота его собственного резонанса. Разработчики стремятся к тому, чтобы она находилась ниже полосы его воспроизведения. В этом случае пищалка звучит максимально точно. Дело в том, что на частотах, близких к резонансу, комплекс усилитель-динамик начинает работать некорректно, «идет в разнос», и система становится плохо управляемой.

Результат — искажения, причем в той частотной области, в которой наш слух к ним особенно чувствителен. Выход оказался прост: кроссовер — устройство, ограничивающее частотный диапазон работы твитера, «обрезает» частоты его собственного резонанса, расположенные ниже рабочего диапазона твитера, который начинается, как правило, от 2–3 кГц.

Твитер с алмазной мембраной Seas Excel E0100-04

Второе требование к твитеру — повышенная верхняя граничная частота воспроизведения. В оптимальном случае она должна превосходить верхний частотный порог слышимого диапазона, т.е. быть выше 20 кГц. Казалось бы, зачем выше, если на этих частотах мы уже не слышим ничего?

Расширенный вверх предел частотного диапазона позволяет твитеру воспроизводить так называемые верхние гармоники, формируя максимально точное звучание высоких частот. До какого предела должен иметь возможность работать твитер — а зачастую высказываются мнения о величинах в 40, а то и в 60 кГц — вопрос, являющийся предметом дискуссий.

Названные два требования к конструкции твитера являются взаимоисключающими. Для понижения резонанса необходимо делать мембрану большего размера и веса, а для повышения верхней границы АЧХ — наоборот. Выход — максимальное соотношение жесткости и массы мембраны твитера, за которое и идет технологическая борьба.

Среднечастотный динамик

Динамик, который играет средние частоты (его еще иногда называют мидренч или, правильнее, мидрейндж — этот термин, от английского midrange speaker, пришел из автозвука), обычно наиболее близок по конструкции к классическому динамику. Важно, что этот динамик воспроизводит именно тот диапазон частот, в котором располагается человеческий голос и на котором наш слух особенно чувствителен к искажениям.

Пример поведения динамика, замеры получены лазерным интерферометром

Ахиллесовой пятой среднечастотника является эффект появления специфических деформаций диффузора — так называемой изгибной волны, когда периферическая область диффузора не успевает за движениями центральной зоны, где крепится голосовая катушка. То есть разные зоны диффузора (кстати, расположенные, как правило, пятнами, а не концентрически, как следовало бы из логики процесса) колеблются не синфазно — одни участки отстают от других.

Звучание становится «рыхлым», неточным. Значит, диффузор должен быть максимально жестким. Если решать проблему в лоб — получим действительно жесткий диффузор, который будет весить так много, что не сможет звучать. Поэтому, как и в твитере, и в широкополоснике, в конструкции диффузора заложен сложнейший компромисс — между жесткостью и легкостью.

Среднечастотный драйвер Morel SCM 634 с карбоновым диффузором

Для колонок высокого класса конструкция диффузоров — важнейший момент. В экзотических вариантах среднечастотники (так же, как и твитеры, но гораздо реже) получают диффузор из бериллия. Но гораздо чаще в среднечастотниках можно видеть диффузоры из композитных материалов на базе углеволокна, стекловолокна, кевлара, древесного волокна или классической целлюлозы.

НЧ-драйвер

Низкочастотный динамик часто еще называют вуфером. Для практически любого класса акустических систем вуфер, естественно, является самым большим по площади излучателем. Для низкочастотника предпочтительным является полностью поршневой режим работы, когда диффузор движется возвратно-поступательно, как единое целое.

Здесь проблема решается еще более радикально, чем в случае со среднечастотным драйвером. Диффузор делают максимально жестким, даже за счет его утяжеления. Дело в том, что на низких частотах наш слух наименее чувствителен к искажениям. И в случае, когда для диффузора вуфера прежде всего важна амплитуда колебаний, ради жесткости идут на увеличение веса.

24-дюймовый басовый динамик в сабвуфере Pro Audio Technology

Масса подвижной системы многих крупных сабвуферных динамиков может достигать 200 г и более. Диффузоры в некоторых случаях получают пространственную конструкцию наподобие самолетного крыла из многослойного композита с заполнением внутренних полостей легкими ячеистыми или сотовыми структурами.

Для аудиофильских систем массу диффузора низкочастотного драйвера по-прежнему стараются минимизировать, поскольку натренированный слух не любит низкочастотных искажений, равно как и всех остальных.

Причем амплитуда колебаний у вуферов — самая большая среди всех перечисленных динамиков. Для этого они оснащаются так называемой длинноходовой (удлиненной) голосовой катушкой. Внешний подвес делается из резины. Все это позволяет диффузору иметь очень большую экскурсию — так называют смещение диффузора от центральной точки.

18-дюймовый басовый вуфер JBL

Особенно ярко «порода» низкочастотного динамика проявляется в драйверах, которые устанавливаются в сабвуферы. Это тяжелое, мощное устройство диаметром от 8 до 15 дюймов (наиболее часто применяемый в пользовательской АС диапазон размеров). Они имеют очень мощные магнитные системы и, в связи с этим, немалый общий вес. При этом в низкочастотных драйверах, работающих от мощных полупроводниковых усилителей, часто устанавливаются катушки минимального сопротивления — 2, а то и 1 Ом.

Коаксиальные драйверы

В двух- трехполосной колонке твитер, среднечастотник и низкочастотный динамик устанавливаются отдельно, то есть, они разнесены в пространстве. Это является серьезным недостатком. Наш слух, который легко определяет направление на источник звука, бывает обманут тем, что средние частоты и высокие частоты поступают практически из разных точек.

Направление на низкочастотный излучатель определить труднее, но тем не менее его удаленность также вносит свою лепту. В результате, такая геометрия колонки ухудшает восприятие стереообраза.

Строение коаксиального драйвера KEF UniQ

Широкополосный динамик, о котором написано выше, просто в силу физики процесса имеет ограничения как по максимальной мощности, так и по частотному диапазону. Кроме того, для широкополосного динамика неизбежна высокая неравномерность АЧХ (выше 10–20 дБ), которую практически невозможно, да и нет смысла компенсировать электроникой либо акустическим оформлением.

Выходом из этой ситуации стал коаксиальный драйвер. На первый взгляд, такой совмещенный динамик выглядит достаточно просто. В двухполосном варианте твитер расположен в центре низкочастотного динамика — традиционные размеры пищалок вполне для этого подходят. Но с инженерной точки зрения такая конфигурация резко затрудняет разработку (расчет) и изготовление подобной системы.

Коаксиальный динамик TAD CST

И это отражается на ее стоимости. Есть варианты, которые позволяют упростить конструкцию: например, размещение твитера перед низкочастотным диффузором на специальном креплении. И все-таки именно «полновесные» коаксиальные системы создают наиболее точный стереоэффект. Поэтому во все времена разные разработчики и компании выпускали коаксиальные драйверы, которые присутствовали в составе их топовых систем.

Специализированные динамики

Воспроизведение звука в условиях, отличных от комнатных, требует применения динамиков, учитывающих эту специфику в свей конструкции. Динамики ландшафтного, шахтного, морского применения должны выдерживать повышенное содержание пыли, способной проникать в магнитный зазор, длительное солнечное излучение, повышенную влажность, воздействие морской соли и других негативных факторов. Для этого в конструкцию вносится серьезные изменения: выбираются материалы, защищаются уязвимые элементы.

Динамики наушников

Для наушников прежде всего пришлось разработать миниатюрные динамики: калибром от 6 до 12 мм для внутриканальных и до 50–60 мм максимум — для накладных моделей. В подавляющем большинстве случаев это широкополосные драйверы. Малый размер облегчает им задачу воспроизведения полного диапазона.

С другой стороны, производство осложняется именно минимальными размерами. Чаще всего диффузор такого динамика сделан из синтетического материала, хотя целлюлоза и другие натуральные волокнистые материалы тоже могут присутствовать. Ввиду требований компактности и низкого веса именно в наушниках наиболее часто используются неодимовые магниты, благодаря которым динамики могут демонстрировать высокую чувствительность — до 120 дБ и выше.

Динамик наушников Apple EarPods

Специфика применения требует, чтобы динамики наушников имели повышенное сопротивление. И если звуковые катушки динамиков акустических систем имеют сопротивление от 2 до 16 Ом (чаще всего от 4 до 8), то динамики наушников имеют сопротивление не ниже 16 Ом, а максимальное значение может достигать 600–800 Ом для профессиональных моделей.

В отдельных моделях наушников, даже внутриканальных, могут использоваться раздельные динамики для разных полос частот — но это редкий случай. Чаще встречается совместное применение излучателей разных типов — динамических и арматурных.

Другие материалы цикла «Акустические системы»:

Измерение динамика в домашних условиях и настройка фазоинвертора

(В помощь начинающим басовикам)

Глава А – Измерения

Сразу оговорюсь, что удобнейший способ измерения параметров НЧ динамиков изложен в методе JBL Speaker Shop . Владельцам программы предлагаю воспользоваться этим методом (сам я его не проверял, но думаю, там глюков нет). Для тех же, у кого этой программы нет или не хватает измерительного оборудования, я опишу способ почерпнутый мной из журналов “РАДИО” прошлых лет. Я этот способ использовал и при определенной степени аккуратности и усидчивости с его помощью можно получить довольно точные (уж точнее, чем в справочнике или в инструкции пользователя) параметры.

1) Соберем схему:

Где на схеме испытуемый динамик, я думаю, ясно. Остальные элементы схемы требуют развернутого пояснения.

Генератор – либо генератор звуковой частоты способный выдавать напряжение 10-20 В, либо сочетание генератор-усилитель, удовлетворяющее тому же требованию.

Резистор 1000 Ом, стабилизирующий ток через динамик. Номинал резистора можно брать меньше, но это будет снижать точность вычисления Qts. (Правда при использовании резистора всего 200 Ом погрешность измерения вряд ли превысит 10%, но, как говориться, береженного … ).

а, в, с – точки для подсоединения вольтметра.

Сам вольтметр на рисунке не указан, но он должен быть: – во-первых, переменного тока; – во-вторых, уметь измерять напряжения порядка 100 мВ. При отсутствии у вольтметра такого предела измерений, его можно подключить через усилитель. А так как современные усилители обычно “стерео” и более, особых проблем с этим нет.

2) Схема собрана, размещаем динамик вдали от стен, потолка и пола (часто рекомендуют подвешивать).

3) Подключаем вольтметр к точкам а и с, и устанавливаем напряжение равным 10-20 В на частоте 500-1000 Гц.

4) Подключаем вольтметр к точкам в и с, и изменяя частоту генератора находим частоту, на которой показания вольтметра максимальны, см. рисунок ниже по тексту. Это и есть Fs. Записываем Fs и Us-показания вольтметра.

5) Изменяя частоту вверх относительно Fs, находим частоты, на которых показания вольтметра постоянны и значительно меньше Us (при дальнейшем повышении частоты напряжение опять начнет увеличиваться, пропорционально увеличению импеданса динамика). Запишем это значение, Um.

График импеданса динамика в свободном пространстве и в закрытом ящике выглядит приблизительно так:

6) Находим по графику (если мы его строили) или измеряем частоты среза F1 и F2 по уровню U12=(Us*Um)^0.5;

7) Вычисляем акустическую добротность Qa=(Us/Um)^0.5*Fs/(F2-F1), и

8) Электрическую добротность Qe=Qa*Um/(Us-Um);

9) И, на конец, полную добротность Qts=Qa*Qe/(Qa+Qe).

Чтобы узнать Vas нам потребуется ящик (хороший герметичный ящик, ни в коем случае не картонный, а с толстыми стенками) с круглой дыркой совпадающей по размеру с диаметром диффузора динамика. Объем ящика, V, лучше выбрать ближе к тому, в котором мы потом собираемся этот динамик слушать.

10) Устанавливаем динамик в ящик и герметизируем все щели;

11) Проводим все измерения и вычисления по пунктам 1)-6) и получаем значения Fs'(на самом деле это Fc) и Qts’ (Qtc);

12) Вычисляем Vas=((Fs’/Fs)^2-1)*V;

13) Вычисляем Qtc=Qts*(1+Vas/V)^0.5, если измеренная Qts’=Qtc, ну или почти равна, значит – все сделано правильно, и можно переходить к проектированию акустической системы.

Глава B – Настройка ФИ

Предлагаемая методика настройки тоже списана из Литературы, но достаточно проста, что бы стать достоянием любопытных масс. Единственная оговорка (ее я сам придумал) в том, что эта методика позволяет легко настраивать ФИ, изготовленные на базе динамиков с добротностью Qts=0.3…0.5. Для прочих ФИ придется дополнительно применять природную смекалку. Итак.

В основе методики лежит зависимость, существующая между параметрами ФИ и ЗЯ (закрытого ящика). Если в ФИ с гладкой АЧХ (по spl) закрыть отверстие туннеля, то полная добротность системы, Qtc, окажется равной 0.6, а резонансная частота, Fc, будет связана с частотой настройки ФИ зависимостью: Fb=0.61…0.65*Fc. Если допустить погрешность определения частоты настройки ФИ в 5%, то отношение Fb/Fc для реальных конструкций можно принять равным 0.63.

Читать еще:  Горит чек восклицательный знак в круге

14) Закрываем герметично отверстие туннеля, и собираем схему для измерения Fc (см. главу А).

15) Подбираем количество звукопоглащающего материала и добиваемся минимального значения Fc;

16) Закрепляем материал внутри ящика и измеряем Fc;

17) Вычисляем Fb=0.63*Fc;

18) Вычисляем длину туннеля: Lv=31*10^3*S/(Fb^2*V)-1,7*(S/ПИ)^0.5, где S – площадь отверстия порта ФИ в кв.см., V – объем ящика в литрах;

19) Делаем туннель, вставляем его внутрь ящика (именно внутрь, если в готовой конструкции он предполагается внутри) и измеряем Fb’.

Должно получится, что-то вроде:

20) Полученное значение Fb’ подставляем в формулу 18) и вычисляем уточненное значение V’;

21) Подставляем V’ в ф-лу 18) и вычисляем Lv’ для расчетного значения Fb (кто забыл, это произошло в п.17);

22) Укорачиваем (удлинить его невозможно, поэтому меры лучше принять заранее) туннель и снова измеряем;

23) По методике определения Qtc (глава А) определяем добротность системы и, если она меньше 1, успокаиваемся. Если она больше, то вероятно, что-то где-то было сделано не так, но переделывать уже поздно. Послушаем, если действительно бубнит (что совсем необязательно), будем принимать меры.

24) Задемпфировать частично-акустически-прозрачным материалом туннель ФИ. Другими словами – закрыть туннель синтепоном, ватой, карпетом и т.д;

25) Задемпфировать сам динамик, наклеив на окна диффузородержателя перечисленные выше материалы (только не все сразу).

Эти меры снизят общую добротность системы, Qtc.

Салтыков О.,Расчет характеристик громкоговорителя, Радио 1981

Жбанов В., Настройка фазоинвертора, Радио 8/1986

Алдошина И. Там, где живут басы, АМ 2/1999

Фрунзе, О повышении качества звучания АС, Радио 9/1992

19 комментариев: Измерение динамика в домашних условиях и настройка фазоинвертора

Не удается замерить динамик.Напряжение растет и после 50 Гц,чем выше частота,тем больше показания….Динамик 35ГДН.Год назад мерил динамик с дубовым подвесом,36 Гц,а тут с мягким и хрень…

Схема подключения правильна? У меня даже без резистора показывает, но врет сильно.

Да,только вместо генератора у меня усилитель.Замерил по методике ” динамик в ящике “,и при падении напряжения на резисторе получилось 55 Гц,что соответствует настройке фазоинвертора на 34 Гц.Но стоило сунуть мешочек ваты,как падение началось на 27 Гц.Может настроить не на динамик,а на ящик?

Начал мерить повторно,не падает напряжение начиная с 25 Гц до 70 Гц.Есть ли еще варианты настройки фазоинвертора?

смотрите поведение динамика вблизи резонанса: пик смещения его будет на резонансе в ящике, потом по мере снижения частоты смещение падает до мизера, но начинает дуть из порта( мокрой рукой это ловится) Между этими двумя частотами будет частота суммарной работы излучателей или частота настройки инвертора

Попробую еще раз замерить,но за место 1 К резистора поставить 100 Ом.

Неточность метода в том, что даже 1 килоом балластного резистора на частоте резонанса становится сравнимой с импедансом динамика , ток через динамик падает, а мы считаем, что он неизменен. Это -раз. Второй момент- подвес имеет внутренние потери,некий гистерезис, преодолеть который -нужна энергия.
Какой ток мы можем подать в динамик через наш 1килоом от генератора , пусть с 10 вольтами на выходе? 10 мА МАКСИМУМ и то, не на резонансе. Хотя, во многих источниках советуют ток 100ма, а это, на минуточку, 100 вольт от генератора. Так что, непросто всё. Надолбался с этим методом до тошноты, плюнул, но ,слава Богу, нашел микрофонную методику измерения Т-с и успокоился надолго.

Постоянно меряю с балластным резистором 100 Ом. Для определения резонансной частоты очень удобный номинал. Если надо получить точное значение сопротивления, пересчитывается УСТНО. Например, балласт 100 Ом, до балласта 1 Вольт, на динамике намерили 0,2 Вольта, т.е., сопротивление приблизительно 20 Ом . На самом деле сопротивление равно 20*(100+20)/100=20*1,2=24 Ома. При измеренных 0,1 Вольта получаем 10*1,1=11 Ом и т.д. Проблем нет! У Алика либо не то со схемой, либо где-то неучтённая щель (с ФИ свистеть не будет). Однажды прицепил 75ГДН на переднюю панель для прикидки характеристик и проморгал отсутствие прокладки, получились щели 2мм. Характеристика вышла с одним широким плавным горбом с максимумом 8 Ом, и это в ФИ!

я тоже подаю шум и свип в динамик через 100 ом, но мне это надо чтобы увидеть пик на резонансе и больше ничего.А для измерений и килоома мало. Там нужно либо источник тока городить либо все время мерить падение на резисторе, поддерживая величину тока через дин.

Уважаемый А.Б.! Для измерений ничего городить не надо, формула для пересчёта – не от фонаря, а выведенная. Серьёзно.

Для Алика. Провал сопротивления вблизи Fфи может быть плавным, и точное значение Fфи – неоднозначным. В таком случае находим соседние (сверху и снизу) частоты, на которых сопротивление увеличивается, скажем, на 1 Ом (с 4 до 5 например), и берём среднее арифметическое.

Цешка – шикарный прибор для оценки напряжённости электромагнитного поля, им удобно настраивать радиопередатчики. Но малые напряжения по переменке – не для него. Могу посоветовать для адекватных измерений следующее:
1. ровная поверхность. 2.контроль ноля без сигнала (подстройка – на оси стрелки, под шлиц). 3. любит постукивание по корпусу – система на керне!

выведенная формула всего лишь перевод на число фразы из учебника , что инвертор обычно настраивается на треть-пол-октавы ниже от резонанса в ящике. Что на самом деле только часть правды а не вся правда. вся правда -в исходных Т-С динамика, от них и зависит частота настройки. Она может быть равна резонансной динамика, может быть ниже или выше.
Для строящего бумбокс – хватит и этой важной цифры- “умножь на 0,63” В других вариантах она не сработает.

Я имел в виду формулу по пересчёту сопротивления динамика в моём посте, и только её.

Омическое динамика обычно 0,7- 0,8 от заявленного импеданса. Либо обратный ход, омическое умножить на 1, 4 , получим импеданс.

Схема правильная,там путать то нечего,щупы на резистор.Щели может и есть,но они погоды не делают.ХЗ короче,настрою на глаз.

у цешки шкала дБ на 3-в пределе, ноль дБ это 0,775 в, значит, вольт 10 должен выдавать усилитель. Другое дело, что вы там увидите, ежели тестер прицепите к резистору. Вот тут уж действительно ХЗ.

Ну повышение напряжения же показывает (каждые 1-2 Гц стрелка движется),а падение нет.Может когда стрелка не движется это и есть падение,так стрелка не один раз тормозит.
В статье написано про простой вольтметр:

Абсолютные значения нам не важны, нам нужно лишь найти максимум сопротивления (минимум напряжения на резисторе), частоты довольно низкие, поэтому пользоваться можно обычным тестером (мультиметром) в режиме измерения переменного напряжения.

увидеть резонансный пик- даже тестер не нужен, это видно по смещению диффузора. Хватает комариной мощности генератора .

Пользуюсь этим методом многие годы. И всё было точно. Только вольтметр включал параллельно динамику. Вольтметр должен быть высокоомный , переменного тока , с шкалой до 1V. Резистор можно уменьшить до 100 ом. ничего не изменится. Генератор использую старый советский, ламповый ГЗ-33. Который работает уже 45 лет и не разу не сдох. Первое измерение : динамик, подключен, лежит на подушке. На генераторе вкл. 1 диапазон (20-200Гц). Меняем частоту. На резонансной частоте динамика амплитуда максимальная. Смотри на шкалу. Второе измерение : Динамик в колонке. Процедура та-же. Но на резонансной частоте амплитуда минимальная. Дальше решай что делать с трубой (укорачивать или удлинять). И ничего сложного.

Мне часто хватает обычного не сильно мощного г3-112, чтобы все понять.
тупо выход генератора- на динамик, миливольтметр- параллельно .
А замерить добротность – есть микрофон.

Ряды динамики

Понятие рядов динамики (временных рядов)

Одной из важнейших задач статистики является изучение изменений анализируемых показателей во времени, то есть их динамика. Эта задача решается при помощи анализа рядов динамики (временных рядов).

Ряд динамики (или временной ряд) – это числовые значения определенного статистического показателя в последовательные моменты или периоды времени (т.е. расположенные в хронологическом порядке).

Числовые значения того или иного статистического показателя, составляющего ряд динамики, называют уровнями ряда и обычно обозначают буквой y. Первый член ряда y1 называют начальным или базисным уровнем, а последний ynконечным. Моменты или периоды времени, к которым относятся уровни, обозначают через t.

Ряды динамики, как правило, представляют в виде таблицы или графика, причем по оси абсцисс строится шкала времени t, а по оси ординат – шкала уровней ряда y.

Пример ряда динамики

Таблица. Число жителей России в 2004-2009 гг. в млн.чел, на 1 января

Год200420052006200720082009
Число жителей144,2143,5142,8142,2142,0141,9

График ряда динамики числа жителей России в 2004-2009 гг. в млн.чел, на 1 января

Данные таблицы и графика наглядно иллюстрируют ежегодное снижение числа жителей России в 2004-2009 годах.

Виды рядов динамики

Ряды динамики классифицируются по следующим основным признакам:

  1. По времениряды моментные и интервальные (периодные), которые показывают уровень явления на конкретный момент времени или на определенный его период. Сумма уровней интервального ряда дает вполне реальную статистическую величину за несколько периодов времени, например, общий выпуск продукции, общее количество проданных акций и т.п. Уровни моментного ряда, хотя и можно суммировать, но эта сумма реального содержания, как правило, не имеет. Так, если сложить величины запасов на начало каждого месяца квартала, то полученная сумма не означает квартальную величину запасов.
  2. По форме представленияряды абсолютных, относительных и средних величин.
  3. По интервалам времениряды равномерные и неравномерные (полные и неполные), первые из которых имеют равные интервалы, а у вторых равенство интервалов не соблюдается.
  4. По числу смысловых статистических величинряды изолированные и комплексные (одномерные и многомерные). Первые представляют собой ряд динамики одной статистической величины (например, индекс инфляции), а вторые — нескольких (например, потребление основных продуктов питания).

В нашем примере про число жителей России ряд динамики: 1) моментный (приведены уровни на 1 января); 2) абсолютных величин (в млн.чел.); 3) равномерный (равные интервалы в 1 год); 4) изолированный.

Показатели изменения уровней ряда динамики

Анализ рядов динамики начинается с определения того, как именно изменяются уровни ряда (увеличиваются, уменьшаются или остаются неизменными) в абсолютном и относительном выражении. Чтобы проследить за направлением и размером изменений уровней во времени, для рядов динамики рассчитывают показатели изменения уровней ряда динамики:

  • абсолютное изменение (абсолютный прирост);
  • относительное изменение (темп роста или индекс динамики);
  • темп изменения (темп прироста).

Все эти показатели могут определяться базисным способом, когда уровень данного периода сравнивается с первым (базисным) периодом, либо цепным способом – когда сравниваются два уровня соседних периодов.

Базисное абсолютное изменение представляет собой разность конкретного и первого уровней ряда, определяется по формуле

Оно показывает, на сколько (в единицах показателей ряда) уровень одного (i-того) периода больше или меньше первого (базисного) уровня, и, следовательно, может иметь знак «+» (при увеличении уровней) или «–» (при уменьшении уровней).

Цепное абсолютное изменение представляет собой разность конкретного и предыдущего уровней ряда, определяется по формуле

Оно показывает, на сколько (в единицах показателей ряда) уровень одного (i-того) периода больше или меньше предыдущего уровня, и может иметь знак «+» или «–».

В следующей расчетной таблице в столбце 3 рассчитаны базисные абсолютные изменения, а в столбце 4 – цепные абсолютные изменения.

Годy, %,%
2004144,2
2005143,5-0,7-0,70,9950,995-0,49-0,49
2006142,8-1,4-0,70,9900,995-0,97-0,49
2007142,2-2,0-0,60,9860,996-1,39-0,42
2008142,0-2,2-0,20,9850,999-1,53-0,14
2009141,9-2,3-0,10,9840,999-1,60-0,07
Итого-2,30,984-1,60

Между базисными и цепными абсолютными изменениями существует взаимосвязь: сумма цепных абсолютных изменений равна последнему базисному изменению, то есть

.

В нашем примере про число жителей России подтверждается правильность расчета абсолютных изменений: = — 2,3 рассчитана в итоговой строке 4-го столбца, а = — 2,3 – в предпоследней строке 3-го столбца расчетной таблицы.

Базисное относительное изменение (базисный темп роста или базисный индекс динамики) представляет собой соотношение конкретного и первого уровней ряда, определяясь по формуле

Цепное относительное изменение (цепной темп роста или цепной индекс динамики) представляет собой соотношение конкретного и предыдущего уровней ряда, определяясь по формуле

.

Относительное изменение показывает во сколько раз уровень данного периода больше уровня какого-либо предшествующего периода (при i>1) или какую его часть составляет (при i Следующая лекция.

  • Разработка интернет-магазина
  • Редизайн сайта эвакуации
  • Редизайн сайта доставки суши

Как оценить и рассчитать емкость рынка

Статья поможет разобраться, кому и для чего нужно оценивать объем рынка. В ней приведены методы и примеры расчета, а также формулы для самостоятельного расчета емкости рынка с описанием.

После ее прочтения вопрос о необходимости определения емкости рынка отпадет сам собой, ведь она — прямой путь к увеличению рентабельности бизнеса.

Что такое емкость рынка

В маркетинге нет понятия проще и одновременно сложнее, чем емкость рынка. С первого взгляда задача кажется простой: узнать объем продаж конкурентов, добавить импорт, вычесть экспорт, не забыть учесть собственные продажи.

Емкость объем:

  • емкость — доля товаров, которые теоретически можно продать в единицу времени;
  • объем рынка — доля товаров, которые были проданы по факту за то же самое время.

Емкость рынка — это число сделок купли-продажи или количество продукции, которое доступно к приобретению. Величина характеризуется соответствием покупательского спроса товарному предложению. Ее суть — узнать, сколько покупателей готовы купить товар, сколько товара им нужно для разового потребления, и как часто они его потребляют.

Зачем рассчитывать емкость рынка

Емкость помогает определить качество рынка. Бизнес, который не обладает данной информацией, явно отстает от конкурентов и значительно теряет в прибыли. Без этих показателей нельзя принимать управленческие решения и планировать развитие бизнеса.

Почему так? Во-первых, объем рынка наглядно показывает, сколько людей готовы купить товар. При этом в расчет берется его количество в определенный момент времени. Точка отсчета — статистика уже продающихся товаров.

Во-вторых, это помогает проанализировать конкурентов и понять, какой объем потребителей приходится на каждого из них. При этом можно сказать почти наверняка, какое положение занимает каждый производитель.

Оценка емкости рынка позволяет узнать, сколько товаров или услуг лучше предложить на данный момент, какую прибыль это принесет и какое положение занимает компания среди конкурентов. Также это позволяет оценить обстановку и понять, рентабелен ли будет бизнес в данной нише или стоит изменить направление и стратегию его развития.

Виды емкости рынка:

  1. Фактическая: в ее основе — спрос на товар в текущий момент. При вычислении во внимание принимается узнаваемость товара и потребляемые объемы.
  2. Доступная — уровень спроса, который компания может удовлетворить за счет имеющихся ресурсов. При расчете размер рынка делается меньше: в рассмотрение принимаются потребители, которые соответствуют портрету целевой аудитории
  3. Потенциальная — определяет максимально возможный спрос на товар. Учитывается с учетом регулярного и частого потребления продукта.

Примеры разных объемов рынка

Допустим, компания занимается реализацией роботов-пылесосов. Параметры расчета будут зависеть от вида емкости:

Потенциальную— можно определить с помощью следующих гипотез:

  • покупатели роботов-пылесосов противопоставляют их простым пылесосам;
  • средняя стоимость пылесоса соответствует стоимости, установленной производителем.

Фактическая — она основана на опросе возможных потребителей. Это поможет получить ответы на следующие вопросы:

  • Каков процент потребителей пользуется роботом-пылесосом?
  • Какова частота покупки робота-пылесоса? Покупают ли его повторно?
  • Какова средняя стоимость покупки?

При доступном объеме рынка компания занимается уточнением показателем для потребителей своего сегмента, например, мужчин и женщин в возрасте от 25 до 45 лет.

Какие данные необходимы для реального расчета объема рынка

Для расчета необходимо собрать вводные данные. Их перечень представлен в таблице ниже:

Основные способы расчета емкости рынка

Расчет емкости рынка можно выполнять тремя методами:

Метод «снизу-вверх»

Самый популярный способ, позволяющий определить объем рынка по текущему спросу. Емкость рынка равняется числу всех ожидаемых покупок, совершенных ЦА за отведенный период (обычно он равен одному году).

Формулы для расчета:

Емкость рынка за период N

Метод «сверху-вниз»

Для определения размера рынка используется информация о совокупных продажах внутри рынка. Если всех участников охватить невозможно, можно взять самых крупных из них. Формула расчета:

Емкость рынка = Совокупность продаж всех игроков рынка (по розничным ценам)

Информацию для расчетов можно получить, проведя опрос конкурентов или найдя данные в открытых источниках.

Метод от реальных продаж

Такой способ сейчас используется большинством компаний, помогающих с расчетом емкости рынка в Москве. Преимущество в том, что метод позволяет оценить объем реальных покупок.

Уровень продаж определяется исходя из чеков покупателей. Информация берется в крупных сетевых магазинах, которые предоставляют информацию в соответствии с установленным соглашением. Стоит отметить, что магазины составляют репрезентативную выборку, а собранные данные примеряются на всю страну.

Недостаток метода — в невозможности определить отдельную аудиторию. Зато он позволяет получить реальные данные о товарах: сколько единиц и по какой цене продано, каков общий объем продаж за период N. Это универсальный метод, позволяющий получать и анализировать данные в динамике.

Примечание: все три метода подчиняются одному правилу — если есть несколько рыночных сегментов, стоит рассчитать емкость каждого из них и затем сложить показатели.

Реальный расчет

Допустим, в поселке проживает 100 человек, а автомобиль есть у 10. Замена шин выполняется раз в год. Значит емкость рынка шин составит: 10*1=10 комплектов шин. Средняя стоимость одного комплекта — 7 тыс. руб. 10*7000=70 000 — объем рынка шин в стоимостном выражении.

Теперь проведем расчет по видам емкости:

  • Фактическая: 70 000 руб./год.
  • Доступный: предположим, трое из 10 закупают шины в соседнем городе, а остальные 7 — в своем поселке. Получается, что доступный объем будет равен 3*1*7000=21 000 руб./год.
  • Потенциальный: если еще 3 человека купят автомобиль, то объем составит — 13*1*7000=91 000 руб/год.

Как поможет эта информация предпринимателю? Он сможет понять, сколько денег доступно на рынке, и сколько из них можно заработать.

Подводя итог

Не все молодые предприниматели понимают, что масштабирование бизнеса требует тщательного планирования. Необдуманные решения могут ударить по финансовой базе. Чаще всего ошибки связаны с чрезмерным выпуском продукции на рынок. Это ведет к снижению дохода и выходу конкурентов вперед. Даже больше: в некоторых случаях компания разоряется.

Чтобы не допустить этого, стоит выстраивать стратегию не на теории, а на реальных расчетах. В их основу должна лечь информация о емкости рынка, его структурных подразделениях и т.д.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector