Akustika - Kutija

Čitajući časopise i listajući kataloge, često ste u prilici da vidite zvučničke kutije. Oni malo ambicijozniji, a sa manje novca, nalaze se u nedoumici-kupiti gotove ili napraviti vlastitu/e kutiju/e i ugraditi ih u stan ili automobil. Samogradnja kutije je rješenje koje može donijeti uštedu i do 40posto, a o psiholoskom efektu «sama sa gazala» da i ne govorimo. Ipak, bez nekih predznanja, u ovu avanturu se nemojte upustati jer rezultat moze biti porazan, a novac potrošen za izgradnju kutije uzalud «bačen».
Prva i osnovna stvar je da zvučnik, sam za sebe, bez kutije, ne može adekvatno reprodukovati zvuk niske frekvencije, a u tome ga sprječava akustički kratak spoj, jer zvuk emitovan s prednje i zadnje strane membrane, nalazi u protu fazi, pa se time poništava. Prvo što nam padne na pamet je ugradnja zvučnika na središte ravne ploče, čija je površina dovoljna da zvuk emitovan sa prednje i zadnje strane ne dođu u koliziju. Ovo rijesenje je prirodno, daje odlicne rezultate, a osnovna mana je dimenzija ploče ( petnestak kvadratnih metara , ili vise), jer ne bih mogla stati ni u autobus, a o automobilu da i ne govorimo. Ako svijesno rizikujemo da zvuk emitovan sa jedne strane membrane nepovratno izgubimo, zatvorićemo ga u kutiju. Ovakvo rijesenje naziva se zatvorena (kompresiona) kutija.
Mana ove kutije je očigledna, jer smo jednu polovinu proizveenog zvuka na ovaj način uništili, a pri tome, vazduh u kutiji ponašaće se kao opruga u mehanici i kočiti membranu u «dugom hodu», pa na taj način još vise smanjiti efikasnost. Dobra strana ovakve konstrukcije je njena jednostavnost i spremnost na «praštanje grešaka», kao i dobro podnošenje velikih snaga, jer vazduh u kutiji će obezbijediti dobru kontrolu kretanja membrane, a samim time dobru definiciju i dobar tranzijentni odziv. Ako kojim slučajem na kutiji napravimo otvor u obliku «tunela», tada će se vazduh u tom «tunelu» ponašati kao «čep», kočenje će biti manje, efikasnost veća, emitovana frekvencija niža, ali će zato biti lakše «isforsirati» zvučnik, preopteretiti ga, i/ili dozvoliti mu koloraciju zvuka ( do granice neprepoznavanja), a pomenimo da je jedna nus-pojava javljanje frekventnih valova, koji mogu drasticno degradirati zvuk. Ovakvo rijesenje polularno se naziva bass-reflex. Izrada ovakvih kutija zahijeva dosta znanja i iskustva, jer treba rijesiti vise parametara u isto vrijeme. Naravno, ovdje su pomenute samo osnovne konstrukcione osobine kutija, jer pored ovih pomenutih postoji još mnogo tipova kutija, čija se izgradnja javlja u praksi,
Pomenimo transimisione linije, horne i band-pass kutije, čije su teoretske osnove dobro razrađene i daju dobre rezultate. Matematika koja stoji iza svega ovoga nije tako jednostavna, ali sa nekoliko osnovnih jednačina, možemo se upustiti u neki jednostavniji prijekat, ako ništa probe radi, a rezultat ne mora izostati.
Ako želite uspjeti u prvom pokušaju, prilikom nabavke woofera, potražite nacrte za kutiju, jer proizvođač/i ih često isporučuju u paketu s zvučnikom. Ovakvi nacrti su tvornički elaborisani i ako ih se pridržavate uspjeh je zagarantovan. Ako ove nacrte ne možete naći, tada ste osuđeni da se oslonite na vlastitu pamet, ili na Internet, jer se jednostavnije vrste proračuna lako pronalaze, a postoji i nekoliko sajtova koji vrše on-line proračune (besplatno). Ako ste odlučni, ovakvi «amaterski» programi nece vas zadovoljiti, jer pružaju ograničen broj rješenja, pa uz to nešto novca možete sebi nabaviti neki od programa za proračun zvučičkih kutija (što skuplji-to bolji). Za početnike se svakako preporučuje izgradnja kompresione kutije, jer je proračun jednostavan. Na ovom mjestu postavlja se prvo pitanje, koje će tek otvoriti veliku diskusiju.
Koji zvučnik ugraditi u kompresionu kutiju.???
Kako ćemo to znati =?

Prilikom kupovine zvučnika, dobili ste papir na kome se njegove tehničke karakteristike. Pored podataka o snazi, tu je i čitav niz podataka, koji se jednim imenom označavaju kao Thiele/Small parametri. Ovi parametri dobili su naziv po australijancima (A.N. Thiele i Ricard Small), koji su postavili niz relativno jednostavnih jednačina po kojima se vrše proračuni.
navedimo najčešće:

Vas – Ekvivalentna zapremina vazduha, koju ima istu akustičnu komplilansu kao zvučnik. Najčešće se izražava u litrima, a nekada i u kubnim stopama.

Qts – Totalni Q faktor ( faktor dobrote), suma električnog i mehaničkog Q faktora
Qes- Električni faktor dobrote

Qms – Mehanički faktor dobrote

Fs- Rezonantna frekvencija zvučnika, izražava se u Herzima / Hz

Xmax – maksimalni hod membrane u jednom smijeru ( onoliko koliko je pomijeri kretni kalem

SPL – Zvučni pritisak koji zvučnik postiže jednim Watom snage, mjereno na udaljenosti od jednog metra, tj. Db/W/m

Naravno, Izgradnja kutije nije samo nauka, već i umjetnost, potrebno je iskustvo , osjećaj i intiutivnost. Ne može se uvjek proračunati, već tražiti kompromis, a i tada će se naći slušaoci koji ce imati različite prigovore ( kao i uvjek J )
Kada sagledamo karakteristike zvučnika, treba donijeti odluku o tome, da li ga ugraditi u kompresionu ili bass-refleks.kutiju, ali zadanom zvučniku odgovara neki od manje popularnih oblika.
Najbrži i najjednostavniji način je određivanje takozvanog EBP broja (Efficiency Bandwidth Product). EBP se dobija kada rezonantnu frekvenciju zvučnika (Fs) podijelimo sa Električnim faktorom dobrote (Qes)

EBP = Fs/Qes

Ako je EBP manj od 55, zvučnik će se dobro ponasati u kompresionoj kutiji, a ako je veći od 55, više će mu odgovarati «otvorena» kutija. Ovo pravilo nije previse striktno, jer je sve stvar kompromisa. Ipak, ako je rezonantna frekvencija zvučnika niska ( npr: ispod 35 Hz), uz nizak EBP, možete biti sigurni da će se taj zvučnik dobro ponasati u maloj zatvorenoj kutiji. Ovdje jos treba definisati neke parametre, koji se odnose na kompresionu kutiju.
Prije svega Qtc (faktor dobrote kutije), broj koji pokazuje faktor dobrote sistema zvučnik-kutija. Optimalna vrijednost Qtc-a zavisi od željenih karakteristika. Ako želimo dubok i dobro definisan bass i tranzijentni odziv odabraćemo Besselovu karakteristiku i Qtc=0,557. Optimalna definicija zahtijeva nešto manju kutiju i Qtc=0,707 (Butterworth).
ako nam je cilj glasnoća i velika snaga, a na uštrb dobokoga bassa, odabraćemo još manju kutiju 0,9>Qtc>1. Vrijednost Qtc veća od 1,2 rezervisana je za zvučnike koje svijesno gurama u srednjotonsko podrucije, a tada treba biti pažljiv, jer je bass «sporiji» i moguća pojava neprijatnih frekventnih vrhova. Zapremina kompresione kutije se računa prema jednačini:

Vb = Vas / ((Qtc/Qts)^2 –1)

Ovdje je jasno da treba odabrati Qtc veći od Qts, jer bi tada izračunata zapremina bila negativna ( što automatski znači da zvučnik nije konstruisan za zatvorenu kutiju). Takođe, treba obratiti pažnju na rezonantnu frekvenciju sistema zvučnik-kutija (fz), ona se računa jednačinom

Fz = Qtc x fs / Qts

Bilo bih loše da rezonatna frekfencija sistema bude niža od rezonantne frekfencije samoga zvučnika.
Sa ovih nekoliko jednačina može se izračunati zapremina kompresione kutije, koja može dati zadovoljavajuće rezultate. Naravno, ovo je samo preporuka, a nikako gotov projekt.
Pored ovoga, tu se javlja čitav niz parametara koji se ne smiju preskočiti prilikom ozbiljnog pristupa izgradnje kutije. Svi se daju izračunati ili izmjeriti, ali proračun je nešto komplikovaniji, pa ga ovdje nećemo razmatrati, a za ozbiljna mjerenja potrebna je skupa aparatura.
Ipak, treba znati da se može izračunati maksimalni zvučni pritisak, maksimalna snaga i takozvana f3 frekvencija ( Frekvencija na kojoj je pad 3 dB). Ovim je tek načet vrh ledenog bijega izgradnje zvučnih kutija. Kada smo izračunali unutrašnju zapreminu kutiju, u obzir treba uzeti i samu zapreminu zvučnika, pa je dodati i tada izračunati unutrašnje dimenzije kutije. Da bih kutija bila što manja, neki konstruktori zvučnik postavljaju inverzno, pa su magnet i korpa okrenuti vani. Dobra strana ovoga rješenja je da na taj način membrana koliko-toliko zasićena, a loša, da je reprodukcija viših frekvencija oslabljenja. Ako ovako postavljen zvučnik koristimo samo kao woofer, tada to i nije važno, a treba obratiti pažnju na polaritet, jer je u ovom slučaju, sasvim prirodno, obrnut J. Poželjno bih bilo da kutija nema kockasti oblik, tj. Da stranice međusobno budu različite, a po mogućnosti neparalelne. Ako želite ugraditi više zvučnika, najbolje rješenje je napraviti dvije kutije, pa ih međusobno sastaviti. Iz ovoga svega vidljivo je da proračun zatvorene kutije zahtijeva preciznost, a sa druge strane vidljivo je da manja greška ne mora značiti totalni debakl ili degradirani zvuk.

Odabir materijala ne smije se prepustiti slučaju, najbolje je koristiti medijapan ploču (MDF), jer je najhomogenija, odlične rezultate pokazaće i šper-ploča, pa donekle i iverica, dok panel-plpče treba izbijegavati. Da bih se spriječilo rezoniranje stranica kutije, poželjno ih je napraviti od debljeg materijala, za male kutije dovoljno je 15 milimetara , a za veće (preko 50 litara) barem 25 milimetara, tada se u unutrašnjosti mogu postaviti ukrućenja, kako bih kutija bila čvršća. Poželjno je unutrašnjost kutije oblijepiti nekim izolacionim materijalom, što dodatno poboljšava zvuk, ali ne treba pretjerivati u potpuno ugušiti zvučnik. Naime, postavljanje izolacije, umrtvljuju se stranice, dampira se zvucnik, i smanjuje unutrašnje rezonacije, što je dobro, ali taj način smanjuje unutrašnju zapreminu kuije. Pravilno određena količina i raspored izolacije unutar kutije, veoma je važan, jer bitno «poravnjava» frekfentnu karakteristiku zvučnik-kutija. Neki konstruktori idu i dalje, pa na kutijama prave dvostruko dno, a nastalu šupljinu zapune pijeskom ili olovnom sačmom, što povoljno utiče na zvuk, ali otežava i komplikuje konstrukciju, pa su ova rješenja krajnje neadekvatna za primjenu u automobilu.


Iz svega ovoga još uvijek se ne vidi kakva je razlika između zvučnika konstruiranih za rad u automobilu ili kući, ili su namjenjeni razglasnim sistemima. U osnovi, nema razlike, konstrukcija i princip rada svih dinamičkih zvučnika je isti, jer im je namjena ista. Zvučnici predviđeni za rad u automobilu su robusniji od onih za kućnu upotrebu, a to je zbog toga sto rade u težim uslovima, izloženi se sunčevim zrakama, temperaturnim osilacijama, vlazi, prašini i sl…
Obzirom da je zapremina kutije u unutrašnjosti automobila relativno mala, to je lakše postići reprodukciju niskih frekvencija, jer za one najniže jednostavno nema prostora, a akustika prostora dozvoljava i reprodukciju tonova niže od teoretski proračunate. Treba imati u vidu da je unutrašnjost automobila veoma negostoljubivam jer ukrasni paneli na vratima i krovu, kao i plastični dijelovi kokpita imaju svoju rezonantnu frekvenciju, pa često «zasviraju svoju pjesmu», dok se ostakljene površine ponašaju kao reflektori, koji stvaraju «stojne» talase.
Ako ste se odlučili da sami proračunate i sagradite kutiju, obratite pažnju na još nekoliko detalja:

-Kada gradite kutiju nemojte štedjeti na ljepilu, jer više ljepila znači bolje zaptivanje
-Kutiju prvo sastavite, pa zatim izrežite otvor za zvučnik
-Ispod zvučnika obavezno postavite prsten od nekog elastičnog materijala (guma) kako bih obezbijedilo dobro zaptivanje i smanjio prijenos vibracija
-Ako je moguće, zvučnik pričvrstite prstenom, a po mogućnosti mesingane ili aluminijske vijke
-Za spajanje sa pojačalom koristite deblje zvučničke kablove (barem 2x2,5)
-Obratite pažnju na polaritet i pazite da ne napravite kratak spoj od koga će stradati pojačalo
-Podatci od snazi zvučnika često variraju, a kao mjerodavan koristite podatak o «sinusnoj» snazi – RMS
-Pazite da ne opteretite pojačalo, pojačalo sa više snage bolje će kontrolisati zvučnik, dok slabije pojačalo ( u odnosu na zvučnik) rizikuje «padanje u kliping» i pregaranje, što može ostaviti posljedice i na zvučnik…

ev nesta korisno od mene
prsti su mi se ukocili ,

TXT nije COPY-Paste ....

polako ... sve sto vas intresuje , sto bih vam moglo biti koristi , uskoro ce biti na ovom podforumu ....


pozdrav

Uh jesi se ispiso nebi ja imo zivaca ovoliko da pishem svaka ti cast dobar text koristan u svakom slucaju [/quote]

Tema je jako dobra. Kad si govorio o materijalima od kojih se prave zvucne kutije sjetih se svog dobrog, sad pokojnog prijatelja Vlade koji je inace bio vrsni poznavalac ove teme. On je bio planirao da pravi zvucnicke kutije od mermera koje bi imale neke mudjuprostore ispunjene pijeskom. Govorio je da bi te kutije bile vrhunski proizvod.

ala bi bile teske

ala bi bile teske

A ne mora značiti da je htio da to stavlja u auto...

Zaboravio sam reci da bi to bio dio kucnog ozvucenja.

zaboravio si glavno

Cak je spominjao da bi bilo dobro napraviti zvucnu kutiju od betonske cijevi (misli se na vodovodne cijevi).

Duzine 5 ili vise metara ? hehehe....



znam sta je htio... nije losa ideja , ali je tesko izvodiva...

Dobar text - svaka čast !