Как сделать маленький бокс большим или кое-что о заполнении

Слово «волокно» прочно вошло в нашу жизнь — мы встречаем его в различных проявлениях: от волоконно-оптических кабелей опутавших весь мир, до экзотических кушаний в дорогих ресторанах, когда пища измельчается до состояния волокон. Но для могущественных бокс-билдеров, термин «волокно» означает в первую очередь волшебный ингредиент*, способный помочь в достижении максимума баса из минимальных размеров**.

*(Речь идет о волоконной вате из дакрона-полиэстера. Что это такое — понять трудно, но я, с помощью супруги, нашел некоторое подобие. Этот материал называется в простонародье «синтепон» и применяется в качестве подстежки в одежде и набивки мебели. Причем речь идет именно о вате, а не о листовом синтепоне, хотя последний продается в любом магазине тканей и может быть использован если его слегка распушить).

**(Хотя для меня термин «волокно» в первую очередь означает MDF, или, говоря по-русски ДВП — древесно-волокнистая плита. Уж очень удобно из нее боксы ваять. Не могу тут же не поделиться собственным наблюдением — MDF очень гигроскопична и главное — пропускает воздух! Пусть немного, но пропускает. Советую пропитывать ее какой-нибудь гадостью, например олифой).

Нет никакого секрета почему использование волоконного заполнителя с успехом применяется опытными установщиками уже много лет. Возмите два совершенно одинаковых бокса, вставьте в них совершенно одинаковые динамики, заполните один из них, и вы воочию убедитесь что заполненный бокс дает гораздо более убедительный низкий бас.

Проще говоря, наполнитель обманывает динамик, заставляя его считать что он стоит в ящике, большем по объему чем есть на самом деле. А чем больше бокс, тем ниже частоты он может воспроизводить.

Заполнение бокса — альтернатива для людей, кто не хочет отдавать много места под сабвуферный ящик.

Другой похожей альтернативой является изобарическая конструкция, где работает пара динамиков. Недостатком изобариков считается более сложная конструкция, необходимость покупать два динамика вместо одного, и потеря чувствительности почти на 6 дБ, поскольку масса подвижной системы увеличивается в два раза. Правда последнее, как правило, компенсируется параллельным включением динамиков.

Физическая сторона работы демпфирования внутри акустики не менее интересна: воздух внутри бокса при работе динамика сильно нагревается и при этом становится жестче***. Когда внутреннее пространство бокса заполнено волоконной ватой, шевелящиеся волокна рассеивают тепло, создавая для динамика видимость бокса большего размера.

Теоретически заполнение ящика акустики может дать виртуальную прибавку объема до 40% от истинных размеров. Проще говоря если у вас есть бокс объемом 20 литров, то при правильном его заполнении, с точки зрения динамика он будет выглядеть как бокс размером 28 литров.

***(Различают нагрев от сжатия воздуха и нагрев от выделяемого катушкой тепла, в некоторых источниках приводились данные о повышении температуры воздуха на два градуса на каждые 10Вт мощности. Очевидно под жесткостью воздуха автор подразумевал его тепловое расширение, в результате которого, с точки зрения динамика, воздух «за спиной» действительно становится жестче).

На сегодняшний день наиболее часто используют три типа заполнителя: стекловату, просто вату и полиэстерную вату. Полиэстерная вата является лучшим выбором, поскольку не имеет мелких частиц, способных повредить динамик или вашу кожу как стекловата и стоит гораздо дешевле, чем простая вата. Вы можете купить ее в мебельном отделе ближайшего K-Mart или Home Depot или на ближайшей мебельной фабрике. (Живущим в Росии просьба принять это как шутку и поискать ее в более подходящих для этого местах, например в американских матрасах).

Для измерения эффективности заполнения автор использовал анализатор MLSSA и три тестовых бокса — закрытые боксы 39 литров и 144 литра, и фазоинверторный бокс 39 литров (фазоинвертор 7.5см диаметром и 15 см длиной) с различной плотностью заполнения. Для закрытых боксов эффективный объем определялся по резонансной частоте системы и значению Q_es. Для фазоинверторного бокса сравнвалась частота настройки пустого бокса с частотой настройки заполненного с помощью программы Speak for Windows, которая позволяет рассчитать эффективный объем по разности резонансов.

В каждом случае результаты эксперимента были более чем многообещающе: во всех трех боксах было получено увеличение эффективного объема от 25 до 35 процентов от объема фактического, используя заполнение на уровне от 16 до 28 грамм заполнителя на литр внутреннего объема.

Таблица 1. Закрытый ящик 39 литов

Таблица 2. Закрытый ящик 144 литров

Таблица 3. Фазоинвертор 39 литов

При создании системы на основе этих данных надо иметь в виду, что Q_es и, следовательно, Q_ts закрытых боксов понижается. Для фазоинверторного бокса уменьшается нижний пик импеданса, а верхний пик смещается чуть ниже по частоте. Также обнаружен еще один интересный эффект — при повышении плотности заполнения резонансная частота системы снова начинает повышаться. Причиной этого следует считать то, что волокна лежат так плотно, что не могут двигаться и эффективно распределять тепло.

Также следует отметить что заполнение менее эффективно в боксах больших размеров.

Мораль: чем больше ваш бокс, тем труднее обмануть динамик.

Несколько полезных закономерностей: Заполняйте небольшие боксы — до 85 литров — с плотностью 24 грамма на литр объема и вы получите 30% прибавку к объему без каких либо серьезных побочных эффектов. Для больших по объему боксов заполнение должно быть примерно 16 граммов/литр и увеличение объема будет около 25%.

Перевод статьи «Fill'er up» или «Make a small box act like a larger one with polyester fiberfill» by Tom Nousaine, опубликованной в 1995 году в журнале Car stereo review®, 1999.