Тестирование акустические системы для пикапов

Тестирование системы

После установки 2-х дюймовых распорочных брусков в качестве ножек, законченная система была установлена за сиденьем для проверки подгонки, что показано на рисунке 4-12. Затем мы измеряли резонансную частоту корпуса, которая составила в аккурат ожидаемые 28.5 Гц. После этого мы сделали несколько измерений с помощью анализатора.

Рисунок 4-12

На схеме 4-3a показаны АЧХ, полученные в свободном пространстве в результате подачи розового шума на тестовый усилитель и использования его низкочастотного фильтра. АЧХ достаточно ровные и, хотя есть и падение на 9 дБ при частоте 40 Гц, в низкочастотном звуковом спектре происходит подъем. Но, опять-таки, установки данного тестового кроссовера усилителя кажутся слишком высокими - около 200 Гц.

Схема 4-3a

АЧХ стандартного сабвуфера для пикапов. Два 8-ми дюймовых динамика 8154 в корпусе с фазоинвертором объемом 28 л. АЧХ, полученные в свободном пространстве с тестовым усилителем, оснащенным кроссовером.

На схеме 4-3b встроенный низкочастотный фильтр был заменен фильтром сабвуфера с настройками: Q=2.0 при 33 Гц, что соответствует R1=5.48K и R2=84.7K. Полученные АЧХ в свободном пространстве оказались превосходны – плоские на всем диапазоне вплоть до 31.5 Гц с резким спадом, необходимым для хорошего подавления гула.

Схема 4-3b

АЧХ стандартного сабвуфера для пикапов. Два 8-ми дюймовых динамика 8154 в корпусе с фазоинвертором объемом 28 л. АЧХ, полученные в свободном пространстве с установками фильтра Q=2 при 33 Гц.

Вообще данная кривая на графике указывает на более благоприятные характеристики, чем теоретические АЧХ, полученные в свободном пространстве, что показано на схеме 4-3c. Она более ровная и имеет лучшее расширение в низкочастотном диапазоне, примерно на 3 Гц.

*Амплитуда (дБ)

Частота (Гц)

Отклик корпуса

Отклик фильтра

Отклик системы*

Схема 4-3c

АЧХ стандартного сабвуфера для пикапов. Два 8-ми дюймовых динамика 8154 в корпусе с фазоинвертором объемом 28 л. Теоретические АЧХ, полученные в свободном пространстве.

Результаты тестирования в салоне автомобиля также были благоприятны. Чтобы вычислить акустические характеристики салона автомобиля, мы пропустили через систему полнодиапазонный сигнал и получили результаты, показанные на схеме 4-4a. Опять мы видим поднятие в низкочастотном диапазоне. С отрицательной стороны данные АЧХ имеют спад на 6 дБ при 80 Гц, за которым следует пик до 6 дБ при 100 Гц.

Схема 4-4a

АЧХ, полученные в салоне автомобиля. Стандартная акустическая система для пикапов. Два 8-ми дюймовых динамика 8154 в корпусе с фазоинвертором объемом 28 л. Полнодиапазонный отклик.

Поскольку мы не нуждались в повышении басовой линии, мы установили фильтр сабвуфера на плоские АЧХ с обрезанием при 30 Гц (обычные остановки для подавления гула) и получили АЧХ, показанные на схеме 4-4b.

Схема 4-4b

АЧХ, полученные в салоне автомобиля. Стандартная акустическая система для пикапов. Два 8-дюймовых динамика 8154 в корпусе с фазоинвертором объемом 28 л. АЧХ с фильтром сабвуфера.

В общем, это приемлемая кривая, однако, остающийся спад на 80 Гц, нежелателен, поскольку он негативно влияет на воспроизведение низких частот. Прослушивая музыку через данную акустику, я смог минимизировать проблему, отрегулировав частоту кроссовера сабвуфера.

В заключение, поскольку данный автомобиль оснащен усилителем мощностью 250 Вт, я протестировал максимальную входную мощность сабвуфера и уровень звукового давления. В короткие промежутки времени система выдавала 122 дБ на розовом шуме при входной мощности около 200 Вт.

Другие возможности

Пример, который мы только что привели, является улучшенной акустической системой для стандартного автомобиля типа пикап. Мой личный опыт показал, что данное акустическое оформление предоставляет надежное решение проблемы. Однако, есть и некоторые другие возможности. Например, мы бы выбрали другой подход для пикапа с увеличенным салоном, и, если необходима большая мощность, – использовали бы большие динамики.

На схеме 4-5 показаны компоновочные чертежи шести задних акустических систем, как для стандартных, так и для увеличенных салонов. Передние и задние главные динамики отображены в целях наглядности, и мы предположим, что какими бы они ни были, они установлены в штатных местах и в случае необходимости были заменены динамиками лучшего качества. В общем, пока что дискуссия будет сфокусирована на проектировке низкочастотной акустической системы.

*Обычная кабина

Коаксиальный динамик в штатном положении

Динамики диаметром 6 ½ дюйма

4 динамика (опция)

Система №1

Динамики диаметром 8 дюймов

4 динамика (опция)

Система №2 (средне и полноразмерные грузовики)

Динамики диаметром 8 дюймов

Система №3 (Раздельная система)

Увеличенная кабина

Динамики диаметром 10 или 12 дюймов

Трапециевидная система №4 с одним динамиком

Динамики диаметром 9, 10, 12 дюймов

Трапециевидная система №5 с двумя динамиками

Полнодиапазонная трапециевидная система для хэтчбеков

Система №6 (Полнодиапазонная трапециевидная)

Схема 4-5

Акустические системы для пикапов

Стандартные кабины (системы 1-3)

Система для пикапов №1 представляет собой компактную сборку, оснащенную двумя динамиками диаметром 6 ½ дюйма. Здесь мы используем динамики диаметром 6 ½ дюйма вместо стандартных 8-дюймовых только затем, чтобы система смогла поместиться в наиболее узком пространстве, например, как в автомобиле Ford Ranger. Проблема заключается в том, что существует очень мало динамиков диаметром 6 ½ дюйма, которые бы подходили для использования в качестве сабвуфера, поэтому необходимо идти на большой компромисс. Мы решили использовать два громкоговорителя Madisound 6102-4 в корпусе объемом 17 л, который может быть закрытого или открытого (фазоинверторного) типа.

Хотя данная система имеет неплохие характеристики, она наименее качественна по сравнению со всеми системами, приведенными в настоящей главе, поскольку размеры корпуса были уменьшены ниже оптимального значения. Ожидаемые АЧХ данной системы показаны на схеме 4-7a и b.

Ограниченная мощность системы закрытого типа делает фазоинверторную систему более привлекательной альтернативой. Также обе системы выигрывают за счет использования четырех динамиков, что возможно даже в автомобиле Ranger. Четыре динамика (диаметром 6 дюймов) имеют приблизительно такую же площадь поверхности диффузора, как у одного 12-дюймового динамика, что должно с легкостью обеспечить размещение системы в салоне компактного пикапа.

Акустическая система №2 – это система, которую мы построили в целях демонстрации; немного увеличенная версия системы №1, оснащенная 8-дюймовым динамиком Madisound 8154 в корпусе с фазоинвертором. Она подойдет практически в любой компактный автомобиль (кроме автомобиля Ford Ranger). Как уже было сказано ранее, это – компактная акустическая система с превосходным звучанием, которая может очень хорошо проявить себя в любом автомобиле типа пикап.

Если Вы нуждаетесь в более высоких уровнях звукового давления Вы можете расширить корпус для размещения в нем четырех динамиков Madisound 8154. Это обеспечивает большую площадь диффузора, чем у двух 10-ти дюймовых, но немного меньше, чем у двух 12-ти дюймовых динамиков. Однако, с системой таких размеров, возможно, Вам придется пожертвовать некоторым местом на пути регулировки положения сиденья. Учитывая маленький объем кабины обычного пикапа, данная система должна иметь достаточно мощности для обеспечения хорошей звуковой картины.

Система №3 является разделенной версией системы №2, которая сконфигурирована для автомобилей с ковшеобразными сиденьями. Модель обеих систем симметрична и поэтому может быть разделена пополам.

На схеме 4-6 показаны проектные данные для систем 1, 2 и 3 с соответствующими АЧХ в свободном пространстве, указанными на схеме 4-7.

Мы уже неоднократно видели, что форма кузова автомобиля может повысить низкочастотный спектр, что приведет к уменьшению необходимой мощности. Данные системы могут работать довольно хорошо и без моего фильтра низких частот при условии, что используется какой-то другой тип электронного кроссовера для отфильтровки высоких частот. Система закрытого типа с динамиками Madisound 81524 DVC (с двумя звуковыми катушками) кажется наиболее способной воссоздать расширенный диапазон низких частот без помощи электронного усиления. Данный громкоговоритель обладает большей линейной амплитудой (ход диффузора), чем другие динамики данной группы, что делает его более подходящим для использования в системах закрытого типа.

*Модель динамика

Кол-во динамиков

Внутренние размеры

Внутренний объем (куб. дюймы)

Частота корпуса (Гц)

Точка - 3 дБ (Гц)

Схема АЧХ*

Схема 4-6

Корпусы акустических систем для стандартных автомобилей типа пикап

Амплитуда (дБ)

Частота (Гц)

Отклик корпуса

Отклик фильтра

Отклик системы

Схема 4-7a

Два динамика Madisound 6102-4 в корпусе с фазоинвертором объемом 17 л. = 3.0 при 40 Гц; R1=3.0K; R2=109K; = 42 Гц; F3=38 Гц.

Амплитуда (дБ)

Частота (Гц)

Отклик корпуса

Отклик фильтра

Отклик системы

Схема 4-7b

Два динамика Madisound 6102-4 в корпусе с фазоинвертором объемом 17 л. = 2.5 при 35 Гц; R1=3.8K; R2=95.2K; F3=38 Гц.

Амплитуда (дБ)

Частота (Гц)

Отклик корпуса

Отклик фильтра

Отклик системы

Схема 4-7c

Два динамика Madisound 8154 в корпусе с фазоинвертором объемом 28 л. = 2.0 при 33 Гц; R1=5.5K; R2=87.7K; = 30 Гц; F3=34 Гц.

Амплитуда (дБ)

Частота (Гц)

Отклик корпуса

Отклик фильтра

Отклик системы

Схема 4-7d

Два динамика Madisound 81524DVC в корпусе с фазоинвертором объемом 28 л. = 2.5 при 32 Гц; R1=4.5K; R2=113K; F3=34 Гц.

Вообще для данных систем закрытого типа рекомендуется использование четырех динамиков. Если для установки системы с четырьмя динамиками 81524DVC в автомобиле недостаточно места, возможно, Вы обойдетесь тремя динамиками, пропорционально уменьшив корпус. Лично я не стал бы создавать систему закрытого типа, состоящую только из двух 6-дюймовых громкоговорителей.

Конструкция акустической системы для стандартной кабины

Обратимся снова к схеме 4-1. Значения a, b, c, d и h являются внутренними размерами необходимыми для вычисления объема корпуса. Ранее мы видели, что первым шагом в создании корпуса является точное измерение пространства за сиденьем и запись соответствующих наружных размеров и ширины кабины (W). Учитывая толщину ДСП (20 мм), отнимите 40 мм от каждого значения размера и запишите полученные значения как внутренние размеры. Затем вычислите площадь поперечного сечения A с помощью указанной на схеме формулы и умножьте полученное значение на W для определения объема корпуса. Не забудьте обеспечить необходимое расстояние (40 – 50 мм) между нижней частью корпуса и полом кабины. В некоторых случаях корпус акустической системы можно установить на центральный тоннель в полу автомобиля. Если Вы устанавливаете систему с фазоинверторами, обеспечьте свободное расстояние в два дюйма с каждого края корпуса.

Для уверенности в своих измерениях вырежьте шаблон-образец из фанеры и поместите его за сиденьем. После того, как Вы удостоверитесь в надлежащей пригонке и надлежащем расположении сиденья, Вы можете начать выбор системы. Если окажется необходимым выполнить изменения шаблона, повторно сделайте все расчеты и вычислите точный внутренний объем корпуса.

Обратимся снова к схеме 4-6. Корпус в поперечном сечении для сравнения показан трапециевидной формы. (При необходимости можно использовать данную форму, как показано на схеме). Однако Ваша задача заключается в регулировке либо высоты (h), либо ширины (W) корпуса таким образом, чтобы внутренний объем корпуса равнялся объему корпуса системы, которую Вы выбрали на схеме 4-6. После этого установите необходимую длину для фазоинверторов и необходимые настройки фильтра таким образом, чтобы они отвечали спецификациям, установленным для выбранной Вами акустической системы. Данное задание может показаться вначале слишком сложным, но на самом деле это не так, а полученный результат будет стоить всех затраченных усилий.

Приложите все усилия для получения корпуса необходимого объема. Если это невозможно, выполните корпус предельно допустимого размера. Возможно, что объем, полученного корпуса будет всего на 10% меньше необходимого значения. Тогда данную проблему можно устранить с помощью настройки фильтра. В случае большей разницы объемов, звучание системы может быть ухудшено.

Акустические системы для пикапов с увеличенной кабиной

Система №4 – это акустическая система, предназначенная для установки в пикапах с увеличенной кабиной. В ней используются 10-ти или 12-ти дюймовый динамик, расположенный диффузором вверх или вниз в трапециевидном корпусе закрытого типа. Для создания системы необходимо совместить переднюю скошенную сторону с одним из компоновочных вариантов системы (с одним низкочастотным динамиком), указанном на схеме 6-4. Чтобы Вам в этом помочь, на схеме 4-8 показано, как можно создать скошенную сторону в прямоугольном корпусе; на схеме также указана формула для вычисления объема трапециевидного корпуса. Другая, возможно, более привлекательная альтернатива – создать корпус, специально для Вашего автомобиля, используя данные на схеме 6-4.

Альтернативный вариант размещения динамика для акустических систем в пикапах с увеличенной кабиной (для схемы 8-5)

Для создания скошенной стороны в прямоугольном корпусе

Уменьшите размер на столько

Альтернативный вариант размещения динамика для акустических систем в пикапах с увеличенной кабиной (для схемы 8-6 и 8-7)

Столько же добавьте к размеру нижней части

Варианты компоновок акустических систем для пикапов с увеличенной кабиной

Площадь = 1/2h(a+b) Объем = площадь х ширину

Схема 4-8

Для получения хорошего внешнего вида, а также экономии свободного пространства, скошенная сторона должна быть параллельна спинке сиденья. Если Вы используете свой автомобиль для дорожных путешествий, возможно, Вам понадобится место за сиденьем для регулировки его положения по горизонтали, а также для того, чтобы на нем мог удобно разместиться пассажир.

Если в кабине достаточно места, рекомендуется установить громкоговоритель диаметром 12 дюймов. Обратитесь к схемам 6-9a, 6-9d и 6-9c. Для более приятного внешнего вида и более практичной установки корпусы должны иметь трапециевидное поперечное сечение.

Владельцы полноразмерных пикапов с увеличенной кабиной, возможно, захотят создать акустическую систему, которая бы занимала некоторое место под задним сиденьем. Система объемом 28 л с двумя динамиками Madisound 8154 (установлены диффузором вниз), которые мы использовали для создания системы в настоящей главе, является для Вас наилучшим выбором.

Я установил одну из таких систем в автомобиле Ford Lariat 1999 года и получил великолепный результат. На рисунке 4-13 показан законченный корпус акустики.

Рисунок 4-13

Фазоинверторы должны выступать из корпуса на два дюйма. Не упустите из виду какие-либо выемки или уступы, которые можно использовать в конструкции корпуса для его наиболее экономного размещения в автомобиле. Несмотря ни на что, объем нашего корпуса составил 20 л. Ожидаемый отклик данной акустической системы показан на схеме 4-9.

Амплитуда (дБ)

Частота (Гц)

Отклик корпуса

Отклик фильтра

Отклик системы

Схема 4-9

Два динамика Madisound 8154 в корпусе с фазоинвертором объемом 20 л. = 2.7 при 35 Гц; R1=3.8K; R2=112K; = 33 Гц. F3=34 Гц.

На рисунке 4-14 показан корпус, обтянутый карпетом, готовый для установки.

Рисунок 4-14

На рисунке 4-15 показан установленный корпус акустической системы. Обратите внимание на то, что в области фазоинвертора отсутствуют какие-либо преграды, что обеспечивает превосходную связь с воздушным пространством в кабине.

Рисунок 4-15

На рисунке 4-16 показан корпус, соответствующий рельефу пола автомобиля.

Рисунок 4-16

Ввиду ограниченного места создать данный корпус весьма нелегко. Без создания же полноразмерного макета данной системы из пенопластового материала, построить правильный корпус было бы практически невозможно.

Система №4 предполагает отсутствие главных динамиков для задней звуковой сцены. В ней используется одна из полнодиапазонных акустических систем для хэтчбеков из глав 3 и 6. Рекомендованный вариант со скошенной передней стороной показан на схеме 4-10.

Схема 4-10

Корпус акустической системы для пикапов с увеличенной кабиной

Акустическая система №2 для хэтчбеков, которая подробно описывалась в третьей главе, представляет собой основу для системы, которую я использовал в течение многих лет в собственном автомобилеToyota с увеличенной кабиной 1988 г. У данного пикапа относительно небольшая кабина по сравнению с другими: для установки заднего сиденья места недостаточно. При покупке данный автомобиль поставлялся лишь со съемной задней полкой, которая закрывала домкрат. Я снял полку и на ее место установил модифицированную версию акустической системы, указанной на схеме 4-10. В нижней части данного корпуса выполнено углубление для большого выступа в полу и помещения домкрата в его исходное положение. На рисунке 4-17 показана нижняя часть корпуса, где расположены динамики и фазоинвертор.

Рисунок 4-17

Такая конструкция позволяет использовать корпус акустической системы в качестве полки, как показано на рисунках 4-18 и 4-19.

Рисунок 4-18

Рисунок 4-19

Данная акустическая система обладала очень хорошими характеристиками, и ее звучание не надоедало мне в течение многих лет. Коаксиальные динамики обеспечивают ощущение пространства и поднимают звуковую сцену на уровень выше, чем это могут сделать 4-дюймовые коаксиальные громкоговорители на приборной панели. Для еще большей очистки звука системы добавил десятиполосный графический эквалайзер и настроил все для ровных характеристик с помощью анализатора. Конечно, как только это было сделано, я повысил громкость сабвуфера для более живого воспроизведения джазовой и поп музыки. Несколько лет назад на соревнованиях по автозвуку данная система продемонстрировала уровень звукового давления 127 дБ. Неплохо для двух 8-ми дюймовых низкочастотных динамиков, каждый из которых стоит всего $35.

На этом завершается данная глава, посвященная автомобилям типа пикап.