Miért a UniBox? Mert véleményem szerint ez a legjobb dobozméretező. Nagyon gyorsan lehet benne dolgozni és sokat tud, pontosan modellez. Ráadásul maga a tábla személyes használatra ingyenes (bár az Excel nem az). Elég sok programot kipróbáltam, de a legtöbbnél mire eljut az ember a dobozig, elmegy a kedve az egésztől. Itt csak annyi paramétert kell megadni, amennyi a pontos szimulációhoz elengedhetetlenül szükséges és az összes adatot magában az .xls-ben tárolja, csak ezt az egy fájlt kell megőrizni.
Adatbevitel
Maga a tervezés a Speaker Design munkalapon történik. Első lépés a hangszóró adatainak felvitele. A UniBoxban a kék színű mezők írhatók, a pirosak számított értékek.
Az 5. sor első cellájába kerül a hangszóró gyártója és típusa. Ide írható megjegyzés is a tervre utalva, a UniBox adatbázisa ugyanis nem csak a hangszóró adatait, hanem a teljes tervet tárolja. A tervezés után meg kell adni a hangszóró T/S paramétereit az adatlapjáról. Le, Le2 és Re2 pusztán a frekvencia átvitel szempontjából nem fontos, nullára állítható (ekkor az impedancia görbe hibás lesz). A Nominal Power mezőbe a hangszóró terhelhetőségét vagy a tervezett bemenő teljesítményt kell beírni. Az External Components részben a hangolás szempontjából csak az Rs paraméter fontos. Ide kerül a hangszóró előtti komponensek egyenáramú ellenállása.
A beírt adatokból a UniBox a középső oszlopban kiszámítja a hangszóró többi paraméterét. A hangnyomást a Thiele-Small paraméterekből számítja.
Számított adatok
- SPL at 1 W 1 m: T/S paraméterekből számított érzékenység 1 méter távolságban 1 W bemenő teljesítményre.
- SPL at 2.83 Vrms 1 m: T/S paraméterekből számított érzékenység 1 méter távolságban 2,83 V bemenő feszültségen.
- Max SPL at X W: T/S paraméterekből számított érzékenység 1 méter távolságban a Nominal Power mezőben megadott bemenő teljesítményre.
- Qts: Qes és Qms repluszából számított teljes jóság.
- Mms, Cms, Rms, BL: T/S paraméterekből számított paraméterek.
- Ref. efficiency, n0: a hangszóró hangteljesítmény hatásfoka hangfalba építve.
- Efficiency, n: a hangszóró hangteljesítmény hatásfoka hangfalba építve a soros ellenállásokkal együtt.
- Applied voltage: a Nominal Power mezőben megadott teljesítményhez és a hangszóró impedanciájához tartozó feszültségszint.
- Piston range: ettől a frekvenciától sugároz a hangszóró irányítottan.
- Down fire application: a hangszóró vízszintes beépítése esetén az elérhető Xmax a felfüggesztés lágyságától függően csökken (a gravitáció elhúzza a membránt és a lengőcsévét a középhelyzetből). Ilyen beépítés esetén (jellemzően mélyládákban, amennyiben a hangszóró a padló felé sugároz) az adatlapon szereplő Xmax-ot ezzel az értékkel megszorozva kapjuk meg a tényleges Xmax-ot.
- Suggested box type: a paraméterek alapján javasol hangolási elv, Closed (zárt) vagy Vented (reflex).
A jobb oldalon a Constants szekció a tervezéshez szükséges konstans paramétereket tartalmazza, ezeket nem kell módosítani. A Design Data Base a Unibox terv adatbázisa, amibe hangszóró adatokat és teljes terveket lehet elmenteni illetve betölteni. A terv neve az 5. sor első cellájának tartalma. Menteni értelemszerűen a Save gombbal lehet. Ha már van terv ezzel a névvel, akkor megkérdezi, hogy felülírja-e. Tervet betölteni egyszerűen a kívánt terv nevének listából történő kiválasztásával lehet. A Reload gomb az aktuális tervhez tartozó tárolt állapotot tölti vissza az adatbázisból. A Drive Unit Configuration részben adható meg a szimulációban használt hangszórók mennyisége és elektromos kapcsolása (erről bővebben a Hangszóró választás 2. részében olvashatsz).
Lehetőségek
- 1 - 4 hangszóró soros (series) vagy párhuzamos (parallel) kapcsolással;
- Két, egymással szembeforított hangszóró (compound vagy isobarik konstrukció) soros vagy párhuzamos kapcsolással;
- Négy hangszóró soros-párhuzamos (series of 2x2 in parallel) kapcsolással.
Zárt doboz szimulációja
A Speaker Design munkalapon lejjebb görgetve a tábla doboztervező részei találhatóak. Minden egyes hangolás típusnak kb. egy képernyőnyi hely van. A Closed Box tartozik a zárt dobozhoz.
A Standard Design részben egy egyszerűsített modell alapján, kívánt jóságra lehet hangolni.
Bemenő adatok
- Qtc: kívánt jóság.
Számított adatok
- Vb: kívánt jósághoz szükséges dobozméret;
- Fb: doboz rezonancia frekvenciája;
- F3: doboz alsó határfrekvenciája;
- Response peak: 0,707 feletti Qtc esetén az átviteli görbén jelentkező csúcs nagysága;
- Max power input: az Xmax-hoz tartozó membránkitérésig használható legnagyobb bemenő teljesítmény.
A UniBox bővített modellje a Design by Vb and Q részben érhető el. Itt dobozméret vagy kívánt jóság alapján lehet hangolni.
Bemenő adatok
- Physical Vb: a doboz belső térfogata literben;
- Wanted Qtc: kívánt jóság, kitöltése után az Optimise Vb for wanted Qtc gombra kattintva kiszámítja a Physical Vb mezőt;
- Absorption, Qa: a csillapítás mértéke;
- Leakage, Ql: a doboz mechanikai vesztesége ("szivárgás").
Utóbbi két adatot az átviteli görbe grafikonja alatti Damping és Leakage legördülő listákból érdemes kiválasztani.
Csillapítás mértéke
- No fill: nincs csillapítóanyag;
- Minimal fill: minimális csillapítás (egy-két dobozfal csillapítóanyaggal fedve);
- Walls covered: minden dobozfal csillapítóanyaggal fedve;
- Heavy fill: a teljes doboz csillapítóanyaggal kitöltve.
Veszteség
- No leaks: nincs veszteség;
- Minimal leaks: kis veszteség;
- Minor leaks: erős szivárgás.
Számított adatok
- Vb: a csillapítóanyag hatásával korrigált virtuális dobozméret;
- Fb: a doboz rezonancia frekvenciája;
- F3: a doboz alsó határfrekvenciája;
- Qtc: a dobozméret alapján számított jóság;
- Response peak: 0,707 feletti Qtc esetén az átviteli görbén jelentkező csúcs nagysága;
- Peak at: Response peak középponti frekvenciája.
Az eredmények grafikonokon megjeleníthetőek a jobb oldali Update gombokkal. A felső gomb a tranziens átvitel kivételével az összes zárt dobozhoz tartozó grafikont frissíti, a Frequency response melletti Update csak az átviteli görbét (kicsivel gyorsabb). A frissítés szükségességét a felső Update gomb melletti Graphs not updated, OBS! felirat jelzi.
A Closed Box munkalap további grafikonokat tartalmaz. A grafikonokat .gif formátumban el lehet menteni az Export GIF gombra kattintva. Diagramok fentről lefelé haladva:
- Frekvencia átvitel;
- Membránkitérés (Peak Cone Excursion);
- Hangdoboz szimulált impedancia görbéje;
- Tranziens átvitel (Step response), frissítéséhez a Calculate Step Response gombra kell kattintani;
- Végerősítő kimenő csúcsfeszültsége (Power Amplifier Peak Voltage);
- Végerősítő kimenő csúcsárama (Power Amplifier Peak Current).
A frekvencia átvitel grafikon összetevői
- Sötétkék: hangdoboz által előállított teljes hangnyomás a megadott bemenő teljesítményen;
- Szürke: hangszóró hangnyomása;
- Világoskék: szivárgás hangnyomása;
- Piros: Xmax-on belül előállítható hangnyomás.
A membránkitérés grafikon összetevői
- Sötétkék: membránkitérés a megadott bemenő teljesítményen;
- Piros: Xmax.
Reflex doboz
A Speaker Design munkalapon a Closed Box rész alatt található a Vented Box szekció, ahol a reflex doboz modellezhető.
A reflex modellezéshez kiinduló pontként szolgálhat a Standard Design részben javasolt hangolás.
A javasolt hangolás számított adatai
- Vb: hangoláshoz tartozó dobozméret;
- Fb: reflexcső hangolási frekvenciája;
- F3: doboz alsó határfrekvenciája;
- Qtc: dobozméret alapján számított jóság;
- Port min dia: minimálisan javasolt reflexcső átmérő darabonként;
- Port length: a reflexcső hossza darabonként.
A reflex doboz modellezése a UniBox a saját bővített modelljével lehetséges.
Bemenő adatok
- No of ports: a reflexcsövek mennyisége;
- Inside port dia: a reflexcső belső átmérője (darabonként);
- Port end correction: a reflexcső nyílásainak kialakításából fakadó korrekciós tényező;
- Physical Vb: a doboz belső térfogata literben;
- Absorption, Qa: a csillapítás mértéke;
- Leakage, Ql: a doboz mechanikai vesztesége ("szivárgás");
- Port, Qp: a reflexcső típusa (nyílásainak kialakításából fakadó jósági tényezője);
- Fb: a reflexcső hangolási frekvenciája;
- Wanted tuning peak: a hangolás által elérni kívánt kiemelés (csúcs) nagysága, beírása után az "Optimise Fb for wanted peak" gombra kattintva kiszámítja Fb mező értékét;
- Include effects of port resonance: megjeleníti a reflexcső saját rezonanciájának hatását a diagramokon.
Az Absorption, Qa, Leakage, Ql és Port, Qp paramétereket a Damping, Leakage és Port type (reflexcső típusa) legördülő listákból érdemes kiválasztani. Első kettő megegyezik a zárt doboznál leírtakkal.
Reflexcső típusa
- No flush ends: hagyományos cső, egyik vége sincs szintbe süllyesztve;
- One flush end: hagyományos cső egyik végén szintbe süllyesztve;
- Two flush ends: hagyományos cső mindkét végén szintbe süllyesztve (nagyon ritka eset);
- One flared end: egyik végén tölcséres kialakítású cső;
- Two flared ends: mindkét végén tölcséres kialakítású cső.
Számított adatok
- Port area: a reflexcső keresztmetszetének felülete;
- Vb: a csillapítóanyag hatásával korrigált virtuális dobozméret;
- F3: a doboz alsó határfrekvenciája;
- Qtc: a dobozméret alapján számított jóság;
- Response peak: az átviteli görbén jelentkező csúcs nagysága (ha van);
- Peak at: Response peak középponti frekvenciája;
- Port min dia: minimálisan javasolt reflexcső átmérő darabonként (ha Inside port dia kisebb, az OBS!! felirat jelenik meg);
- Port length: a reflexcső hossza darabonként;
- Port 1. resonance: a reflexcső első (legnagyobb) saját rezonancia frekvenciája.
A zárt dobozhoz hasonlóan a Vented Box munkalapon további grafikonok találhatóak. Itt plusz információ az átviteli görbén a cső által létrehozott hangnyomás türkiz színnel, valamint a reflexcsőben mozgó levegő sebességét ábrázoló Port Air Speed diagram. Ezzel kapcsolatban a korábban már leírtakat kell követni, a sebesség lehetőleg ne legyen 5% felett és semmiképpen se menjen 7,5% fölé.
További lehetőségek
A UniBox a zárt és a reflex doboz mellett passzív sugárzós és sávszűrő (bandpass) doboz modellezését is támogatja. Ezekről itt most nem lesz szó.
Az azonos tervhez tartozó, eltérő hangolási elvű (zárt/reflex/passzív sugárzós/bandpass) dobozokat a Compare munkalapon lehet összehasonlítani.
Eltérő tervekből származó átviteli görbék összehasonlítására a Save Graph munkalap használható. Az itt tárolt diagramok nem törlődnek másik terv betöltéskor. A Title mezőben a grafikon címe, a Graph 1...6 text mezőkben az egyes grafikonokhoz tartozó jelmagyarázat adható meg. Átviteli görbét a Save to memory 1...6 gombokkal lehet áthozni az aktuálisan megnyitott tervből az 1-6 grafikonokba. Pl. az aktuális terv reflex átvitelének tárolása a 4-es grafikonba a Vented Box részben található Save to memory 4 gombbal történik. Mentett grafikont törölni a Clear memory 1...6 és a Clear All (összes grafikon törlése) gombbal lehet.