UniBox 4.07

2006. február 1.

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.