Закрытый ящик: самый простой и самый точный

Закрытый ящик — это коробка без отверстий. Динамик играет вперёд, а звук от тыльной стороны диффузора остаётся запертым внутри, где его поглощает демпфирующий материал. Это самый старый и самый простой тип акустического корпуса, и многие конструкторы до сих пор считают его самым точным.

Разрез закрытого ящика. Слева динамик, за ним закрытый объём с демпфирующим материалом. Воздух внутри при движении диффузора сжимается и расширяется, как пружина.

Как он работает

Воздух в корпусе работает как пружина, которая добавляется к упругости подвеса динамика. Диффузор поэтому закреплён жёстче, и его резонанс растёт. Ниже этого резонанса бас спадает на 12 dB на октаву, то есть медленно и плавно.

Характер баса задаёт число Qtc. При Qtc 0,5 бас сильно задемпфирован и начинает спадать рано. При 0,707 АЧХ самая ровная, без горба. При 1 и выше у баса над резонансом появляется горб: он звучит мощнее, но менее точно. Меньший корпус даёт и более высокую Qtc, и более высокий резонанс.

Что показывает расчёт

Все графики в серии статей о типах корпусов Loudsmith рассчитывает для одного и того же 6,5" НЧ-динамика SB Acoustics SB17NRX2C35-8 (Fs 36,5 Hz, Qts 0,43, Vas 27 l), чтобы их можно было сравнивать. Уровень 0 dB — это уровень динамика на средних частотах. Для этого НЧ-динамика Loudsmith предложил закрытый ящик с чистым объёмом 13,6 l и Qtc 0,71.

Итого

Закрытый ящик 13,6 l. Спад на 3 dB на 62 Hz, на 40 Hz бас ниже на 8 dB, а на 30 Hz — на 13 dB.

Бас спадает от 62 Hz медленно. В комнате это выглядит лучше, чем подсказывает график: стена и пол добавляют несколько децибел в самом низком басу, и медленный спад закрытого ящика хорошо с ними сочетается.

Импеданс в закрытом ящике имеет единственный пик, здесь 52 Ω на 61 Hz. Его положение — это резонанс динамика в корпусе.

Плюсы и минусы

Плюсы: самый маленький корпус для данного динамика, точный бас с коротким послезвучием, нет порта, который мог бы шуметь. Он прощает неточный объём и не боится установки у стены.
Минусы: с тем же динамиком даёт меньше всего глубокого баса. Ниже резонанса ход диффузора растёт, поэтому для громкой музыки нужен НЧ-динамик с большим ходом.

Для какого динамика и какой комнаты

Подходит для НЧ-динамиков с Qts примерно от 0,3 до 0,5 и с большим ходом. Идеален для маленьких комнат, для установки у стены и везде, где бас дополняется сабвуфером или эквализацией. Закрытыми делают и многие сабвуферы, которые выравнивают через DSP.

Известные конструкции

THOR от Siegfried Linkwitz: 12" Peerless в закрытом ящике примерно 47 l без демпфирующего материала, с эквализацией до самого низкого баса. Linkwitz опубликовал и расчёт, и измерение.
ZD5 от Zaph Audio: 5" Scan-Speak в 14 l, F3 около 65 Hz. Автор пишет, что измеренный импеданс точно совпал с моделью.
Dayton Audio для сабвуферов Ultimax указывает рекомендуемые закрытые ящики, например 28 l для 12" с Qtc 0,83 и F3 46 Hz.

В Loudsmith

Закрытый ящик Loudsmith предложит для любого НЧ-динамика. На вкладке Корпус вы увидите Qtc, а в Размерах зададите объём и демпфирование корпуса. Демпфирующий материал увеличивает акустический объём корпуса, поэтому Qtc немного снижается. Результат мы сравнили с четырнадцатью корпусами, опубликованными Dayton Audio, и с измерением THOR, сделанным Linkwitz.

Серия «Типы корпусов»: закрытый ящик · фазоинвертор · пассивный излучатель · апериодический корпус · transmission line · TQWT · ML-TL · открытый экран · рупор с задней нагрузкой. Формулы вы найдёте в статье Расчёт акустического корпуса шаг за шагом.