Проектирование ближнепольной полочной бас-рефлекс акустики в Speaker Box Lite

Подробное руководство по созданию компактной ближнепольной полочной акустики с фазоинвертором для компьютерной системы в Speaker Box Lite. Включает выбор динамика, подбор выравнивания, формирование корпуса, установку компонентов, оформление раструба, экспорт STL и подготовку чертежей.

Lectura sugerida antes:

Понимание параметров Тиля–Смолла

Подробный разбор параметров Тиля–Смолла — основного языка в проектировании акустических систем. Разберём, что означают Fs, Vas, Qts и другие характеристики, как они влияют на звук и каким образом помогают в расчётах корпусов в программе Speaker Box Lite.

Фазоинверторные короба: искусство настройки глубокого и эффективного баса

Подробный разбор фазоинверторных (портированных) акустических ящиков — их преимущества, недостатки, роль параметра Qts, классические варианты настройки и современные решения в Speaker Box Lite.

Изменение размеров корпуса в Speaker Box Lite: основы, габариты и режимы объёма

Узнайте, как изменять размеры корпуса в Speaker Box Lite, как фигура основания определяет форму, и в чём разница между режимом Lock VB и свободными размерами. Подробный технический разбор шагов проектирования и принципов работы.

Проектирование небольшого акустического корпуса — это всегда баланс между тем, чего мы хотим, тем, что позволяет комната, и тем, на что реально способен выбранный динамик. Когда же цель — ближнепольная полочная акустика для рабочего стола с компьютером: компактная, аккуратная и направленная точно в лицо слушателю, — задача становится ещё интереснее. В этой статье мы пройдём весь путь в Speaker Box Lite, спроектировав фазоинверторный корпус с нуля. Итог будет похож на тот дизайн, который вы видели на скриншотах: односкатный трапециевидный ящик, слегка наклонённый к слушателю, с небольшим объёмом, чистым визуальным образом и сбалансированным звучанием.

Вместо того чтобы сразу заваливать вас цифрами и таблицами, мы пойдём по пути живого, «рабочего» процесса — как будто вы сидите за своим столом, перебираете варианты, принимаете решения и позволяете приложению помогать вам на каждом шаге. Вы увидите, как симуляции подталкивают к изменениям объёма и настройки, как небольшие правки геометрии влияют на внешний вид и эргономику, и как использовать инструменты Speaker Box Lite, чтобы корпус стал именно таким, каким вы его себе представляете.


Кратко о бас-рефлексах — практичным языком

Прежде чем брать в руки виртуальную фанеру, стоит ненадолго вспомнить, что именно делает бас-рефлексный корпус — без академических формул, а с точки зрения практикующего энтузиаста.

Бас-рефлекс (фазоинвертор) работает за счёт сочетания излучения тыльной стороны диффузора и резонансной воздушной массы в порте. При правильной настройке порт подзвучивает нижний диапазон, расширяя басовый отклик и повышая эффективность в районе настройки. Порт можно воспринимать как дополнительный излучатель, но работающий лишь в относительно узкой полосе частот. Выше этой полосы доминирует сам динамик, ниже — и динамик, и порт теряют «силу» одновременно.

Преимущество полочной системы с фазоинвертором в том, что вы можете получить ощутимый бас без радикального увеличения объёма корпуса — особенно важно для ближнепольных систем. Но вместе с этим приходит и ответственность: результат очень чувствителен к объёму корпуса, выбору драйвера и частоте настройки. Слишком маленький ящик легко уходит в гулкость и «бум», слишком большой — становится непрактичным и может терять в атаке и чётком басовом рисунке на рабочем столе.

К счастью, Speaker Box Lite использует проверенные выравнивания, предиктивные кривые и визуальные инструменты, которые помогают проектировать не только «по цифрам», но и по здравому смыслу и логике.


Выбор динамика: Dayton Audio DS135-8

Динамик — это сердце вашей акустики. В нашей истории мы будем строить всё вокруг Dayton Audio DS135-8 — небольшого, доступного и хорошо звучащего НЧ/СЧ драйвера, который отлично чувствует себя в компактных фазоинверторных корпусах. Его можно найти в базе данных приложения или ввести параметры вручную по даташиту. Speaker Box Lite поддерживает оба сценария, но встроенная база делает процесс заметно удобнее.

После выбора динамика приложение подгружает все ключевые параметры — Fs, Vas, Qts и т. д. Теперь можно задуматься о том, какого характера звук нам нужен.

Для ближнего поля, когда слушатель сидит в одном–двух метрах от колонок, важнее не «ударный» бас, а чистота, баланс и комфорт. Хочется приличного басового расширения, но не ценой раздутого, гудящего нижнего диапазона. Поэтому следующий шаг — выбор типа выравнивания и рекомендуемого объёма — становится критически важным.


Генерация объёма: выбор выравнивания

Во вкладке Enclosure в SBL есть набор режимов генерации объёма. Это классические акустические «рецепты», которые используют параметры динамика, чтобы предложить конкретный объём корпуса и частоту настройки. Каждый профиль даёт свой характер:

  • Max flat amplitude
  • Optimum volume
  • Bass
  • Boom Box BB4 / SBB4
  • Quasi-Third Butterworth QB3 / SQB3
  • Chebyshev C4 / SC4

(Подробнее об этих вариантах можно прочитать в этой статье — этот текст используется как ссылка.)

Все они полезны, но приоритеты у них разные. Например, «Max flat amplitude» стремится обеспечить максимально ровную АЧХ, но при этом требует большего объёма. Boom Box-выравнивания, наоборот, больше ориентированы на энергичный бас и повышенную эффективность в нижнем диапазоне.

Раз это ваш проект, давайте пройдём по тому же логическому пути, по которому я шёл при создании финального референсного корпуса.


Старт с Max Flat Amplitude

Если на первом месте качество звучания и ровный баланс (а в ближнем поле это особенно заметно), логично начать с выравнивания Max flat amplitude. В моём случае оно предложило объём около 6,5 литров и настройку примерно 54 Гц. Кривая получилась действительно ровной и контролируемой — с акустической точки зрения это было отличное отправное решение.

Но если посмотреть глазами на реальный стол, 6,5 литров — это уже довольно крупный ящик для настольной полочной акустики. Глубина корпуса растёт, колонка сильнее выдвигается к стене или просто визуально «давит» на рабочее пространство.

Поэтому, в духе эксперимента, я аккуратно уменьшил объём с 6,5 до примерно 4 литров. Приложение мгновенно пересчитало настройку и кривую. Корпус стал куда удобнее по габаритам, но эффективность и отдача по низам заметно просели. На графике зелёная кривая намекает, что мы уже начинаем платить за компактность слишком большую цену.

Это как раз тот момент, когда вы смотрите на графики и понимаете, что не обязаны слепо принимать первое выравнивание. Можно и нужно экспериментировать.


На изображении сравнивается выравнивание с максимально ровной АЧХ (красная линия) с моим тестовым корпусом объёмом 4 литра, настроенным на ту же частоту (зелёная линия).
На изображении сравнивается выравнивание с максимально ровной АЧХ (красная линия) с моим тестовым корпусом объёмом 4 литра, настроенным на ту же частоту (зелёная линия).


Переход к выравниванию BB4

В поисках золотой середины я переключился на BB4, одно из Boom Box-выравниваний, известных тем, что они неплохо комбинируют эффективность и компактность корпуса. Приложение сразу выдало объём около 4,9 литраи настройку в районе 52–53 Гц.

И тут всё сложилось.

Корпус стал небольшим и удобным для рабочего стола, а низкочастотная кривая осталась достаточно уверенной и живой. Синяя линия, соответствующая BB4, на графике расположилась чуть ниже, чем исходные 6,5 литров Max Flat, но разница не критична. Зато она была значительно лучше, чем эксперимент с 4 литрами.

В этот момент проект «щёлкнул» и стал логичным. Часто так и бывает: вы сравниваете две–три кривые, и готовы отдать чуть-чуть басового потенциала, чтобы получить значительно более комфортный корпус. Я остановился на 4,9 литрах (та самая синяя кривая) — по сути, «сэкономил» 1,6 литра объёма, почти не потеряв в реальном восприятии низа.

И уши, и рабочий стол, и динамик вам за это скажут спасибо.


Выбор диаметра порта: баланс шума, длины и практичности

Прежде чем перейти к трёхмерному моделированию, нужно сделать ещё один важный выбор — диаметр порта. Это одна из тех операций, которые с виду кажутся простыми, но сильно влияют на конечный результат.

Слишком малое сечение порта работает как «горлышко бутылки». При росте скорости воздуха возникает турбулентность и характерное «шипение» и «фуканье» порта, особенно заметное в ближнем поле. Слишком большое сечение, наоборот, требует очень длинного порта для той же частоты настройки. Такой порт трудно разместить в компактном корпусе, а его собственные резонансы могут неприятно вмешиваться в звучание.

Это классический компромисс: скорость воздуха против габаритов и паразитных эффектов.

Speaker Box Lite помогает решить эту задачу с помощью встроенного помощника. Во вкладке Enclosure, справа от поля Diameter, есть кнопка «calc». Нажав её, вы открываете диалог с несколькими пресетами, которые подбирают диаметр, исходя из объёма корпуса, частоты настройки и ожидаемой нагрузки.

В этом проекте я выбрал вариант Less quality — не потому, что мы стремимся к низкому качеству, а потому что он даёт диаметр, хорошо вписывающийся в компактный корпус без чрезмерного роста длины порта. Помощник предложил диаметр примерно 37 мм. Для ящика на 4,9 литра это удачный компромисс: скорость воздуха в порте остаётся на разумном уровне, а длина трубки остаётся практичной.

С объёмом, выравниванием, частотой настройки и диаметром порта мы закончили — можно переходить к физической форме корпуса.


На изображении показаны выравнивание с максимально ровной АЧХ (красная линия), мой тестовый 4-литровый корпус с той же настройкой (зелёная линия) и выравнивание BB4 (синяя линия).
На изображении показаны выравнивание с максимально ровной АЧХ (красная линия), мой тестовый 4-литровый корпус с той же настройкой (зелёная линия) и выравнивание BB4 (синяя линия).
На изображении показаны выравнивание с максимально ровной АЧХ (красная линия), мой тестовый 4-литровый корпус с той же настройкой (зелёная линия) и выравнивание BB4 (синяя линия).
На изображении показана групповая задержка передаточной функции для выравнивания с максимально ровной АЧХ (красная линия), моего 4-литрового корпуса с той же настройкой (зелёная линия) и выравнивания BB4 (синяя линия). Средний вариант (синяя линия) даёт отличный график задержки.
На изображении показан ход диффузора для выравнивания с максимально ровной АЧХ (красная линия), моего 4-литрового корпуса с той же настройкой (зелёная линия) и выравнивания BB4 (синяя линия). Во всех вариантах ход остаётся ниже X-max динамика.

Выбор диаметра порта: баланс шума, длины и практичности

Прежде чем перейти к трёхмерному моделированию, нужно сделать ещё один важный выбор — диаметр порта. Это одна из тех операций, которые с виду кажутся простыми, но сильно влияют на конечный результат.

Слишком малое сечение порта работает как «горлышко бутылки». При росте скорости воздуха возникает турбулентность и характерное «шипение» и «фуканье» порта, особенно заметное в ближнем поле. Слишком большое сечение, наоборот, требует очень длинного порта для той же частоты настройки. Такой порт трудно разместить в компактном корпусе, а его собственные резонансы могут неприятно вмешиваться в звучание.

Это классический компромисс: скорость воздуха против габаритов и паразитных эффектов.

Speaker Box Lite помогает решить эту задачу с помощью встроенного помощника. Во вкладке Enclosure, справа от поля Diameter, есть кнопка «calc». Нажав её, вы открываете диалог с несколькими пресетами, которые подбирают диаметр, исходя из объёма корпуса, частоты настройки и ожидаемой нагрузки.

В этом проекте я выбрал вариант Less quality — не потому, что мы стремимся к низкому качеству, а потому что он даёт диаметр, хорошо вписывающийся в компактный корпус без чрезмерного роста длины порта. Помощник предложил диаметр примерно 37 мм. Для ящика на 4,9 литра это удачный компромисс: скорость воздуха в порте остаётся на разумном уровне, а длина трубки остаётся практичной.

С объёмом, выравниванием, частотой настройки и диаметром порта мы закончили — можно переходить к физической форме корпуса.


Я буду использовать круглый порт — нажмите кнопку «calc», чтобы получить помощь в подборе площади порта.
Я буду использовать круглый порт — нажмите кнопку «calc», чтобы получить помощь в подборе площади порта.
Я буду использовать круглый порт — нажмите кнопку «calc», чтобы получить помощь в подборе площади порта.
Я выберу вариант «Less quality» — он даёт хороший результат без заметных шумов.
Синяя линия показывает отличный результат по скорости воздуха в порте для выбранной площади сечения.

Переход в 3D: формируем корпус



Корпус с шириной, высотой и глубиной по умолчанию.
Корпус с шириной, высотой и глубиной по умолчанию.


Когда с объёмом всё решено, пора дать коробке физический облик. Вкладка 3D Box в SBL показывает колонку как простой прямоугольный ящик с размерами по умолчанию. Это чистый холст для будущей формы.

Наша цель — сделать корпус, который не просто стоит на столе, а смотрит на слушателя. Немного наклонённый вперёд, ближе к формату студийного монитора в ближнем поле. Здесь в игру вступает одна из самых недооценённых функций SBL: изменение основания для экструзии.


Смена основания на One-Side Trapezoid

Эта небольшая, но важная правка задаёт весь характер корпуса. Чтобы изменить основание, откройте экран Structure, затем параметры коробки. Там есть кнопка выбора основы экструзии. Среди нескольких вариантов нам нужен One-Side Trapezoid — односкатная трапеция. После выбора корпус сразу получает нужный наклон вперёд.

В этом же окне я задал толщину материала — 12 мм фанера. Для небольшой ближнепольной акустики это хороший выбор: достаточно жёстко, легко достать и не слишком тяжело.

Высоту и длину здесь тоже можно ввести вручную, но в данном проекте мы позволим приложению позже само посчитать высоту из условия заданного полезного объёма, а ширину и глубину зададим отдельно. После сохранения параметров кнопкой Save 3D-модель корпуса обновляется и уже начинает выглядеть как индивидуальный проект.


Шаги по открытию окна свойств корпуса.
Шаги по открытию окна свойств корпуса.
Шаги по открытию окна свойств корпуса.
Шаги по открытию окна свойств корпуса.
Шаги по изменению основания корпуса и толщины материала.
Шаги по изменению основания корпуса и толщины материала.

Настройка габаритов с помощью Box Bounds

Чтобы удобно править внешние размеры корпуса, я включил опцию Box Bounds — один из наиболее наглядных способов управления габаритами в Speaker Box Lite. При её активации вокруг ящика появляются размерные подписи, по которым можно кликнуть и изменить значения.

Для компактной полочной системы я задал ширину 182 мм и глубину 190 мм, а высоту оставил на автоматическом расчёте: приложение само подберёт её так, чтобы полезный объём оставался теми самыми 4,9 литров.

Большой плюс такого подхода в том, что вам не нужно вручную «ловить» объём: Speaker Box Lite берёт эту задачу на себя. Вы можете сосредоточиться на пропорциях и том, как корпус выглядит на столе и сочетается с монитором.

Лицевая панель теперь наклонена вверх, корпус занимает немного места, а геометрия в целом выглядит гармонично. Можно переходить к стыкам панелей.



Шаги по открытию окна свойств корпуса.
Шаги по открытию окна свойств корпуса.
Шаги по открытию окна свойств корпуса.
Шаги по включению опции Box Bounds.
Шаги по включению опции Box Bounds.
Итоговый результат.

Уточнение внешнего вида через стыки (butt connections)

Небольшая эстетическая деталь способна заметно изменить ощущение от всего корпуса. В нашем случае мне захотелось сделать так, чтобы боковые стенки (левая и правая) были чуть «выше» остальных, а фронтальная, задняя, верхняя и нижняя панели как бы утоплены внутрь. Это напоминает дизайн дорогих мониторов с утопленными фасадами.

Для этого откройте меню (как на скриншоте) и выберите Box’s edges options. SBL подсветит грани зелёными квадратиками. Выделив квадраты, относящиеся к левой и правой стенке, я изменил для них тип стыка (butt connection) на тот, который выдвигает именно эти панели наружу, давая им визуальное доминирование.

Так мы подготовили корпус к следующему шагу — утоплению оставшихся панелей.



Углубление остальных панелей

Щёлкнув по любой панели, вы открываете модальное окно с несколькими параметрами, среди которых есть face deepening — глубина утопления. Для фронтальной, задней, верхней и нижней панелей я задал 16 мм. Это смещает их внутрь и формирует аккуратный «бортик» за счёт боковых стенок.

После применения 3D-вид тут же обновляется: корпус начинает напоминать качественную «бутиковую» акустику с аккуратно утопленными панелями. Движение несложное, а эффект очень заметный — проект перестаёт выглядеть как случайный ящик и начинает восприниматься как продуманное изделие.


Нажмите на грань, чтобы открыть модальное окно с её свойствами.
Нажмите на грань, чтобы открыть модальное окно с её свойствами.
Нажмите на грань, чтобы открыть модальное окно с её свойствами.
Повторите это для всех остальных граней, чтобы увидеть конечный результат.

Установка динамика на наклонной панели

Переходим к приятному моменту — размещению динамика. В Objects Inspector вы увидите выбранный ранее DS135-8. Нажмите на динамик, затем кликните по той панели, куда хотите его установить. Логично посадить его на наклонную лицевую стенку.

После появления динамика на панели сделайте длительное нажатие — он превратится в синий «диск» для выравнивания. Перемещайте его до тех пор, пока он не окажется в геометрическом центре корпуса, затем отпустите. Динамик зафиксируется в новом положении.

Корпус начинает «оживать» — у него появился узнаваемый «лицо».



Добавление порта, центрирование и подготовка к раструбу

Теперь очередь порта. Аналогично динамику, откройте Objects Inspector, выберите порт и кликните по той же наклонной панели (или любой другой, если вам нравится альтернативная компоновка).

Порт появится в виде цилиндрического объекта. Снова используйте длительное нажатие и синий диск, чтобы переместить его в центр. Теперь корпус внешне очень похож на то, что вы видели на референсных изображениях: наклонная передняя панель, динамик и порт расположены аккуратно и симметрично.

Но мы можем пойти дальше и сделать порт более «аудиофильским».


Настройка раструба порта с прямоугольным волноводом

Раструб на порте позволяет уменьшить турбулентность и шум, особенно заметные в ближнем поле. Чтобы настроить раструб:

  1. Откройте окно свойств порта в Objects Inspector.
  2. В секции Flared ends выберите вариант раструба (для одного из концов).
  3. Задайте flared radius = 16 мм.
  4. В поле Mouth waveguide type выберите RECT.
  5. В поле Mouth connection также выберите RECT.
  6. В полях дополнительной ширины и высоты (Additional width & height) добавьте по 10 мм, чтобы сформировать прямоугольный «рот» волновода.



Speaker Box Lite тут же перестраивает геометрию порта, создавая аккуратный прямоугольный раструб. Он улучшает течение воздуха, снижает шум и при этом визуально делает колонку более современной и «законченой».

На этом этапе корпус уже практически полностью повторяет образ с начала статьи: компактный, трапециевидный, слегка наклонённый вперёд, с красивым раструбным портом и аккуратно установленным динамиком.


Финальный шаг: чертежи и распил

Когда всё расставлено по местам, остаётся немного «скучная», но необходимая работа — подготовка карт раскроя. Откройте экран Drawing, и SBL автоматически сгенерирует чертежи. На них будут отражены все ваши решения: углы трапеции, глубина утопления панелей, типы стыков, вырез под раструб и точные размеры каждой детали.

Теперь цифровая часть проекта плавно переезжает в мастерскую. Распилите листы 12-мм фанеры по чертежам, соберите корпус так, как он был смоделирован, установите динамик и порт — и у вас в руках будет аккуратная полочная система с фазоинвертором, созданная по этому проекту.

Она компактна, выразительна, наклонена к слушателю, не захламляет рабочий стол и при этом настроена на ровное, комфортное звучание в ближнем поле.


Экспорт порта в STL для 3D-печати

Прежде чем закончить, стоит упомянуть ещё одну важную возможность Speaker Box Lite. Как только вы настроили порт — задали раструб, тип волновода на устье, дополнительные размеры и геометрию — вы можете экспортировать порт в виде STL-модели. Это позволяет напечатать его на любом стандартном 3D-принтере.

Кастомный напечатанный порт зачастую работает лучше, чем готовые трубки из магазина: у него могут быть более гладкие переходы, оптимальная форма раструба и идеальное совпадение с геометрией вашего корпуса. Благодаря экспорту в STL ваш виртуальный дизайн превращается в реальную деталь, которую можно сразу поставить в колонку.


Экспортируйте 3D-модель порта, чтобы напечатать её на 3D-принтере.
Экспортируйте 3D-модель порта, чтобы напечатать её на 3D-принтере.
Экспортируйте 3D-модель порта, чтобы напечатать её на 3D-принтере.
Экспортируйте 3D-модель порта, чтобы напечатать её на 3D-принтере.
Экспортируйте 3D-модель порта, чтобы напечатать её на 3D-принтере.
Экспортируйте 3D-модель порта, чтобы напечатать её на 3D-принтере.

Заключение

Проектирование акустики — это диалог между акустикой и дизайном. Используя Speaker Box Lite не только для расчётов, но и для моделирования, визуального конструирования и доработки мелочей, вы получаете набор инструментов, который избавляет от угадываний и заменяет их на понятный, интуитивный рабочий процесс.

От выбора динамика DS135-8, через сравнение выравниваний и подбор объёма, к формированию трапециевидного корпуса, настройке стыков, установке динамика и порта, до оформления раструба и экспорта его в STL — каждый шаг ведёт к цельному итоговому результату. То, что начиналось с графика АЧХ и набора Thiele-Small параметров, заканчивается аккуратным 3D-корпусом, готовым к сборке.

И главное — это ваш корпус. Он подогнан под ваш рабочий стол, ваш вкус, вашу дистанцию прослушивания и ваши представления о хорошем звуке.


👉 Проект, разработанный в этой статье, также доступен прямо в Speaker Box Lite по ссылке.


Compartir: