Rezonančná frekvencia reproduktorovej skrine je dôležitá, pretože ovplyvňuje, ako sa reproduktor bude správať pri prehrávaní zvuku. Ak je frekvencia reproduktorovej skrine blízko frekvencie, na ktorej pracuje reproduktor, môže to spôsobiť zvýšenie hlasitosti a skreslenia zvuku. To môže viesť k nekvalitnému zvukovému prejavu a dokonca aj k poškodeniu reproduktora. Návrh reproduktorovej skrine s ohľadom na jej rezonančnú frekvenciu môže pomôcť minimalizovať tento efekt a zabezpečiť čo najlepšiu kvalitu zvuku. Navrhovanie reproduktorovej skrine s vyváženou rezonančnou frekvenciou môže pomôcť predísť skresleniu zvuku a zvýšiť celkovú kvalitu zvukového prejavu.

Okrem toho, že sa reproduktorovej skrine s nevhodnou rezonančnou frekvenciou môže prejaviť ako skreslenie zvuku, môže tiež viesť k fyzickým problémom. Ak je rezonančná frekvencia príliš vysoká, môže to viesť k výraznému vibráciám skrine, ktoré by mohli spôsobiť poškodenie reproduktora a dokonca aj okolitého nábytku. Preto je dôležité pri navrhovaní a výrobe reproduktorovej skrine brať do úvahy jej rezonančnú frekvenciu a snažiť sa ju prispôsobiť potrebám reproduktora a zvukovej situácii, v ktorej bude reproduktor používaný.

Okrem rezonančnej frekvencie reproduktorovej skrine (f_b) je potrebné zvážiť aj jej rozmerové rezonancie. Tieto rezonancie sa vyskytujú najmä vtedy, ak sa rozmer rovná polovici vlnovej dĺžky zvuku, čo by mohlo spôsobiť neželané zafarbenie reprodukovaného zvuku pri príslušných frekvenciách. Ak by k tomu došlo, na príslušnej frekvencii by sa objavil veľmi výrazný vrchol. Tomu sa dá predísť tak, že sa zabezpečí, aby žiadny z vnútorných rozmerov kužeľa k ozvučnici nebol rovnaký. Výška, šírka a hĺbka skrinky by sa mali líšiť a pohonná jednotka by mala byť umiestnená mimo stredu vo vertikálnej rovine. To znamená, že ak dôjde k rušeniu pri určitých frekvenciách, všetky budú pri rôznych frekvenciách a celkový výsledok nebude viditeľný.

Existuje niekoľko spôsobov, ako zabrániť nežiadúcim rezonanciám pri návrhu reproduktorovej skrine:

1. Použite kvalitné materiály: Použitie pevných a stabilných materiálov, ako sú tvrdé drevo alebo MDF, môže minimalizovať rezonancie v skrini.
2. Zabezpečte správne rozmery skrine: Správne rozmery skrine môžu minimalizovať nežiadúce rezonancie. Reproduktor by mal byť usadený tak, aby sa minimalizovalo všetko prekrývanie frekvencie.
3. Použite stojany: Stojany na reproduktoroch môžu byť účinným spôsobom, ako zabrániť nežiadúcim rezonanciám, pretože minimalizujú kontakt s povrchom.
4. Vyrovnajte vnútorný tlak: Ak je vnútorný tlak skrine vysoký, môže to spôsobiť nežiadúce rezonancie. Použitie portu alebo otvoru môže pomôcť vyrovnávať tlak v skrini.
5. Izolujte reproduktor: Použitie izolačného materiálu na vnútornej strane skrine môže minimalizovať nežiadúce rezonancie.
6. Použite trojrozmerný dizajn: Tento dizajn môže pomôcť vytvoriť rovnomernú distribúciu rezonančných frekvencií, čím minimalizuje nežiadúce rezonancie.
7. Použite software na návrh skrine: Existuje mnoho programov, ktoré môžu pomôcť pri návrhu skrine. Tieto programy umožňujú používateľovi testovať rôzne materiály a rozmery, aby minimalizovali nežiadúce rezonancie.
8. Testujte skriňu: Testovanie skrine na rezonancie môže byť užitočné na identifikáciu slabých miest. Použitie prístroja na meranie frekvencie a zvukového tlaku môže pomôcť odhaliť a minimalizovať nežiadúce rezonancie.

Prepočet rezonančnej frekvencie

Rezonančná frekvencia reproduktorovej skrine sa dá vypočítať pomocou vzorca, ktorý zahrňuje rozmery skrine a rýchlosť zvuku vo vzduchu. Tento vzorec je známy ako Helmholtzov vzorec pre rezonančnú frekvenciu. Helmholtzov vzorec pre rezonančnú frekvenciu reproduktorovej skrine môže byť zapísaný nasledovne:

f = (c / 2π) x √(S / V x l)

kde:

    f je rezonančná frekvencia v Hz
    c je rýchlosť zvuku vo vzduchu, ktorá je približne 343 m/s pri bežných podmienkach
    S je prierez reproduktorovej skrine v m^2, ktorý sa dá vypočítať ako súčin jej šírky a výšky
    V je objem skrine v m^3, ktorý sa dá vypočítať ako súčin jej šírky, výšky a hĺbky
    l je dĺžka otvoru v skrine, ktorý slúži ako rezonančná trubica, v m

V tomto vzorci je 2π označenie pre hodnotu pi, teda približne 3,14.

Ak poznáte rozmery skrine a dĺžku otvoru, môžete pomocou tohto vzorca vypočítať jej rezonančnú frekvenciu. Je dôležité poznamenať, že pri výpočte treba brať do úvahy aj vlastnosti reproduktora, pre ktorý je skriňa navrhovaná, a že existujú aj ďalšie faktory, ktoré môžu ovplyvniť konečnú rezonančnú frekvenciu.

Box ratio

Box Ratio (Pomer boxu) je pomer medzi vnútornými rozmermi reproduktorovej skrine a objemom reproduktorovej jednotky (t.j. membrány). Tento parameter sa používa pri návrhu reproduktorovej skrine, aby sa zabezpečilo, že objem skrine a jej proporcie budú správne prispôsobené reproduktorovej jednotke a že bude dosiahnutá optimálna kvalita zvuku. Správne zvoľený Box Ratio môže mať vplyv na množstvo a presnosť basového tónu, ako aj na celkovú rovnomernosť a presnosť zvukového prejavu reproduktora. Pri návrhu reproduktorovej skrine sa zvyčajne vychádza z niektorého z odporúčaných Box Ratio hodnôt pre daný typ reproduktorovej jednotky a požadovaný typ zvukového prejavu.

Je dôležité mať na pamäti, že Box Ratio nie je jediným faktorom, ktorý ovplyvňuje kvalitu zvuku reproduktorovej skrine. Aj ďalšie faktory, ako napríklad konštrukcia reproduktora, výplň reproduktorovej skrine, materiál použitý na jej výrobu, a umiestnenie reproduktora v miestnosti, majú významný vplyv na celkovú kvalitu zvukového prejavu.

Odporúčané pomery:

• 1.618 φ (Phi) Golden ratio⁽¹⁾
• 1.260 Cube Root 2⁽²⁾
• 1.200
• 1.600

⁽¹⁾ Hoci je možné vyrobiť skriňu bez paralelných strán, pre domáceho konštruktéra, ktorý vyrobí len pár skríň, je to veľmi ťažké.  Prevažná väčšina reproduktorov používa konvenčné paralelné strany, prednú a zadnú, hornú a dolnú.  Takto sa stále dá vyrobiť veľmi dobrý box, ale je tu jedna vec, ktorá ho môže urobiť "lepším". Existuje niečo, čo sa nazýva "Golden ratio" a označuje sa gréckym písmenom φ (Phi).  Existuje mnoho tvrdení o jeho prirodzených výhodách (vrátane estetických), ale má dôležitú vlastnosť a to, že žiadna strana nie je násobkom alebo podmnožinou žiadnej inej strany, takže reproduktorový box využívajúci Golden ratio nemôže vytvoriť jednofrekvenčné stojaté vlny na viac ako dvoch paneloch.  Tento pomer je definovaný ako:

φ = (1 + √5 ) / 2
φ = 1.61803398875...

⁽²⁾ Označenie 1.260 Cube Root 2 vo vzťahu k návrhu reproduktorovej skrine predstavovuje jednu z numerických hodnôt, ktoré sa používajú na výpočet optimálnej veľkosti skrine pre reproduktor. Tieto hodnoty sa často používajú v rámci rôznych výpočtových metód pre návrh skrine.

Najhorší možný scenár nastane, ak postavíte napríklad subwoofer s rozmermi:

• Výška = 50 cm
• Šírka = 50 cm
• Hĺbka = 50 cm

Vo výsledku ste vytvorili najhorší tvar reproduktorovej skrine, nakoľko každý rozmer vytvára rovnakú rezonanciu.