VituixCAD: Instrukcja obsługi i funkcje programu

Pytanie

VituixCAD instrukca

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• VituixCAD to bezpłatne, zaawansowane środowisko CAD do projektowania kolumn głośnikowych (obudowa + zwrotnica + akustyka w polu 3D).
• Instrukcja w skrócie: przygotuj pomiary (.frd + .zma) → zaimportuj je w zakładce Drivers → określ położenie przetworników → zasymuluj obudowę w Enclosure → zbuduj schemat zwrotnicy w Crossover → zoptymalizuj (Optimizer) → oceń wyniki (SPL, faza, impedancja, directivity) → wyeksportuj listę elementów lub filtry DSP.
• Kluczowe punkty: rzetelne pomiary, poprawne ustawienie współrzędnych głośników, kontrola fazy akustycznej, test off-axis.

Szczegółowa analiza problemu

1. Instalacja i środowisko

1. Pobierz aktualną paczkę (np. VituixCAD v2.0.xx) z https://kimmosaunisto.net/Software/VituixCAD/.
2. Windows 7/8/10/11, .NET Framework 4.8; pod Linux/Wine działa stabilnie (testy społeczności 2024).
3. Struktura katalogów:
   • Projects • Drivers • Measurements • XO-Schemas – ułatwia późniejsze aktualizacje.

2. Przygotowanie danych wejściowych (absolutnie krytyczne)

1. Charakterystyka częstotliwościowa (FRD) głośnika w docelowej obudowie, minimum: on-axis + kilka off-axis (±15°, ±30°, ±45°, ±60°).
2. Charakterystyka impedancji (ZMA) z jig-iem pomiarowym lub REW.
3. Referencja czasowa: mikrofon nie zmienia położenia między pomiarami wszystkich dróg; gating tak krótki, by wyciąć pierwsze odbicie.
4. Do łączenia near-field/ground-plane z far-field użyj wbudowanego narzędzia Merger.

3. Konfiguracja projektu

1. File → New → Project type (np. 2-Way Vented).
2. Drivers → Add → Import FRD/ZMA → uzupełnij parametry TS (Fs, Qts, Vas, Sd).
3. Locator: wprowadź pozycję akustycznego centrum (X, Y, Z) w mm; Z ujemne cofa przetwornik.
4. W zakładce Enclosure wybierz:
   • Closed • Vented • Passive radiator • T-Line.
   Program oblicza SPL-baffle step, a przy Vented strojenie portu.
   Dla BR: użyj formuły
   \[ f_b=\frac{c}{2\pi}\sqrt{\frac{S_p}{V_b L_p}} \]
   i zweryfikuj z symulacją (zielony wykres SPL vent).

4. Projektowanie zwrotnicy (Crossover)

1. Z menu wybierz Topology: Butterworth, Linkwitz-Riley, Bessel, Custom.
2. Dodaj elementy (C, L, R) metodą „drag-and-drop”.
3. W oknie właściwości elementu parametr tolerancji wpływa na analizę Monte-Carlo.
4. Optymalizacja:
   • Tools → Optimizer → SPL Target (załaduj krzywą lub równą)
   • Zdefiniuj zmienne (↓/↑ przy elemencie) i ograniczenia (min, max).
   • Algorytm oparty na metodzie Rosenbrocka – w 2023 r. poprawiono stabilność (Help 20.x).
5. Kontrola fazy: linie fazy głośników powinny przecinać się w punkcie podziału ±20°, group delay bez ostrych skoków.

5. Walidacja symulacji

Panel Response:

• SPL, Power, DI (Directivity Index), Impedance, GD.
  Zweryfikuj:

1. Min. impedancja > 3,5 Ω (wzmacniacze klasy D).
2. ΔSPL on-axis ±1,5 dB w paśmie roboczym.
3. DI rośnie płynnie; brak „dziur” w 3–6 kHz (problemy dyfrakcyjne).
4. Group Delay < 2 ms do 1 kHz dla systemów „hi-fi near-field”.

6. Eksport i implementacja

1. File → Export:
   • Parts list (CSV/Bill of Materials)
   • DSP biquad (txt) dla miniDSP / SigmaStudio
   • Schematic (PDF)
2. LTspice: Tools → Export LTspice netlist – przydatne do analizy nieliniowości induktorów.
3. Na etapie produkcji: uwzględnij tolerancje – cewki ±5 %, kondensatory foliowe ±2 % (na tor HF), wzmacniacze operacyjne w DSP – SNR > 110 dB.

Aktualne informacje i trendy

• Wersja Help 20.x (marzec 2024) dodaje tryb „Polar Map 3D” oraz nowe złącze VCAD-API do skryptów Python (automatyczne sweepy).
• Coraz częściej stosuje się machine-learning optimizer (zewnętrzne skrypty) – integracja przez CSV exchange.
• Na rynku DIY rozwija się pomiar SPINorama z obrotnicą 70-pomiarową; VituixCAD importuje format CLF 2.0.
• Trend „DSP first” – projekt akustyczny + blank zwrotnica pasywna, a korekcja w FIR (VituixCAD generuje 8192-tap filtr do re-Phase).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Notch filter: RLC równolegle, Q określa szerokość; w polu Properties wpisz Q i Rseries – program przeliczy C i L.
• Zobel: \(R_{\text{Z}}\) ≈ Re, \(C_{\text{Z}} = \frac{L_e}{R_{\text{Z}}^2}\).
• Analogia elektryczna: obudowa BR ↔ obwód RLC (masa powietrza w porcie = L, sprężystość objętości = C, opory = R).

Aspekty etyczne i prawne

• Licencja VituixCAD – freeware do zastosowań prywatnych i komercyjnych bez modyfikacji kodu źródłowego.
• Pomiary akustyczne: poziom SPL < 85 dB(A) ciągły – ochrona słuchu, zgodnie z Dyrektywą 2003/10/WE.
• Import danych katalogowych chronionych prawem autorskim – dozwolony użytek, ale nie publikuj pełnych plików bez zgody producenta.

Praktyczne wskazówki

1. Zawsze zaczynaj od pomiaru impedancji – natychmiast wykryjesz uszkodzony głośnik.
2. Zdefiniuj Target SPL przed projektowaniem zwrotnicy – skraca czas iteracji.
3. Używaj warstw „Variants” (2022+) – łatwe porównywanie kilku wersji zwrotnicy.
4. Po symulacji wykonaj pomiar w komorze lub na polu pół-otwartym i zaimportuj do Response Graph → Overlay.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Symulacja nie uwzględnia nieliniowości głośników (Bl(x), Cms(x)); duże wychylenia mogą zmienić punkt podziału.
• Wyniki zależą od dokładności współrzędnych centrum akustycznego – tolerancja ±2 mm potrafi zmienić fazę o ≈20° przy 3 kHz.
• Monte-Carlo nie obejmuje dryftu parametrów termicznych cewek; testuj również „hot voice-coil” (Re + 30 %).

Sugestie dalszych badań

• Wektorowe pole ciśnienia HRTF z pomiaru Near-Field Scanner (KLIPPEL NFS) → import SPK/SRC do VituixCAD.
• Analiza psychoakustyczna (Preference Rating, Sean Olive) – wyeksportuj 70 pomiarów do „Spinorama Viewer”.
• Implementacja aktywnych filtrów IIR/FIR w układach ADAU1467, STA311B – VituixCAD generuje biquady.

Krótkie podsumowanie

VituixCAD łączy projekt obudowy, pomiary akustyczne i schemat zwrotnicy w jednym środowisku. Klucz do sukcesu: precyzyjne pomiary, poprawne ustawienie geometrii, iteracyjna optymalizacja oraz walidacja realnym pomiarem. Narzędzie rozwija się dynamicznie (API, 3D polar), dlatego warto śledzić oficjalną dokumentację Help 20.x i społeczność DIYaudio. Dzięki opisanej procedurze zaprojektujesz kolumnę o przewidywalnych parametrach, minimalizując liczbę kosztownych prototypów.