Произодство и продажа бетона, пескобетона, кладочного раствора

  • ПРОДАЖА И ДОСТАВКА БЕТОНА

    Бетон | Москва | Щапово

  • ПЕСКОБЕТОН

    Пескобетон | Москва | Щапово

  • ЩЕБЕНЬ

    Продажа щебня в Московской области (Щапово)

  • ПЕСОК

    Продажа песка в Московской области (Щапово)

  • КЛАДОЧНЫЙ РАСТВОР

    Кладочный раствор в Подмосковье (Щапово)

+7(926)381-13-78
+7(985)999-71-40

+7(916)213-50-95

  КРУГЛОСУТОЧНО

­

Сабвуфера своими руками схема


Активный домашний сабвуфер своими руками

Началось все с того, что полтора года назад купил двенадцатидюймовый низкочастотный динамик с целью собрать автомобильный сабвуфер. Но времени не хватало, и динамик залежался у меня в квартире. И вот полтора года спустя, наконец, решился собрать, но не автомобильный, а активный домашний сабвуфер. В этой статье буду описывать пошаговую инструкцию по расчету и сборке сабвуферов такого типа.

1. Расчет и конструирование корпуса (ящика) сабвуфера

Для расчета корпуса сабвуфера нам понадобятся:

  • Параметры Тиля-Смолла для громкоговорителя,
  • Программа для расчета акустических оформлений JBL Speakershop

1.1.Измерение параметров Тиля-Смолла для громкоговорителя

Обычно эти параметры указываются производителем в паспорте громкоговорителя или на их сайте. Но сейчас большинство громкоговорителей, продающихся на рынках (в том числе и мой громкоговоритель), не имеют указанных этих параметров или не соответствуют им (несмотря на многочисленные попытки, мне так и не удалось найти мой динамик в интернете, а о параметрах Тиля-Смолла уже и речи не могло быть). Поэтому нам придется измерять все самому.

Для этого нам понадобится:

  • Компьютер или ноутбук с ХОРОШЕЙ (то есть с линейной АЧХ) звуковой картой,
  • Программный генератор звукового сигнала, использующий выход наушников звуковой карты (мне лично нравится программа NCH Tone Generator),
  • Вольтметр переменного напряжения со способностью измерять напряжение порядка 0,1мВ,
  • Ящик с фазоинвертором,
  • Резистор 150-220 Ом,
  • Разъемы, провода и т д……..

1.1.1. Сначала проверим линейность АЧХ звуковой карты. Существует большое количество программ, которые автоматически измеряют АЧХ в диапазоне 20-20000Гц (при подключенном состоянии выхода наушников к входу микрофона звуковой карты). Но здесь я буду описывать ручной метод измерения АЧХ в диапазоне 10-500Гц (для измерения параметров Тиля Смолла низкочастотного излучателя важен только этот диапазон). Если под рукой не оказался вольтметр переменного напряжения со способностью измерять напряжение порядка 0,1мВ, не расстраивайтесь, можно использовать обычный недорогой мультиметр (Тестер). Обычно такие мультиметры измеряют переменное напряжение с точностью 0,1В а постоянное напряжение с точностью 0,1 мВ. Чтобы измерять переменное напряжение порядка несколько мВ, нужно всего лишь поставить диодный мост перед входом мультиметра и измерять в режиме вольтметра постоянного напряжения в диапазоне до 200мВ.

Сначала подключаем вольтметр к выходу наушников (Или к правому, или к левому каналу).

Отключаем все звуковые эффекты и эквалайзеры, открываем свойства динамиков и ставим уровень громкости на 100%.

Открываем программу NCH Tone Generator, нажимаем “Options”, в “Tone Interval” выбираем “Frequency”, и ставим шаг на 1Гц.

Закрываем “Options”, ставим уровень громкости на 100%, ставим начальную частоту на 10Гц и нажимаем “Play”. Кнопкой “+” начинаем плавно, шагом 1Гц, повышать частоту генератора до 500Гц.

При этом смотрим на значение напряжения на вольтметре. Если максимальная разница амплитуды находится в пределах 2дБ  (1,259 раза), то такая звуковая карта годится для измерения параметров динамика. У меня, например, максимальное значение составляло 624мВ, а минимальное 568мВ, 624/568=1,09859 (0,4дБ), что вполне допустимо.

1.1.2. Перейдем к долгожданным параметрам Тиля-Смолла. Минимум параметров, по которым можно рассчитать и сконструировать акустическое оформление (в данном случае сабвуфер) это:

  • Резонансная частота (Fs),
  • Полная электромеханическая добротность (Qts),
  • Эквивалентный объем (Vas).

Для более профессионального расчета понадобится еще больше параметров, такие как механическая добротность (Qms), электрическая добротность (Qes), чувствительность (SPL), и т д.

1.1.2.1. Определение резонансной частоты (Fs) громкоговорителя.

Собираем вот такую схему.

Динамик при этом должен находиться в свободном пространстве как можно подальше от стен, пола и потолка (я повесил его с люстры). Снова открываем программу NCH Tone Generator, настаиваем громкости так, как было описано выше, ставим начальную частоту на 10Гц и начинаем плавно, шагом 1Гц увеличивать частоту. При этом опять же смотрим на значение вольтметра, которое сначала будет возрастать, достигнет максимальной точки (Umax) на частоте собственного резонанса (Fs), и начнет уменьшаться до минимальной точки (Umin). При дальнейшем увеличении частоты напряжение будет плавно возрастать. График зависимости напряжения (активного сопротивления динамика) от частоты сигнала имеет такой вид.

Та частота, на которой значение вольтметра максимальная, и есть приблизительная резонансная частота (при шаге 1Гц). Чтобы определить точную резонансную частоту, нужно в области приблизительной резонансной частоты менять частоту шагом уже не на 1Гц, а 0,05Гц (точность 0,05Гц). Записываем резонансную частоту (Fs), минимальное значение вольтметра (Umin), значение вольтметра на резонансной частоте (Umax) (в дальнейшем они пригодятся для расчета следующих параметров).

1.1.2.2. Определение полной электромеханической добротности (Qts) громкоговорителя. Находим UF1,F2 по следующей формуле.

Изменяя частоту, добиваемся значений вольтметра соответствующих напряжению UF1,F2. Частот будет две. Одна ниже резонансной частоты(F1), другая выше (F2).

Проверять правильность расчетов можно этой формулой.

Если разница Fs’ и Fs не превышает 1Гц, то смело можно продолжить измерения. Если нет, то надо все сделать сначала. Находим механическую добротность (Qms) по этой формуле.

Электрическую добротность (Qes) находим по этой формуле.

И наконец, определяем полную электромеханическую добротность (Qts) по этой формуле.

1.1.2.3. Определение эквивалентного объема (Vas) громкоговорителя.

Для определения точного эквивалентного объема нам понадобится заранее изготовленный, прочный, герметичный ящик-фазоинвертор с отверстием для нашего динамика.

Объем ящика зависит от диаметра динамика, и выбирается согласно этой таблицы.

Закрепляем динамик к ящику и подключаем к схеме описанной выше (Рис.9). Опять открываем программу NCH Tone Generator, ставим начальную частоту на 10Гц и кнопкой “+” начинаем плавно, шагом 1Гц, повышать частоту генератора до 500Гц. При этом смотрим на значение вольтметра, которое опять же начнет возрастать до частоты FL ,потом уменьшаться, достигнув минимальной точки на частоте настройки фазоинвертора (Fb), снова возрастать и достичь максимальной точки на частоте FH, потом уменьшатся и снова медленно возрастать. График зависимости напряжения от частоты сигнала имеет вид двугорбого верблюда.

И наконец, находим эквивалентный объем (Vas) по этой формуле (где Vb-объем ящика с фазоинвертором).

Повторяем все наши измерения 3-5 раз и берем среднее арифметическое значение всех параметров. Например, если мы получили значения Fs соответственно 30,45Гц 30,75Гц 30,55Гц 30,6Гц 30,8Гц, то берем (30,45+30,75+30,55+30,6+30,8)/5=30,63Гц.

В результате всех моих измерений я получил следующие параметры для моего динамика:

  • Fs=30.75 Гц
  • Qts=0.365
  • Vas=112.9≈113 л

1.2.Моделирование и расчет корпуса (ящика) сабвуфера программой JBL Speakershop.

Существует несколько вариантов акустических оформлений, из которых наиболее распространены следующие варианты.

  • Vented box-ящик с фазоинвертором,
  • Band-pass 4-го, 6-го и 8-го порядка,
  • Passive radiator-ящик с пассивным излучателем,
  • Closed box-закрытый ящик.

Тип акустического оформления выбирается исходя от параметров Тиля-Смолла громкоговорителя. Если Fs/Qts100, то исключительно в Vented box или Band-pass или Closed box. Если 50

Сначала скачиваем и устанавливаем программу JBL Speakershop. Эта программа написана для Windows XP и не работает в Windows 7. Чтобы заставить программу работать в Windows 7, нужно скачать и установить виртуальную машину Windows Virtual PC-XP Mode (скачать можно с официального сайта Microsoft), и запустить установку JBL Speakershop через нее. Открывать JBL Speakershop тоже нужно через виртуальную машину. После открывания программы видим вот такой интерфейс.

Нажимаем “Loudspeaker” и выбираем “Parameters--minimum”, в открытом окне пишем, соответственно, значение резонансной частоты (Fs), значение эквивалентного объема (Vas), значение полной электромеханической добротности (Qts) и нажимаем “Accept”.

При этом программа предложит два оптимальных (с наиболее ровной АЧХ) варианта, один в закрытом оформлении (Closed box), другой в Vented box (ящик с фазоинвертором). Нажимаем “plot”(и в области Vented box и в области Closed box) и смотрим на график АЧХ. Выбираем то оформление, АЧХ которого наиболее подходит к нашим требованиям.

В моем случае это Vented box, поскольку на низких частотах (20-50Гц) у Closed box спад амплитуды намного больше, чем у Vented box (Рисунок выше).

Если объем ящика в оптимальном варианте устраивает, то можно построить ящик с таким объемом и насладится звучанием сабвуфера. Если нет (при слишком больших объемах), то нужно задать свой объем (чем ближе к оптимальному объему, тем лучше) и рассчитать оптимальную частоту настройки фазоинвертора.

Для этого в области Vented box нажимаем “Custom”, в открывшемся окне пишем свой объем ящика, нажимаем “Optimum Fb” (при этом программа рассчитает оптимальную частоту настройки фазоинвертора, при котором АЧХ акустического оформления будет наиболее линейной) а потом “Accept”.

Нажимаем “Box” и выбираем “Vent…”, в открывшемся окне в области “Custom” пишем диаметр трубы (Dv), который будем использовать в качестве фазоинвертора. Если будем использовать два фазоинвертора, то ставим точку на “Area” и пишем суммарную площадь сечения труб.

Не забываем рассчитать минимальный диаметр трубы фазоинвертора по этой формуле, где Ds-диаметр динамика (от центра подвеса) (мм), Xmax-максимальный ход подвижной системы (мм), Fb-частота настройки фазоинвертора (Гц).

Нажимаем “Accept” и в области “Custom” на строке Lv появится длина трубы фазоинвертора. Теперь, когда мы знаем внутренний объем ящика, диаметр и длину трубы фазоинвертора, то смело можно перейти к конструированию акустического оформления, однако если уж очень хочется узнать оптимальное соотношение сторон ящика то можно нажать “Box”, выбрать “Dimensions…”.

1.3.Конструирование корпуса (ящика) сабвуфера

Для получения высококачественного звучания необходимо не только правильно рассчитать, но и тщательно изготовить корпус акустического оформления. После определения внутреннего объема ящика, длины и диаметра трубы фазоинвертора, можно смело поступить к изготовлению корпуса сабвуфера. Материал ящика должен быть достаточно прочным и жестким. Наиболее подходящий материал для корпусов акустических оформлений большой мощности является двадцатимиллиметровый МДФ. Стены ящика крепятся друг к другу саморезами, а щели между ними намазываются герметиком или силиконом. После изготовления ящика делаются отверстия для ручек, и приступают к отделке внешней поверхности. Все неровности выровняются с помощью замазки или эпоксидной смолы (в замазку я добавляю немножко клея ПВА, что предотвращает появление трещин со временем и снижает уровень вибраций). После высыхания замазки поверхности нужно отшлифовать до получения идеально ровных стен. Готовый ящик можно как покрасить, так и покрыть самоклеющейся декоративной пленкой, или просто приклеить плотную ткань. Изнутри к стенам ящика клеится звукопоглощающий материал, состоящий из ваты и марли (в моем случае я приклеил ватину). В качестве фазоинвертора можно использовать пластиковую канализационную трубу или бумажную стержень от разных рулонов, а так же готовый фазоинвертор который можно купить почти в любом музыкальном магазине.

Корпус активного сабвуфера состоит из двух отсеков. В первом отсеке располагается собственно громкоговоритель, а во втором вся электрическая часть (формирователь сигнала, усилитель, блок питания……). В моем случае я расположил блок сумматоров и блок фильтров в отдельном отсеке от блока усилителя мощности, блока питания и блока охлаждения. Изнутри к стенам отсека блока сумматоров и блока фильтров приклеил фольгу, которую подключил к земле (GND). Фольга предотвращает воздействие внешних полей и уменьшает уровень шумов.

Если будете использовать мои печатные платы, то эти отсеки должны иметь следующие размеры.

2. Электрическая часть активного сабвуфера

Перейдем к электрической части активного сабвуфера. Общая схема и принцип работы устройства представляется этой схемой.

Устройство состоит из четырех блоков, собранных на отдельных печатных платах.

  • Блок сумматоров (Summators),
  • Блок фильтров (Subwoofer driver),
  • Блок усилителя мощности (Power amplifier),
  • Блок питания (Power supply) и блок охлаждения (Heatsink fun).

Сначала звуковой сигнал поступает в блок сумматоров (Summators), где происходит суммирование сигналов правого и левого каналов. Потом поступает в блок фильтров (Subwoofer driver), где идет формирование сигнала сабвуфера, что включает в себя регулятор громкости, subsonic filter (фильтр инфра низких частот), bass booster (увеличение громкости на определенной частоте) и Crossover (фильтр нижних частот). После формирования сигнал поступает в блок усилителя мощности (Power amplifier), а потом в громкоговоритель. Обсудим эти блоки по отдельности.

2.1.Блок сумматоров (Summators)

2.1.1.Схема

Сначала рассмотрим схему сумматоров, приведенную на рисунке ниже.

Звуковой сигнал с внешних устройств (компьютер, CD-плеер……..) поступает в блок сумматоров, который имеет 6 стерео входов. 5 из них представляют собой обычные линейные входы, отличающийся друг от друга только типом разъема. А шестой это высоковольтный вход, к которому можно подключать выход динамиков (например, музыкальный центр или автомагнитола, которые не имеют линейного выхода). Каждый вход имеет отдельный сумматор на операционных усилителях, смещающий сигналы правого и левого каналов, что предотвращает поступление звукового сигнала с одного внешнего устройства в другую, при этом дает возможность одновременно подключать к сабвуферу несколько внешних устройств. А также имеются выходы (5 выходов, 6-ой просто не поместился на плате, поэтому и не поставил), которые дают возможность подать тот же сигнал, который поступает в сабвуфер, к входу широкополосной стерео системе. Это очень удобно, когда источник звука имеет только один выход.

2.1.2.Компоненты

В качестве операционных усилителей использованы TL074 (5шт.). Резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт или выше (номиналы сопротивлений показаны на схеме). Все электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение 25 Вольт или выше (номиналы емкостей показаны на схеме). В качестве неполярных конденсаторов можно использовать керамические или пленочные конденсаторы (лучше пленочные), но если уж очень хочется, можно поставить специальные аудио конденсаторы (конденсаторы, предназначенные для использования в высококачественных аудио системах). Дроссели в цепи питания операционных усилителей предназначены для подавления “шумов”, поступающих с блока питания. Катушки L1-L4 содержат 20 витков, намотанных медным проводом с диаметром 0,7мм, на стержне гелевой ручки (3мм). Также использованы разъемы типов RCA, 3.5mm audio jack, 6.35mm audio jack, XLR, WP-8.

2.1.3.Печатная плата

Печатная плата изготовлена по лазерно-утюжной технологии. После пайки деталей печатную плату следует покрыть цапонлаком, чтобы избегать от окисления меди. Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.

2.1.4.Фото готового блока сумматоров

Питается блок сумматоров от двухполярного источника питания напряжением ±12В. Входное сопротивление составляет 33кОм.

2.2.Блок фильтров (Subwoofer driver)

2.2.1.Схема

Рассмотрим схему драйвера сабвуфера, приведенную на рисунке ниже.

Суммированный сигнал с блока сумматоров поступает в блок фильтров, который состоит из следующих частей:

  • Регулятор громкости (volume regulator),
  • Фильтр инфра низких частот (subsonic filter),
  • Усилитель баса определенной частоты (bass booster),
  • Фильтр нижних частот (crossover).

Регулирование громкости происходит на двух уровнях. Первый при входе сигнала в блок фильтров, который уменьшает уровень собственных “шумов” блока сумматоров, второй при выходе сигнала с блока фильтров, который уменьшает уровень собственных “шумов” блока фильтров. Регулируется громкость с помощью переменного резистора VR3. После первого уровня регулирования громкости сигнал поступает в так называемый “бас бустер”, представляющее собой устройство, которое увеличивает амплитуду сигналов определенной частоты. То есть, если частота настройки бас бустера вставлен, например на 44Гц, а уровень усиления на 14дБ, то АЧХ имеет такой вид (Ряд1).

Ряд2- частота настройки=44Гц, уровень усиления=9дБ,Ряд3- частота настройки=44Гц, уровень усиления=2дБ,Ряд4- частота настройки=33Гц, уровень усиления=3дБ,Ряд5- частота настройки=61Гц, уровень усиления=6дБ.

Частота настройки бас бустера вставляется при помощи переменного резистора VR5 (в пределах 25…125Гц), а уровень усиления резистором VR4 (в пределах 0…+14дБ). После бас бустера сигнал поступает в фильтр инфранизких частот (subsonic filter), который представляет собой фильтр, срезающий нежелательные, ультранизкие сигналы, которые уже не слышимы для человека, но могут сильно перегрузить усилитель, тем самым уменьшая действительную выходную мощность системы. Частота среза фильтра регулируется с помощью переменного резистора VR2 в пределах 10…80Гц. Если, например, частота среза вставлена на 25Гц, то АЧХ имеет следующий вид.

После фильтра инфранизких частот сигнал поступает в фильтр нижних частот (crossover), который срезает верхние, ненужные для сабвуфера (средние + высокие) частоты. Частота среза регулируется при помощи переменного резистора VR1 в пределах 30…250Гц. Крутизна затухания составляет 12дБ/октава. АЧХ имеет такой вид (при частоте среза 70Гц).

2.2.2.Компоненты

В качестве операционных усилителей использованы TL074 (2шт.), TL072 (1шт.) и NE5532 (1шт.). Резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт или выше (номиналы сопротивлений показаны на схеме). Все электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение 25 Вольт или выше (номиналы емкостей показаны на схеме). В качестве неполярных конденсаторов можно использовать керамические или пленочные конденсаторы (лучше пленочные). Дроссели в цепи питания операционных усилителей предназначены для подавления “шумов”, поступающих с блока питания. Также использованы три сдвоенных (50кОм-2шт., 20кОм-1шт.) и два счетверенных переменных (50кОм-6шт.) резисторов. В качестве счетверенных переменных резисторов можно использовать два сдвоенных.

2.2.3.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.

2.2.4.Фото готового блока фильтров

Питается блок фильтров от двухполярного источника питания напряжением ±12В.

2.3.Блок усилителя мощности (Power amplifier).

2.3.1.Схема

В качестве усилителя мощности используется усилитель Энтони Холтона с полевыми транзисторами в выходном каскаде. Статей описывающих принцип работы, сборку и настройку усилителя в интернете очень много. Поэтому я ограничусь вложением схемы и моей версии печатной платы.

2.3.2.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи. Питается блок усилителя мощности от двухполярного источника питания напряжением ±50…63В. Выходная мощность усилителя зависит от напряжения питания и числа пар полевых транзисторов (IRFP240+IRFP9240) в выходном каскаде.

2.4. Блок питания и блок охлаждения (Power supply)

2.4.1.Схема

2.4.2.Компоненты

В качестве трансформатора питания можно использовать как готовый, так и самодельный трансформатор мощностью приблизительно 200Вт. Напряжения вторичных обмоток показаны на схеме.

Диодный мост Br2 рассчитан на ток 25А. Конденсаторы C1…C12,С29…С31 должны иметь номинальное напряжение 25В. Конденсаторы C13…C28 должны иметь номинальное напряжение 63В (при напряжении питания ниже 60В), или 100В (при напряжении питания выше 60В). В качестве неполярных конденсаторов лучше использовать пленочные конденсаторы. Все резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт. Терморезистор R5 намазывается термопастой и прикрепляется к радиатору усилителя. Рабочее напряжение вентилятора 12В.

2.4.3.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.

3.Заключительный этап сборки сабвуфера

Скачать файлы к статье

Автор: Григорян Гор (cd4028)

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнотU1-U5 C1-C4, C15, C16, C25-C27, C29, C39-C42 C5-C10, C23, C24, C28, C30, C35-C38 C11-C14, C19-C22, C31-C34 C17, C18 R1, R2 R3, R12 R4, R16-R18 R5, R13-R15 R6, R10, R23, R24, R31, R33, R40, R41, R46, R47 R7, R11, R21, R22, R32, R34, R37, R38, R45, R48 R8, R9, R25, R26, R29, R30, R39, R42, R49, R50 R19, R20, R27, R28, R35, R36, R43, R44 L1-L4 L5-L13 U1 U2, U4 U3 C1-C5, C7-C10, C15-C17, C20, C23 C6 C11-C14 C21, C22 VR1-VR3, VR5 VR4 R1, R3, R4, R6 R2, R10, R11, R13, R14 R5, R8 R7, R9 R12, R15-R17, R20, R22, R26, R27 R18, R25 R19, R21 R23, R24, R30, R31, R33 R28 R29 R32 R34, R35 L1-L8 T1-T4 T5, T9, T11, T12 T7, T8, T10 T13, T15, T17 T14, T16, T18 D1, D2, D5, D7 D3, D4, D6 D8, D9 C1, C21-C24, C30, C31 C2, C3 C4, C8, C11, C17 C5 C6, C7 C9 C10, C16 C12-C14, C29 C15 С18-С20, C25-C27 C28 F1 U1 U2 OP1 D1-D8 Br2 T1 C1, C3, C5, C7, C9, C11, C30 C2, C4, C6, C8, C10, C12, C22, C24, C26, C28, C31 C13, C15, C17, C19, C21, C23, C25, C27 C14, C18 C16, C20 R1, R2 R3 R4 R5 VR1 Tr1 F1 M1
Блок сумматоров
Операционный усилитель

TL074

5 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор10 мкФ14 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор33 пФ14 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор0.1 мкФ12 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор470 мкФ2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

390 Ом

2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

15 кОм

2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

20 кОм

4 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

13 кОм

4 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

68 кОм

10 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

22 кОм

10 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

10 кОм

10 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

22 Ом

8 Поиск в Utsource В блокнот
Катушка индуктивности20x3мм4 20 витков, провод 0.7мм, оправа 3ммПоиск в Utsource В блокнот
Катушка индуктивности100 мГн10 Поиск в Utsource В блокнот
Блок фильтров
Операционный усилитель

TL072

1 Поиск в Utsource В блокнот
Операционный усилитель

TL074

2 Поиск в Utsource В блокнот
Операционный усилитель

NE5532

1 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор0.1 мкФ14 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор15 нФ1 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор0.33 мкФ4 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор82 нФ2 Поиск в Utsource В блокнот
Переменный резистор50 кОм4 Поиск в Utsource В блокнот
Переменный резистор20 кОм1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

6.8 кОм

4 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

4.7 кОм

5 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

10 кОм

2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

18 кОм

2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

2 кОм

8 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

3.6 кОм

2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

1.5 кОм

2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

20 кОм

5 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

13 кОм

1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

36 кОм

1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

75 кОм

1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

15 кОм

2 Поиск в Utsource В блокнот
Катушка индуктивности100 мГн1 Поиск в Utsource В блокнот
Блок усилителя мощности
Биполярный транзистор

2N5551

4 Поиск в Utsource В блокнот
Биполярный транзистор

MJE340

4 Поиск в Utsource В блокнот
Биполярный транзистор

MJE350

3 Поиск в Utsource В блокнот
MOSFET-транзистор

IRFP240

3 Поиск в Utsource В блокнот
MOSFET-транзистор

IRFP9240

3 Поиск в Utsource В блокнот
Выпрямительный диод

1N4148

4 Поиск в Utsource В блокнот
Стабилитрон

1N4742

3 Поиск в Utsource В блокнот
Выпрямительный диод

1N4007

2 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор0.47 мкФ6 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор22мкФ 16В2 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор470 пФ4 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор1 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор470мкФ 16В2 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор47мкФ 25В1 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор220мкФ 100В2 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор22 пФ4 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор0.22 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор330мкФ 100В6 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор0.1 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
Предохранитель10А1 Поиск в Utsource В блокнот
Блок питания и блок охлаждения
Линейный регулятор

LM78L12

1 Поиск в Utsource В блокнот
Линейный регулятор

LM79L12

1 Поиск в Utsource В блокнот
Операционный усилитель

LM324

1 Поиск в Utsource В блокнот
Выпрямительный диод

1N4007

8 Поиск в Utsource В блокнот
Диодный мост

D25SBA60

1 Поиск в Utsource В блокнот
Биполярный транзистор

BC337

1 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор1000 мкФ7 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор0.1 мкФ11 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор6800 мкФ8 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор1 мкФ2 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор0.47 мкФ2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

2.2 кОм

2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

47 кОм

1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

10 кОм

1 Поиск в Utsource В блокнот
Терморезистор47 кОм1 Поиск в Utsource В блокнот
Подстроечный резистор100 кОм1 Поиск в Utsource В блокнот
Трансформатор200 Ватт1 Поиск в Utsource В блокнот
Предохранитель1 Поиск в Utsource В блокнот
Вентилятор1 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

cxem.net

Сабвуфер своими руками для дома

Сабвуфер своими руками для дома — подробная инструкция

Сабвуфер своими руками для дома — точнее будет сказать для домашнего кинотеатра. И хотя у меня не очень большой опыт в изготовлении таких конструкций, тем не менее я решил взяться за его сборку. Тем более, я уже давно планировал приобрести такую вещь, чтобы получать удовольствие от звуковой сцены во время просмотра фильмов.

Для начала я выяснил какая мощность меня наиболее устроит — решил что, учитывая площадь помещения, мне 100 Вт мощности вполне хватит. Затем начал искать подходящие чертежи и необходимый, подходящий мне по всем параметрам динамический излучатель низкой частоты. Тем временем, пока излучатель и фазоинвертор ехал ко мне через почтовые службы, я начал готовить все необходимые для изготовления саба материалы.

Начало сборки

В строительном магазине купил вот такую плиту, толщиной 30мм. Кстати, там же в магазине, за небольшую плату мне ее порезали по размерам. Имеющиеся у меня чертежи предполагали использование МДФ толщиной 19мм, то пришлось немного подкорректировать размеры, для сохранения оригинального внутреннего объема короба.

На этом этапе фиксируем конструкцию несколькими саморезами, для определения неточностей после распиливания, но прошло все нормально, заготовки соответствуют заданным размерам

Теперь нужно разметить точки под фрезеровку установочных мест для динамика и фазоинвертора

Фрезеровка

Подготавливаем фрезер ручного типа, а это фрезы, которые у меня имеются в наличии. Все операции производятся сугубо в домашней мастерской

Чтобы выполнить качественную по фрезеровке, как известно нужен циркуль, которого под рукой не оказалось, поэтому изготовил его самостоятельно из имеющихся в распоряжении материалов

В результате образовалась вот такая конструкция. Именно при помощи этого циркульного приспособления я смогу выполнять вырезание круга диаметром от 55 мм и более

Во время фрезерования, обязательно подключите пылесос

Вот, что получилось на данном этапе

Подгонка динамика

Как раз к этому моменту я получил динамик и фазоинвертор, сделал примерку

Фрезерные работы под установку терминала

Опять примерил

После этого сделал фаску по всему периметру, чтобы не было острых углов

На этом шаге все боковины корпуса посадил на полиэфирную смолу, которая чем то похожа на эпоксидную, но высыхает за полчаса, а затем закрепил длинными саморезами.

Шпатлевание и грунтовка

После этого занялся шпатлеванием ящика, можно конечно было бы замазать только места, где выкручены саморезы, но подумал, что качественнее будет выглядеть, когда весь корпус будет обработан шпатлевкой. Поэтому, большим шпателем прошелся по всем боковинам, в итоге все плоскости стали идеальными. После высыхания, обработал наждачной бумагой, дополнительно прошел еще более мелким составом шпатлевки уже по пластику.

Читайте также:  Активный сабвуфер под сиденье

Когда все это хорошо высохло, опять зашкурил. После шлифовки слоя шпатлевки, чтобы выявить какие-то изъяны, можно применить проявочную пудру. Настает момент грунтовки с последующей сушкой не менее суток, затем снова шлифовка мелкой наждачной бумагой. После этого на корпус нанес слой металика и опять все высушил, когда высохло — покрыл автомобильным лаком. В конечном результате имеем такой вот шикарный корпус!

Вот еще пара ракурсов корпуса

Здесь совсем близко

Примерил динамик в отверстии, все идеально

Демпфирование корпуса

Этот этап заключается в обработке внутренней части ящика антирезонансным материалом, вот, таким как на снимке. В его основу входит фольга обработанная битумным компонентом

Для создания качественного акустического демпфирования, внутри ящика приклеил вот такие пласты — очень плотные

Здесь саб после демпфирования

Монтируем все комплектующие на корпус

Далее нужно было определится какие нужны шипы устанавливать. Однако с такими опорами передвигать сабвуфер не очень удобно, так как можно повредить напольное покрытие. Выход нашелся сам по себе — в мебельном салоне приобрел вот такую металлическую гарнитуру, скорее всего это ручки для чего-то

Смотрится довольно неплохо!

Вообще говоря, изготовление корпуса сабвуфера я практически закончил. Теперь настала время браться за установку усилителя мощности. Сначала я хотел сделать вариант саба активным, то есть скомпоновать все комплектующие внутри ящика, но потом мне эта затея не понравилась. Поэтому принял решение, что усилитель для него будет отдельным блоком

Сборка усилителя

Потому как я имею опыт в сборке усилителей, то решил собрать усик на TDA7294, с включением их по мостовой схеме. Но потом повнимательнее посмотрел характеристику этой микросхемы и почитав отзывы об усилителе собранном на таких чипах и обнаружил, что усилок рассчитан на работу только с восьмиомной нагрузкой

Тогда начал искать более подходящую схему на биполярных транзисторах — остановил свой выбор на усилителе «Ланзар» с выходной мощностью на нагрузке 4 Ом 200Вт, но можно выжать и больше. Принципиальная схема приведена ниже

Для тех, кто намерен повторить этот усилитель, вначале нужно подготовить печатную плату методом ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Немного получилось не так как бы хотелось, но все изъяны можно поправить лаком

Облуживаем дорожки

Устанавливаем все компоненты на плату, здесь нужно быть особенно внимательным, чтобы не сделать ошибки

Фазоинвертор

Учитывая, что сабвуфер работает на низких частотах, то в обязательном порядке нужно установить фильтр низких частот (ФНЧ). В случае наличия на звуковой карте выходного разъема для подключения сабвуфера, тогда ФНЧ можно и не устанавливать. Но я используя приведенную ниже схему фильтра, собрал ее на операционных усилителях. Данная схема предусматривает регулятор уровня громкости звука, регулятор среза, также есть возможность плавной регулировки фазы

Печатная плата ФНЧ

ФНЧ в собранном виде

Для корректной работы фильтра, ему требуется стабилизированное напряжение питания, поэтому собираем стабилизатор по приведенной ниже схеме

Стабилизатор напряжения в собранном виде

Тест усилителя

На этом этапе тестируем работу, на усилителе устанавливаем ток покоя выходного каскада. Ланзар прекрасно работает, хорошее звучание

Проверка ФНЧ показала, что все функционирует в нормальном режиме

Вначале я тестировал усилитель на имеющимся у меня слабеньком трансформаторе ТП-100 с напряжением вторичной обмотки 20v, но этого явно маловато для Ланзара. Поэтому пришлось искать источник питания по мощнее. У знакомого теле-мастера как раз оказался такой — ТС-180, от старого лампового телевизора. Мне оставалось только снять старую вторичную обмотку и намотать свою, из расчета на переменное напряжение 27v

Сделал все без каких либо проблем

Корпус усилителя

Теперь настала очередь изготовления корпуса для усилителя, шасси сделал из небольших алюминиевых уголков

прикинул как станет радиатор

Обшивать каркас будем фанерой, так как дефицитный алюминий я весь использовал на изготовление прежнего усилителя,

Торцы фанеры обрабатываем фрезой

Вид с тыльной стороны

Дальше все уже по знакомой технологии — шпатлевка, шлифовка наждачной бумагой, грунтовка, в общем все так, как и с основным коробом. И в конце корпус покрываем лаком

Здесь показан итоговый результат

Вид с другого ракурса

Смотрим как будет выглядеть со стороны этот комплекс — на мой взгляд, очень даже хорошо!

Монтаж деталей усилителя

Монтируем все в корпусе усилителя и надежно фиксируем

На фильтре низких частот немного подкорректировал регуляторы, то-есть увеличил расстояние между ними, а то было слишком близко относительно друг друга

На днище корпуса усилителя крепим опорные ножки из полиуретана

Упустил из виду пояснить, что в процессе монтажа, установил модуль защиты акустической системы, а индикаторные светодиоды разместил на фронтальной панели. Красный светодиод начинает светиться в случае появления в нагрузке постоянного напряжения, зеленый светодиод светится в течении трех секунд, это обусловлено системой плавного включения усилителя

Заключение

Подводя итог, можно констатировать, что мощности сабвуфера для домашнего кинотеатра вполне хватает, даже слишком! Отличные басы, чувствуется отчетливая напористость и упругость звучания. Абсолютно нет никакого хрипа, и прочих искажений даже близко.

Процесс изготовления сабвуфера своими руками

usilitelstabo.ru

Сабвуфер своими руками: как спроектировать и построить? 60 фото идей и реализации грамотных проектов

В данной статье рассмотрим подробно как сделать сабвуфер своими руками, если нет профессиональных знаний в области электроакустики и нет желания использовать ранее неизвестные и непонятные схемы, хотя конечно немного измерений все же сделать придется.

Что представляет собой сабвуфер и для каких целей он используется?

Сабвуфер в народе называют просто саб, и если переводить это слово дословно, то звучит достаточно забавно – подгавкиватель. В действительности это самый настоящий басовый динамик, отличающийся низкой частотой, оформленный в специальном ящике с крайне сложным устройством.

На сегодняшний день если посмотреть фото сабвуфера своими руками, то можно заметить, что они используются в огромном количестве самых различных мест, начиная от простых бытовых ситуаций, когда он устанавливается дома и заканчивая тем, что сегодня многие используют сабы в своих машинах.

Если удастся найти хороший чертеж сабвуфера и правильно сделать его, то определенно можно браться практически за любой сложности АС, поскольку именно воспроизведение НЧ является одним из самых сложных моментов в мире электроакустики.

Важно лишь, чтобы схема сабвуфера полностью отвечала вашим представлением об идеальной акустике.

Немного о басах

Воспроизведение различных басов в принципе является достаточно трудным процессом. В целом НЧ-участок абсолютно любого спектра имеющихся волн звука различается в зависимости от своего психофизиологического сильного воздействия на несколько областей.

Для того чтобы не ошибиться в выборе басового, по-настоящему качественного динамика, и впоследствии короб для сабвуфера удалось выполнить достаточно быстро, прежде всего необходимо значить их ключевое значение и соответствующие границы.

Глубина

Для различного рода духовых органов в специально отремонтированных для музыкальных инструментов залах существенное влияние на то, каким будет тембр звука, оказывает подбас. Именно для звуков природы и различных техногенных катаклизмов, вроде неожиданных взрывов характерны достаточно сильные подбасовые составляющие.

Стоит отметить, что большинство людей подбасы или не слышат вообще, или же слышат, но не достаточно хорошо. К примеру, если осуществить отфильтровку принципиально разных по характеру имеющихся звуков ядерного взрыва и сильного урагана, вроде торнадо в тропиках от всего, за исключением подбасов, то со стопроцентной уверенностью можно сказать о том, что вряд ли кому-либо из слушателей удастся понять, что же на самом деле происходит.

Именно по этой причине сабвуфер для дома практически все оптимизируют исключительно на мидбас.

Как выбрать динамик?

При выборе обязательно стоит обратить внимание на то, что полный расчет всего акустического оформления всегда производится только по известным параметрам Тиля-Смолла.

При создании хорошего сабвуфера своими силами важно лишь учесть абсолютную добротность головки именно на ее основной резонансной частоте. Связано это с тем, что по ней осуществляется выбор идеального варианта для будущего акустического оформления.

Автосабвуферы

Если вас интересуют автомобильные сабвуферы, то в таком случае стоит иметь обязательно в виду, что их чаще всего устанавливают либо прямо под сиденьем у водителя, либо в отсек багажника.

При размещении вторым вариантом, автосабвуфер может занять достаточно много полезного места, поэтому к нему прибегают не так часто. Однако и в случае размещения сабвуфера под сиденьем возникают некоторые риски, связанные, например с тем, что его достаточно легко в таком случае повредить ногами.

Стоит обратить ко всему прочему особенное внимание на важный момент, заключающийся в том, что в достаточно тесном салоне машины не обойтись без обязательного эффекта маскировки различных шумов.

Именно по этой причине практически все автомобильные сабвуферы оптимизируются преимущественно на подбас.

В завершение стоит отметить, что сделать самостоятельно усилитель для сабвуфера может в принципе любой человек и это будет достаточно забавным занятием, полезным не только для развития мастерства, но и ума.

Фото сабвуфера своими руками

sdelajrukami.ru

Сабвуфер своими руками: как сделать, теория, схемы

Содержание

  1. О компьютерных расчетах
  2. Что это и зачем?
  3. Какой нужен динамик?
  4. Структура системы
  5. Оформление
  6. Автосабвуферы
  7. Проще просто не бывает
  8. Тоже просто
  9. Мощный 6-й порядок
  10. 4-й порядок
  11. Электроника
  12. Как рассчитать сабвуфер?

В этой статье мы посмотрим, как сделать сабвуфер своими руками, не вникая в недра электроакустики, не прибегая к сложным расчетам и тонким измерениям, хотя кое-какие проделать все равно придется. «Без особых сложностей» не значит «тяп-ляп на кирпич, гони, бабка, могарыч». В наши дни на домашнем компьютере можно моделировать очень сложные акустические системы (АС); ссылку на описание этого процесса см. в конце. Но работа с готовым устройством по наитию дает то, чего не получишь никаким прочтением и просмотром – интуитивное понимание сути процесса. В науке и технике открытия на кончике пера совершаются редко; чаще всего исследователь, набравшись опыта, «нутром» начинает понимать, что там к чему, и уж тогда ищет математику, подходящую для описания явления и вывода расчетных инженерных формул. Многие великие с юмором и удовольствием вспоминали свои первые неудачные опыты. Александр Белл, напр., катушки для своего первого телефона пытался поначалу мотать голым проводом: он, музыкант по образованию, просто не знал еще, что проволоку под током нужно изолировать. Но телефон Белл все-таки изобрел.

О компьютерных расчетах

Не думайте, что JBL SpeakerShop или др. программа расчета акустики выдаст вам единственно возможный самый-самый правильный вариант. Компьютерные программы пишутся по устоявшимся проверенным алгоритмам, но нетривиальные решения невозможны только в богословии. «Все знают, что так делать нельзя. Находится болван, который этого не знает. Он-то и делает изобретение» – Томас Альва Эдисон.

SpeakerShop появился не так давно, разработано это приложение весьма основательно и то, что пользуются им очень активно, безусловный плюс как разработчикам, так и любителям. Но чем-то теперешняя ситуация с ним похожа на историю с первыми фотошопами. Кто юзал еще винду 3.11, помните? – тогда по обработке картинок просто с ума сходили. А потом оказалось – чтобы сделать хороший снимок, нужно все-таки уметь фотографировать.

Что это и зачем?

Сабвуфер (попросту – саб) в дословном переводе звучит курьезно: подгавкиватель. Реально же это басовый (низкочастотный, НЧ) динамик, воспроизводящий частоты ниже прим. 150 Гц, в специальном акустическом оформлении, ящике (коробе) достаточно сложного устройства. Сабвуферы применяются и в быту, в напольных высококлассных АС и недорогих настольных, встроенные и в автомобилях, см. рис. Если получится сделать сабвуфер, верно воспроизводящий басы, можно смело браться за любую АС, т.к. воспроизведение НЧ, пожалуй, самый жирный из китов, на которых стоит вся электроакустика.

Сабвуферы разного класса в доме и автомобиле

Компактное НЧ-звено АС сделать много труднее чем СЧ и ВЧ (средне- и высокочастотные) во-первых, из-за акустического короткого замыкания, когда звуковые волны от фронтальной и тыльной излучающих поверхностей динамика (головки громкоговорителя, ГГ) гасят друг друга: длины волн НЧ – метры, и без надлежащего акустического оформления ГГ ничто не мешает им тут же сойтись в противофазе. Во-вторых, спектр искажений звука на НЧ тянется далеко в лучше всего слышимую область СЧ. В сущности любая широкополосная АС есть НЧ-звено, в которое встроены СЧ и ВЧ излучатели. Но к сабу уже с точки зрения эргономики предъявляется дополнительное требование: сабвуфер для дома должен быть как можно компактнее.

Примечание: все виды акустического оформления НЧ ГГ можно разделить на 2 больших класса – одни гасят излучение с тыла динамика, вторые переворачивают его по фазе на 180 градусов (оборачивают фазу) и переизлучают с фронта. Сабвуфер, в зависимости от свойств ГГ (см. далее) и требуемого вида его амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) может быть построен по схеме того или иного класса.

Направление на звуки ниже 150 Гц человек различает очень плохо, поэтому в обычной жилой комнате саб можно поставить в общем где угодно. СЧ-ВЧ АС (сателлиты) акустики с сабвуфером получаются очень компактными; их расположение в комнате возможно подобрать оптимальным для данного помещения. Современное жилье избытком площади и хорошей собственной акустикой, мягко говоря, не отличается, и «приткнуть» в нем правильно хотя бы пару хороших широкополосных колонок возможно отнюдь не всегда. Поэтому изготовление сабвуфера самостоятельно позволяет не только сэкономить весьма солидную сумму денег, но и получить все-таки чистый, верный звук в этой вот хрущевке, брежневке или современном новострое. Особенно эффективен сабвуфер в системах полнообъемного звука, т.к. ставить 5-7 колонок на полную полосу каждая это уж чересчур и для самых «навороченных» пользователей.

Басы

Воспроизведение басов сложно не только технически. Узенький в общем-то НЧ участок всего спектра звуковых волн неоднороден по своему психофизиологическому воздействию и разделяется на 3 области. Чтобы правильно подобрать басовый динамик и сделать короб для сабвуфера своими руками, нужно знать их границы и значение:

  • Верхний бас (UpperBass) – 80-(150…200) Гц.
  • Средний бас или мидбас (MidBass) – 40-80 Гц.
  • Глубокий бас или подбас (SubBass) – ниже 40 Гц.
Верха

Технически воспроизведение верхних басов сложностей не представляет, но, во-первых, спектр искажений звука на верхнем басе тянется в хорошо слышимые СЧ дальше всего. Во-вторых, самый специализированный басовый динамик по верхам воспроизводит частоты до 500-1000 Гц. «Просочившиеся» к нему после расфильтровки «хвостики» СЧ будут излучаться из одной точки и подпортят стереоэффект либо эффект объемности. Чтобы исключить акустическое слияние (акустическую связь) стереоканалов по СЧ в сабвуфере электрической расфильтровкой, нужны фильтры с крутизной спада АЧХ в полосе непропускания 40 дБ на октаву и более. Однако сохранить при этом линейной фазочастотную характеристику (ФЧХ) фильтра очень трудно и современными цифровыми методами, а нелинейность ФЧХ вызывает искажения, плохо различимые непосредственно на слух, но резко ухудшающие субъективное восприятие звука; Hi-Fi отнюдь не сводится только к формальным параметрам. Поэтому хороший сабвуфер должен делать еще и акустическую расфильтровку на верхних басах, подавляя паразитное СЧ излучение динамика до его выхода наружу.

Середина

На мидбасах главная задача при создании сабвуфера – обеспечить в минимальном объеме ящика наивысшую отдачу ГГ, заданную форму АЧХ и ее максимальную равномерность (гладкость). АЧХ, в сторону низших частот близкая к прямоугольной, дает мощный, но жестковатый бас; АЧХ, равномерно падающая – чистый и прозрачный, но слабее. Выбор той или иной зависит от характера прослушиваемого: рокерам нужен звук «злее», а для классики нежнее. В том и другом случае большие провалы и всплески на АЧХ портят субъективное восприятие при формально одинаковых техпараметрах звука.

Глубина

ФИ

Фазоинвертор (ФИ) с трубой (поз. 3) не так давно был едва ли не самым распространенным типом акустического оформления, но сейчас вытесняется глубокими щелями (см. ниже). Главное достоинство ФИ – способность увеличить отдачу ГГ на частотах ниже резонансной; для начинающего любителя – возможность постройки «на глазок» и настройки на слух изменением длины трубы. Еще – по размерам ФИ на мидбас можно «обжать» едва ли не до габаритов динамика, но это, пожалуй, и все. Минусы – ставить в ФИ можно только низкодобротные ГГ, т.к. его собственная АЧХ принципиально с провалом. АЧХ ФИ в сторону частот ниже низшей воспроизводимой падает очень круто, поэтому в сабвуфере выжать из ФИ сколько-нибудь приемлемый подбас или невозможно, или габариты ФИ окажутся сравнимы с таковыми закрытого ящика. Паразитные СЧ ФИ подавляет максимум наполовину, т.к. в нем ничто не мешает динамику излучать их с фронта. Пытаться увеличить эквивалентный объем ФИ звукопоглощающим заполнением нельзя, т.к. через порт (наружное устье трубы) проходят потоки воздуха и термодинамика ФИ совсем не та, что у закрытого ящика. Это, кстати, касается всех АС, в которых внутренний объем сообщается с атмосферой.

Примечание: во всем равнозначен ФИ пассивный излучаетель (ПИ) – вместо трубы с портом ставят басовый динамик без магнитной системы и с грузиком вместо катушки. «Безнастроечных» методик расчета ПИ нет, потому и в промышленном производстве ПИ редкое исключение. Если у вас завалялся сгоревший басовый динамик, можете поэкспериментировать – настройка осуществляется изменением веса груза. Но учтите – активным ПИ лучше не делать по той же причине, что и закрытый ящик.

О глубоких щелях

Акустику с глубокими щелями (поз. 4, 6, 8-10) отождествляют то с ФИ, то с лабиринтом, но на самом деле это самостоятельный тип акустического оформления. Преимуществ у глубокой щели масса:

  • Точный расчет на компьютере возможен любительский в домашних условиях.
  • Обшитая звукопоглотителем, полностью поглощает паразитные СЧ.
  • Правильно рассчитанная, на мидбасе действует как акустический затвор (четвертьволновый лабиринт, ЧВ-лабиринт) с большим затуханием.
  • По причине в пред. пункте возможно акустическое демпфирование и увеличение эквивалентного объема поглощающим заполнением.
  • На подбасах может работать как полуволновый лабиринт (ПВ-лабиринт), увеличивая отдачу ГГ.
  • Возможно построение АС с глубокой щелью под ГГ с любым значением добротности.

Недостаток у глубокой щели всего один, и то для начинающих: ненастраиваема после сборки. Как сделано, так и петь будет.

Об антиакустике

Избыточная звукопоглощающая обшивка сабвуфера

Любые резонирующие полости в АС с выходом в атмосферу заполнять синтепоном нельзя. Напр., в случае на рис. справа коэффициент увеличения объема будет где-то 1,15-1,30, но какой точно? Определить без специальных измерений готовой АС невозможно. Однако глушить сабвуфер внутри совершенно необходимо для подавления паразитных СЧ и призвуков от вибраций корпуса. Традиционно это делали войлочной обивкой, но теперь есть поверхностные антиакустики много лучше. Первый – карпет, которым обшивают салон и багажник автомобиля, он специально разработан для этого. А полноценная замена войлока – тонкий (бельевой) флис пушистой стороной внутрь полости.

Бандпассы

BandPass в переводе проход полосы, так называют АС без прямого излучения звука в пространство. Это значит, что АС типа бандпасс не излучают СЧ вследствие внутренней акустической его отфильтровки: динамик ставят в перегородку между резонирующими полостями, сообщающимися с атмосферой портами труб или глубоких щелей. Бандпасс – специфическое для сабвуферов акустическое оформление и для полностью раздельных АС не применяется.

Бандпассы разделяют по величине порядка, а порядок бандпасса равен числу его собственных резонансных частот. Высокодобротные ГГ ставят в бандпассы 4-го порядка, где просто организовать акустическое демпфирование (поз. 5); низко- и среднедобротные – в бандпассы 6-го порядка. Ощутимой разницы в качестве звука между теми и теми, вопреки распространенному убеждению, нет: уже на 4-м порядке достигается сглаживание АЧХ на НЧ до 2 дБ и менее. Разница между ними для любителя в основном в сложности настройки: чтобы точно настроить 4-й бандпасс (см. далее) придется двигать перегородку. Что касается бандпассов 8-го порядка, то еще 2 резонансные частоты у них получаются вследствие акустического взаимодействия тех же 2-х резонаторов. Поэтому 8-е бандпассы иногда называют бандпассами 6-го порядка класса В.

Примечание: идеализированные АЧХ на НЧ для некоторых типов акустического оформления показаны на рис. красным. Зеленым пунктиром – идеальная АЧХ с точки зрения психофизиологии слуха. Откуда видно, что работы в электроакустике еще хватает и хватает.

Амплитудно-частотные характеристики одной и той же головки громкоговорителя в различном акустическом оформлении

Автосабвуферы

Автомобильные сабвуферы ставят обычно или в грузовой отсек, или под сиденье водителя, или за спинку заднего сиденья, поз. 1-3 на рис. В первом случае короб отнимает полезный объем, во втором саб работает в тяжелых условиях и может быть поврежден ногами, в третьем – не всякий пассажир сможет вытерпеть мощный бас прямо возле ушей.

Автомобильные сабвуферы

В последнее время автомобильный сабвуфер все чаще делают типа стелс (stealth), встроенным в нишу заднего крыла, поз. 4 и 5. Подбаса достаточной мощности добиваются, применяя специальные автодинамики диаметром 12” с жестким диффузором, мало подверженным мембранному эффекту, поз. 5. Как сделать сабвуфер для автомобиля путем отформовки крыльевой ниши, см. след. видео.

Видео: автомобильный савбуфер «стелс» своими руками

Проще просто не бывает

Очень простой сабвуфер, не требующий отдельного басового усилителя, можно сделать по схеме с независимыми излучателями звука (ИЗ), см. рис. Фактически это две канальных НЧ ГГ, помещенные в общий длинный корпус, устанавливаемый горизонтально. Если длина короба сопоставима с расстоянием между сателлитами или шириной экрана телевизора, «расплывание» стерео мало заметно. Если же прослушивание сопровождается просмотром, то и вовсе незаметно благодаря непроизвольной зрительной коррекции локализации источников звука.

Схемы сабвуферов с независимыми излучателями

По схеме с независимыми ИЗ можно сделать отличный сабвуфер для компьютера: ящик с динамиками помещают в дальнем верхнем углу под столешницей. Полость под ней – резонатор, настроенный на очень низкую частоту, и от небольшой коробочки прорезается неожиданно хороший подбас.

ФИ для сабвуфера с независимыми ИЗ можно рассчитать в спикершопе. При этом эквивалентный объем Vts берут вдвое больше против измеренного, резонансную частоту Fs в 1,4 раза ниже, а полную добротность Qts в 1,4 раза больше. Материал короба, как и везде далее – МДФ от 18 мм; на мощность сабвуфера от 50 Вт – от 24 мм. Но лучше поместить динамики в закрытый ящик, его в данном случае можно сделать без расчета: длину по внутри берут по месту установки в пределах от 0,5 м (для компьютера) до 1,5 м (для большого телевизора). Поперечное сечение короба по внутри определяется исходя из диаметра диффузора динамиков:

  • 6” (155 мм) – 200х200 мм.
  • 8” (205 мм) – 250х250 мм.
  • 10” (255 мм) – 300х300 мм.
  • 12” (305 мм) – 350х350 мм.

В самом худшем случае (подстольный компьютерный саб на 6” динамиках) объем короба будет 20 л, а эквивалентный с заполнением – 33-34 л. При мощности УМЗЧ до 25-30 Вт на канал этого хватит, чтобы получить приличный мидбас.

Фильтры

LC-фильтры в данном случае лучше использовать типа K. Для них нужно больше катушек, но в любительских условиях это несущественно. У K-фильтров малое затухание в полосе непропускания, 6 дБ/окт на звено или 3 дБ/окт на полузвено, зато абсолютно линейная ФЧХ. Кроме того, при работе от источника напряжения (каковым с большой точностью является УМЗЧ), K-фильтр мало чувствителен к изменениям импеданса нагрузки.

На поз. 1 рис. даны схемы звеньев K-фильтров и расчетные формулы для них. R для НЧ ГГ берется равным ее импедансу Z на частоте среза ФНЧ 150 Гц, а для ФВЧ равным импедансу сателлита z на частоте среза ФВЧ 185 Гц (формула [1] на поз. 6). Определяются Z и z по схеме и формуле на рис. выше (со схемами измерений). Рабочие схемы фильтров даны на поз. 2. Если вам больше по душе докупить конденсаторов, а не мотать катушки, точно такие же по параметрам можно составить из П-звеньев и полузвеньев.

Данные и схемы для изготовления фильтров простого сабвуфера с независимыми излучателями

Затухание ФНЧ в полосе непропускания 18 дБ/окт, а ФВЧ 24 дБ/окт. Такое откровенно нетривиальное соотношение оправдано тем, что сателлиты разгружаются от НЧ и дают звук чище, а отраженный от ФВЧ остаток НЧ отправляется на НЧ динамики и делает басы глубже.

Данные к расчету катушек фильтров даны на поз. 3. Располагать их нужно взаимно перпендикулярно потому, что K-фильтры работают без магнитной связи между катушками. При расчете задаются размерами катушки и по найденной в порядке расчета фильтра индуктивности определяют количество витков. Затем с помощью коэффициента укладки находят диаметр провода в изоляции, он должен получиться не менее 0,7 мм. Выходит меньше – увеличиваем размеры катушки и пересчитываем.

Настройка

Настройка данного сабвуфера сводится к выравниванию громкостей басовиков и сателлитов на соотв. частотах среза. Для этого сначала готовят комнату к акустическим измерениям, как описано выше, и тестер с мостом и трансформатором. Далее понадобится конденсаторный микрофон. Для компьютерного придется сделать какой-нибудь микрофонный усилитель (МУС) с подачей смещения на капсюль, т.к. обычная звуковая карта не может одновременно принимать сигнал и эмулировать ГЗЧ, поз. 4. Если найдется конденсаторный микрофон со встроенным МУС, хотя бы старенький МКЭ-101, отлично, его выход подключают прямо к первичной (меньшей) обмотке трансформатора. Процедура измерений несложна:

  1. Микрофон закрепляют напротив геометрического центра сателлитов на расстоянии по горизонтали 1-1,5 м.
  2. Отключают от УМЗЧ сабвуфер и подают сигнал 185 Гц.
  3. Записывают показания вольтметра.
  4. Ничего не меняя в комнате, отключают сателлиты, подключают саб.
  5. Подают на УМЗЧ сигнал 150 Гц, записывают показания тестера.

Теперь нужно рассчитать выравнивающие резисторы. Выравнивают громкости, приглушая более громкие звенья по последовательно-параллельной схеме (поз. 5), т.к. необходимо сохранить неизменными по модулю найденные ранее значения Z и z. Расчетные формулы для резисторов даны на поз. 6. Мощность Rг – не менее 0,03 от мощности УМЗЧ; Rд – любая от 0,5 Вт.

Тоже просто

Еще вариант простого, но уже настоящего сабвуфера – со спаренной НЧ ГГ. Спаривание НЧ динамиков – очень эффективный способ повысить класс их звучания. Конструкция сабвуфера на спарке старых 10ГД-30 дана на рис. ниже.

Конструкция простого сабвуфера

Оформление – весьма совершенное, бандпасс 6-го порядка. Басовый усилитель – на TDA1562. Можно использовать и другие высокодобротные ГГ с относительно небольшим ходом диффузора, тогда, возможно, придется делать настройку подбором длины труб. Производится она по контрольным частотам 63 и 100 Гц след. образом (контрольные частоты не являются резонансными акустической системы!):

  • Готовят комнату, микрофон и приборы, как описано выше.
  • Подают на УМЗЧ попеременно 63 и 100 Гц.
  • Изменяют длины труб, добиваясь разницы показаний вольтметра не более 3 дБ (в 1,4 раза). Для гурманов – не более 2 дБ (в 1,26 раза).

Настройка резонаторов взаимозависима, поэтому трубы нужно двигать согласно: выдвинул короткую, на столько же, пропорционально ее исходной длине, задвинул длинную. Иначе можно вовсе расстроить систему: пик оптимума настройки у 6-го бандпасса очень острый.

Далее по точкам через 10 Гц снимают АЧХ саба в диапазоне 20-200 Гц. Провалы/всплески допустимы не более тех же значений. Тут возможны такие варианты:

  1. Провал между 63 и 100 Гц – перегородку нужно сдвинуть в сторону большего резонатора.
  2. Провалы по обе стороны 100 Гц – перегородку сдвигают в сторону меньшего резонатора.
  3. Всплеск ближе к 63 Гц – нужно увеличить диаметр длинной трубы на 5-10%
  4. Всплеск ближе к 100 Гц – то же, но для короткой трубы.

После любой из подгоночных процедур делается перенастройка сабвуфера. Для ее удобства полную сборку на клею вначале не делают: перегородку плотно примазывают пластилином, а одну из боковых стенок ставят на двухсторонний скотч. Следите, чтобы не было щелей!

Готовая и самодельная трубы для резонаторов акустических систем

Трубы для резонаторов

Готовые коленчатые трубы для акустики продаются в музыкальных и радиомагазинах. Телескопическую акустическую трубу можно сделать своими руками из обрезков пластиковых или картонных труб. В том и другом случае поперек внутреннего устья нужно прочно приклеить 2 отрезка лески: один внатяг, другой выступающей наружу петлей, см. рис. справа. Если трубу нужно раздвинуть, на тугую леску давят карандашом и т.п. Если укоротить – тянут за петлю. Настройка резонатора с трубой таким образом ускоряется во многие разы.

Мощный 6-й порядок

Чертежи бандпасса 6-го порядка под 12” ГГ даны на рис. Это уже солидная напольная конструкция на мощность до 100 Вт. Настраивается, как и предыдущая.

Чертежи сабвуфера бандпасс 6-го порядка под 12? динамик

4-й порядок

Вдруг в вашем распоряжении окажется 12” высокодобротная ГГ, на ней можно будет сделать бандпасс 4-го порядка того же качества, но более компактный, см. рис; размеры в см. Однако настроить его будет намного сложнее, т.к. вместо манипуляций с трубой большего резонатора придется сразу же двигать перегородку.

Сабвуфер бандпасс 6-го порядка под 12? динамик

Электроника

К басовому УМЗЧ для сабвуфера предъявляется то же, что и к фильтрам, требование полной линейности ФЧХ. Удовлетворяют ему УМЗЧ, выполненные по мостовой схеме, она же на порядок снижает нелинейные искажения интегральных УМЗЧ с не комплементарным выходом. УМЗЧ для сабвуфера мощностью до 30 Вт можно собрать по схеме на поз. 1 рис; 60-ваттный по схеме на поз. 2. Активный сабвуфер удобно делать на одной микросхеме 4-канального УМЗЧ TDA7385: пару каналов пускают на сателлиты, а другие два включают по мостовой схеме на саб, или же, если он с независимыми ИЗ, пускают на басовики. TDA7385 удобна и тем, что для всех 4-х каналов у нее общие входы функций St-By и Mute.

Схемы модулей (блоков) электроники для систем озвучивания с сабвуферами

По схеме на поз. 3 получается хороший активный фильтр для сабвуфера. Усиление его нормирующего усилителя регулируется переменным резистором на 100 кОм в широких пределах, поэтому в большинстве случаев отпадает довольно-таки муторная процедура выравнивания громкостей саба и сателлитов. Сателлиты в таком варианте включаются без ФВЧ, а в усилители СЧ-ВЧ встраивают потенциометры предустановки громкости со шлицами под отвертку.

На поз. 4 дана схема одного канала высококачественного УМЗЧ для сателлитов. Мощность, в зависимости от напряжения питания – до 25 Вт. Обратите внимание, что общие провода сигнальные и питания разделены и между ними включен антипаразитный резистор R8. Его подбирают по минимуму коэффициента нелинейных искажений КНИ; предельно допустимое значение – 56 Ом.

Как рассчитать сабвуфер?

Возможно, вам захочется рассчитать щелевой саб с нуля, а не возиться с перенастройкой сабвуферов-прототипов под свой динамик. В таком случае пройдите по ссылке: http://cxem.net/sound/dinamics/dinamic98.php. Автор, надо отдать ему должное, сумел на уровне «для чайников люминевых» объяснить, как с помощью современных софтов рассчитать и сделать высококлассный сабвуфер. Однако в большом деле не без промашки, поэтому, изучая источник, имейте в виду:

  • Неправильный и правильный способы измерения эквивалентного объема головки громкоговорителя

    Снимать данные измерений для вычисления полной добротности по п. 1.1.2.1 в источнике нужно в специально подготовленном помещении, см. выше.

  • По п. 1.1.2.3 – измерять эквивалентный объем ГГ излучением в ящик со щелью (трубой?) как показано там на рис., недопустимо. Получите цену на дрова в бухте Тикси в разгар течки у самок белого медведя. Испытываемая ГГ должна излучать в герметичный не резонирующий ящик, см. рис. справа. Дома его несложно и недорого склеить на ПВА из пенопласта от 20 мм. Отход материала на швы при разборке будет чуть-чуточный и листы еще пойдут в дело на утепление или куда-то еще.
  • При всем уважении к автору, обивать саб внутри ватином это даже не вчерашний день. Ватин ни сегодня, ни вчера, и вообще никогда не был хорошим звуко- и вибропоглощающим материалом. О внутренней антиакустической обшивке сабвуфера см. выше.

И все-таки…

Самому сделать саб дело увлекательное, полезное для развития ума и мастерства, к тому же хороший басовый динамик стоит раза в полтора дешевле пары классом ниже. Однако на контрольных прослушиваниях и матерые эксперты, и случайные слушатели «с улицы» при прочих равных условиях однозначно отдают предпочтение системам озвучивания с полным разделением каналов. Так что прикиньте сначала: а не придется ли вам все-таки по рукам и кошельку пара раздельных колонок?

lenpas.ru


Смотрите также